柴油機運行過程中,因工況切換及高壓油泵和噴油器的工作特性易導(dǎo)致軌壓控制滯后和異常波動,影響噴油控制精度,降低發(fā)動機的工作性能。設(shè)計了一種高壓共軌柴油發(fā)動機軌壓控制算法,該控制算法以共軌管燃油流量守恒為基礎(chǔ),采用基于增益調(diào)度的PID控制算法對發(fā)動機全工況下軌壓統(tǒng)一處理控制。利用Matlab/Simulink對軌壓控制算法建模仿真并生成代碼,集成下載到自主研制的高壓共軌發(fā)動機控制器中,完成了發(fā)動機臺架試驗。臺架試驗結(jié)果表明:在起動和穩(wěn)態(tài)工況下,軌壓波動差值控制在±2.0 MPa以內(nèi);在動態(tài)工況下,軌壓波動差值控制在±3.0 MPa以內(nèi)。該軌壓控制算法具有良好的跟隨性和響應(yīng)速度,提高了軌壓控制精度,能夠滿足高壓共軌發(fā)動機軌壓控制要求。 

【文章來源】：車用發(fā)動機. 2020,(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

高壓共軌系統(tǒng)原理圖

根據(jù)高壓泵和IMV閥的工作特征,軌壓控制以PWM控制輸出周期和占空比作為控制量,采用前饋控制和PID閉環(huán)控制相結(jié)合的方法,在發(fā)動機全工況下控制共軌管的反饋軌壓與命令壓力保持一致。在發(fā)動機起動初期,采用開環(huán)控制,IMV閥完全打開,迅速建立軌壓。待軌壓大于目標值后,進入閉環(huán)控制,基本控制算法見圖2。首先通過發(fā)動機轉(zhuǎn)速和命令油量查命令軌壓三維MAP表,通過命令軌壓與反饋軌壓差采用PID控制獲得燃油流量,與前饋燃油量相加獲得總噴油量,根據(jù)總?cè)加土髁哭D(zhuǎn)換電流值,再根據(jù)電流值計算PWM控制周期和占空比。忽略共軌管因內(nèi)部壓力變化而引起體積變化的影響,可認為共軌管是一個固定體積的容積,共軌管的壓力值由流入和流出共軌管的燃油流量決定[10],因此采用控制燃油流量的方法實現(xiàn)軌壓的動態(tài)變化調(diào)整。燃油流量計算見式(1),當發(fā)動機正常運行時,燃油流量通過前饋和反饋共同計算獲得。當發(fā)動機燃油系統(tǒng)出現(xiàn)故障時進入跛行回家模式,無法形成閉環(huán)計算,將前饋燃油量作為需求噴油量。在發(fā)動機起動模式下,需要迅速建立軌壓,起動燃油量為標定常量。在停機模式下,燃油流量為0。

為了能夠讓發(fā)動機工作在最佳狀態(tài),在不同的運行工況下對軌壓的需求不一樣,在起動初期需要迅速建立軌壓,在高轉(zhuǎn)速高負荷下,需要高壓增加霧化效果,降低噴油時長。命令軌壓值主要與發(fā)動機轉(zhuǎn)速、噴油量和燃油溫度等因素有關(guān)。首先根據(jù)噴油量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速查詢當前軌壓基本命令值,再根據(jù)噴油量和燃油溫度獲得軌壓補償值,將軌壓基本命令值和軌壓補償值進行相加獲得基非限幅軌壓,非限幅軌壓經(jīng)過命令軌壓變化率限值后,再經(jīng)過最大和最小值限幅,最終獲得命令軌壓值(見圖3)。2.2 帶前饋的PID控制器結(jié)構(gòu)

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]基于需求轉(zhuǎn)矩的高壓共軌柴油機噴油量的控制策略[D]. 李子競.吉林大學(xué) 2016
[4]基于Simulink的柴油機高壓共軌噴油系統(tǒng)建模與仿真[D]. 朱婉.合肥工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3549652