車用高壓共軌柴油機(jī)燃油系統(tǒng)控制及故障監(jiān)控策略研究.pdf

1、電控高壓共軌柴油機(jī)作為節(jié)能環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī),在節(jié)能與環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)的今天,已成為車用發(fā)動(dòng)機(jī)的一種必然選型。其噴油控制與故障監(jiān)控策略的研究,對(duì)提高燃油噴射控制精度、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)、提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性以及優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以國(guó)家863項(xiàng)目“新一代轎車用節(jié)能環(huán)保高效內(nèi)燃機(jī)研發(fā)”和國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“清潔節(jié)能乘用車柴油動(dòng)力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”等科研項(xiàng)目為依托,在廣泛查閱相關(guān)文獻(xiàn)以及借鑒國(guó)外同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上

2、,對(duì)高壓共軌柴油機(jī)燃油系統(tǒng)控制與故障監(jiān)控策略進(jìn)行了系統(tǒng)深入地研究。
　　 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)包括:
　　 (1)在詳細(xì)論證和分析高壓共軌柴油機(jī)上傳感器與執(zhí)行器特性的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于新一代90納米32位PowerPC5600系列MPC5634微控制器為核心的電控系統(tǒng)硬件平臺(tái)；建立了基于組件分層模型的軟件體系結(jié)構(gòu),詳細(xì)論述了各層功能及相互關(guān)系。為控制策略實(shí)現(xiàn)建立了良好的軟硬件平臺(tái)。
　　 (2)采用一種新的長(zhǎng)齒與短齒

3、相結(jié)合的4+4齒盤形狀凸輪軸,利用模式匹配方法快速實(shí)現(xiàn)位置同步,當(dāng)凸輪軸或曲軸發(fā)生故障時(shí),分別采用測(cè)試噴射與模式識(shí)別方法完成“跛行回家”控制下的位置同步；使用置信區(qū)間預(yù)估方法對(duì)曲軸和凸輪軸信號(hào)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)正確性檢測(cè)；對(duì)不同工況下柴油機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算策略進(jìn)行了討論。提出的模式匹配方法可在180度曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)位置同步。
　　 (3)提出了基于遺傳算法的非線性 PID共軌壓力控制新方法,增加了積分分離與軌壓預(yù)控制技術(shù),給出了共軌壓力在不

4、同柴油機(jī)工況下的控制策略和實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)現(xiàn)了在不同工況下對(duì)不同共軌壓力變化的最佳控制,使軌壓的控制偏差在1.5％以內(nèi)。
　　 (4)提出了基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算噴射油量的新方法；建立了基于6次噴射的噴射協(xié)調(diào)控制模型；對(duì)各次噴射的噴射時(shí)長(zhǎng)與噴射提前角,采用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)定再加環(huán)境因素修正的計(jì)算策略；利用自行設(shè)計(jì)的通用標(biāo)定軟件對(duì)控制策略中的脈譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)定。
　　 (5)針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障監(jiān)控提出了基于分層模式的新思路,討論了各層監(jiān)控的

5、內(nèi)容,針對(duì)每層中的典型故障,給出了監(jiān)控策略和具體實(shí)現(xiàn)方法,建立了完善的發(fā)動(dòng)機(jī)故障監(jiān)控體系。
　　 (6)對(duì)診斷出的故障在故障管理系統(tǒng)下集中管理；引入故障去抖與自愈概念,論述了基于時(shí)間與事件的去抖和自愈策略；引入函數(shù)標(biāo)識(shí)碼概念,采用建立故障禁止列表、函數(shù)標(biāo)識(shí)碼沖突列表與動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)列表的方法,實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)故障下的跛行控制；為了能與車用故障診斷議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,按照 OBD排放法規(guī)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)了故障信息的存貯與讀取方法。