高压共轨柴油机起动与判缸控制策略研究

论文摘要

柴油机高压共轨燃油喷射系统是一种柔性可控的喷油系统,是我国柴油机企业为满足国3以上排放限值的重要技术,而目前该技术仍掌握在国外大公司的手中。系统地研究与开发柴油机高压共轨燃油喷射系统是非常必要的。因此,为建立柴油机高压共轨燃油喷射系统的控制策略,论文重点研究了柴油机高压共轨燃油喷射系统的冷启动与判缸策略。众所周知,常规柴油机冷起动困难,低温起动时有较高的有害排放水平,而高压共轨系统能够在不同的起动状态采用不同的控制策略,改善起动性能,减少冷启动的有害排物。如何精确和快速地判缸成功是内燃机正常运行的前提,它是电控柴油机正常运行的必要条件,另外,由于判缸信号可能会出现错误或故障,因此,必须考虑在信号故障模式下的判缸的补救措施,以提高电控柴油机的可靠性。通过对现代柴油机电控技术与传统控制技术的比较,以及对起动和判缸控制技术应用现状的分析,介绍了柴油机高压共轨控制系统的起动和判缸控制策略及优点；针对发动机存在冷机起动、暖机起动、热机起动三种起动状态,起动控制策略选择不同的起动转速和起动扭矩,并在起动成功前后采用不同的控制策略；由于发动机运行环境恶劣,传感器信号可能出现失真、信号沿增多、缺失等故障,因此,为了提高内燃机的可靠性提出了内燃机在曲轴和凸轮轴传感器信号正常条件下的判缸策略和传感器信号故障模式下的判缸控制策略,并就传感器故障模式的确定做了分析,同时提出了在处理传感器信号时为减少相位误差所采用的控制技术。并采用ETAS公司的ASCET软件对起动和判缸控制策略进行了仿真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 发动机电控技术的发展
• 1.2.1 柴油机高压共轨技术的研究意义
• 1.2.2 柴油机高压共轨研究的现状
• 1.3 柴油机起动和判缸控制策略研究现状
• 1.3.1 国内外起动控制系统研究
• 1.3.2 国内外判缸控制策略的研究
• 1.4 本论文主要研究内容
• 第二章 柴油机高压共轨电控燃油喷射系统的介绍
• 2.1 柴油机高压共轨电控燃油喷射系统的组成
• 2.1.1 高压油泵
• 2.1.2 高压油轨
• 2.1.3 电控喷油器
• 2.1.4 高压油管
• 2.2 柴油机高压共轨电控燃油喷射系统的控制内容
• 第三章 起动控制策略的设计与仿真
• 3.1 起动系统分析
• 3.1.1 常规柴油机起动存在的问题
• 3.1.1.1 油粘度
• 3.1.1.2 起动蓄电池
• 3.1.1.3 压缩终了温度和压力
• 3.1.1.4 喷油量的质量分布
• 3.1.1.5 喷油贯穿度
• 3.1.2 改善起动性能的措施
• 3.2 软件开发工具
• 3.2.1 软件开发工具选择
• 3.2.2 ETAS公司的ASCET简介
• 3.2.3 ETAS的V模式开发系统开发流程介绍
• 3.3 起动控制策略的设计
• 3.3.1 起动状态监控
• 3.3.2 起动扭矩计算
• 3.4 本章小结
• 第四章 判缸传感器的介绍和控制逻辑的设计与仿真
• 4.1 判缸传感器的介绍及信号处理
• 4.1.1 曲轴传感器结构及原理
• 4.1.2 凸轮轴传感器结构及原理
• 4.1.3 传感器信号的处理
• 4.2 判缸原理的逻辑分析和仿真
• 4.2.1 判缸原理
• 4.2.1.1 传感器信号有效性的判定
• 4.2.1.2 曲轴位置的确定
• 4.2.1.3 凸轮轴相位的确定
• 4.2.2 判缸模式的确定
• 4.2.3 故障模式下的判缸
• 4.2.4 仿真结果
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 今后工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A:攻读硕士期间所发表的学术论文
• 附录B:参量一览表