共轨柴油机轨压控制方法、系统、共轨柴油机及存储介质技术方案

技术编号:32290272 阅读:61 留言:0更新日期:2022-02-12 19:59
本发明专利技术公开了一种共轨柴油机轨压控制方法、系统、共轨柴油机及存储介质,包括:高压油泵模型:根据高压油泵结构和柱塞泵脉冲式泵油的特征及其进油比例阀的特性,建立高压油泵供油规律模型找出高压油泵出油流量和压力的变化关系;喷油特性模型:根据柴油机转速、扭矩等外部需求及柴油机本身的基本参数,建立共轨管出油规律特性模型;共轨管油量平衡模型:根据油量平衡法共轨管进油规律和出油规律尽可能的相平衡即可抵消系统本身的扰动对轨压的影响,通过调节共轨管的进油规律以适应共轨管出油量的变化来控制轨压波动。本发明专利技术解决了大部分轨压控制算法都不能通过参数优化实现的轨压控制过程中系统本身引起的轨压波动。压控制过程中系统本身引起的轨压波动。压控制过程中系统本身引起的轨压波动。

【技术实现步骤摘要】
共轨柴油机轨压控制方法、系统、共轨柴油机及存储介质


[0001]本专利技术属于柴油机控制
,具体涉及一种共轨柴油机轨压控制方法、系统、共轨柴油机及存储介质。

技术介绍

[0002]共轨柴油机是当前研究的主要方向,它以高效、稳定的喷射压力,灵活的喷射相位,精确的喷油量被各柴油机厂商广泛使用,但是自主研发共轨柴油机的性能参差不齐,轨压稳定性是共轨柴油机控制技术的关键,影响柴油机的整体性能。在严苛的排放要求和新一轮能源危机的影响下,采用新能源和优化柴油机性能成为大功率柴油机的两大发展方向,轨压稳定性控制成了改善柴油机性能的最后一根救命稻草。
[0003]轨压控制策略的研究多以闭环控制为研究和优化目标,应用各种优化PID、神经网络、滑模、蚁群及遗传等算法来实现轨压的闭环跟踪,且不讨论先进的理论和算法对CPU计算能力的高要求,这些算法不能在根本上解决轨压控制与喷油量之间的耦合关系。因高压油泵供油的特殊性和多缸分布式喷油的特点,柴油机在工作过程中不可避免的产生脉冲式波动,而这种固有波动不能消除,且影响闭环控制效果使闭环控制参数的可优化范围变得狭窄而敏感,从而影响轨压控制的稳定性。
[0004]因此,有必要开发一种新的共轨柴油机轨压控制方法、系统、共轨柴油机及存储介质。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种共轨柴油机轨压控制方法、系统、共轨柴油机及存储介质,,以油量平衡法来实现轨压控制的解耦。
[0006]第一方面,本专利技术所述的一种共轨柴油机轨压控制方法,包括以下步骤:建立高压油泵模型M2,通过高压油泵模型M2计算出供油特性曲线P2,该供油特性曲线P2为高压油泵的出油流量和压力的变化关系;建立喷油特性模型M1,将柴油机的转速、扭矩需求以及柴油机的参数输入喷油特性模型M1,计算出喷油特性曲线P1,该喷油特性曲线P1为喷油的频率、喷油量及整体油量和压力的变化关系;建立共轨管油量平衡模型M3,将根据喷油特性曲线P1和供油特性曲线P2输入共轨管油量平衡模型M3,计算出轨压稳定条件量,基于轨压稳定条件量、目标轨压T1和轨压R1通过轨压控制器C1调节油泵进油比例阀的开度E1,即调节共轨管的进油量,使共轨管中进出油量平衡。
[0007]可选地,根据高压油泵供油凸轮型线、柱塞结构、柱塞泵脉冲式泵油特征及高压油泵进油比例阀的调节特性,建立高压油泵模型M2,高压油泵模型M2表示出高压油泵的出油流量和压力的变化关系。
[0008]可选地,所述柴油机的参数包括缸数、冲程、着火时序和喷油相位。
[0009]可选地,所述高压油泵为径向或者轴向柱塞泵,供油特性为脉冲式泵油,在工作循环周期内间歇式供油。
[0010]可选地,所述喷油特性模型中电控喷油器的喷油时刻和喷油相位由电控单元控制,电控单元根据柴油机的喷油控制策略输出喷油信息,喷油特性由控制单元直接获取。
[0011]可选地,根据系统迟滞调整供油量在喷油之前提前供油,前馈改善波动。
[0012]可选地,根据信号波动特征峰谷相抵的方法改善波动。
[0013]第二方面,本专利技术所述的共轨柴油机轨压控制系统,包括存储器和控制器,所述存储器内存储有计算机可读程序,所述计算机可读程序被控制器调用时,能执行如本专利技术所述的共轨柴油机轨压控制方法的步骤。
[0014]第三方面,本专利技术所述的共轨柴油机,采用如本专利技术所述的共轨柴油机轨压控制系统。
[0015]第四方面,本专利技术所述的存储介质,其内存储有计算机可读程序,所述计算机可读程序被控制器调用时,能执行如本专利技术所述的共轨柴油机轨压控制方法的步骤。
[0016]本专利技术具有以下优点:本专利技术所述的共轨柴油机轨压控制的解耦方法,以油量平衡法来实现轨压控制的解耦,具体包括高压油泵模型:根据高压油泵结构和柱塞泵脉冲式泵油的特征及其进油比例阀的特性,建立高压油泵供油规律模型找出高压油泵出油流量和压力的变化关系;喷油特性模型:根据柴油机转速、扭矩等外部需求及柴油机本身的基本参数如缸数、冲程等计算喷油的频率和喷油量,建立共轨管出油规律特性模型;共轨管油量平衡模型:根据油量平衡法共轨管进油规律和出油规律尽可能的相平衡即可抵消系统本身的扰动对轨压的影响,通过调节共轨管的进油规律以适应共轨管出油量的变化来控制轨压波动,另外根据实际情况计算出系统的迟滞性可在喷油需求前进行共轨管的提前供油直接冲抵即将出现的轨压波动实现前馈控制改善迟滞波动。本专利技术能够在原有控制算法不变的情况下提高轨压控制的稳定性,解决了大部分轨压控制算法都不能通过参数优化实现的轨压控制过程中系统本身引起的轨压波动。
附图说明
[0017]图1为传统轨压闭环控制方法的流程图;图2为本实施例中轨压控制解耦的原理图;图3为本实施例中轨压控制的流程图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0019]如图1所示,为传统的共轨柴油机轨压控制方法的说明,因高压油泵供油的特殊性和多缸分布式喷油的特点,柴油机在工作过程中不可避免的产生脉冲式波动,而这种固有波动不能消除,且影响闭环控制效果使闭环控制参数的可优化范围变得狭窄而敏感,从而影响轨压控制的稳定性。
[0020]如图2所示,本实施例中,一种共轨柴油机轨压控制方法,以油量平衡法来实现轨压控制的解耦,可满足4

20缸共轨柴油机轨压控制算法的开发及优化,其控制方法具体包括:
(1)建立高压油泵模型M2,即共轨管进油规律设计,根据高压油泵供油凸轮型线、柱塞结构、柱塞泵脉冲式泵油特征及高压油泵进油比例阀的调节特性,建立高压油泵模型M2,通过高压油泵模型M2计算出供油特性曲线P2,该供油特性曲线P2为高压油泵的出油流量和压力的变化关系。
[0021](2)建立喷油特性模型M1,即共轨管出油规律设计,根据柴油机转速、扭矩等外部需求及柴油机本身的基本参数如缸数、冲程、着火时序、喷油相位等计算喷油的频率、喷油量及整体油量和压力变化关系。将柴油机的转速、扭矩需求以及柴油机的参数输入喷油特性模型M1,计算出喷油特性曲线P1,该喷油特性曲线P1为喷油的频率、喷油量及整体油量和压力的变化关系;(3)建立共轨管油量平衡模型M3,将根据喷油特性曲线P1和供油特性曲线P2输入共轨管油量平衡模型M3,计算出轨压稳定条件量,基于轨压稳定条件量、目标轨压T1和轨压R1通过轨压控制器C1调节油泵进油比例阀的开度E1,即调节共轨管的进油量,使共轨管中进出油量平衡。
[0022]本实施例中,共轨管油量平衡模型M3根据油量平衡法共轨管进油规律和出油规律尽可能的相平衡即可抵消系统本身的扰动对轨压的影响,通过调节共轨管的进油规律以适应共轨管出油量的变化来控制轨压波动。另外,根据实际情况计算出系统的迟滞性可在喷油需求前进行共轨管的提前供油直接冲抵即将出现的轨压波动,实现前馈控制改善迟滞波动。
[0023]本实施例中,所述高压油泵为径向或者轴向柱塞泵,供油特性为脉冲式泵油,在工作循环周期内间歇式供油。
[0024]本实本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共轨柴油机轨压控制方法,其特征在于,包括以下步骤:建立高压油泵模型M2,通过高压油泵模型M2计算出供油特性曲线P2,该供油特性曲线P2为高压油泵的出油流量和压力的变化关系;建立喷油特性模型M1,将柴油机的转速、扭矩需求以及柴油机的参数输入喷油特性模型M1,计算出喷油特性曲线P1,该喷油特性曲线P1为喷油的频率、喷油量及整体油量和压力的变化关系;建立共轨管油量平衡模型M3,将根据喷油特性曲线P1和供油特性曲线P2输入共轨管油量平衡模型M3,计算出轨压稳定条件量,基于轨压稳定条件量、目标轨压T1和轨压R1通过轨压控制器C1调节油泵进油比例阀的开度E1,即调节共轨管的进油量,使共轨管中进出油量平衡。2.根据权利要求1所述的共轨柴油机轨压控制方法,其特征在于:根据高压油泵供油凸轮型线、柱塞结构、柱塞泵脉冲式泵油特征及高压油泵进油比例阀的调节特性,建立高压油泵模型M2,高压油泵模型M2表示出高压油泵的出油流量和压力的变化关系。3.根据权利要求1或2所述的共轨柴油机轨压控制方法,其特征在于:所述柴油机的参数包括缸数、冲程、着火时序和喷油相位。4.根据权利要求3所述的共轨柴油...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴庆林张鹏陈兴华李鹏豪王文成张明刚
申请(专利权)人:重庆红江机械有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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