專利名稱：直噴汽油機共軌燃油系統的軌壓控制方法
技術領域：
本發明涉及一種屬于發動機電子控制技術領域的控制方法，更具體地說，本發明涉及一種直噴汽油機共軌燃油系統的軌壓控制方法。
背景技術：
汽車發動機電子控制單元ECU (Electronic Control Unit)是發動機能夠正常工作的核心部件之一，當今各種節能減排技術的引入，使得電控單元的功能更加強大，從而大大增加了 ECU開發難度，主要有以下問題
1.各種復雜電控元件的引入，增加了系統中各部件的耦合程度，依據以往的標定方法使得ECU的開發工作量大大增加，例如廢氣再循環EGR(Exhaust Gas Recirculation)、 可變氣門正時 VVT (Variable Valve Timing)、汽油紅內直噴 GDI (Gasoline Direct Injection)等技術；
2. ECU常規的開發過程需要大量的經驗及標定試驗，工作量大，人為主觀因素影響比較大，系統開發周期較長；
3.標定出來的控制算法對于參數不確定性等因素表現出來的抗擾能力有所差異。
本發明主要針對于常規的以標定試驗及經驗為主導的開發過程，以基于模型的汽油發動機電控單元開發過程為思路，在建立缸內直噴發動機共軌燃油系統非線性數學模型的基礎上，應用控制理論設計開發了相應的非線性軌壓控制算法，從而可以減少ECU開發過程中過多的標定過程，而且依據理論性分析，可以增強軌壓控制算法的魯棒性，對于系統外部擾動有較好的抑制作用。
同樣為了解決發動機E⑶開發過程中所遇到的困難，現在有一些針對于發動機軌壓控制問題成型的開發方案
中國專利公開號CN102062007，
公開日為2011年5月18日，專利申請號為 201010601766. 7，專利名稱為“發動機的軌壓控制方法及軌壓預控制方法和系統”。專利申請中描述了柴油機共軌壓力的一種控制方法。該方法中首先將目標軌壓分為若干等級，并由各等級范圍的上下限確定出對應的電流基準值，由此可以根據目標軌壓所在的范圍而確定出當前的電流基準值，并用此電流對共軌壓力進行預控制，再用轉速與噴油量對共軌壓力控制信號進行修正。該方法能夠較好地對控制效果進行改善，但是開發的前提也同樣需要大量的試驗標定數據。
中國專利公開號CN101968018A，
公開日為2011年2月9日，專利申請號為 201010252161. 1，專利申請名稱為“柴油機噴油器檢測臺共軌系統及其系統內軌壓的控制方法”。專利申請中采用了(ProportionaHntegral-Derivative，即比例積分微分)PID做為反饋控制算法，并對算法中的微分項進行模糊化處理，使得所涉及的算法能夠適應不同階段的調節要求。雖然該方法在原有PID控制算法的基礎上引入模糊控制思想，在一定程度上提高了系統的魯棒性，但該方法并沒有較為詳細地考慮共軌燃油系統的結構及特點， 這樣增大了控制算法參數的調節難度。
傳統的控制算法多數是不基于模型的，電子控制單元ECU的開發過程多依賴于大量的經驗及實驗，而對于共軌燃油系統這樣的高非線性系統，較為合適的非線性控制算法會更好地克服非線性所帶來的波動。
在對此方法的研究和實踐過程中，本發明的發明人發現經過對直噴汽油機共軌燃油系統結構特點分析，以流體力學方程為基礎，搭建共軌燃油系統非線性模型，其模型特點較為適合用反饋線性化方法推導控制算法，由此提供了二階非線性反饋軌壓控制方法。發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服了現有技術存在的問題，提供了一種直噴汽油機共軌燃油系統的軌壓控制方法。
為解決上述技術問題，本發明是采用如下技術方案實現的所述的直噴汽油機共軌燃油系統的軌壓控制方法的步驟如下
1.建立直噴汽油機共軌燃油系統的數學模型
(1)建立高壓泵數學模型Γ Kfdh丨2 Pt -Pv ,、
=--pr)·cpr- Apr · J \Pp~Pr\ -go)
其中Pp.高壓泵腔內壓強，單位，Pa ;Kf.燃油的體積彈性模量，單位，Pa ； θ .凸輪轉角，單位，rad;Vp(e).高壓泵體積，單位，m3; Ap.高壓泵柱塞截面積，單位，m2 ； ω 凸輪轉速，單位，r/min;hp.柱塞升程，單位，m ;Pt.低壓電動燃油泵出口油壓，單位，Pa ;Atp.高壓泵入油口截面積，單位，m2 ;ctp.流量系數；U.壓力控制閥的開關控制量，為0或1，表示壓力控制閥打開及關閉狀態；sgnO.表示燃油流向的符號函數；P.燃油的密度，單位，kg/m3; Pr.共軌內燃油壓力，單位，Pa5Altt.共軌端入油口截面積，單位，m2;(V.流量系數；Qtl.柱塞和柱塞腔間間隙漏油量，單位，m3/s。
(2)建立共軌數學模型
A = ^-(sgn(巧-Pr)-Cpr- Apr.-sgn(凡-Pl)·cn . An . j^EH) (14)
其中乂.共軌體積，單位，m3 ;Pi.噴油器內燃油壓力，單位，Pa ；Ari.噴油器入油口截面積，單位，m2;C&噴油器入口端流量系數。
(3)建立噴油器數學模型
A=^f OgnOr _ P'k ). cnk . Αλ . ΕΕΞΚΙ _ Sgn(/ ft - Pcylk )-ETk- clk . Ajk .( 18 )VlkV ρV ρ
其中下腳標中的k表示噴油器的序號，k取1、2、3或4;pik.第k個噴油器內燃油壓力，單位，第k個噴油器入油口截面積，單位，Hi2Aik.第k個噴油器入口端流量系數；p。ylk.第k個氣缸內壓力，單位，I^;Vik.第k個噴油器內腔體積，單位，m3;Aik.第k]
噴油器噴孔截面積，單位，Hl2；Cik·第k個噴油器噴孔處流量系數；ETk.第k個噴油脈寬，當噴油器噴油時其值為1，其它情況為0。
2.簡化共軌燃油系統的數學模型
權利要求
1. 一種直噴汽油機共軌燃油系統的軌壓控制方法，其特征在于，所述的直噴汽油機共軌燃油系統的軌壓控制方法的步驟如下1)建立直噴汽油機共軌燃油系統的數學模型(1)建立高壓泵數學模型
全文摘要
本發明公開了直噴汽油機共軌燃油系統的軌壓控制方法，步驟1.建立直噴汽油機共軌燃油系統的數學模型1)建立高壓泵數學模型；2)建立共軌數學模型；3)建立噴油器數學模型。2.簡化共軌燃油系統的數學模型。3.基于共軌燃油系統模型設計控制算法并整理控制算法形式。4.軌壓傳感器濾波及信號傳輸延時處理通過單片機的AD通道采集軌壓信號并采用濾波算法去除個別誤差點及信號干擾；設計軌壓傳感器(7)信號測取試驗。5.測取壓力控制閥特性將控制算法的輸出轉換為壓力控制閥動作時刻測取壓力控制閥(5)特性，得到壓力控制閥(5)開關動作延時與車載電瓶電壓的關系；建立壓力控制閥(5)開啟角度與高壓泵(3)進流量的關系。
文檔編號F02D41/38GK102562336SQ20121002266
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月1日 優先權日2012年2月1日
發明者欣白宇, 胡云峰, 陳虹 申請人:吉林大學