GDI發(fā)動機起動與怠速的控制設計和實驗研究.pdf

1、良好的起動和怠速性能是保證缸內直噴(GDI)發(fā)動機后續(xù)運行的先決條件，因此，起動和怠速的控制是整個發(fā)動機控制的基礎，不僅要滿足低排放和低油耗的要求，而且要滿足用戶對平穩(wěn)性和可靠性，特別是起動響應性的需求。然而，GDI發(fā)動機起動和怠速時的工作條件復雜多變，控制難度大，因此，GDI發(fā)動機起動及怠速控制策略的研究具有重要的意義。
　　本文基于前期開發(fā)的試驗用GDI發(fā)動機電控單元(ECU)硬件系統(tǒng)，設計了起動和怠速控制策略，并且在一臺1.

2、8TGDI發(fā)動機上進行了臺架控制試驗。為了確保起動和怠速控制時ECU所有的輸入信號正確、合理，對相關的傳感器故障診斷策略進行了研究。本文主要內容如下:
　　(1)研究了與GDI發(fā)動機起動和怠速控制相關的傳感器故障診斷策略，涉及冷卻液溫度傳感器、燃油壓力傳感器、電子節(jié)氣門位置傳感器、曲軸和凸輪軸位置傳感器。診斷形式包含極限值診斷和合理性診斷，根據(jù)診斷結果和評判原則，設計了相應的故障模式保護策略。通過將帶有故障的傳感器信號輸入到發(fā)動機

3、電控單元，觀測傳感器和相應執(zhí)行器的信號波形，驗證了傳感器故障保護策略。
　　(2)將GDI發(fā)動機的起動工況劃分成電機拖動、著火起動、起動后階段，設計了各階段的控制策略。在發(fā)動機臺架進行了控制實驗，研究了相同點火提前角、不同噴油時刻和相同噴油時刻、不同點火提前角的起動性能，結果表明，噴油時刻為60°BTDC和點火提前角為19°BTDC時起動最快。
　　(3)設計了電子節(jié)氣門控制策略。采用分段PID閉環(huán)控制節(jié)氣門開度，當實際開度

4、與目標開度偏差值小于±0.4％時，通過保持力矩穩(wěn)定節(jié)氣門開度?？刂茖嶒灲Y果表明，節(jié)氣門在小開度時可快速穩(wěn)定在目標開度附近，即偏差值在±0.4％范圍內。
　　(4)將怠速工況分為暖機開環(huán)控制階段和怠速閉環(huán)控制階段，設計了GDI發(fā)動機怠速工況控制策略。暖機階段的節(jié)氣門開度根據(jù)冷卻液溫度來調節(jié)，怠速控制的轉速偏差由增量式PID控制器計算，確定目標節(jié)氣門開度增量，使發(fā)動機穩(wěn)定在目標轉速附近。實驗結果表明，整定PID參數(shù)后，GDI發(fā)動機怠速