本發(fā)明屬于柴油機(jī)控制領(lǐng)域，具體涉及一種共軌柴油機(jī)瞬態(tài)工況性能優(yōu)化用控制方法。

背景技術(shù)：

1、由于柴油機(jī)具有動(dòng)力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好及可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，目前仍然是工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、商用車等領(lǐng)域的主要?jiǎng)恿υ?；在?dāng)前，柴油機(jī)為了實(shí)現(xiàn)更好的排放性能和經(jīng)濟(jì)性能已普遍使用共軌技術(shù)，該技術(shù)不僅可以解耦噴油壓力和噴油定時(shí)，而且還能實(shí)現(xiàn)多次噴射，達(dá)到柔性控制噴油的目的，這是提高柴油機(jī)綜合性能的關(guān)鍵因素之一。由于“油”和“氣”是影響缸內(nèi)燃燒的兩個(gè)重要要素，在柴油機(jī)研發(fā)過程中，所有穩(wěn)態(tài)工況點(diǎn)都會(huì)標(biāo)定匹配合適的噴油參數(shù)以及空氣系統(tǒng)參數(shù)，以期實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)高效率、低排放地運(yùn)行。但是，無論道路車用柴油機(jī)還是非道路車用柴油機(jī)大部分時(shí)間都處于瞬態(tài)工況，柴油機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速處于不斷變化中。同一工況點(diǎn)（相同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷），瞬態(tài)時(shí)的性能往往較穩(wěn)態(tài)時(shí)會(huì)發(fā)生惡化，出現(xiàn)油耗增加以及排放變差的情況。這是由于瞬態(tài)時(shí)噴油、進(jìn)氣及缸內(nèi)熱氛圍等因素的影響，柴油機(jī)的燃燒與穩(wěn)態(tài)相比存在較大差異。目前，非道路國ⅳ柴油機(jī)排放認(rèn)證包含nrtc（非道路瞬態(tài)測試循環(huán)）測試，道路國ⅵ柴油機(jī)排放認(rèn)證包含whtc（世界統(tǒng)一瞬態(tài)測試循環(huán)）測試，都會(huì)針對(duì)瞬態(tài)工況進(jìn)行排放測試；有效降低瞬態(tài)工況的排放避免性能惡化是柴油機(jī)研發(fā)的當(dāng)務(wù)之急。

2、在相關(guān)技術(shù)中，使用vgt（可變截面渦輪增壓器）或電動(dòng)增壓器替代傳統(tǒng)增壓器改善渦輪遲滯問題加快瞬態(tài)工況下的進(jìn)氣響應(yīng)，或者采用高響應(yīng)egr閥提高瞬態(tài)工況的進(jìn)氣響應(yīng)，以上方法針對(duì)的是增壓柴油機(jī)或者使用egr技術(shù)的柴油機(jī)，改善進(jìn)氣滯后問題，僅從“氣”的要素解決瞬態(tài)工況燃燒惡化的問題。對(duì)于自然吸氣和不采用egr技術(shù)的柴油機(jī)，其本身“氣”的延遲問題在瞬態(tài)工況時(shí)并不突出，但是仍然存在性能惡化的問題。另外，ecu內(nèi)都會(huì)設(shè)置“冒煙限制功能”，該功能根據(jù)實(shí)時(shí)的進(jìn)氣量給出煙度限制允許的最大噴油量，它能夠避免瞬態(tài)工況時(shí)由于進(jìn)氣滯后導(dǎo)致的顆粒物排放增多問題，但是它只是簡單地限制噴入缸內(nèi)的油量以達(dá)到限制煙度的作用，并沒有起到改善缸內(nèi)燃燒的作用；因此，設(shè)計(jì)并提供一種通用的改善瞬態(tài)工況性能的控制方法極為迫切。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種共軌柴油機(jī)瞬態(tài)工況性能優(yōu)化用控制方法，該瞬態(tài)工況性能優(yōu)化用控制方法能夠改善瞬態(tài)工況時(shí)，由于缸內(nèi)燃燒惡化導(dǎo)致的顆粒物排放增多、經(jīng)濟(jì)性變差以及動(dòng)力響應(yīng)慢的問題，且采用該方法后，柴油機(jī)瞬態(tài)工況的性能能夠更加接近穩(wěn)態(tài)工況設(shè)計(jì)性能，進(jìn)而滿足了對(duì)柴油機(jī)瞬態(tài)工況性能優(yōu)化要求。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種共軌柴油機(jī)瞬態(tài)工況性能優(yōu)化用控制方法，包括以下步驟：

4、s1、ecu根據(jù)進(jìn)氣流量、轉(zhuǎn)速和目標(biāo)過量空氣系數(shù)計(jì)算冒煙限制允許的最大噴油量；由于噴入氣缸內(nèi)的柴油過多，會(huì)導(dǎo)致不能完全燃燒進(jìn)而引起冒黑煙的情況，會(huì)使用過量空氣系數(shù)λ限制噴入氣缸內(nèi)的柴油量，即是冒煙限制允許的最大噴油量，轉(zhuǎn)速不同會(huì)影響進(jìn)氣量。最大噴油量的計(jì)算公式：qlmt=mair/(14.5*λ)，qlmt為λ允許的最大噴油量、mair為進(jìn)入氣缸內(nèi)的空氣量、14.5為柴油的理論空燃比、λ為過量空氣系數(shù)（ecu內(nèi)存儲(chǔ)其已標(biāo)定好的目標(biāo)值）；

5、s2、以冒煙限制最大噴油量為上限限制當(dāng)前需求噴油量，得到當(dāng)前實(shí)際噴油量；

6、s3、根據(jù)轉(zhuǎn)速、實(shí)際噴油量查詢已標(biāo)定好的“冒煙限制油量偏移量脈譜圖”得到冒煙限制最大噴油量的向下偏移量；

7、s4、當(dāng)實(shí)際噴油量進(jìn)入偏移量區(qū)間時(shí)，計(jì)算“瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)”；計(jì)算公式:，當(dāng)qcurr（當(dāng)前實(shí)際的噴油量）進(jìn)入qoffset區(qū)間（冒煙限制噴油量向下的偏移區(qū)間）時(shí)，開始計(jì)算“瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)”，進(jìn)入越深系數(shù)越大，沒有進(jìn)入該區(qū)間時(shí)系數(shù)為0；

8、s5、對(duì)“瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)”進(jìn)行濾波；

9、s6、根據(jù)濾波后的“瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)”計(jì)算目標(biāo)軌壓、主噴正時(shí)、目標(biāo)進(jìn)氣量等控制參數(shù)的修正量；依目標(biāo)軌壓控制參數(shù)修正量為例說明：pcor=facdynamic*pcor,map(n,trq)，其中pcor是瞬態(tài)工況時(shí)目標(biāo)軌壓的修正量；facdynamic是瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)；pcor,map(n,trq)是目標(biāo)軌壓關(guān)于轉(zhuǎn)速和扭矩的函數(shù)，也可以理解為一張二維脈譜圖，并且該脈譜圖只在瞬態(tài)工況時(shí)起作用，這樣同一工況點(diǎn)（同一轉(zhuǎn)速、同一扭矩）下就可以在不同的瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)下計(jì)算出不同的目標(biāo)軌壓修正量；

10、s7、瞬態(tài)工況時(shí)ecu執(zhí)行修正后的控制參數(shù)，作用于柴油機(jī)。

11、進(jìn)一步的，在ecu內(nèi)設(shè)置“冒煙限制油量偏移量脈譜圖”，“冒煙限制油量偏移量脈譜圖”是二維脈譜圖，“冒煙限制油量偏移量脈譜圖”的坐標(biāo)軸為轉(zhuǎn)速和實(shí)際噴油量，能夠覆蓋柴油機(jī)的所有工況點(diǎn)；并且設(shè)置了一個(gè)冒煙限制最大噴油量的偏移區(qū)間，該區(qū)間也是瞬態(tài)強(qiáng)度區(qū)間。

12、進(jìn)一步的，根據(jù)冒煙限制最大噴油量、當(dāng)前實(shí)際噴油量、偏移量計(jì)算“瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)”，其值范圍0-1，值越大瞬態(tài)強(qiáng)度越強(qiáng)；穩(wěn)態(tài)工況時(shí)，“瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)”為0，其可以區(qū)分瞬、穩(wěn)態(tài)工況。

13、進(jìn)一步的，需要對(duì)“瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)”進(jìn)行濾波以及濾波時(shí)機(jī)控制算法（比如可以在瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)上升過程并且大于0.5時(shí)降低濾波強(qiáng)度，讓瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)快速到達(dá)最大值1；再比如在瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)下降過程并且小于0.2時(shí)增大濾波強(qiáng)度，讓瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)緩慢回到最小值0。），所述濾波包含延時(shí)功能和一階低通濾波功能。

14、進(jìn)一步的，根據(jù)濾波后的“瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)”計(jì)算目標(biāo)軌壓、主噴正時(shí)、預(yù)噴3正時(shí)、預(yù)噴2正時(shí)、預(yù)噴1正時(shí)、后噴2正時(shí)、預(yù)噴3油量、預(yù)噴2油量、預(yù)噴1油量、后噴2油量、目標(biāo)進(jìn)氣壓力、目標(biāo)進(jìn)氣量、開環(huán)egr閥目標(biāo)開度、開環(huán)節(jié)氣門目標(biāo)關(guān)度（柴油機(jī)用節(jié)氣門為常開型）（這些參數(shù)都是影響柴油機(jī)性能的控制參數(shù)，比如軌壓越大噴出的柴油霧化越好燃燒也會(huì)更徹底。再比如噴油正時(shí)（包括主噴、預(yù)噴3、預(yù)噴2、預(yù)噴1、后噴2，這些噴射是在一次工作循環(huán)內(nèi)將柴油分成多份多次噴入氣缸內(nèi)）越靠前越能產(chǎn)生多的扭矩，但nox排放也會(huì)越多。其中的“開環(huán)egr閥目標(biāo)開度”指的是進(jìn)氣量開環(huán)控制時(shí)的egr閥目標(biāo)開度，閉環(huán)控制時(shí)也會(huì)加上該開度值，它直接影響廢氣的再循環(huán)量，進(jìn)而影響進(jìn)入氣缸的新鮮空氣量?！伴_環(huán)節(jié)氣門目標(biāo)關(guān)度”指的是進(jìn)氣壓力開環(huán)控制時(shí)的節(jié)氣門關(guān)閉程度，閉環(huán)控制時(shí)也會(huì)加上該關(guān)度值，它直接影響進(jìn)氣量。）、可變截面渦輪目標(biāo)截面值、進(jìn)氣渦流閥目標(biāo)關(guān)度（常開閥）控制參數(shù)的修正量，包括但不限于上述能夠影響“油”和“氣”的控制參數(shù)。

15、進(jìn)一步的，在計(jì)算（依目標(biāo)軌壓控制參數(shù)修正量為例說明：pcor=facdynamic*pcor,map(n,trq)，其中pcor是瞬態(tài)工況時(shí)目標(biāo)軌壓的修正量；facdynamic是瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)；pcor,map(n,trq)是目標(biāo)軌壓關(guān)于轉(zhuǎn)速和扭矩的函數(shù)，也可以理解為一張二維脈譜圖，并且該脈譜圖只在瞬態(tài)工況時(shí)起作用，這樣同一工況點(diǎn)（同一轉(zhuǎn)速、同一扭矩）下就可以在不同的瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)下計(jì)算出不同的目標(biāo)軌壓修正量。）某項(xiàng)控制參數(shù)修正量時(shí)，先根據(jù)“瞬態(tài)強(qiáng)度系數(shù)”計(jì)算該項(xiàng)控制參數(shù)的“瞬態(tài)修正系數(shù)”，修正系數(shù)是強(qiáng)度系數(shù)的函數(shù)，其值范圍0-1，強(qiáng)度系數(shù)為0時(shí)修正系數(shù)也為0；再查詢該項(xiàng)控制參數(shù)的瞬態(tài)最大修正量脈譜圖得到瞬態(tài)最大修正量，最后兩者相乘得到最終的該控制參數(shù)的瞬態(tài)修正量。

16、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明所提供的一種共軌柴油機(jī)瞬態(tài)工況性能優(yōu)化用控制方法與現(xiàn)有柴油機(jī)瞬態(tài)工況性能優(yōu)化方法相比較而言，具有如下特點(diǎn)及優(yōu)勢：

17、1．本發(fā)明的共軌柴油機(jī)瞬態(tài)工況性能優(yōu)化用控制方法對(duì)于增壓和非增壓柴油機(jī)都適用，且同樣適用于不采用egr技術(shù)的柴油機(jī)，也適用于道路和非道路柴油機(jī)，適用范圍廣；同時(shí)，該方法不產(chǎn)生額外的實(shí)體改動(dòng)或者新增硬件開銷，只需要在ecu控制軟件中添加該控制方法即可，實(shí)現(xiàn)成本低；

18、2．本發(fā)明的共軌柴油機(jī)瞬態(tài)工況性能優(yōu)化用控制方法在柴油機(jī)瞬態(tài)工況時(shí)能夠解決煙度增大問題的同時(shí)提高燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力響應(yīng)性能；能夠?qū)⒉裼蜋C(jī)瞬態(tài)工況和穩(wěn)態(tài)工況區(qū)分開來，并不影響穩(wěn)態(tài)工況的設(shè)計(jì)性能；

19、3．本發(fā)明的共軌柴油機(jī)瞬態(tài)工況性能優(yōu)化用控制方法能夠涵蓋柴油機(jī)所有工況點(diǎn)的瞬態(tài)運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)“面工況”的覆蓋，而不只是點(diǎn)工況或者線工況，定轉(zhuǎn)速變負(fù)荷、變轉(zhuǎn)速定負(fù)荷以及轉(zhuǎn)速負(fù)荷同時(shí)變化的運(yùn)行情況都被涵蓋在內(nèi)。