專利名稱：用于控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性地涉及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，更特別地涉及用于控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
隨著能源危機(jī)日趨嚴(yán)重，各種節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為全世界內(nèi)燃機(jī)行業(yè)所關(guān)注的焦點(diǎn)問題。也正是由于這個(gè)原因，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)越來越受到關(guān)注。與汽油機(jī)相比，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有很多優(yōu)勢(shì)廢氣排放降低，在車速較低時(shí)具有更有優(yōu)勢(shì)的加速性能，平均燃油消耗低，并且能提供更多的駕駛樂趣。然而，與汽油機(jī)相比，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放控制又是一個(gè)難點(diǎn)。為滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，高壓共軌技術(shù)已成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的熱點(diǎn)。在現(xiàn)有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)(在下文中，簡(jiǎn)稱為高壓共軌系統(tǒng)) 中，對(duì)共軌管腔內(nèi)的燃油壓力(即，軌壓)控制采用的是PID類型的控制策略，這需要進(jìn)行大量的標(biāo)定工作。此外，基于現(xiàn)有的PID控制策略，在發(fā)動(dòng)機(jī)的某些工況條件下，軌壓的實(shí)際值與軌壓的目標(biāo)值之間會(huì)產(chǎn)生較大的偏差，這導(dǎo)致了燃油噴射系統(tǒng)中燃油實(shí)際噴射量與燃油目標(biāo)噴射量之間出現(xiàn)較大的誤差，因而直接影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和各缸噴油的一致性。正是基于這個(gè)原因，開發(fā)先進(jìn)的高壓共軌系統(tǒng)的燃油壓力控制策略對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和減少標(biāo)定工作而言是至關(guān)重要的。為此，本領(lǐng)域存在對(duì)高壓共軌系統(tǒng)的控制技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)的需要

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明公開了一種用于控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的設(shè)備和方法，以克服或者至少部分消除現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一些缺陷。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的設(shè)備。該設(shè)備可以包括工況參數(shù)獲取裝置，配置用于獲取與高壓共軌系統(tǒng)相關(guān)的工況參數(shù)； 控制量確定裝置，其與所述工況參數(shù)獲取裝置耦合，配置用于依據(jù)所述工況參數(shù)、高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力的目標(biāo)值和基于表征該高壓共軌系統(tǒng)的物理模型而設(shè)計(jì)的控制模型，來確定用于控制所述高壓共軌系統(tǒng)的控制量，所述控制量為流量計(jì)量單元電磁閥的等效橫截面積；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)確定裝置，其與所述控制量確定裝置耦合，配置用于根據(jù)確定的控制量， 來確定用于驅(qū)動(dòng)所述流量計(jì)量單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該設(shè)備可以進(jìn)一步包括觀測(cè)值確定裝置， 其與所述工況參數(shù)獲取裝置和所述控制量確定裝置耦合，配置用于依據(jù)所述工況參數(shù)以及基于所述物理模型而設(shè)計(jì)的觀測(cè)器模型，來確定高壓油泵柱塞腔內(nèi)燃油壓力的觀測(cè)值，以供所述控制量確定裝置來確定所述控制量。在根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方式中，觀測(cè)器模型可以通過為物理模型中的柱塞泵腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式和高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式分別增加調(diào)整項(xiàng)，并選擇使得調(diào)整后的兩個(gè)表達(dá)式均穩(wěn)定和收斂的調(diào)整因子來設(shè)計(jì)。在根據(jù)本發(fā)明的再一優(yōu)選實(shí)施方式中，觀測(cè)值確定裝置可以進(jìn)一步配置用于依據(jù)工況參數(shù)以及觀測(cè)器模型，來確定高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力的觀測(cè)值，以供控制量確定裝置來確定控制量。在根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，工況參數(shù)可以包括高壓油泵柱塞沖程、高壓油泵柱塞運(yùn)動(dòng)線速度、柱塞泵腔內(nèi)燃油壓力和高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力。在根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方式中，物理模型可以通過以下各項(xiàng)來表征流量計(jì)量單元燃油流出流量表達(dá)式；柱塞泵腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式；柱塞泵腔燃油流出流量表達(dá)式；高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式；以及噴油器燃油噴出流量表達(dá)式。在根據(jù)本發(fā)明的再一優(yōu)選實(shí)施方式中，控制模型可以包括前饋控制器，所述控制量可以包括前饋控制分量。在根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述前饋控制分量Uff可以表示為 Uff = - -Cb1 + ，其中I3lI2和b3為控制系數(shù)，且基于獲取的所述工況參數(shù)和所述物理
模型相關(guān)的常量參數(shù)而確定；以及θ為高壓油泵柱塞運(yùn)動(dòng)線速度。在根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述控制模型可以包括反饋控制器，所述控制量可以包括反饋控制分量。在根據(jù)本發(fā)明的再一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述反饋控制分量UFB可以表示為
Ufb = -^(kpo + lc, j C + ka0),其中e為所述高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力與其目標(biāo)值之間的誤
差；b3為控制系數(shù)，且基于獲取的所述工況參數(shù)和所述物理模型的相關(guān)常量參數(shù)而確定；以及kp，Iii和kd分別為針對(duì)比例控制、積分控制和微分控制的控制系數(shù)，且kp，Iii和kd被選擇為使高壓共軌系統(tǒng)穩(wěn)定。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種用于控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的方法。該方法可以包括獲取與高壓共軌系統(tǒng)相關(guān)的工況參數(shù)；依據(jù)工況參數(shù)、高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力的目標(biāo)值和基于表征高壓共軌系統(tǒng)的物理模型而設(shè)計(jì)的控制模型，來確定用于控制高壓共軌系統(tǒng)的控制量，該控制量為流量計(jì)量單元電磁閥的等效橫截面積；以及根據(jù)確定的控制量，來確定用于驅(qū)動(dòng)所述流量計(jì)量單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，特別是各個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)高壓共軌系統(tǒng)的控制是基于表征柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的物理模型而進(jìn)行的。由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的物理模型適用于該系統(tǒng)在任何工況下的工作過程，所以本發(fā)明基于物理模型的技術(shù)方案可以達(dá)到較為精確的噴射壓力并實(shí)現(xiàn)快速的系統(tǒng)響應(yīng)，進(jìn)而可以減小軌壓的實(shí)際值同其目標(biāo)壓力之間的偏差，并且在優(yōu)選的實(shí)施方式中可以使其最小。此外，基于高壓共軌燃油系統(tǒng)的物理模型所設(shè)計(jì)的控制模型均可以定量化，因而大大減少了針對(duì)控制模型的標(biāo)定工作量，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的效率和功能性。


通過對(duì)結(jié)合附圖所示出的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述以及其他特征將更加明顯，本發(fā)明附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同或相似的部件。在附圖中圖1示意性地示出了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的設(shè)備的方框圖。圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的閉環(huán)反饋控制的示意性方框圖。圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參考附圖通過實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明提供的用于控制高壓共軌系統(tǒng)的設(shè)備和方法進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，給出這些實(shí)施方式僅僅是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，而并非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。另外，在本文中，所使用的術(shù)語“工況參數(shù)”表示任何能夠指示發(fā)動(dòng)機(jī)的(目標(biāo)或?qū)嶋H)物理狀態(tài)或運(yùn)行狀況的物理量的值。而且，在本文中，“參數(shù)”與其所表示的物理量可以互換使用。例如，“指示凸輪軸轉(zhuǎn)速的參數(shù)”與“凸輪軸轉(zhuǎn)速”在本文中具有等同的含義。 而且，在本文中，假設(shè)P表示某個(gè)特定的物理量，則戶表示P對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，即P隨時(shí)間的變化率；ρ表示該物理量P的觀測(cè)值，即，經(jīng)過濾波的測(cè)量值(測(cè)量值包含噪音)；P = P(X)表示參數(shù)P是X的多項(xiàng)式，即P是χ的函數(shù)，P = P (Xl，X2)表示參數(shù)P是X1和&的多項(xiàng)式。此外，在本文中，所使用的術(shù)語“獲取”包括目前已知或?qū)黹_發(fā)的各種手段，例如采集、測(cè)量、讀取、估計(jì)、估算、觀測(cè)等等；所使用的術(shù)語“測(cè)量”包括目前已知或?qū)黹_發(fā)的各種手段，例如直接測(cè)量、讀取、計(jì)算、估算等等手段。接下來，將首先參考圖1來描述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。應(yīng)當(dāng)理解，圖1中僅示出柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)中與本發(fā)明有關(guān)的部分，事實(shí)上該高壓共軌系統(tǒng)100還可以包括任意數(shù)目的其他部件。如圖1所示，高壓共軌系統(tǒng)100包括燃油箱101、燃油濾清器102、低壓油泵103、 單向閥114、流量計(jì)量單元116、單向閥105、高壓油泵113、單向閥107、高壓共軌管腔117、 噴油器驅(qū)動(dòng)電磁閥110、噴油器111和電控單元(EOT) 118。在燃油箱101中容納著即將通過該高壓共軌系統(tǒng)100被提供至噴油器111的液體燃油。燃油通過燃油濾清器102而被過濾，從而濾除其中的雜質(zhì)。經(jīng)過過濾后的燃油經(jīng)由低壓油泵103進(jìn)行初步加壓，以將原本處于大氣壓下的燃油預(yù)加壓至大約8至9個(gè)大氣壓。燃油流量計(jì)量單元116，例如流量計(jì)量閥，其可以采用電磁閥的形式，其被配置為響應(yīng)于來自ECU的驅(qū)動(dòng)信號(hào)104，通過改變電磁閥的等效橫截面積來控制經(jīng)由其流入高壓油泵113的燃油噴油泵腔(也稱為柱塞泵腔)106 內(nèi)的燃油流量。在從流量計(jì)量單元116流出的燃油的壓力比柱塞泵腔106內(nèi)的壓力大的情況下，燃油克服單向閥105的彈簧部件所提供的預(yù)緊力而使單向閥105打開，從而燃油流進(jìn)高壓油泵113的柱塞泵腔106中，而在從流量計(jì)量單元116流出的燃油的壓力比柱塞泵腔 106內(nèi)的壓力小的情況下，單向閥105關(guān)閉，從而阻止燃油流入柱塞泵腔106。因而，實(shí)際上該單向閥105提供了從流量計(jì)量單元116到柱塞泵腔106的單向燃油通路。如圖1所示，該高壓油泵113包括高壓油泵柱塞115和柱塞泵腔106，在該噴油泵的凸輪軸的帶動(dòng)下，高壓油泵柱塞115在柱塞泵腔106內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。一方面，當(dāng)高壓油泵柱塞115向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，柱塞泵腔106內(nèi)壓力逐漸減小并形成真空，由此使得流出流量計(jì)量單元116的燃油的壓力大于柱塞泵腔106內(nèi)的壓力，進(jìn)而使得單向閥105打開，燃油進(jìn)入該柱塞泵腔106內(nèi)。另一方面，當(dāng)高壓油泵柱塞115向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，柱塞泵腔106內(nèi)的燃油受壓形成高壓燃油，此時(shí)單向閥105關(guān)閉，且在燃油壓力大于高壓共軌管腔117內(nèi)的燃油壓力時(shí)， 使得單向閥107打開，從而燃油進(jìn)入高壓共軌管腔117。因此，與前述的單向閥105類似，單向閥107提供了高壓燃油從柱塞泵腔106進(jìn)入高壓共軌管腔117的單向通路。高壓共軌管腔117起到蓄壓器的作用，用于儲(chǔ)存高壓燃油。一般而言，高壓燃油的壓力通?？梢赃_(dá)到120Mpa至200Mpa。然而，需要說明的是，針對(duì)不同的高壓共軌系統(tǒng)，該壓力可以略有不同。噴油器111是高壓共軌系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其作用是根據(jù)來自ECU的驅(qū)動(dòng)信號(hào) 108，通過控制噴油器驅(qū)動(dòng)電磁閥110的打開和關(guān)閉，來將高壓共軌管腔117中的高壓燃油以最佳的噴油定時(shí)、噴油量和噴油率而噴入柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸中。此外，在高壓共軌管腔上，通常安裝有壓力傳感器，其向E⑶118提供高壓油軌的軌壓信號(hào)109，即高壓公共管腔內(nèi)燃油壓力的測(cè)量值。ECU 118是該高壓共軌系統(tǒng)的核心， 配置用于基于該燃油系統(tǒng)的各種工況參數(shù)(例如，軌壓信號(hào)109等)來提供各種控制信號(hào) (或驅(qū)動(dòng)信號(hào))，例如驅(qū)動(dòng)流量計(jì)量單元(控制其開度)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)104，驅(qū)動(dòng)噴油器電磁閥 110(控制其開閉)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)108等。此外，在如圖1所示的系統(tǒng)中，經(jīng)過低壓油泵103預(yù)加壓的多余燃油會(huì)經(jīng)過單向閥 114而回流至燃油箱101，并且噴油器中的多余燃油會(huì)經(jīng)過噴油器低壓回路112回流至燃油箱。從圖1及上面對(duì)高壓共軌系統(tǒng)的描述可見，高壓共軌系統(tǒng)100包括大量部件，其工況非常復(fù)雜，因此想要通過控制油量計(jì)量單元來精確地控制高壓共軌管腔117中的軌壓是非常困難的。因此，為了解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種用于控制高壓共軌系統(tǒng)以便得到期望的軌壓的技術(shù)方案。本發(fā)明人將高壓共軌系統(tǒng)的模型的知識(shí)應(yīng)用于系統(tǒng)控制，基于對(duì)油量計(jì)量閥、高壓油泵、高壓共軌管腔、噴油器的相關(guān)模型知識(shí)的運(yùn)用來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中無法實(shí)現(xiàn)的有效控制。在下文中，將參考特定的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)此處的公開，能夠容易地理解和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。首先，將參考圖2來描述本發(fā)明所提供的用于控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的設(shè)備。該圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于控制高壓共軌系統(tǒng)的設(shè)備的示例方框圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，該設(shè)備200可以具體實(shí)施為例如圖1所示的電控單元118，然而，本發(fā)明并不局限于此也可以作為一個(gè)獨(dú)立的控制設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。如圖2所示，控制設(shè)備200可以包括工況參數(shù)獲取裝置201、控制量確定裝置202、 信號(hào)生成裝置203，并且優(yōu)選地還包括觀測(cè)值確定裝置204。該工況參數(shù)獲取裝置201與控制量確定裝置202耦合，配置用于獲取與該高壓共軌系統(tǒng)相關(guān)的工況參數(shù)，以便提供給該控制量確定裝置202。該控制量確定裝置202耦合至信號(hào)生成裝置，其基于來自所述工況參數(shù)獲取裝置201的工況參數(shù)、高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力(即軌壓)的目標(biāo)值以及基于高壓共軌系統(tǒng)的物理模型而設(shè)計(jì)的控制模型確定控制量。在下文中，將首先結(jié)合實(shí)例來描述一種示例實(shí)施方式以說明該高壓共軌系統(tǒng)的物理模型的建立。需要說明的是，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式中，可以采用任何適當(dāng)?shù)姆绞絹斫⒈碚髟摳邏汗曹壪到y(tǒng)的物理模型，而并不僅限于此處給出的示例性實(shí)施方式。在該示例性實(shí)施方式中，高壓共軌系統(tǒng)的物理模型可以通過以下各項(xiàng)來表征流量計(jì)量單元燃油流出流量表達(dá)式；柱塞泵腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式；柱塞泵腔燃油流出流量表達(dá)式；高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式；以及噴油器燃油噴出流量表達(dá)式。接著將詳細(xì)給出這些表達(dá)式，然而需要說明的是，這只是出于示例的目的，本發(fā)明并不局限于此。高壓共軌系統(tǒng)的物理樽型為了考慮高壓共軌燃油系統(tǒng)主要的機(jī)械、液壓和控制部件之間的物理關(guān)系，同時(shí)又能夠利用給出的物理模型設(shè)計(jì)基于模型的軌壓控制模型，首先進(jìn)行如下假設(shè)·忽略高壓共軌系統(tǒng)燃油泄漏；·流量計(jì)量單元利用比例電磁閥驅(qū)動(dòng)；·忽略溫度和燃油壓力變化對(duì)燃油密度的影響；·燃油流量系數(shù)不隨溫度和壓力變化而改變；·燃油的彈性模量不隨溫度而變化。在上述假設(shè)下，可以得到如下的一些關(guān)系表達(dá)式。1.流量計(jì)量單元燃油流出流量表達(dá)式針對(duì)流量計(jì)量單元，例如可以得到如下的燃油流出流量表達(dá)式
權(quán)利要求
1.一種用于控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的設(shè)備，其特征在于，包括工況參數(shù)獲取裝置，配置用于獲取與所述高壓共軌系統(tǒng)相關(guān)的工況參數(shù)；控制量確定裝置，其與所述工況參數(shù)獲取裝置耦合，配置用于依據(jù)所述工況參數(shù)、高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力的目標(biāo)值和基于表征所述高壓共軌系統(tǒng)的物理模型而設(shè)計(jì)的控制模型，來確定用于控制所述高壓共軌系統(tǒng)的控制量，所述控制量為流量計(jì)量單元電磁閥的等效橫截面積；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)確定裝置，其與所述控制量確定裝置耦合，配置用于根據(jù)確定的所述控制量， 來確定用于驅(qū)動(dòng)所述流量計(jì)量單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括觀測(cè)值確定裝置，其與所述工況參數(shù)獲取裝置和所述控制量確定裝置耦合，配置用于依據(jù)所述工況參數(shù)以及基于所述物理模型而設(shè)計(jì)的觀測(cè)器模型，來確定高壓油泵柱塞腔內(nèi)燃油壓力的觀測(cè)值，以供所述控制量確定裝置來確定所述控制量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述觀測(cè)器模型通過為所述物理模型中的柱塞泵腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式和高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式分別增加調(diào)整項(xiàng)，并選擇使得調(diào)整后的所述兩個(gè)表達(dá)式均穩(wěn)定和收斂的調(diào)整因子來設(shè)計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述觀測(cè)值確定裝置進(jìn)一步配置用于依據(jù)所述工況參數(shù)以及所述觀測(cè)器模型，來確定高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力的觀測(cè)值，以供所述控制量確定裝置來確定所述控制量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述工況參數(shù)包括高壓油泵柱塞沖程、 高壓油泵柱塞運(yùn)動(dòng)線速度、柱塞泵腔內(nèi)燃油壓力和高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述物理模型通過以下各項(xiàng)來表征流量計(jì)量單元燃油流出流量表達(dá)式；柱塞泵腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式；柱塞泵腔燃油流出流量表達(dá)式；高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式；以及噴油器燃油噴出流量表達(dá)式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制模型包括前饋控制器，所述控制量包括前饋控制分量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述前饋控制分量uFF表示為
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制模型包括反饋控制器，所述控制量包括反饋控制分量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述反饋控制分量uFB表示為
11.一種用于控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括獲取與所述高壓共軌系統(tǒng)相關(guān)的工況參數(shù)；依據(jù)所述工況參數(shù)、高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力的目標(biāo)值和基于表征所述高壓共軌系統(tǒng)的物理模型而設(shè)計(jì)的控制模型，來確定用于控制所述高壓共軌系統(tǒng)的控制量，所述控制量為流量計(jì)量單元電磁閥的等效橫截面積；以及根據(jù)確定的所述控制量，來確定用于驅(qū)動(dòng)所述流量計(jì)量單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括依據(jù)所述工況參數(shù)以及基于所述物理模型而設(shè)計(jì)的觀測(cè)器模型，來確定高壓油泵柱塞腔內(nèi)燃油壓力的觀測(cè)值，以用于確定所述控制量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述觀測(cè)器模型通過為所述物理模型中的柱塞泵腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式和高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式分別增加調(diào)整項(xiàng)，并選擇使得調(diào)整后的所述兩個(gè)表達(dá)式均穩(wěn)定和收斂的調(diào)整因子來設(shè)計(jì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括依據(jù)所述工況參數(shù)以及所述觀測(cè)器模型，來確定高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力的觀測(cè)值， 以用于確定所述控制量。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述工況參數(shù)包括高壓油泵柱塞沖程、高壓油泵柱塞運(yùn)動(dòng)線速度、柱塞泵腔內(nèi)燃油壓力和高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力。
16.根據(jù)權(quán)利要求11述的方法，其特征在于，所述物理模型通過以下各項(xiàng)來表征流量計(jì)量單元燃油流出流量表達(dá)式；柱塞泵腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式；柱塞泵腔燃油流出流量表達(dá)式；高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力表達(dá)式；以及噴油器燃油噴出流量表達(dá)式。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述控制模型包括前饋控制器，所述控制量包括前饋控制分量。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述前饋控制分量uFF表示為
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述控制模型包括反饋控制器，所述控制量包括反饋控制分量。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述反饋控制分量uFB表示為
全文摘要
公開了一種用于控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)的設(shè)備和方法。該設(shè)備包括工況參數(shù)獲取裝置，配置用于獲取與高壓共軌系統(tǒng)相關(guān)的工況參數(shù)；控制量確定裝置，與工況參數(shù)獲取裝置耦合，配置用于依據(jù)工況參數(shù)、高壓共軌管腔內(nèi)燃油壓力的目標(biāo)值和基于系統(tǒng)物理模型而設(shè)計(jì)的控制模型，來確定用于控制高壓共軌系統(tǒng)的控制量，該控制量為流量計(jì)量單元電磁閥的等效橫截面積；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)確定裝置，與控制量確定裝置耦合，配置用于根據(jù)確定的控制量，來確定用于驅(qū)動(dòng)流量計(jì)量單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式適用于系統(tǒng)在任何工況下的工作過程，可實(shí)現(xiàn)較為精確的噴射壓力和快速響應(yīng)，減少軌壓與其目標(biāo)值的偏差，減少標(biāo)定工作量，并改善系統(tǒng)的功能。
文檔編號(hào)F02D41/38GK102192033SQ20111010042
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者佟德輝, 孫少軍, 胡廣地 申請(qǐng)人:濰柴動(dòng)力股份有限公司