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壓電式噴油器速率整形時(shí)的動(dòng)態(tài)面控制研究

燃油噴射速率整形是柴油機(jī)提高燃油效率和減少有害排放物的一種策略。壓電式噴油器以其快速的響應(yīng)特性能夠適應(yīng)速率整形運(yùn)行。介紹了閉環(huán)壓電式噴油器噴油量控制器模型。單發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)控制策略使用動(dòng)態(tài)面控制方法，以體現(xiàn)噴油流速追蹤能力。介紹了常見(jiàn)的LabvIEW FPGA（虛擬儀器現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陳列）控制問(wèn)題。通過(guò)不同的共軌油壓和理想噴油速率的仿真和試驗(yàn)結(jié)果證明了控制器的性能。試驗(yàn)顯示每次噴油總?cè)剂系淖畲笳`差為2.5%。

與電磁驅(qū)動(dòng)燃油噴射器相比，壓電式噴油器有更高的帶寬，允許更加復(fù)雜的燃油噴射效率配置文件的傳輸，包括緊密間隔脈沖序列和燃油噴射速率整形。新的研究包括：①基于模型的壓電式噴油器速率整形的單循環(huán)控制算法進(jìn)展；②基于模型的穩(wěn)定性分析；③仿真試驗(yàn)驗(yàn)證；④帶有FPGA算法的試驗(yàn)驗(yàn)證。研究包括了動(dòng)態(tài)非線性模型和實(shí)時(shí)噴油速率評(píng)估策略。

試驗(yàn)通過(guò)高壓油泵為壓電式噴油器提供高壓油，用計(jì)算機(jī)記錄數(shù)據(jù)，并且通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊的試驗(yàn)來(lái)控制共軌壓力。通過(guò)NI CompactRIO FPGA實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集（DAQ）和控制。NI CompactRIO發(fā)送一個(gè)控制信號(hào)給QorTek壓電驅(qū)動(dòng)器，并且接收線壓力、壓電電壓、平均流速和燃油噴射速率整形測(cè)量值信號(hào)。DAQ運(yùn)行的采樣頻率是500kHz，并且需要一個(gè)200kHz的濾波器，因此驅(qū)動(dòng)器要每10.24μs進(jìn)行一次更新。

帶有DSC（動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)）閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠得出理想的燃油噴射速率曲線，而且DSC控制要基于傳統(tǒng)的PID控制，因?yàn)槠淇梢灾苯舆m應(yīng)壓電式噴油器的非線性?？刂破骺梢詮臓顟B(tài)估測(cè)值和線壓力測(cè)量值進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)。未來(lái)的工作將包括噴油器間差異性和噴油器老化的補(bǔ)償策略研究。

刊名：Control Engineering Practice（英）

刊期：2014年第30期

作者：Dat Le et al

編譯：薛雷