一种柴油机多燃料模式协同优化运行的控制策略
本发明公开了一种柴油机多燃料模式协同优化运行控制策略，所述控制策略包括模式请求策略、模式协调策略和模式响应策略。模式请求策略根据柴油机工况、环境条件和柴油机状态参数确定柴油机的燃料模式，并向模式协调策略发出模式请求；模式协调器对多个燃料模式进行协调后输出设定模式；功能控制策略根据设定模式切换对应的控制参数，通过实现整个控制参数体系的切换，使发动机运行在对应燃料模式下。基于本发明的控制策略，可为每种燃料模式对应一个标定匹配的控制参数体系，从而实现柴油机多种燃料模式的协同优化运行，最终实现降低油耗和排放的目的。
发明专利
CN202310028027.0
2023-01-09
CN117605582A
2024-02-27
F02D41/00(2006.01)
昆明理工鼎擎科技股份有限公司
王正江;申立忠;姚国仲;肖雨寒;黄粉莲;王贵勇
650000 云南省昆明市呈贡区吴家营乡景明南路730号书香大地C03幢2单元18层1801室
昆明今威专利商标代理有限公司
赛晓刚
云南;53
1.一种柴油机多燃料模式协同优化运行的控制策略，其特征在于，所述控制策略包括模式请求策略、模式协调策略和模式响应策略； 模式请求策略包括针对每种燃料模式构建的多个模式请求子策略，每个模式请求子策略分别用于一种燃料模式；模式请求策略通过模式状态字表达燃料模式，模式请求策略根据发动机的工况、环境条件和状态参数共同决定发出对应燃料模式的模式请求状态字； 模式协调策略中设置了一个模式协调器；模式协调器可同时接受多个模式请求状态字，并根据模式请求的优先级对该模式请求进行优先级管理，优先级高的模式请求被优先选择；模式协调器还对其模式编号和阶段编号的合理性进行判断，如果被选择的模式请求的模式编号和阶段编号是唯一的，则该模式请求是合理的，并被输出为设定模式；设定模式也是通过模式状态字表达燃料模式；模式协调器更新设定模式时，同时为模式响应策略输出模式切换系数； 模式响应策略包括所有需要支持多模式控制的多个功能控制策略，在每个功能控制策略中，分别包括一个模式响应MAP和多个控制参数体系；模式响应MAP的输入分别为设定模式的模式编号和阶段编号，其值为对应功能策略的模式响应数；模式响应数用于选择对应功能控制策略的控制参数体系； 在每个功能控制策略中都包括一个模式响应器；模式响应器对模式响应数进行实时监测，当模式响应数发生改变时，模式响应器能够记录上一个模式数，从而区分出当前模式和期望模式；当前模式为正在执行的模式，期望模式为模式协调策略输出的新设定模式； 在每个功能控制策略中，控制策略会使用当前模式对应的控制参数体系和期望模式的控制参数体系同时计算出对应模式下的控制参数，并通过参数切换算法控制其柔性切换； 参数切换算法的参数切换系数为模式切换系数的函数，在每个功能控制策略中，参数切换系数由参数切换系数曲线根据模式切换系数插值得到；在每个功能控制策略中包含多组参数切换系数曲线，在不同模式之间切换时采用不同的参数切换系数，实现不同的切换特性；不同功能模块之间，控制参数的切换过程不同； 控制参数切换完成后，当前模式更新为期望模式，控制参数体系由当前模式的控制参数完全切换为期望模式的控制参数，燃料模式切换完成；发动机在期望模式的控制参数下，运行在对应的燃料模式。 2.根据权利1所述的控制策略，其特征在于，所述控制策略包括以下步骤： 步骤101，模式请求策略发出模式请求； 步骤102，模式协调策略对模式请求进行协调，确定设定模式； 步骤103，模式响应策略对设定模式状态字进行解析，并切换控制参数。 3.根据权利2所述的控制策略，其特征在于，所述模式请求策略根据发动机的工况、环境条件和状态参数共同决定发出其对应的模式请求状态字。 4.根据权利2所述的控制策略，其特征在于，所述模式请求状态字为一个32位的无符号整数，包括模式编号、阶段编号和模式请求优先级信息三个部分，其中：0～15位为模式信息，每个位的索引即为模式编号；16～23位为阶段信息，每个位的索引即为阶段编号；24～27位为模式请求的优先级，其值范围为0～15，数值越大，优先级越高。 5.根据权利2所述的模式协调策略，其特征在于，所述模式协调器工作流程为优先级排序、模式请求选择、模式请求合理性检测和设定模式更新； 所述模式协调器根据模式请求的优先级把多个模式请求插入到一个模式请求数组中，优先级越大的模式请求优先被插入数组，在选择时也将被优先选择。 6.根据权利5所述的控制策略协调策略，其特征在于，所述模式协调器从模式请求数组的首个元素开始选择，并通过位操作获取模式编号和阶段编号，然后判断模式编号和阶段编号是否唯一，即分别只有一个位为1。 7.根据权利6所述的模式协调策略，其特征在于，所述模式协调器在所选模式请求的模式编号和阶段编号唯一时，所选模式请求被更新为设定模式，同时更新模式切换系数； 所述模式切换系数在设定模式更新时被重置为0，然后以一个可标定的斜率，线性变化至1，用于对功能控制策略的控制参数体系切换过程进行控制。 8.根据权利2所述的控制策略，其特征在于，所述多个功能控制策包括共轨压力控制策略、喷射组合策略、预喷喷油量与喷油始点策略、主喷喷油始点策略、后喷喷油量与喷油始点策略、EGR调节策略和增压压力调节策略。 9.根据权利2所述的控制策略，其特征在于，所述功能控制策略中的模式响应器在设定模式发生改变时，区分出当前模式和期望模式，当前模式为正在执行的模式，期望模式为新的设定模式。 10.根据权利9所述的控制策略，其特征在于，所述柔性切换由控制算法实现，控制算法为： 式中：α为模式切换系数，β为参数切换系数，f为参数切换系数曲线，x0为当前模式控制参数值，x1为下一模式控制参数值，y为控制参数输出值。 11.根据权利10所述的控制策略，其特征在于，所述模式切换系数实现了对所有功能控制策略的控制参数切换过程的统一控制，模式切换系数由0恢复至1时，模式切换完成； 所述参数切换系数是模式切换系数的函数，通过标定不同的参数切换系数特性，能够实现不同燃料模式切换过程的控制参数的不同切换特性，不同功能控制策略的控制参数切换特性可以不同。