随着城市汽车保有量的不断增加,车用柴油机更为频繁地运行在过渡工况下。相较常规工况,过渡工况难以控制,由于汽车排放法规的逐渐加严,在柴油机控制策略日趋完善的基础上,更受到行业的广泛关注,为此进行柴油机过渡工况控制研究具有重要意义。本文采用基于转矩的过渡工况控制策略进行高压共轨柴油机控制软件开发及仿真试验研究。研究内容以及成果包括:通过分析高压共轨柴油机过渡工况下的工作特性,采用基于转矩的柴油机过渡工况控制策略;结合MPC5634M单片机硬件资源,对柴油机控制软件进行架构设计。将控制软件分为底层软件、基础层软件以及应用层软件三部分。基于模型设计的开发理念,应用Matlab/Simulink搭建柴油机急加/减速控制模型,根据高压共轨柴油机过渡工况的功能需求,将柴油机控制模型设置为数据采集、工况识别、发动机管理以及执行喷油等四个功能模块。分别用于实现传感器信号管理、柴油机工况转换迁移、喷油参数计算、柴油机同步判定及喷油等功能。为实现对柴油机急加/减速工况控制,在急加速工况下设计踏板步长递增控制算法,在急减速工况下设计断油减速以及恢复供油控制算法。执行喷油模块取之于在GT-Power环境下建立的高压共轨柴油机物理模型,根据试验所用柴油机结构参数及工作特性,完成进排气系统模型、涡轮增压系统模型以及喷油器等部分组件模型的搭建。为验证控制算法的准确性和可靠性,将Simulink控制模型和GT-Power物理模型耦合进行联合仿真。在完成Simulink控制模型的单元测试基础上,配置软件接口,将Simulink控制模型与柴油机GT-Power物理模型有机连接,对高压共轨柴油机的急加/减速工况转换和喷油控制进行仿真试验研究。仿真结果表明,采取踏板步长递增方式,能够改善柴油机在急加速工况下的过量空气系数并提高指示热效率。采用断油减速与恢复燃油供给的控制方式,可实现高压共轨柴油机在急减速工况下的平稳过渡,同时减少柴油机在此工况下的燃油消耗和废气排放。仿真试验结果为满足高压共轨柴油机在急加/减速工况下的动力性以及排放性需求提供了理论依据。