在现代共轨系统中,在不同的工况下,每个工作循环过程不仅可以有多次喷射,而且喷射次数是可变的,有些喷射是基于降低噪声或者后处理的目的喷入的,它不再产生扭矩。所以喷油量不再像传统柴油机一样正比于扭矩。这也意味着喷油量和扭矩之间也不再是一个简单的线性转换关系。扭矩不仅仅只由喷油量决定,还依赖于喷油系统以及工况。另外,随着汽车功能的逐渐增加及对发动机控制需求的不断增强,而这些功能及需求一般是以扭矩作为输出变量的。基于此,本文提出了共轨系统基于扭矩结构的控制策略,将扭矩作为功率需求计算的基本变量,通过踏板位移及发动机转速得到车轮扭矩,逐步换算后得到发动机最终扭矩,经过扭矩油量转化后得到喷油量,进而换算成喷油器的喷油脉宽与喷油正时。本文的主要工作是建立一个完整的基于扭矩结构的柴油机电控系统开发平台,遵循扭矩传递的路径,使各个开发阶段之间有效地衔接,提高开发效率和开发水平,节省时间降低成本。并能够通过调整系统开发平台的各个功能模块中的控制参数,使系统的性能达到最佳,从而在最大程度上加快电控柴油机ECU软件开发的进程。本文基于扭矩传递路径,将扭矩结构划分为传动系统,发动机系统和喷油系统三大模块,分别对这三个模块进行研究并用MATLAB/Simulink进行仿真。传动系统模块实现从加速踏板开度所反映的驾驶员的扭矩需求,经过变速箱、离合器等传动系统部件,最终得到离合器扭矩,也即曲轴端输出扭矩的扭矩换算,其中还需要考虑巡航控制和ESP等干预扭矩的影响。发动机系统模块接收曲轴端输出扭矩,叠加摩擦扭矩以及高压油泵损失扭矩,得到指示扭矩。该指示扭矩经过温度限制,烟度限制,速度限制等发动机限制扭矩的过滤后,进入ASD模块。ASD模块是为了避免由于扭矩突然改变而产生的颤动和转速波动,有效改善汽车的驾驶性能而设计的。经过ASD模块后的扭矩经过扭矩油量转换后,得到需要的喷油量。在起动工况时不能应用从扭矩路径传递得来的喷油量,而需要专门标定。此外,发动机系统还重点考虑了怠速工况这一特殊工况,其目的在于保持高怠速和低怠速转速的稳定。喷油系统主要是将从发动机系统扭矩转化得到的喷油量在合适的轨压,合适的喷油正时以合适的喷油次数,合适的喷油脉宽喷入气缸,重点阐述了其具体实现策略,并在此基础上对预喷和主喷分别进行了研究。本文的研究是开发实用的柴油机控制策略的前期工作,更重要的是提出和实践了一种较为先进的设计思路,为后续的研究提供理论和软件的支持,从而进一步认识和掌握汽车扭矩结构的设计思路,缩短开发周期,对柴油机电控共轨系统技术的发展起到积极地作用。