《车用柴油机管理系统电控单元的开发研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《车用柴油机管理系统电控单元的开发研究（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 期 总 第 期卯 年 月车 用 发 动 机丫 卫 已肠 回性 撼 电 控 技 术 车 用 集 油 机 管 理 系 跪 电 枚 单 元 的 开 发 研 究哪 叨杜 仲 欧 阳 明 高娜王 延 岭 清 华 大 学 北 京 众摘 要 介 绍 了 基 于 位 置 控 制 式 喷 油 系 统 的 染 油 机 管 理 系 统 电 拉 单 元 的 开 发 和 试 验 研 究 , 进 行了 杭 干 扰 性 、 可 幸 性 以 及 安 装 和 使 用 方 面 的 研 究 , 并 提 出 了 电 控 柴 油 机 系 统 的 实 用 化 实 施 方 案 。关 键 词 电 控 单 元 管 理 系 统 电 控 柴
2、油 机引 言电 控 柴 油 机 是 柴 油 机 今 后 发 展 的 重 要 方向 之 一 。 清 华 大 学 在 国 家 “ 九 五 ” 攻 关 大 型 项目 “ 汽 车 电 子 控 制 ” 课 题 的 研 究 中 , 开 发 了 基于 第 一 代 电 控 喷 油 系 统 的 柴 油 机 电 子 控 制 管理 系 统 , 并 进 行 了 个 月 的 装 车 试 验 。 在 整个 装 车 试 验 过 程 中 , 电 控 单 元 硬 件 运 行 可 靠 ,软 件 控 制 准 确 , 对 柴 油 机 的 使 用 性 能 有 了 较大 幅 度 的 提 高 。 试 验 结 果 表 明 , 在 当 前 中
3、 国国 情 下 , 开 发 基 于 位 置 控 制 式 的 电 控 柴 油 机管 理 系 统 是 可 行 的 , 并 且 可 以 在 当 前 国 内 的工 艺 水 平 下 达 到 实 用 化 。电 控 单 元 设 计管 理 系 统 电 控 单 元 由 传 感 器 、 中 央 控 制单 元 、 执 行 器 、 输 人 控 制 和 输 出 指 示 部 分组 成 , 结 构 框 图 见 图 。转转 速速速速速速速速速速速速速速速速速速速速速速速速信信信信信信 号号号 定 时 计 数 器器器调调调调调调 理理理理理车车 速速速速速速速速速速速速速速速速速速速速速速速速油油 温温温 采 样样样样样样样样
4、样样样样样样样样样样水水 温温温温温温温温 条 位 置置服服服服服服服服服服 系 统统气气 温温温温温温温温温油油 门门门门门门门通 讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯讯 输输输输 人 缓 冲 输 出 锁 存存起起起起 巡巡巡 诊诊诊 标标标 诊诊诊 巡巡巡 超超超 故故动动动动 航航航 断断断 定定定 断断断 航航航 速速速 障障控控控控 控控控 控控控 控控控 指指指 指指指 指指指 指指制制制制 制制制 制制制 制制制 示示示 示示示 尔尔尔 不不电铁收 稿 日 期 卯 珍 , 以 图 管 理 系 统 电 控 单 元 结 构卯 年 月 杜 仲 等 车 用 柴
5、油 机 管 理 系 统 电 控 单 元 的 开 发 研 究在 中 央 控 制 单 元 的 设 计 中 , 选 用 美 国公 司 生 产 的 系 列 微 控 制 器 中的 微 控 制 器 组 成 系 统 。 由 于微 控 制 器 片 内 无 , 在 片 外 用一 片 扩 展 了 字 节 作 为 程 序存 储 器 , 并 用 扩 展 了 字 节, 用 于 保 存 掉 电 不 丢 失 数 据 和 作 为 在 线电 可 擦 除 存 储 器 , 存 储 发 动 机 标 定 数 据 和 行车 数 据 。 对 转 速 和 车 速 的 测 量 , 采 用 定 长 时间 对 传 感 器 脉 冲 进 行 计 数
6、后 计 算 得 出 。 水温 、 油 温 、 气 温 和 油 门 传 感 器 输 人 模 拟 信 号 ,用 转 换 器 进 行 采 集 。转 速 传 感 器 使 用 霍 尔 效 应 传 感 器 。 温 度传 感 器 使 用 半 导 体 温 度 传 感 器 , 由 于 半 导 体温 度 传 感 器 输 出 信 号 比 较 小 , 直 接 进 行采 样 精 度 比 较 低 , 达 不 到 系 统 要 求 , 因 此 对 温度 信 号 先 进 行 放 大 , 在 整 个 量 程 范 围 内 输 出一 的 信 号 , 这 样 可 以 使 采 样 精 度达 到 最 高 。采 用 线 性 电 磁 铁 作
7、为 执 行 器 , 安 装 在 发动 机 调 速 手 柄 位 置 , 对 油 泵 齿 条 位 置 精 确 控制 。 该 线 性 电 磁 铁 为 辛 格 斯 达 公 司 生 产 , 最大 行 程 , 从 一 最 大 行 程 的响 应 时 间 为 。抗 干 扰 性 和 可 靠 性电 控 单 元 能 否 正 常 使 用 和 实 用 化 , 关 键是 其 自 身 的 抗 干 扰 性 和 可 靠 性 , 对 柴 油 机 电控 单 元 的 要 求 也 是 要 有 较 强 的 抗 干 扰 能 力 和可 靠 性 。 由 于 柴 油 机 在 开 放 式 环 境 中 使 用 ,组 成 电 子 控 制 的 各 部
8、件 比 较 分 散 , 主 要 外 部干 扰 信 号 是 空 间 电 磁 信 号 , 内 部 干 扰 信 号 是电 控 单 元 自 身 运 行 过 程 中 产 生 的 电 磁 信 号 ,且 外 部 和 内 部 的 干 扰 信 号 主 要 集 中 在 高 频段 。 所 以 在 电 控 单 元 的 抗 干 扰 设 计 中 , 对 外部 干 扰 采 用 滤 波 削 减 , 对 内 部 干 扰 则 通 过 良好 的 电 路 设 计 来 避 免 。 经 过 实 车 试 验 , 证明 采 用 以 下 措 施 来 提 高 该 电 控 单 元 的 抗 干 扰能 力 是 有 效 的 的 选 择 原 则 在 总
9、线 数 据 吞 吐 量相 同 的 情 况 下 , 选 用 总 线 时 钟 频 率 低 的 芯 片 ,可 以 降 低 电 磁 辐 射 。 在 相 同 数 据 吞 吐 量 的 情况 下 , 公 司 的 一 , 系 列 微 控 制器 总 线 时 钟 频 率 是 功 公 司 系列 微 控 制 器 总 线 时 钟 频 率 的 倍 , 所 以 选用 系 列 微 控 制 器 进 行 设 计 , 降 低 电磁 辐 射 量 在 信 号 采 集 电 路 中 采 用 了 滤 波 电 路 ,滤 除 信 号 频 率 以 外 的 干 扰 信 号 在 电 源 供 电 电 路 中 设 置 了 去 祸 电 路 ,滤 除 电 路
10、 中 前 后 级 之 间 的 相 互 干 扰 在 电 路 板 设 计 上 , 电 源 供 电 电 路 采 用梳 状 布 线 , 以 消 除 前 后 级 因 共 用 电 源 回 路 而带 来 的 祸 合 干 扰 在 信 号 滤 波 电 路 设 计 上 , 由 于 信 号 经过 线 束 传 送 , 可 能 会 带 来 空 间 电 磁 干 扰 , 所 以在 信 号 进 人 控 制 单 元 处 加 滤 波 电 容 , 滤 除 信号 经 过 线 束 传 送 而 带 来 空 间 电 磁 干 扰 信 号 输 入 信 号 经 输 人 调 理 电 路 限 幅 、 钳 位保 护 、 整 形 和 滤 波 处 理 再
11、 经 过 输 人 缓 冲 后 供给 进 行 处 理 为 了 使 工 作 时 负 载 能力 不 超 过 额 定 状 态 , 输 出 用 输 出 锁 存 器 进 行隔 离 。采 用 以 下 措 施 来 提 高 电 控 单 元 工 作 的 可靠 性 在 元 器 件 的 选 择 上 , 选 用 噪 声 容 限 高 ,功 耗 低 的 系 列 芯 片 , 不 选 用 噪 声 容 限低 , 功 耗 高 的 , 系 列 芯 片 由 于 电 控 单 元 系 统 用 原 车 电 池进 行 供 电 , 而 车 用 电 池 电 压 在 加 一之 间 波 动 , 并 可 能 会 有 瞬 时 超 限 电 压 , 在 电源
12、 供 电 电 路 中 设 置 了 过 压 缓 冲 保 护 电 路 和 欠压 保 护 电 路 , 以 保 证 电 控 单 元 在 瞬 时 过 压 下不 被 损 坏 , 在 欠 压 状 态 下 复 位 , 进 行 自我 保 护 。图 所 示 为 管 理 系 统 电 控 单 元 电 路 板 。卯 年 月 杜 仲 等 车 用 柴 油 机 管 理 系 统 电 控 单 元 的 开 发 研 究针 对 以 上 问 题 , 提 出 了 对 该 电 控 系 统 实用 化 的 解 决 方 案 。 在 电 路 板 选 择 上 , 虽 然 层 板 比 双 层板 抗 干 扰 性 和 可 靠 性 要 好 , 但 双 层 板
13、 已 足 以保 证 该 电 控 单 元 的 性 能 , 为 了 降 低 成 本 , 把 中央 控 制 单 元 部 分 设 计 为 双 层 板 电 路 在 选 择 元 器 件 时 , 除 关 键 部 件 之外 , 其 它 元 器 件 都 采 用 国 际 标 准 的 标准 系 列 , 不 采 用 专 用 元 器 件 , 以 保 证 元 器 件 货源 充 足 , 供 货 稳 定 , 电 控 单 元 成 本 较 低 在 设 计 电 路 板 时 , 集 成 电 路 设 计 在 顶面 安 装 , 电 阻 和 电 容 元 件 选 用 表 面 安 装 元 件 ,并 设 计 为 在 电 路 板 双 面 安 装
14、, 如 此 设 计 可 缩小 电 路 板 面 积 , 进 一 步 降 低 电 控 单 元 成 本 。纷飞欲货殆轰贯骼砚鉴蕊逛货格食笼结 束 语本 次 研 究 工 作 完 成 了 车 用 柴 油 机 管 理 系统 的 电 控 单 元 硬 件 系 统 的 开 发 并 进 行 了 台 架试 验 和 装 车 试 验 。 开 发 和 试 验 结 果 表 明 , 在当 前 中 国 国 情 下 , 开 发 基 于 位 置 控 制 式 的 电控 柴 油 机 管 理 系 统 是 可 行 的 , 并 且 可 以 在 当前 国 内 的 工 艺 水 平 下 达 到 实 用 化 。参 考 文 献昌 川 , 拍 协 ,且
15、 垃 。 回 山即 夕 一 儿 司 印 科 ,一 以 陇 加 初, 卯刚 寒 冰 , 齐 秋 群 原 理 与 应 用 北 京 北京 理 工 大 学 出 版 社 , 卯 编 辑 赵 成 伟上 接 第 页缩 压 力 , 再 根 据 压 力 与 拖 动 转 速 的 关 系 换 算出 而 时 的 气 缸 压 缩 压 力 , 与 规 定 值恤 比 较 , 即 可 知 道 发 动 机 气 缸 的 技术 状 况 。考 虑 到 有 的 车 辆 可 能 出 现 各 缸 压 缩 压 力不 均 匀 的 情 况 , 在 计 算 平 均 压 缩 电 流 。 时 ,将 数 据 按 各 缸 均 分 为 段 , 每 段 分
16、别 求 和 丫均 , 即 找 出 对 应 各 缸 的 几 , 然 后 取 其 最 小 的计 算 气 缸 压 缩 压 力 。 , 再 根 据 拖 动 转 速 换 算为 而 时 的 值 。 如 果 低 于 ,说 明 该 气 缸 已 不 能 正 常 工 作 , 即 这 台 发 动 机也 就 需 要 维 修 了 。需 要 说 明 的 是 , 如 果 使 用 环 境 大 气 压 力与 标 准 大 气 压 相 差 较 大 , 应 先 将 气 缸 压 缩 压力 规 定 最 低 值 恤 换 算 为 使 用 环 境下 的 值 , 才 可 进 行 比 较 。参 考 文 献徐 祖 泽 坦 克 管 理 学 之 三 现 行 部 队 技 术 管 理 北京 北 京 装 甲 兵 工 程 学 院 出 版浙 江 大 学 数 学 系 概 率 论 与 数 理 统 计 北 京 人 民教 育 出 版 社 叨 编 辑 李 建 新逆 场 浏 爷 浏 标 出 信 息 日 口 酷 他 分 惬 矛中 国 国 际 汽 车 维 修 检 测 诊 断 设 备 及 汽 车零 部 件
