电控燃油喷射系统通用驱动平台设计

摘要

随着能源短缺和环境危机的日益加剧,发动机排放法规日趋严格,节能减排已经成为推动发动机技术发展最主要的驱动力。电控燃油喷射技术是满足节能减排要求的有效技术手段。电控单体泵系统和高压共轨系统是最常用的电控燃油喷射系统。针对这两种燃油系统电控单元驱动部分的一致性和通用性,本文设计了电控燃油喷射系统通用驱动平台,只需要通过不同的软硬件配置,即可适用于两种燃油系统,具有适应性强、可靠性高,产业化前景广阔的优点。
　　首先依据两种燃油喷射系统的特点,提出通用驱动平台的设计目标和设计要求,对通用驱动平台软件和硬件系统进行总体设计。进而在Simulink中搭建高速电磁阀驱动仿真模型,分析高速电磁阀驱动电路中储能电容容量、高压源电压和保持波参数对电磁阀响应实时性的影响,升压电路中升压电感和储能电容对升压电压的影响,为匹配不同阻抗的高速电磁阀提供指导。
　　然后,依据仿真分析结果,采用模块化和平台化的设计方法,完成通用驱动平台硬件系统的设计。在硬件设计基础上,采用模块化和分层的设计思想,将控制软件分为管理层、驱动层和设备层三部分;采用“前景/背景”的软件结构,结合中断优先级可抢占式和时间片轮转式调度策略,构建软件多任务调度机制。详细分析通用驱动平台软件各层任务模块构成和控制策略,完成软件程序设计。
　　最后,进行通用驱动平台功能验证试验,并在油泵试验台上完成配机试验。试验结果表明,匹配两种型号的高速电磁阀时,升压电路输出电压纹波均小于3％,高压源电压恢复时间均小于0.25ms;单体泵电磁阀开启时间小于0.7ms,关闭时间小于0.15ms;共轨喷油器电磁阀开启时间小于0.3ms,关闭时间小于0.1ms,满足高速电磁阀驱动响应的实时性要求。轨压控制试验中模拟的稳态和瞬态工况下,稳态轨压波动不超过±2MPa,动态轨压波动不超过±4Mpa,满足轨压的控制要求。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 电控燃油喷射系统的发展

1.3 国内外柴油机ECU的研究现状

1.4 本文的主要工作

第2章 电控燃油喷射系统通用驱动平台总体设计

2.1 通用驱动平台设计目标

2.2 通用驱动平台应用对象特点

2.3 通用驱动平台设计要求

2.4 通用驱动平台ECU软件结构总体设计

2.5 通用驱动平台ECU硬件结构总体设计

2.6 本章小结

第3章 电控燃油喷射系统通用驱动平台硬件设计

3.1 通用驱动平台电磁阀驱动仿真分析

3.2 通用驱动平台硬件电路设计

3.3 本章小结

第4章 电控燃油喷射系统通用驱动平台软件设计

4.1 通用驱动平台软件设计方案

4.2 通用驱动平台软件总体控制

4.3 设备层软件

4.4 管理层软件

4.5 驱动层软件

4.6 本章小结

第5章 电控燃油喷射系统通用驱动平台功能试验研究

5.1 通用驱动平台控制单元功能验证试验

5.2 电控单体泵燃油喷射系统特性试验

5.3 高压共轨燃油喷射系统试验

5.4 本章小结

结论与展望

1.结论

2.工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢