柴油机电控单体泵系统控制单元设计研究

摘要

柴油机燃油喷射系统电控化是柴油机未来技术发展的必然趋势。柴油机电控单体泵具有喷油压力高、喷油量和喷油定时柔性控制、喷油系统改造小等优点,在大功率柴油机领域具有很强的应用前景。因此,本文针对某型电控单体泵柴油机,开展了其控制单元设计和研究工作,完成系统匹配目标,主要完成了以下工作内容。
　　 在电控单体泵系统的结构和工作原理分析的基础上,提出了控制单元的硬件设计方案,完成系统硬件设计工作。其中,本文设计的升压电路不占用CPU资源,能够稳定的输出80V高压驱动电源,且纹波率小于5％;针对单体泵对驱动的要求,设计了高压驱动80V,低压驱动24V的电磁阀双电源驱动电路,且工作性能稳定。
　　 在系统硬件平台的基础上,完成了软件开发工作,其中,本文针对柴油机全工况优化控制问题,提出了运行工况划分的技术措施,并确定了切换条件和控制策略;详细分析了喷射过程控制时序,完成六缸控制过程时序划分,对控制软件进行模块化编程;对控制事件采用任务调度机制,实现CPU资源优化配置,提高了软件运行效率。
　　 对系统喷射驱动模块进行试验验证,结果表明,本文所设计的控制单元喷射驱动模块可使电磁阀驱动峰值电流在200μs内达到20A,高压维持电流15A,低压维持电流8A,升压电位压降5.2V,回复时间4ms,并能够完全按照所规定的喷射时序对电磁阀进行驱动控制,且各项实验参数均符合设计要求。