电控柴油机控制模块ECM的研究

摘要

本文对电控柴油机控制模块ECM进行了研究。文章在深入研究柴油机电控技术原理和特点、国内外研究现状和发展趋势的基础上，首先，结合控制理论、单片机原理，对柴油机ECM硬件部分作了系统分析与介绍，特别是发动机相关部分和共轨组件。其次深入地研究了高压共轨柴油机控制策略。根据柴油机燃烧特点和控制理论，结合PID控制技术，提出了适合共轨发动机的各种控制策略和实现方式。对喷油量、喷油定时、共轨压力及怠速的控制策略进行了深入分析，最终得出它们的主要控制策略：喷油量、共轨压力及怠速采用MAP图或模糊PID控制，喷油定时则通过查MAP图计算喷油提前角来实现。通过对柴油机的运行状态进行划分，对不同运行状态给出相应控制算法，包括喷油量、喷油定时和共轨压力等参数的控制，实现柴油机快速起动和平稳运转的要求。最后利用单片机C8051F040对ECM进行开发，实现了发动机电控模块ECM的硬件设计和软件设计。通过起动，怠速模糊PID或MAP—PID控制、调速控制和超速保护等方面在柴油机仿真器上的实验，验证了喷油量-速度控制的可行性和稳定性，控制效果达到了预期要求。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

引言

1.1柴油机电控喷射系统的发展趋势

1.2高压共轨系统的发展现状

1.2.1电控共轨式燃油喷射系统的特点

1.2.2共轨式喷射系统的分类及几种典型

1.3电控模块(ECM)的介绍

1.4电控技术的发展状况及独立开发的意义

1.5本文研究的主要工作

小结

第2章高压共轨柴油发动机ECM控制策略探究

2.1控制系统的介绍

2.1.1ECM的输入设备

2.1.2输出设备

2.1.3高压燃油泵的介绍

2.1.4高压共轨的介绍

2.2 ECM基本的控制策略

2.3喷油量的控制

2.3.1喷油量控制策略

2.3.2决定喷油量的因素

2.4喷油压力控制策略

2.5喷射定时控制

2.6喷油器的控制

小结

第3章ECM控制功能的设计

3.1硬件在环仿真技术

3.1.1柴油机本体仿真技术

3.1.2电控发动机系统的建模手段选择及模型简介

3.2.基于PID的控制方法

3.2.1理想PID控制器

3.2.2模糊-PID控制算法

3.3怠速控制的设计

3.4共轨压力控制的设计

小结

第4章ECM硬件的设计

4.1电控系统硬件概述

4.2.设计目标

4.3单片机简介

4.3.1系统概述

4.3.2片内存储器

4.4电路的设计

4.5硬件抗干扰设计

小结

第5章软件的开发

5.1控制系统对应用软件的要求

5.2软件开发程序

5.3各任务程序的设计

5.3.1喷油量及供油PCV控制定时计算任务

5.3.2串口中断

5.4软件抗干扰和可靠性设计

小结

第6章实验结果

6.1实验目的和过程

6.2实验结果

6.2.1起动

6.2.2怠速

6.3.3加油门

6.3.4减油门

6.3.5超速保护

6.3.6停车

小结

第7章结论

7.1主要结论

7.2进一步的发展方向

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间参加的科研项目、发表的论文

附录