基于电磁阀电流闭环控制的柴油机电控系统设计及实现

摘要

针对国家对柴油机排放法规日益严格的背景下，柴油机要想满足日趋苛刻的排放法规，必须采用电控系统实现对柴油机的精确控制。本项目围绕柴油机电控系统的核心部件-电磁阀执行器，开展了高速电磁阀驱动控制策略的研究工作，设计完成了高速电磁阀驱动电路的软硬件设计方案，并在此基础上设计了柴油机电控系统，通过发动机台架验证试验，获得了较好效果。根据电控燃油喷射系统总体设计方案，重点进行 MCU 模块设计?电磁阀驱动模块设计和充电泵模块设计。为了提高电磁阀的响应速度并确保高速电磁阀驱动电路可靠工作，结合实际使用中的工程经验，本文设计采用双电压分时智能驱动方式驱动电磁阀，高电压由DC/DC升压模块提供，低电压由电池电压提供。 在电磁阀电流闭环控制软件设计方面，首先对电磁阀驱动电路进行详细的原理设计。之后再此基础上进行电磁阀电流闭环控制的软件设计。结合电控柴油机的工作原理，为了保证能在正确的相位时刻驱动电磁阀，首先需对曲轴转速信号和凸轮转速信号进行处理，从而根据采集到的曲轴信号信息和凸轮信号信息进行发动机转速计算和相位判断。在相位正确判断的基础上进行发动机电磁阀电流闭环控制。电磁阀电流闭环控制采用软件实时采集反馈的方式进行，在本文中重点对电磁阀时间控制逻辑和电流控制逻辑进行算法设计和代码实现。 对设计的电控燃油控制系统进行试验验证，首先在实验室进行电磁阀电流闭环控制模拟试验，以验证电磁阀电流的控制功能和发动机相位判断功能;然后进行发动机台架试验，通过设计的发动机怠速控制PID算法，对发动机进行标定，从而实现对发动机的怠速控制。验证了本文设计的柴油机电控系统的功能。

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MASTER THESIS FOR PROFESSIONAL DEGREE

3.2.2.1 发动机转速计算 14

3.2.2.2 曲轴齿信号合理性判断 16