柴油机高压共轨系统电子控制单元硬件的研究与开发

发布时间：2017-01-18 11:09

  本文关键词：柴油机高压共轨系统电子控制单元硬件的研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

《昆明理工大学》 2014年

柴油机高压共轨系统电子控制单元硬件的研究与开发

魏朝廷  

【摘要】：随着国IV、国V排放法规的逐渐实施,低排放、低油耗和高功率成为柴油发动机的主要发展趋势。高压共轨系统的柴油机在动力性、经济性和低排放方面有其独特的优势,可对喷油压力、喷油量、喷油时刻及喷油规律实现柔性控制。因此,本文对柴油机高压共轨系统电子控制单元(ECU)硬件进行研究与开发。 论文介绍了高压共轨系统发展现状及未来发展趋势,结合德国Bosch公司的高压共轨系统,分析其组成及工作原理,并对电子控制单元进行需求分析。提出以英飞凌公司的32位汽车专用微控制器TC1728为核心的ECU硬件总体设计方案。 利用总体设计方案,详细分析所需电路的设计原理和设计要求并设计相应的电路。其中包括：微控制器最小系统电路、电源模块电路、通讯单元电路、外扩存储单元电路、传感器信号处理电路、喷油器电磁阀驱动电路、燃油计量单元驱动电路、预热塞驱动电路、继电器驱动电路及H桥式驱动电路等,重点对喷油器电磁阀驱动电路及故障诊断进行分析和设计。采用一种快速启动发动机的方法,在发动机台架试验台上完成了发动机启动试验,并对曲轴和凸轮轴信号处理电路、燃油计量单元驱动电路以及喷油器驱动电路的验证。 根据ECU的软件功能和研究对象的需求,提出的ECU硬件PCB的布局、接地和布线要求,设计并制作了功能较完整的高压共轨柴油机试验用ECU板。对ECU硬件进行了单元测试,实验及测试结果表明：高压共轨柴油机ECU硬件满足软件控制功能及设计指标要求。曲轴和凸轮轴信号处理电路、喷油器电磁阀驱动电路和燃油计量单元驱动电路能满足所需的设计要求。喷油器电磁阀在100μs内电流从0上升到18A,从12A降为0所需时间不到80μs；从上升能力和关断能力看,采用喷油器电磁阀电流的闭环控制设计达到了多次喷射能力,进一步证明了所设计的高压共轨柴油机ECU硬件的可行性。

【关键词】：
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK423
【目录】：

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本文编号：238115