【摘要】：環(huán)境保護(hù)問題是現(xiàn)階段急需解決的重大問題之一。現(xiàn)代社會人們出行離不開交通工具,使用化石燃料的柴油車和汽油車排放了大量的污染物,對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。為了保護(hù)人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境,更加嚴(yán)格的排放法規(guī)也相應(yīng)出臺。使用高壓共軌電控燃油噴射技術(shù)和柴油機(jī)排放控制技術(shù)相結(jié)合的方式,開發(fā)設(shè)計(jì)柴油機(jī)ECU底層驅(qū)動軟件,既保證了柴油機(jī)的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性,又降低了柴油機(jī)污染物排放,對保護(hù)環(huán)境和柴油機(jī)節(jié)能減排有重要意義。根據(jù)國VI排放法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),選取Infineon AURIX TC275T作為高壓共軌柴油機(jī)ECU控制器,以D20TCI柴油機(jī)為控制對象,分析了高壓共軌柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)和排放控制系統(tǒng)的需求。根據(jù)K2SAR軟件架構(gòu),結(jié)合TC275T片上資源,合理分配MCU硬件和軟件資源并分模塊按功能設(shè)計(jì)底層軟件:發(fā)動機(jī)狀態(tài)采集模塊、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號處理模塊、燃油噴射驅(qū)動模塊、軌壓控制模塊、SCR驅(qū)動模塊、VGT和EGR驅(qū)動模塊。合理分配了VADC通道采集發(fā)動機(jī)各種狀態(tài)參數(shù);設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)速信號處理機(jī)制和容錯處理算法對轉(zhuǎn)速信號有效識別;設(shè)計(jì)了三種發(fā)動機(jī)相位跟蹤識別算法,滿足了不同轉(zhuǎn)速信號輸入情況;設(shè)計(jì)了倍頻機(jī)制,對曲軸和凸輪軸信號分別進(jìn)行100倍和1800倍倍頻,為角度基提供0.06°CA的曲軸轉(zhuǎn)角信號;設(shè)計(jì)了通過QSPI控制功率驅(qū)動芯片產(chǎn)生PEAK-HOLD電流波形的噴油器電磁閥閉環(huán)控制器;設(shè)計(jì)了軌壓閉環(huán)控制器,保證共軌管壓力在預(yù)期范圍內(nèi);設(shè)計(jì)了可變轉(zhuǎn)速發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速模擬算法,為HIL實(shí)驗(yàn)提供轉(zhuǎn)速信號;設(shè)計(jì)了SCR噴嘴驅(qū)動算法;設(shè)計(jì)了硬件在環(huán)和臺架實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了各模塊代碼和整個系統(tǒng)的可行性。通過硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了模擬轉(zhuǎn)速信號的有效性;驗(yàn)證了相位跟蹤識別算法在有效轉(zhuǎn)速范圍能正常工作,噴油器驅(qū)動算法能有效控制功率驅(qū)動芯片產(chǎn)生PEAK-HOLD波形;SCR噴嘴電流驅(qū)動波形滿足設(shè)計(jì)要求,噴嘴正常工作。臺架實(shí)驗(yàn)表明,柴油機(jī)正常啟動并保持怠速運(yùn)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速800RPM,波動范圍50RPM,滿足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK421.5
【圖文】：

第二階段：GB14762-2002，于 2003 年 9 月 1 國 VI 排放技術(shù)路線研究在參考國 IV、國 V 技術(shù)路線以及國 VI 排放法規(guī)的技術(shù)路線，如圖 1.1 所示。目前柴油機(jī)的種。其中，機(jī)內(nèi)凈化主要采用高壓共軌電控燃、噴油時刻，達(dá)到最佳動力性和經(jīng)濟(jì)性；采用入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口，這些廢氣可以取代一部分新排放；采用近幾年出現(xiàn)的一種較新的柴油機(jī)增通過改變柴油機(jī)噴嘴環(huán)的角度來改善增壓器性化效果[7]；電子節(jié)氣門技術(shù)有利于發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)氧化還原 DOC；顆粒物捕集器 DPF；尿素噴射滿足排放法規(guī)要求。

圖 2.1 國 VI 排放高壓共軌 ECUFig.2.1 National VI Emission Common Rail ECU20TCI 高壓共軌柴油機(jī)作為控制對象，詳細(xì)參數(shù)如表 2.1 所示。表 2-1 D20TCI 參數(shù)Table.2-1 D20TCI Parameter技術(shù)參數(shù)/單位 參數(shù)氣缸數(shù) 4缸徑 80mm行程 96mm排量 1.91L額定功率 75kW最高轉(zhuǎn)速 3600rpm油耗 205g/kW.h排放性能 國 V

國六排放高壓共軌柴油機(jī) ECU 底層驅(qū)動軟件研究與設(shè)計(jì)機(jī)輸入的方波信號，再輸入到 TIM 模塊進(jìn)行濾波處理，接著進(jìn)入 DPLL 模塊進(jìn)行倍頻處理為發(fā)動機(jī)位置管理和噴油器噴射等提供精準(zhǔn)的角度基。其余的模擬信號經(jīng)過調(diào)理模塊后輸入到 VADC 模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，MCU 對這些數(shù)字信號采集后的結(jié)果輸入到上層控制策略計(jì)算出最優(yōu)噴油時刻及噴射量，達(dá)到最佳動力性及經(jīng)濟(jì)性。ECU 采集的數(shù)字信號主要有：T15 開關(guān)信號、空調(diào)開關(guān)信號等。功率輸出模塊主要負(fù)責(zé)輸出 PWM 控制信號對發(fā)動機(jī)的執(zhí)行器如：噴油器電磁閥、油量計(jì)量單元、尿素泵電機(jī)、尿素噴嘴等進(jìn)行控制。通訊模塊包括 CAN 通訊和 QSPI 通訊，基于 CAN 移植的 CCP 協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)對發(fā)到的標(biāo)定，也可以通過 CAN 總線進(jìn)行不同 ECU 之間的通訊，如 VCU、TCU等；SPI 控制信號主要通過 SPI 發(fā)送控制信號及控制參數(shù)對 ECU 板上外設(shè)如：L9781、尿素泵、尿素管加熱進(jìn)行控制管理。EEPROM 擴(kuò)展存儲模塊用于保存發(fā)動機(jī)故障診斷代碼，在 OBD 診斷儀接入時通過 CAN 總線向診斷發(fā)送故障代碼。執(zhí)行器壓力傳感器電流反饋

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2785700