【摘要】：汽車污染物是大氣污染的主要貢獻(xiàn)者之一,隨著我國(guó)汽車保有量持續(xù)增加和環(huán)境不斷惡化,為有效控制車輛污染物排放,我國(guó)相繼制定并實(shí)施了各個(gè)階段的排放法規(guī),于2016年提出了針對(duì)輕型柴油車的國(guó)六排放法規(guī),計(jì)劃于2020年和2023年分別實(shí)施國(guó)六(a)和國(guó)六(b)階段。電控高壓共軌柴油機(jī)對(duì)噴油壓力、噴油量、噴油時(shí)刻和噴油規(guī)律能實(shí)現(xiàn)柔性控制,電子控制單元(ECU)硬件電路作為電控系統(tǒng)的載體,因此,對(duì)ECU硬件電路的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)中等功率的高壓共軌柴油機(jī)及其后處理系統(tǒng),以云內(nèi)D20TCI為控制對(duì)象,采用英飛凌公司的AURIX~(TM)系列產(chǎn)品32位3核微控制器(MCU)。對(duì)國(guó)六排放高壓共軌柴油機(jī)ECU硬件電路進(jìn)行了功能需求分析,采用理論分析結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法對(duì)ECU硬件電路的若干關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)研究:曲軸、凸輪軸信號(hào)的調(diào)理方式,噴油器、尿素噴嘴及燃油計(jì)量閥的驅(qū)動(dòng)方式。結(jié)果表明:曲軸、凸輪軸信號(hào)采用可變磁阻傳感器接口芯片進(jìn)行信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì),將差分輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波信號(hào);噴油器采用高低雙電壓驅(qū)動(dòng)方式;尿素噴嘴采用高低單電壓驅(qū)動(dòng)方式;燃油計(jì)量閥采用低邊驅(qū)動(dòng)方式能滿足功能需求。采用模塊化設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了ECU五大模塊電路:MCU模塊外圍電路、ECU電源模塊電路、功率驅(qū)動(dòng)模塊電路、信號(hào)調(diào)理模塊電路及ECU通信模塊電路。其中功率驅(qū)動(dòng)模塊主要包括高壓共軌噴油器、燃油計(jì)量閥、預(yù)熱塞、尿素噴嘴、排氣再循環(huán)(EGR)、可變截面渦輪增壓器(VNT)、電子節(jié)氣門(ETC)、顆粒捕集器(DPF)噴油裝置、寬裕氧傳感器加熱器、選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)的電加熱及水加熱器等。對(duì)ECU印制電路板(PCB)的疊層結(jié)構(gòu)、PCB布局布線、接地、靜電釋放(ESD)防護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析,設(shè)計(jì)出滿足要求的PCB。利用電路功能實(shí)驗(yàn)和臺(tái)架實(shí)驗(yàn)測(cè)試ECU硬件電路,結(jié)果表明:ECU硬件電路達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。尿素噴嘴和噴油器驅(qū)動(dòng)電流均能實(shí)現(xiàn)理想的PEAK-HOLD波形。尿素噴嘴響應(yīng)時(shí)間小于5ms,功率消耗小于3.5W;100μs內(nèi),噴油器驅(qū)動(dòng)電流能從0A上升到18A;60μs內(nèi)能從12A降低到0A;80μs內(nèi)從18A切換到12A不會(huì)導(dǎo)致噴油器關(guān)斷,曲軸、凸輪軸信號(hào)調(diào)理電路均能將原始信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)延遲、干凈的方波信號(hào),為高壓共軌系統(tǒng)判缸提供準(zhǔn)確的角度基準(zhǔn)點(diǎn)。燃油計(jì)量閥能根據(jù)軌壓傳感器反饋的共軌壓力信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)共軌壓力。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U464.172
【圖文】：

圖 2.3 英飛凌 AURIX 系列微控制器產(chǎn)品Fig.2.3 Infineon AURIXTM Series Microcontroller Products標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)提高了 MCU 的性能。同時(shí)，使用 AURIX 平臺(tái)，汽車開(kāi)發(fā)商將能CU 平臺(tái)控制需要滿足國(guó)六排放的動(dòng)力總成，而且將花費(fèi)較少的努力和成本就IL-D 標(biāo)準(zhǔn)，而不是使用經(jīng)典的 Lockstep 體系結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在客戶可以將 MCU 的安

圖 3.2 TC275 系統(tǒng)架構(gòu)Fig.3.2 TC275 System Architecture.2 TC275 引腳資源分配微控制器引腳資源的分配應(yīng)根據(jù) ECU 層對(duì) MCU 層的使用需求，同時(shí)需要結(jié)合硬

圖 3.3 TC275 PG-LQFP-176-22 封裝及引腳分布Fig.3.3 TC275 PG-LQFP-176-22 Package and Pins Layout硬件設(shè)計(jì)角度分析：1）模擬信號(hào)選擇 ADC 模塊引腳或者先將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)再輸入 M

【參考文獻(xiàn)】

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1 彭小紅;李亞林;;考慮油品對(duì)排放影響的車用柴油標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展研究[J];農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程;2015年04期

2 朱曉明;曾偉;宋國(guó)民;黃城健;;柴油機(jī)電控單元電源電路的設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代車用動(dòng)力;2014年04期

3 白思春;y嚾

本文編號(hào)：2776274