1、柴油機(jī)電控共軌噴射技術(shù)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì),張幽彤,第三講,電控系統(tǒng)設(shè)計(jì),主要包括：傳感器。ECU,執(zhí)行器，驅(qū)動(dòng)電源。,電控系統(tǒng)設(shè)計(jì),1、傳感器 2、噴油器 3、電控單元 4、控制軟件 5、標(biāo)定匹配,傳感器,傳感器是采集工況數(shù)據(jù)(例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)和設(shè)定值(例如油門(mén)踏板位置)。是控制系統(tǒng)獲取柴油劑工作數(shù)據(jù)的主要途徑.傳感器損壞會(huì)造成控制系統(tǒng)誤動(dòng)作。傳感器將得到的物理信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，只有利用反應(yīng)迅速和精確的傳感器才可以對(duì)電控系統(tǒng)實(shí)施所有的開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器,轉(zhuǎn)速傳感器用于獲取下列信息： 曲軸位置(發(fā)動(dòng)機(jī)活塞位置)和電磁閥控制的分配泵內(nèi)的柱塞位置。根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)的頻率計(jì)算轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速傳感器

2、 信號(hào)是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)最重要的量之一。,相位傳感器,凸輪軸的位置決定了正在往上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的活塞是在壓縮沖程還是在排氣沖程。安裝在凸輪軸的相位傳感器將這個(gè)信息傳遞給電控單元。,油門(mén)位置踏板傳感器,采集油門(mén)位置信號(hào)，并將它傳輸給電控單元,壓力傳感器,應(yīng)用： 進(jìn)氣管壓力傳感器 通常直接安裝在增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的進(jìn)氣管上，測(cè)定管內(nèi)的絕對(duì)壓力，這樣可以精確的確定空氣質(zhì)量，增壓器也可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。 大氣壓力傳感器 可以安裝在電子控制單元內(nèi)，或者安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的其他地方。他的信號(hào)用于校正與海拔有關(guān)的，用于閉環(huán)控制回路的設(shè)定值(例如廢棄再循環(huán)，增壓壓力閉循環(huán)控制)。利用它，可以考慮不同環(huán)境空

3、氣密度。 共軌壓力傳感器 安裝在共軌上, 隨時(shí)檢測(cè)共軌內(nèi)的燃油壓力,溫度傳感器,溫度傳感器檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的溫度, 并送入ECU中,傳感器采用電阻值隨溫度變化的熱敏電阻制成,將電壓加在熱敏電阻上, 按計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電阻值和熱敏電阻的阻值, 檢測(cè)出相應(yīng)的分電壓進(jìn)行修正.,傳感器的輸出信號(hào),噴油器,根據(jù)ECU送來(lái)的電子控制信號(hào), 噴油器將共軌內(nèi)的高壓燃油以最佳的噴射定時(shí)、噴油量、噴油率和噴霧狀態(tài)噴入到發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中。電磁閥是電控高壓噴油系統(tǒng)的核心部件, 也是該系統(tǒng)能否開(kāi)發(fā)成功的關(guān)鍵所在。電控高壓噴油系統(tǒng)對(duì)電磁閥的技術(shù)要求中最關(guān)鍵的是響應(yīng)時(shí)間和工作壓力,三通閥,三通閥是噴油器的一個(gè)執(zhí)行器,其作用是將

4、液壓柱塞的燃油背壓有選擇地在供軌壓力和大氣壓力之間進(jìn)行切換.,噴油器電氣特性,它是衡量噴油器電磁閥響應(yīng)時(shí)間的一個(gè)重要參數(shù)， 例如BOSCH CR 共軌系統(tǒng)噴油器 電感L = 240h , 電阻R= 0.1,ECU,傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)入電控單元后，經(jīng)過(guò)電控單元中的輸入接口電路轉(zhuǎn)換為單片機(jī) 可以接受的信號(hào)，單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，運(yùn)算和處理，然后輸出控制信號(hào)經(jīng)輸出信號(hào)接口電路到執(zhí)行器。,單片機(jī),單片機(jī)（微控制器），是把中央處理器CPU，存儲(chǔ)器，輸入/輸出接口，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及通訊接口等功能部件集成制作在一起的半導(dǎo)體芯片，其結(jié)構(gòu)與指令都是按照工業(yè)控制要設(shè)計(jì)的。,輸入輸出接口電路,輸入接口電路把從傳感

5、器得來(lái)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)所能接受處理的信號(hào)，即：模擬信號(hào)，頻率信號(hào)，開(kāi)關(guān)量信號(hào) 輸出接口電路把從單片機(jī)輸出的能量很小的數(shù)字信號(hào)(PWM)進(jìn)行放大使其能夠驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器.,電控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),電控單元的控制軟件將控制規(guī)律、控制算法以及整個(gè)硬件系統(tǒng)聯(lián)結(jié)在一起實(shí)現(xiàn)控制功能。采用模塊化的設(shè)計(jì) 分為：基本控制模塊和中斷控制模塊,其中基本控制模塊又包括初始化模塊、參數(shù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、噴油量及噴油提前角控制模塊、通信模塊、故障診斷及應(yīng)急處理模塊,控制策略,主要介紹： 燃油量控制策略 噴油正時(shí)控制策略 噴油率控制策略 噴油壓力控制策略,燃油量控制策略,燃油定量是通過(guò)施加在噴油器上的電脈沖的寬度控制實(shí)現(xiàn)的，而

6、電脈沖的寬度又是ECU根據(jù)各種傳感器檢測(cè)得到發(fā)動(dòng)機(jī)工況信息計(jì)算優(yōu)化后得出的。,噴油量計(jì)算 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況信息確定每次噴油量目標(biāo)值,噴油脈沖寬度計(jì)算 根據(jù)前面確定的噴油量確定施加在噴油器上的脈沖寬度,噴油率,噴油正時(shí)控制策略,噴油正時(shí)可以通過(guò)改變送往噴油器中三通閥的脈沖的定時(shí)來(lái)自由的控制。,1 最終噴油提前角的計(jì)算,2 噴油提前時(shí)間Tc的計(jì)算,噴油延遲,噴油延遲時(shí)間的影響因素主要表現(xiàn)為電磁延遲、機(jī)械延遲和液壓延遲# 個(gè)方面。電磁延遲指噴油器電磁閥電磁力的變化延遲；機(jī)械延遲包括噴油器電磁閥、滑閥、增壓柱塞以及針閥的運(yùn)動(dòng)延遲；液力延遲包括增壓柱塞上腔和增壓腔的燃油壓力變化延遲,噴油率控制策略,噴油率

7、控制是一種保證柴油機(jī)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的兼容及降低排放和噪聲的十分有效手段 主要形式：三角形噴油率型式，預(yù)噴型式，靴型噴油率，后噴型式,三角形噴油率,通過(guò)采用一個(gè)單向空板控制對(duì)噴油嘴后面的控制腔內(nèi)壓力下降加以限制而實(shí)現(xiàn)的,預(yù)噴,通過(guò)主噴脈沖之前提供一個(gè)小小的預(yù)噴脈沖,靴型噴油率,通過(guò)在噴油嘴針閥達(dá)到某一個(gè)確定的預(yù)升程點(diǎn)的時(shí)候是噴油嘴針閥短暫停頓而獲得的,噴油壓力控制策略,噴油壓力： 通過(guò)根據(jù)由供軌壓力傳感器反饋的信號(hào)改變高壓供油泵的出油量來(lái)控制的。 噴有壓力計(jì)算：根據(jù)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷確定噴有壓力目標(biāo)值，然后經(jīng)冷卻溫度修正。,是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同狀態(tài)的控制策略和控制數(shù)據(jù)匹配柴油機(jī)電控系統(tǒng)中的控制軟件參數(shù)的

8、過(guò)程。,標(biāo)定,匹配,燃油噴射系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)必須進(jìn)行良好的- 實(shí)踐表明，現(xiàn)代車(chē)用柴油機(jī)的性能和排放主要取決于噴油、進(jìn)氣和燃燒室(結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸)三者之間的良好匹配 匹配開(kāi)發(fā)考慮到需同時(shí)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放法規(guī)的要求，同時(shí)還要受發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械強(qiáng)度和熱負(fù)荷的限制,控制,噴油量 噴油正時(shí) 噴油率,燃燒室形狀 進(jìn)排氣系統(tǒng) 噴油嘴及布置,增壓 廢氣再循環(huán),附屬機(jī)構(gòu),硬件特性,匹配 優(yōu)化燃燒,ECD-U2系統(tǒng)簡(jiǎn)圖,燃油量控制策略,轉(zhuǎn)速 油門(mén),基本噴油量,經(jīng)冷卻液溫度對(duì)油踏板位置的修正,根據(jù)冷卻液到到的怠速工況,噴油修正量,工況噴油量,空氣量,近氣壓力 進(jìn)氣溫度 轉(zhuǎn)速,最大噴油量,怠速轉(zhuǎn)速,噴油量,基本噴油提前角,進(jìn)氣壓力 修正,冷卻液溫度,啟動(dòng)時(shí),最小噴油提前角 2,轉(zhuǎn)速,起動(dòng)開(kāi)關(guān) 觸發(fā),最小噴油提前角 3,最小噴油提前角 1,最終噴油提前角,相位傳感器 轉(zhuǎn)速傳感器,