【正文】 反向施密特觸發(fā)器，并使用自舉電路來(lái)控制大功率CMOS管，在電路中引入了反饋提高了轉(zhuǎn)換速度。如果脈沖寬度寬，電磁線圈通電時(shí)間長(zhǎng)，針閥開(kāi)啟時(shí)間就長(zhǎng)，因而噴油量就多；反之如果脈沖寬度窄，則噴油量少。電控單元（ECU）根據(jù)各種傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)到柴油機(jī)運(yùn)行參數(shù)，與ECU中預(yù)先已經(jīng)存儲(chǔ)的參數(shù)值或參數(shù)圖譜相比較按其最佳值或計(jì)算后的目標(biāo)值，把指令輸送到執(zhí)行器。C，K型熱電偶其工作溫度在0800176。其改善熱敏電阻RT的非線性原理是：溫度電壓轉(zhuǎn)換電路由熱敏電阻 RT和運(yùn)算放大器A1~A3組成，產(chǎn)生一個(gè)與溫度相對(duì)的電壓U+, 加到比較器A4的正端。電橋常采用恒壓源供電和恒流源供電兩種方式。另外，像噴油嘴處壓力傳感器，處于震動(dòng)環(huán)境中，其工作可靠性也很重要。（3） 由于傳感器的輸出正比于輸入電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積，所以凡是可以轉(zhuǎn)化為乘法或功率方面的物理量，也都可以測(cè)量。采用非接觸式的角度位置傳感器，其壽命可以大大提高。由于 VD1 的?作用，反饋通道截止，A1 工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài)，這時(shí)只需要給出很小的負(fù)載偏壓（由 R2 調(diào)整） ，A1 則迅速飽和導(dǎo)通，V1 和 V2 功率放大管也同時(shí)導(dǎo)通，產(chǎn)生一個(gè)階躍電流通入負(fù)載 Lo 此電流稱為初始電流其值為 (211)10ubRIL? 調(diào)整電位器 RP 輸入一個(gè)負(fù)值的19初始電壓，使運(yùn)放 A2 的輸出 uf 剛好為零或稍大于零，此時(shí) A1 開(kāi)始處在深度負(fù)反饋的工作狀態(tài)，工作的線性區(qū)域內(nèi)，成為線性比例放大器。f1R16AR1AR1Rf RfR1Lc Lcucuauiu01ui uaa 帶電壓反饋的功率放大器等效電路 b 帶電流反饋的功率放大器等效電路圖 11 由上式可得輸入電壓至控制電流的傳遞函數(shù)為 （24）1soc)(fsui??RL）（ ）（ （25）T時(shí) 間 常 數(shù)如圖 d 所示的電流反饋電路，增加了一個(gè)輸出電流采樣電阻 ，可得/cR （26）/0ufR1ai?? Au0 /0ci/? （27））（ osi/ccL?由上可解得電流反饋放大器的輸入電壓 ui 至控制電流 i 的傳遞函數(shù)為17 (28)1scf/ui/??TR）（ ）（ (29)o)c(f1//// RAL??時(shí) 間 常 數(shù) 由于放大器開(kāi)環(huán)電壓增益很大，采用電流反饋的放大器電氣時(shí)間常數(shù)可大幅度減小。作為功率輸出級(jí)使用的三極管，對(duì)其耐壓、最大允許電流及耗散功率的要求都較高。 外接參考電壓源，可以采用簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電路形式如圖a，也可以采用運(yùn)算放大器的穩(wěn)壓電路如圖 8 b、c，簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路提供的參考電壓恒定，帶運(yùn)算放大器的參考電壓源具有驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、負(fù)載變化對(duì)輸出參考電壓沒(méi)有影響，素以參考電壓可以調(diào)節(jié)等性能。對(duì)于輸出特性具有電流源性質(zhì)的D/A轉(zhuǎn)換器，用輸出電壓允許范圍內(nèi)來(lái)表示由輸出電路（包括簡(jiǎn)單電阻或運(yùn)算放大器）造成輸出電壓的可變動(dòng)范圍。這個(gè)工作主要由D/A轉(zhuǎn)換器來(lái)完成。數(shù)字量的輸出通道將計(jì)算技輸出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)所存、隔離后，在經(jīng)過(guò)功率放大器輸出，已控制那些可接受數(shù)字信號(hào)的執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行器的控制，例如控制高速電磁開(kāi)關(guān)、步進(jìn)電機(jī)等。圖 6 開(kāi)關(guān)輸入電路開(kāi)關(guān)輸入電路設(shè)計(jì)為高電平有效，這樣可以提高系統(tǒng)的可靠性。其中，Rl Cl是輸入端的濾波電路，主要為提高抗干擾性能和電磁兼容性能，同時(shí)R1是輸入端的接地電阻，保證輸入端開(kāi)路時(shí)輸入信號(hào)為低電平。因此輸入通道常常是一個(gè)模擬、數(shù)字等的混在電路，是傳感器集成化和單片機(jī)功能集成的邊界區(qū)域。(2)輸入通道要完成對(duì)象的狀態(tài)量值的檢測(cè)，故輸入通道總要靠近信號(hào)拾取對(duì)象。在柴油機(jī)中有許多信號(hào)都是模擬量，如進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力等。功率輸出電路是指驅(qū)動(dòng)大功率執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電路，如在第一代電控系統(tǒng)中的線性電磁鐵驅(qū)動(dòng)，直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)；在單體泵、泵噴嘴和高壓共軌供油系統(tǒng)中高速電磁鐵的驅(qū)動(dòng)等。如：油溫、冷卻水溫度、進(jìn)氣溫度、排氣溫度、潤(rùn)滑油溫度和腳踏板位置等。通過(guò)設(shè)定電阻 R8 和 R10的阻值可以設(shè)定電源的限制電流，避免電源電流過(guò)大，燒壞后面電路。第 29 引腳是芯片底部的散熱腳。標(biāo)定系統(tǒng)與電控單元、噴油泵、柴油機(jī)的配試。2)電控標(biāo)定系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。第三代也稱為直接數(shù)控系統(tǒng)，它完全脫開(kāi)了傳統(tǒng)的油泵分缸燃油供應(yīng)方式．通過(guò)共軌壓力和噴油壓力／時(shí)間的綜合控制，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的供油回路和特性。它負(fù)責(zé)對(duì)各種傳感器信號(hào)進(jìn)行分析處理，通過(guò)其內(nèi)算法，向被控單元輸出控制信號(hào)。電噴柴油機(jī)噴油器上采用的高速電磁開(kāi)關(guān)閥很容易實(shí)現(xiàn)快速斷油。而不依賴于轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的噴射正時(shí)控制能力，是在燃油消耗率和排放之間實(shí)現(xiàn)最佳平衡的關(guān)鍵措施。如此高的噴射壓力可明顯改善柴油和空氣的混合質(zhì)量，縮短著火延遲期，使燃燒更迅速、更徹底，并且控制燃燒溫度，從而降低廢氣排放。與傳統(tǒng)的機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)相比較，電控噴油系統(tǒng)具有如下優(yōu)越性：(1)排氣污染降低，經(jīng)濟(jì)性提高。目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)有各種優(yōu)化標(biāo)定方法，包括離線穩(wěn)態(tài)標(biāo)定方法、在線穩(wěn)態(tài)標(biāo)定方法、自動(dòng)優(yōu)化標(biāo)定方法、最新的瞬態(tài)優(yōu)化標(biāo)定方法等。從控制對(duì)象來(lái)看, 從機(jī)械控制時(shí)機(jī)械調(diào)速器控制噴油量, 機(jī)械式提前器控制噴射正時(shí), 到電子控制時(shí), 不僅控制噴油量, 噴射正時(shí) , 而且控制噴射速率, 噴射壓力所感應(yīng)的工況由單一的轉(zhuǎn)速工況發(fā)展到感應(yīng)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況和環(huán)境條件, 這樣勢(shì)必帶來(lái)了控制的復(fù)雜性。1自 2O 世紀(jì) 8O 年代開(kāi)始進(jìn)入以電控單元為核心的柴油機(jī)電控系統(tǒng)，隨著控制項(xiàng)目的不斷增多。國(guó)外的柴油機(jī)電控技術(shù)發(fā)展日趨完善，形成了包括柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)、柴油機(jī)運(yùn)行模式管理、多機(jī)通訊管理技術(shù)等對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行全面電控的智能化柴油機(jī)控制系統(tǒng)。世界各大船舶公司都在進(jìn)行電控柴油機(jī)的研發(fā)。除了電控燃油系統(tǒng)外，其它系統(tǒng)也開(kāi)始改用電控方式，MAN Bamp。鑒于我國(guó)柴油機(jī)電控技術(shù)研究水平與國(guó)外差距呈增大趨勢(shì)，致使我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展存有隱患，關(guān)鍵時(shí)刻將會(huì)受制于人，所以掌握先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，對(duì)大功率柴油機(jī)智能化控制系統(tǒng)進(jìn)行快速的研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)柴油機(jī)電控的研究仍然集中在燃油噴射方面。發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元標(biāo)定系統(tǒng)的作用是在不影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的情況下修改發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的控制參數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)按照不同的控制數(shù)據(jù)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制參數(shù)的優(yōu)化。(3)標(biāo)定系統(tǒng)與電控單元、噴油泵、柴油機(jī)的配試。電控系統(tǒng)將駕駛員要求轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制信號(hào)，借助于各種傳感器和執(zhí)行器自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的管理。若供油系統(tǒng)具有不依賴轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的噴射壓力控制能力，就可選擇最合適的噴射壓力使噴射持續(xù)期、著火延遲期最佳，使柴油機(jī)在各種工況下的廢氣排放最低而經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。因此具有可變的預(yù)噴射控制能力對(duì)柴油機(jī)的性能和排放十分有利。而電噴柴油機(jī)技術(shù)中的高壓共軌技術(shù)則大大降低了驅(qū)動(dòng)扭矩沖擊載荷 [1]。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：(1)特點(diǎn)是其關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)難點(diǎn)就在柴油噴射電控執(zhí)行器上；(2)特點(diǎn)是柴油電控噴射系統(tǒng)的多樣化。柴油機(jī)共軌式電控燃油噴射技術(shù)是一種全新的技術(shù)，它集成了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代傳感檢測(cè)技術(shù)以及先進(jìn)的噴油結(jié)構(gòu)于一身。目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)有各種優(yōu)化標(biāo)定方法，包括離線穩(wěn)態(tài)標(biāo)定方法、在線穩(wěn)態(tài)標(biāo)定方法、自動(dòng)優(yōu)化標(biāo)定方法、最新的瞬態(tài)優(yōu)化6標(biāo)定方法等。1223344T1TRANS1C3400V/47UFD2HER107R356K/1W C4222/1KVQ16N60F12A\250v D3HER107 R7 10 C825V/10UF123 Q2SIPR16R610/1W C5222/1KVC725V/1000UC9104R2650K/1WC6 105R530kR8390C3116V/10uFR120R41/1WR331KC2104R3091K123456781CR6848T21234D1BRIDGEU1T3OPTOISO1D4DIODED5DIODED6DIODED7DIODED8DIODED9DIODEC10C11C14C15C12C13RINC NCSENSEVDD+5V+12V12V+12V+12V12V12 3D12TL431+220V7圖 2 電壓轉(zhuǎn)換電路12V 電壓轉(zhuǎn)換為 5V，16V,18V,24V 等多路輸出的電源，針對(duì)這一問(wèn)題根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)了出 12V 升 24V 基于兩相步進(jìn)升壓型 DC／DC 控制器 LT3782設(shè)計(jì)電流輸出的升壓型 DC／DC 模塊的方法。 14 引腳是軟啟動(dòng)引腳，當(dāng)加電時(shí)，輸出電壓從 0 V 漸變到設(shè)定的輸出電壓值，典型的啟動(dòng)時(shí)間可以由下8式計(jì)算： t＝2．44C／10式中：C 為連接 14 引腳到地的電容值，單位為 μF；t 為典型的啟動(dòng)時(shí)間。ECU是柴油機(jī)電控系統(tǒng)的核心，也是技術(shù)含量較高的部件，設(shè)計(jì)難度較大。開(kāi)關(guān)量輸出電路主要完成ECU輸出信號(hào)的傳輸，常用的驅(qū)動(dòng)負(fù)載是信號(hào)燈、繼電器和電磁閥等。有的信號(hào)，如電磁式曲軸位置傳感器的信號(hào)，并不是矩形波，而是正弦波，而卻其信號(hào)的電壓幅值會(huì)隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。（1）被測(cè)對(duì)象的信號(hào)拾取。由于輸入通道中的信號(hào)檢測(cè)總是針對(duì)著被測(cè)對(duì)象的，因此被測(cè)對(duì)象的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素嚴(yán)重影響著輸入通道的方案設(shè)計(jì)。傳感器輸出信號(hào)一般都教微弱，常常需要一個(gè)增益系統(tǒng)，這些是柴油機(jī)電控系統(tǒng)中最重要的一個(gè)干擾進(jìn)入渠道。D3是防止反向電壓損壞U1。這樣，開(kāi)關(guān)輸入端的裝置和輸入線纜在出現(xiàn)故障時(shí)，大多數(shù)故障是接地和開(kāi)路。一般情況下，設(shè)計(jì)輸出電路時(shí)應(yīng)考慮：輸出電壓和電源電壓；輸出電流；開(kāi)關(guān)頻率(上升和下降時(shí)問(wèn))：隔離和抗干擾性能一般的輸出電路設(shè)計(jì)，就是根據(jù)負(fù)載的上述要求，選用相應(yīng)的功率器件(三極管、MOS管和IGBT管)，進(jìn)行功率的擴(kuò)展設(shè)計(jì)。主要特性：（1）數(shù)字輸入特性。參考電壓源是影響輸出結(jié)果的模擬參量，它是重要的接口電路。這是因?yàn)榻?jīng)過(guò)輸出通道所處理的信號(hào)量還不足于驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)。此時(shí)有 （2b12cii??1）式中 、 —三極管V1和V2的電流放大系數(shù)。為此，功率放大器的輸入信號(hào)除給定控制信號(hào)外，通常還包括多重控制信號(hào)，如顫振信號(hào)、初始電流設(shè)定信號(hào)、負(fù)載電流反饋信號(hào)、檢測(cè)值反饋信號(hào)等。如果斷路檢測(cè)信號(hào)提供一個(gè)足夠大的正電壓，則 A1 的輸出電壓為負(fù)值，VD2 截止，導(dǎo)致功率放大管也截止，提供短線保護(hù)功能。測(cè)量此電壓就可以測(cè)量得到加速踏板的相位角。差分輸出型電路如圖 14 霍爾傳感器的信號(hào)經(jīng)兩級(jí)差分放大后輸出。在膜片上面，利用集成電路的方法擴(kuò)散了四個(gè)阻值相等的電阻，構(gòu)成平衡電橋。熱敏電阻的溫度特性按半導(dǎo)體電阻隨溫度變化的典型特性可分三種類型：負(fù)電阻溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)；正電阻溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)；在某一特定溫度下電阻值會(huì)發(fā)生突變的臨界溫度電阻值（CTR）在溫度測(cè)量中，則主要采用NTC或PTC型熱敏電阻，但使用最多的是NTC型熱敏電阻。 然 后 將 燃 油 以 霧 狀 噴 入 高 溫 空 氣中 ， 與 高 溫 空 氣 混 合 形 成 可 燃 混 合 氣 ， 自 動(dòng) 著 火 燃 燒 。其上包括一個(gè)片上的B型BCD編碼器、多路掃描回路，段字驅(qū)動(dòng)器，而且還有一個(gè)8*8的靜態(tài)RAM用來(lái)存儲(chǔ)每一個(gè)數(shù)據(jù)。 噴油驅(qū)動(dòng)電路ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力等狀態(tài)信息，綜合各種因素進(jìn)行運(yùn)算，然后獲得一個(gè)噴油控制輸出信號(hào)，通過(guò)噴油輸出控制電路進(jìn)行最后的輸出。核心處理電路接受傳感器的輸入信號(hào)之后，進(jìn)行處理并給出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制專用芯片開(kāi)始動(dòng)作，產(chǎn)生噴油脈沖信號(hào)。30噴油器的動(dòng)作由噴油高端控制電路和噴油低端控制電路共同決定的。其中在主控脈寬 Tc 內(nèi)，噴油器的線圈電流迅速增大，電磁閥快速吸合銜鐵，沖和 PWM 保持波主要用來(lái)產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)谋３蛛娏?，以維持銜鐵的吸合，可以降低電磁鐵的驅(qū)動(dòng)能耗，也可以提高銜鐵的關(guān)閉響應(yīng)時(shí)間。在噴油結(jié)束的時(shí)候，模式信號(hào)再產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，使電磁閥快速關(guān)斷。噴油控制專用芯片的噴油高端輸出的信號(hào)是5伏，如何來(lái)實(shí)現(xiàn)5伏到24伏電壓的轉(zhuǎn)換，又能保證其快速響應(yīng)脈寬調(diào)制，需要在電路上仔細(xì)設(shè)計(jì)。針閥開(kāi)啟時(shí)刻以及持續(xù)時(shí)間是由ECU發(fā)出的可變脈沖寬度信號(hào)通過(guò)噴油器上的電磁線圈控制的。第四章 柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)和執(zhí)行器 柴油機(jī)電噴系統(tǒng)控制原理柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的原理如圖所示：二二二 二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二ECU二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二28圖 19 電控噴油系統(tǒng)的原理圖傳感器包括柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、加速踏板位置、齒條位置、噴油時(shí)刻、車速及進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度、燃油溫度、冷卻水溫等傳感器。C 之間，實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫）來(lái)代替柴