【正文】 點(diǎn)噴油泵電控的整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)控制由位移傳感器來(lái)監(jiān)視，并反饋到電子控制單元進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控位移傳感器的測(cè)量精度，反應(yīng)速度，輸出噪聲，工作穩(wěn)定性等指標(biāo)直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的控制精度及控制的品質(zhì)因數(shù)，所以要慎重應(yīng)用。高級(jí)的精度更高。ATMEL公司的8位單片機(jī)是國(guó)際主流機(jī)型之一，具有功能齊全、可靠性高、品種多、性能價(jià)格比高的特點(diǎn)，在家電、儀器儀表及職能控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。位于柱塞之上的壓油腔經(jīng)柱塞上的垂直槽與吸油腔相通，于是供油終點(diǎn)以及所供的油量隨著油泵柱塞的移動(dòng)而產(chǎn)生變化。有關(guān)專(zhuān)家指出，傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高，各國(guó)將競(jìng)相加速新一代傳感器的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，競(jìng)爭(zhēng)也將日益激烈。電渦流傳感器是以高頻電渦流效應(yīng)為原理的非接觸式位移傳感器。它的輸出信號(hào)是一個(gè)真正的絕對(duì)位置輸出，而不是比例的或需要再放大處理的信號(hào)，所以不存在信號(hào)漂移或變值的情況，因此不必像其它液位傳感器一樣需要定期重標(biāo)和維護(hù)。 噴油泵電控的整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)控制由位移傳感器來(lái)監(jiān)視，并反饋到電子控制單元進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控位移傳感器的測(cè)量精度反應(yīng)速度，輸出噪聲，工作穩(wěn)定性等指標(biāo)直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的控制精度及控制品質(zhì)，所以要慎重應(yīng)用。（3） RST/VPN：復(fù)位/備用電源。（1） VCC芯片電源，接+5V。單片機(jī)作為柴油機(jī)電子控制單元的核心，它具有體積小、集成度高、可靠性好、功耗低和實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于獨(dú)立控制場(chǎng)合。對(duì)已知的定常性受控對(duì)象，只要確定好響應(yīng)的參數(shù)，便可以很好地發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用，使控制對(duì)象輸出在期望值上。柴油機(jī)的燃油噴射具有高壓、高頻、脈動(dòng)等特點(diǎn)，其噴射壓力為汽油噴射的幾百倍，上千倍，要求有很好的可靠性和耐久性，而且柴油噴射對(duì)噴射正時(shí)的精度要求很高，相對(duì)于上死點(diǎn)的角度為止要求很準(zhǔn)確沒(méi)這就導(dǎo)致了柴油噴射的執(zhí)行器復(fù)雜得多。國(guó)內(nèi)這方面研究的重點(diǎn)大學(xué)如吉林工業(yè)大學(xué)等以及長(zhǎng)春和無(wú)錫的等70個(gè)研究所分別在循環(huán)供（噴）油量和供（噴）正時(shí)的“位置控制”、“時(shí)間控制”和“共軌式系統(tǒng)＂等各個(gè)方面進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)研究工作，并取得了顯著成果。b．可獨(dú)立地柔性控制噴油正時(shí)，配合高的噴射壓力（120MPa~200MPa），可同時(shí)控制NOx和微粒（PM）在較小的數(shù)值內(nèi)，以滿(mǎn)足排放要求。為了解決柴油機(jī)這個(gè)燃油壓力變化缺陷，現(xiàn)代柴油機(jī)采用了一種稱(chēng)為“共軌”的技術(shù)。其任務(wù)是對(duì)噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量以及噴油定時(shí)隨運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)控制。據(jù)有些文章介紹在美國(guó)輕型車(chē)輛和轎車(chē)領(lǐng)域。柴油機(jī)的發(fā)展已有一百多年的歷史，其技術(shù)發(fā)展可以分為三個(gè)階段：第一階段，20世紀(jì)20年代中期以德國(guó)BOSCH公司為代表的機(jī)械式噴油系統(tǒng)代替了蓄壓式供油系統(tǒng)，這樣柴油機(jī)在車(chē)輛上應(yīng)用就產(chǎn)生了；第二階段，50年代初廢棄渦輪增壓技術(shù)，奠定了它在該行業(yè)中的動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)；第三階段，80年代至今，現(xiàn)代微機(jī)作為電控單元的電控技術(shù)在柴油機(jī)上的應(yīng)用，就有了現(xiàn)代先進(jìn)汽車(chē)柴油機(jī)電控系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展，使柴油機(jī)在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放及噪聲指標(biāo)等具有了強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)能力，柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展因而進(jìn)入了一個(gè)新的歷史階段。典型的時(shí)間控制式電控噴油系統(tǒng)有：德國(guó)BOSCH公司的PDE27/PDE28系統(tǒng)，英國(guó)Lucas公司的EUI系統(tǒng)和美國(guó)底特律阿列森公司的DDEC系統(tǒng)等。位置式電控系統(tǒng)無(wú)須對(duì)柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng)，生產(chǎn)繼承性好，便于對(duì)現(xiàn)有機(jī)型進(jìn)行技術(shù)改造，在分配泵和直列泵上都可以實(shí)現(xiàn)。 柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)態(tài)國(guó)外對(duì)柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的研究始于20世紀(jì)70年代。這主要是因?yàn)?，世界性能源危機(jī)及汽車(chē)污染的日益嚴(yán)重，人們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能和排放提出了更高的要求。本文在給出了油量執(zhí)行結(jié)構(gòu)及其位置傳感器、供油定時(shí)控制機(jī)構(gòu)及其提前角檢測(cè)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其控制策略進(jìn)行了研究。長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要柴油機(jī)的高效、節(jié)能使得汽車(chē)的柴油機(jī)化日趨明顯。電控單元硬件、軟件設(shè)計(jì)是電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。柴油機(jī)與汽油機(jī)相比，在節(jié)油和HC、CO、CO排放方而都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。1967年，德國(guó)BOSCH公司開(kāi)始批量生產(chǎn)用進(jìn)氣管絕對(duì)壓力控制空燃比的DJetronic模擬式電子控制汽油噴射系統(tǒng)，裝備在大眾汽車(chē)公司生產(chǎn)的VW21600型轎車(chē)上，開(kāi)創(chuàng)了汽油噴射系統(tǒng)電子控制新時(shí)代。其缺點(diǎn)是因?yàn)椴捎媚M量進(jìn)行控制，頻率響應(yīng)慢，控制自由度小，精度差，而且噴油率和噴油壓力難于控制，也不能改變傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)所固有的噴射特性[3] 秦朝舉，劉建新，杜慧勇等BOSCH公司高壓共軌噴油系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].拖拉機(jī)農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)，2006,33(2):35。第三代電控噴油系統(tǒng)是時(shí)間壓力式控制系統(tǒng)，它改變了傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，不再采用柱塞泵脈動(dòng)供油原理，而是利用高壓共軌或共軌蓄壓和液力增壓形式獲得高壓，通過(guò)連續(xù)調(diào)節(jié)共軌壓力來(lái)控制噴射壓力，利用電磁閥控制噴射過(guò)程，噴油量的大小由噴油時(shí)間和共軌壓力共同決定。僅1993年統(tǒng)計(jì)，德國(guó)BOSCH公司的電控分配泵和電控直列泵在市場(chǎng)上已超過(guò)25萬(wàn)臺(tái)。柴油機(jī)市場(chǎng)份額將提高到大約15%，柴油機(jī)的電子控制技術(shù)大致可分為3個(gè)階段；20世紀(jì)70年代的初始研發(fā)階段，此時(shí)電控主要用于發(fā)電機(jī)組用柴油機(jī)；20世紀(jì)80年代為實(shí)用階段，發(fā)展了多種位置控制式和時(shí)間控制式電控噴油系統(tǒng)，被控量也有原來(lái)的一種發(fā)展為多種；20世紀(jì)90年代至今為成熟階段，功能更為強(qiáng)大的電控噴油系統(tǒng)可以控制噴油噴油正時(shí)、噴油壓力以及噴油率[4] 池建軍，[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2007。采用轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等傳感器，將實(shí)時(shí)檢測(cè)的參數(shù)同步輸入計(jì)算機(jī)，與已儲(chǔ)存的參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)處理計(jì)算按照最佳值對(duì)噴油泵、廢氣再循環(huán)閥、預(yù)熱塞等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，驅(qū)動(dòng)噴油系統(tǒng)，使柴油機(jī)運(yùn)作狀態(tài)達(dá)到最佳。高壓共軌技術(shù)電噴技術(shù)是指在高壓油泵、壓力傳感器和電子控制單元組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過(guò)程彼此完全分開(kāi)的一種供油方式。c．柔性控制噴油速率變化，實(shí)現(xiàn)理想噴油規(guī)律，容易實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射和多次噴射，即可降低柴油機(jī)NOx，又能保證油量的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。國(guó)內(nèi)既積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)又努力自主開(kāi)發(fā)，04年底威孚集團(tuán)和BOSCH公司聯(lián)合組建了博世汽車(chē)柴油系統(tǒng)股份有限公司，該公司以BOSCH公司技術(shù)為依托在無(wú)錫生產(chǎn)高壓共軌系統(tǒng)。從控制對(duì)象看，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)了控制復(fù)雜性。所以本系統(tǒng)采用PID控制，即簡(jiǎn)單，又能達(dá)到控制精度要求。單片機(jī)技術(shù)推動(dòng)了發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，隨著電子控制單元中單片機(jī)從4位向16位發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)控制項(xiàng)目也從簡(jiǎn)單的噴油反饋控制發(fā)展到整機(jī)的智能控制，由于電子控制單元中單片機(jī)的功能和可靠性直接影響電控系統(tǒng)的性能，因此，選用功能較強(qiáng)的單片機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)具有高性能的重要保證。（2） VSS接地端。①RST（Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端；②VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。采用位移傳感器能使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控噴油系統(tǒng)反饋的位移信號(hào)準(zhǔn)確度高，使整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)提供了有效的偏移量，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。正是因?yàn)樗妮敵鲂盘?hào)為絕對(duì)值，所以即使電源中斷重新接通也不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)接收構(gòu)成問(wèn)題，更無(wú)須重新歸回零位，與其它液位變送器或液位計(jì)相比有明顯的優(yōu)勢(shì)。前置器內(nèi)產(chǎn)生的高頻電流從振蕩器流入探頭線圈中，線圈就產(chǎn)生了一個(gè)高頻電磁場(chǎng)。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來(lái)的傳感器市場(chǎng)，比如無(wú)線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與市場(chǎng)份額的擴(kuò)大?？傊總€(gè)柱塞位置所對(duì)應(yīng)的噴油量同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩有一定的比例關(guān)系，與螺旋線成一定角度即對(duì)應(yīng)一定的噴油量。目前，美國(guó)通用汽車(chē)公司，Caterpillar公司等在其電控柴油及中都已采用該種單片機(jī)，取得明顯的效果。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱(chēng)為壓控振蕩器（VCO）。系統(tǒng)采用了直列式噴油泵，其內(nèi)部有位置是傳感器，其中參考線圈和短路環(huán)構(gòu)成了電感固定補(bǔ)償端，測(cè)量線圈和裝配在泵內(nèi)齒條的短路環(huán)構(gòu)成了電感可變端。采用圖38的方法構(gòu)成實(shí)際測(cè)量電路。其中555產(chǎn)生5000Hz方波，由555的3號(hào)引腳輸出方波信號(hào)，通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管9013控制導(dǎo)通與截止，當(dāng)9013導(dǎo)通時(shí)，則T1與T2基極為低電平，所以都導(dǎo)通，此時(shí)IN11為低電平；當(dāng)555的3號(hào)引腳輸出低電平時(shí)，9013截止，則TT2都截止此時(shí)IN11為高電平；即整個(gè)過(guò)程通過(guò)9013與T2將555的輸出的方波放大，由IN11接入傳感器的公共抽頭D端做激勵(lì)信號(hào)[12] [M].北京電子工業(yè)出版社，2005。圖311 位移執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)電路如圖311所示。圖 313 CAN總線框圖 電源模塊設(shè)計(jì)單片機(jī)控制系統(tǒng)多數(shù)單元采用的是直流供電方式，它要求供電電壓穩(wěn)定，不受負(fù)載變化和其它干擾的影響。圖 42 系統(tǒng)程序流程圖 CAN總線控制流程圖CAN總線是一個(gè)基于報(bào)文而不是基于站點(diǎn)地址的協(xié)議。在自動(dòng)控制理論的發(fā)展過(guò)程中，比例—積分—微分（PID）控制是歷史最悠久、生命力最強(qiáng)的基本控制方式。因而，本論文采用了增量式PID控制算法，算式如下 (43)式中 (44)用式42減式43，可得增量式PID控制算法 (45)式中 將上式進(jìn)一步改寫(xiě)為 (46)式中 (47)它們都是與采樣周期、比例系數(shù)、積分時(shí)間常數(shù)、微分時(shí)間常數(shù)有關(guān)的系數(shù)?？刂圃隽康拇_定僅與最近采樣值有關(guān)，所以較容易通過(guò)加權(quán)處理而獲得比較好的控制效果[17] Dan Chen，Dale E of Decentralized PI control systems based on Nyquist Stability Analysis[J].Journal of Process Control。表 46 PID參數(shù)查詢(xún)表參數(shù) 分段 0～11～22～33～44～55～66～77～88～99～1010～1111～12常規(guī)PID調(diào)節(jié)器是一種應(yīng)用十分廣泛而且成熟的工程控制方法。系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果不能完全保證可靠性。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)了我。 總 結(jié)本系統(tǒng)采用我們比較熟悉的89C51單片機(jī)作為控制的核心，采用電感傳感器作為反饋信號(hào)和信號(hào)的采集，使用光耦驅(qū)動(dòng)電路使輸入端與輸出端相互隔離，使電路的抗干擾能力加強(qiáng)了，工作穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效果好。圖 45 PID流程圖 PID控制參數(shù)整定PID控制器主要參數(shù)是、