【正文】 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 保持波主要用來產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)谋３蛛娏鳎跃S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。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。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)。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)，控制專用芯片開始動(dòng)作，產(chǎn)生噴油脈沖信號(hào)。針閥開啟時(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)通過噴油器上的電磁線圈控制的。 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)，通過噴油輸出控制電路進(jìn)行最后的輸出。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。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用來存儲(chǔ)每一個(gè)數(shù)據(jù)。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)測溫）來代替柴油機(jī)高溫工作時(shí)的溫度傳感器（例如:Pt100鉑熱電阻其工作溫度在0150176。 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 。該轉(zhuǎn)換器是由溫度電壓轉(zhuǎn)換電路26（AAA3） 、RC充放電電路、電壓比較器A4和延時(shí)電路組成。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。為使電橋的靈敏度最大將一對(duì)增加的電阻對(duì)接，將另一對(duì)減少的電阻對(duì)接，如圖 15 a。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。在家工作環(huán)境惡劣，例如氣缸內(nèi)工作壓力處在高溫環(huán)境下，壓力傳感器還需要耐高溫。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。（2） 當(dāng)磁場強(qiáng)度也就是磁感應(yīng)強(qiáng)度B保持不變時(shí)，傳感器的輸出則正比于輸入控制電流I。測量此電壓就可以測量得到加速踏板的相位角。（霍爾式）加速踏板位置傳感器電位器式加速踏板位置傳感器，是依靠可以相互滑動(dòng)的電阻元件和滑臂之間的相互接觸工作的，因而壽命短。如果斷路檢測信號(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。調(diào)整電位器 RP，使運(yùn)放 A2 的同相輸入端的電壓為某一正值 ub，并且適當(dāng)?shù)剡x擇電阻，使式 (210)10968R?成立，則在 ILR11ub 0 之前，差動(dòng)放大器 A2 的輸出電壓成立。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)、檢測值反饋信號(hào)等。對(duì)于 c 所示的電壓反饋放大器根據(jù) a 點(diǎn)虛地的概念，有 （22）0fiu1R? （2）（ ociu0L??3）式中 、 —控制線圈電阻和放大器內(nèi)阻； —控制線圈電感； —放cRocL0u大器輸出端電壓； 、 —輸入電阻和反饋電阻。此時(shí)有 （2b12cii??1）式中 、 —三極管V1和V2的電流放大系數(shù)。為實(shí)行過電流保護(hù)，在負(fù)載回路中可接入熔斷器。這是因?yàn)榻?jīng)過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)。由于能隙電壓源工作在正常線性區(qū)域，因而內(nèi)部噪聲小，工作穩(wěn)定性好，在制作精密參考電壓源是經(jīng)常采用。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。(2)數(shù)字輸出特性是指D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電量特性，多數(shù)D/A轉(zhuǎn)換器采用電流輸出。主要特性：（1）數(shù)字輸入特性。為了達(dá)到如上要求，一般選用高位驅(qū)動(dòng)的開關(guān)輸出電路，結(jié)構(gòu)如圖7：二二二二二 二二二二 二二二二二二 二二圖 7 高位驅(qū)動(dòng)的開關(guān)輸出電路結(jié)構(gòu)圖模擬量輸出通道：模擬量的輸出通道就是將單片機(jī)輸出的數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬量。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；開關(guān)頻率(上升和下降時(shí)問)：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)。模擬量輸出通道將單片機(jī)輸出的數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成為模擬信號(hào)（電壓和電流），作用于執(zhí)行器以實(shí)現(xiàn)對(duì)別控制對(duì)象的控制，例如要控制比例電磁鐵、動(dòng)圈式力馬達(dá)，就必須先將單片機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換12成為模擬信號(hào)，即電壓；將此電壓信號(hào)傳送到功率放大級(jí)，繞后作用于這些執(zhí)行器。這樣，開關(guān)輸入端的裝置和輸入線纜在出現(xiàn)故障時(shí)，大多數(shù)故障是接地和開路。Ul(74HCl4)的作用是施米特整形和隔離。D3是防止反向電壓損壞U1。當(dāng)輸入電壓5V或開路時(shí)，U0為高電平，信號(hào)無效。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。（5）由于傳感器常常是模擬量、微弱信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)要求的信號(hào)電平時(shí)，必須借助一些模擬電路技術(shù)。由于輸入通道中的信號(hào)檢測總是針對(duì)著被測對(duì)象的，因此被測對(duì)象的現(xiàn)場環(huán)境因素嚴(yán)重影響著輸入通道的方案設(shè)計(jì)。由于在該通道中，主要是傳感器和傳感器有關(guān)的信號(hào)調(diào)節(jié)、變換電路、故也可稱為傳感器接口10通道。（1）被測對(duì)象的信號(hào)拾取。由于計(jì)算機(jī)只能識(shí)別數(shù)字量，故模擬電信號(hào)必須通過模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，才能進(jìn)入計(jì)算機(jī)。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。在柴油機(jī)ECU中，現(xiàn)在這種電路使用很少，一般都在一體化顯示面板指示。開關(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。模擬量輸入電路完成發(fā)動(dòng)機(jī)和其它裝置的模擬信號(hào)的調(diào)理9和采集。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。參照 LT3782 數(shù)據(jù)手冊(cè)，通過輸入／輸出電壓關(guān)系和占空比可以推算出 N 溝道場效應(yīng)管的峰值電流約為 15 A。 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。電源效率高，對(duì)散熱的要求小。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?？刂茀?shù)的優(yōu)化包括：基本控制參數(shù)、穩(wěn)態(tài)修正參數(shù)、怠速T況參數(shù)、起動(dòng)T況參數(shù)的標(biāo)定、瞬態(tài)工況修正參數(shù)等的標(biāo)定。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。1)對(duì)電控單元(ECU)的研究。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)代傳感檢測技術(shù)以及先進(jìn)的噴油結(jié)構(gòu)于一身。第二代系統(tǒng)也稱時(shí)間控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是供油仍維持傳統(tǒng)的脈動(dòng)式柱塞泵油方式，但油量和定時(shí)的調(diào)節(jié)則由電腦控制的強(qiáng)力快速響應(yīng)電磁閥的開閉時(shí)刻所決定。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。(2)電控單元。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]。(7)快速斷油能力噴射結(jié)束時(shí)必須快速斷油，如果不能快速斷油，在低壓力下噴射的柴油就會(huì)因燃燒不充分而冒黑煙，增加HC排放。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。高的汽缸壓力和溫度可以改善燃油使用經(jīng)濟(jì)性，但導(dǎo)致NOx增加。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)。柴油機(jī)電控技術(shù)未來的發(fā)展趨勢是：高的噴射壓力為滿足排放法規(guī)的要求，柴油噴射壓力從10MPa提高到200MPa。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。微電子技術(shù)的快速發(fā)展，集成度不斷提高，成本大幅度下降，功能強(qiáng)化，可靠性日益改善，為柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。(3)標(biāo)定系統(tǒng)與電控單元、噴油泵、柴油機(jī)的配試。柴油機(jī)的優(yōu)化控制,發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化包括控制參數(shù)的優(yōu)化和 MAP 數(shù)據(jù)的生成。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。國外汽油機(jī)電控技術(shù)已經(jīng)成熟, 商品化程度很高, 因此大部分傳感器和電控單元已不是難點(diǎn), 但是柴油機(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)的角度位置要求很準(zhǔn)確, 這就導(dǎo)致了柴油噴射的執(zhí)行器復(fù)雜得多。但目前國內(nèi)外對(duì)柴油機(jī)電控的研究仍然集中在燃油噴射方面。因此柴油機(jī)電控技術(shù)是以降低 NO 和顆粒排放、提高升功率、降低噪聲和降低油耗為主目標(biāo)的。鑒于我國柴油機(jī)電控技術(shù)研究水平與國外差距呈增大趨勢，致使我國經(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。柴油機(jī)電子管理技術(shù)可對(duì)柴油機(jī)性能實(shí)現(xiàn)更高層次的控制，主要完成柴油機(jī)監(jiān)測、控制和故障診斷和與外延設(shè)備的聯(lián)系等功能，柴油機(jī)電子管理系統(tǒng)可以使柴油機(jī)的控制更完整，功能更強(qiáng)大。除了電控燃油系統(tǒng)外，其它系統(tǒng)也開始改用電控方式，MAN Bamp。目前先進(jìn)的燃油噴射系統(tǒng)如共軌燃油噴射系統(tǒng)已在轎車和重型卡車柴油機(jī)上得到批量應(yīng)用。世界各大船舶公司都在進(jìn)行電控柴油機(jī)的研發(fā)。W 柴油機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)、排氣柴油機(jī)電控技術(shù)源于上世紀(jì)八十年代，首先應(yīng)用的是燃油噴射系統(tǒng)的電子控制。國外的柴油機(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)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用日益增多，世界石油資源日漸枯竭，要求不斷地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。1自 2O 世紀(jì) 8O 年代開始進(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。、難點(diǎn)柴油機(jī)電控技術(shù)與汽油機(jī)電控技術(shù)有相似之處, 都是由傳感器, 電控單元和執(zhí)行器三大部分組成, 在傳感器中, 大多數(shù)傳感器 , 如轉(zhuǎn)速、壓力、溫度傳感器, 油門踏板傳感器等等 , 都是一樣的。從控制對(duì)象來看, 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, 這樣勢必帶來了控制的復(fù)雜性。1)對(duì)電控單元(ECU)的研究。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。為了檢驗(yàn)所研究開發(fā)的電控標(biāo)定系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，檢驗(yàn)其可靠性及穩(wěn)定性，需使用該系統(tǒng)進(jìn)行柴油機(jī)電控系統(tǒng)配裝某柴油機(jī)機(jī)型的實(shí)驗(yàn)。與傳統(tǒng)的機(jī)械式