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汽车柴油机电控单元中的内存软件及其设计要求

时间:2023-09-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:在车用柴油机电控单元中所存储的软件中,既有各种用于计算机自身运行的驱动程序,也有为控制汽车及其发动机运行而编制的专用程序。此外,作为抗电磁干扰的措施之一,通常对输入的数据要采用软件滤波或采用傅里叶变换和小波变换等成熟的数据处理方法进行处理,这些处理软件也被放入内部存储器中。在软件设计中,还必须考虑运行故障的判断、记载和读出。

汽车柴油机电控单元中的内存软件及其设计要求

在车用柴油机电控单元中所存储的软件中,既有各种用于计算机自身运行的驱动程序,也有为控制汽车及其发动机运行而编制的专用程序。这些专用程序就是对每一个受控过程的数字化描述,将各种传感器采集和输送的各种信息和数据,经过分辨、计算、比较和逻辑分析,再将得到的结果变换成驱动各个执行器的控制指令,指挥执行器及时而准确地动作,完成控制和调节过程。各种用于信号处理的计算公式、逻辑分析方法和数据表格等均可编成程序存储在存储器中。此外,作为抗电磁干扰的措施之一,通常对输入的数据要采用软件滤波或采用傅里叶变换和小波变换等成熟的数据处理方法进行处理,这些处理软件也被放入内部存储器中。

软件设计中,还必须考虑运行故障的判断、记载和读出。当然,进行故障自诊断不能只依靠软件,还需要有硬件电路的帮助,需要有更多的传感器提供足以判断故障的信息。

电控系统都采用脉谱图(MAP)来确定控制量的目标值。例如,对于柴油机的电控喷油系统而言,最基本的控制目标就是喷油量和喷油提前角(对于共轨喷油系统还有喷油压力),它们应随柴油机转速和负荷工况而变,当然也视具体柴油机机型而异,为此在电控柴油机开发过程中必须事先经过大量的标定试验寻找出对应于各个转速和负荷工况下的最佳目标值,以二维数表的形式存入ROM等存储器中,运行时只要根据柴油机的具体运行工况,对照脉谱图(MAP)的要求,即可给出相应的控制和调节指令,以控制相关的执行器(喷油泵喷油器电磁阀)按时准确地动作,从而达到优化喷油过程的目标。

除了主要对喷油过程进行控制之外,电控单元还必须对柴油机其他系统和有关附件的运行进行控制,例如废气再循环和增压系统等的控制阀以及冷却风扇、起动机发电机和空调设备的开关等。所有控制指令均来自微处理器(CPU)的数字信号,由于它们的电流很小(mA级),还需经输出级(终端模块)调制和放大后,才能生成各种开关、继电器、数显和驱动电磁阀等执行器的输出信号,其中脉宽调制信号(PWM)是电控单元最常用的脉冲输出信号,其典型的波形如图8-23所示,这是一种频率一定但通电(脉冲)时间变化的方形数字信号,其中每一个脉冲高电平占据的时间称为脉宽b,它与两个脉冲时间间隔a之比(b/a)称为占空比。PWM信号的优点是既可以用于控制惯性较大和反应较缓慢的电磁阀(如废气再循环和增压系统的控制),这时只需改变占空比,就能改变输出信号的平均电压,从而能控制这类电磁阀的动作,同时也可以用于喷油器高频电磁阀的控制,这时喷油器针阀质量轻,惯性小,升起和落座迅速,因此只需调节PWM信号的频率,使喷油过程在一个脉冲内完成,即可用PWM信号的脉宽来控制喷嘴针阀开启时间的长短,以完成喷油量的精确控制。(www.xing528.com)

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图8-23 脉宽调制(PWM)脉冲信号

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