松下伺服電機(jī)代理—日弘忠信今天給大家講講氣動發(fā)動機(jī)的電控系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)?氣動系統(tǒng)設(shè)計(jì)4要點(diǎn)。隨著環(huán)境污染、能源危機(jī)等全球性問題的日益突出，代用燃料汽車、電動汽車和混合動力汽車等低排放、節(jié)能經(jīng)濟(jì)型的汽車相繼涌現(xiàn)。它們有各自突出的優(yōu)點(diǎn)，但同時也有相應(yīng)的局限。而壓縮空氣動力汽車(Air-powered Vehicle)是利用高壓壓縮空氣在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)膨脹做功，推動活塞做功對外輸出動力，驅(qū)動汽車行駛。不僅壓縮空氣來源方便，而且它還具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、清潔環(huán)保等眾多優(yōu)點(diǎn);可以實(shí)現(xiàn)零排放，是真正的環(huán)保汽車。

　　1、氣動發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案

　　氣動發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分，系統(tǒng)主要完成以下任務(wù)：實(shí)時采集發(fā)動機(jī)狀態(tài)參數(shù)：實(shí)現(xiàn)對特征參數(shù)快速精確的計(jì)算;實(shí)時控制電磁閥噴氣定時和噴氣量;實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時通訊。

　　氣動發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要從系統(tǒng)檢測和控制功能的需求出發(fā)，按以下要求進(jìn)行設(shè)計(jì)：選擇適當(dāng)?shù)男盘柌杉绞剑x用合理的傳感器，準(zhǔn)確地反映發(fā)動機(jī)各狀態(tài)參數(shù);選用合適的控制芯片，采用低功耗高性能的元器件，簡化電路，提高控制精度;采用模塊化設(shè)計(jì)方法;系統(tǒng)具有抗振動和抗干擾性能;驅(qū)動模塊具有良好的可靠性和負(fù)載能力;適應(yīng)車載發(fā)動機(jī)實(shí)際工作環(huán)境。

　　2、氣動發(fā)動機(jī)電控單元硬件設(shè)計(jì)

　　電控單元(ECU)是整個氣動發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的核心。它由微控制系統(tǒng)模塊、輸入信號處理模塊、功率輸出執(zhí)行模塊和通訊模塊等部分組成。ECU要完成的主要任務(wù)有：實(shí)時處理傳感器采集的數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、濾波和整形放大，轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以讀取的標(biāo)準(zhǔn)信號;通過數(shù)學(xué)計(jì)算和邏輯判斷制定出控制命令驅(qū)動執(zhí)行器(高速電磁閥)工作，實(shí)現(xiàn)對噴氣定時、噴氣量的準(zhǔn)確控制;實(shí)現(xiàn)CAN總線實(shí)時通訊任務(wù)，從而使發(fā)動機(jī)保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。氣動發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括ATmega16、信號處理電路、功率驅(qū)動電路、通訊電路及傳感器和執(zhí)行器等，分別完成對氣動發(fā)動機(jī)的實(shí)時檢測、控制和監(jiān)測的功能。

　　3、氣動發(fā)動機(jī)電控單元軟件設(shè)計(jì)

　　軟件設(shè)計(jì)是氣動發(fā)動機(jī)ECU開發(fā)的核心。軟件設(shè)計(jì)應(yīng)遵循模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的原則，具有可擴(kuò)展性;還要具有良好的抗干擾能力，可以實(shí)現(xiàn)自我診斷和保護(hù)，保證發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。氣動發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)是對時間要求很嚴(yán)格的系統(tǒng)，它對噴氣有很強(qiáng)的實(shí)時和精確的要求，主要通過中斷程序的觸發(fā)和嵌套來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖5所示?？刂栖浖沙跏蓟K、中斷模塊和主控模塊組成。初始化模塊主要完成對電控系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)的設(shè)置和配置寄存器等任務(wù);中斷模塊執(zhí)行計(jì)算轉(zhuǎn)速和判斷壓縮上止點(diǎn)及控制電磁閥噴氣等任務(wù);主控模塊完成信號處理、確定噴氣定時和噴氣量以及CAN通訊等。

　　4、電控系統(tǒng)調(diào)試及總結(jié)

　　多次調(diào)試和試驗(yàn)證明，本文設(shè)計(jì)的氣動發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的ECU軟硬件能夠準(zhǔn)確檢測出發(fā)動機(jī)的不同轉(zhuǎn)速等各參數(shù);功率驅(qū)動模塊工作可靠，具有良好負(fù)載能力;基于CAN總線建立的通訊平臺能夠?qū)崟r監(jiān)控發(fā)動機(jī)參數(shù)與狀態(tài)，完成數(shù)據(jù)傳輸。試驗(yàn)還表明噴氣壓力對氣動發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速有很大影響，在對氣動發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行完善時，需要擴(kuò)展噴氣壓力控制模塊，以保證噴氣壓力穩(wěn)定在合適的值，減少由于壓力波動對發(fā)動機(jī)運(yùn)行造成的不良影響。冷卻水溫、噴氣溫度和缸內(nèi)壓力等參數(shù)也對發(fā)動機(jī)運(yùn)行具有一定影響，需要對這些參數(shù)進(jìn)行實(shí)時檢測，以便對噴氣定時和噴氣量等控制參數(shù)修正，使發(fā)動機(jī)運(yùn)行得更加穩(wěn)定和優(yōu)化。

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