天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)ECU設(shè)計(jì)與研究

【摘要】：天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研究不僅對(duì)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)有較大的意義，同時(shí)還促進(jìn)了環(huán)境改善，世界上許多國(guó)家都非常重視天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)技術(shù)得到了較大的提升，本文針對(duì)某型號(hào)四缸天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)其電控系統(tǒng)ECU進(jìn)行了設(shè)計(jì)及研究。 首先對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)中傳感器及執(zhí)行器的工作原理進(jìn)行了研究，對(duì)硬件電路設(shè)計(jì)的五大部分微控制器、電源管理、傳感器信號(hào)處理、執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)以及通信接口等模塊電路的要求進(jìn)行了查閱及計(jì)算分析，并給出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案及具體原理圖；并分析了汽車(chē)環(huán)境中的電磁干擾現(xiàn)象，對(duì)其解決方法進(jìn)行了說(shuō)明。 其次針對(duì)58x曲軸位置信號(hào)，提出了發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置同步及其倍頻方法，并基于S12X微控制器實(shí)現(xiàn)了該方法，曲軸位置單位精度為(6/32)°，有效地解決了點(diǎn)火控制精度問(wèn)題，并基于該方法給出了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射與點(diǎn)火基本時(shí)序控制策略。臺(tái)架測(cè)試表明發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)正常，運(yùn)行良好，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定怠速，天然氣燃料噴射及點(diǎn)火得到了有效控制，驗(yàn)證了該控制策略的正確性。 然后基于步進(jìn)電機(jī)式怠速閥，分析諸多類(lèi)型控制方法的優(yōu)點(diǎn)，選擇模糊PID控制方法應(yīng)用到天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速控制上，從理論上分別對(duì)模糊控制與PID控制進(jìn)行了研究，并給出了模糊PID控制方法模型。對(duì)模糊PID控制方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，包括模糊規(guī)則表、PID參數(shù)的確定以及怠速閥對(duì)控制方法結(jié)果的調(diào)節(jié)過(guò)程，此外還介紹了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)過(guò)程。最后對(duì)該控制方法進(jìn)行了驗(yàn)證分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該方法的有效性，可以應(yīng)用于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制。 最后介紹了CAN總線以及應(yīng)用，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析并實(shí)現(xiàn)了ECU應(yīng)用程序在線更新方法以及基于CAN總線的標(biāo)定協(xié)議，其中還針對(duì)飛思卡爾MC9S12XEQ512MAL微控制器設(shè)計(jì)CAN總線環(huán)形鏈表緩沖區(qū)，優(yōu)化了CAN總線數(shù)據(jù)處理方法。 【關(guān)鍵詞】：天然氣發(fā)動(dòng)機(jī) 電控系統(tǒng) 基本時(shí)序 怠速控制 CAN總線 在線更新 CCP
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：U463.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 研究意義12-13
• 1.4 研究目標(biāo)及內(nèi)容13-14
• 第2章 電控系統(tǒng) ECU 硬件設(shè)計(jì)14-33
• 2.1 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)介紹14-15
• 2.2 電控系統(tǒng)硬件框架結(jié)構(gòu)15-18
• 2.3 硬件電路需求分析及設(shè)計(jì)18-30
• 2.4 電控系統(tǒng)的電磁兼容性30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 電控系統(tǒng)基本時(shí)序控制方法33-41
• 3.1 時(shí)序信號(hào)33
• 3.2 曲軸位置倍頻方案33-34
• 3.3 基本時(shí)序控制策略34-39
• 3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制研究41-49
• 4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制方法41-42
• 4.2 模糊 PID 控制方法研究42-44
• 4.3 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)44-47
• 4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第5章 電控系統(tǒng)中基于 CAN 總線的應(yīng)用49-69
• 5.1 CAN 總線介紹49-50
• 5.2 ECU 軟件在線更新方法50-51
• 5.3 ECU 軟件在線更新通信協(xié)議51-56
• 5.4 ECU 在線更新方法的實(shí)現(xiàn)56-61
• 5.5 CCP 標(biāo)定協(xié)議61-64
• 5.6 CCP 標(biāo)定協(xié)議程序設(shè)計(jì)64-68
• 5.7 本章小結(jié)68-69
• 第6章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 致謝74

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