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随着人民生活水平不断提高,柴油车保有量不断增加,所造成的环境污染和能源消耗急剧加重,而且迫于对柴油机国六排放法规、动力性、经济性等要求,车用柴油发动机将面临严峻的挑战,迫使人们不断研究柴油机控制技术和排放控制技术,使得柴油机向低排放、高热效率方向快速发展。而这些重要的技术都需要依托柴油机ECU实现其具体的功能,底层驱动软件是柴油机ECU实现其功能的重要基础之一,因此研发满足国六排放标准的底层驱动软件具有非常重要的意义。以D30TCI高压共轨柴油机为控制对象,研究了满足国六排放法规要求的轻、重型车用柴油机控制技术路线,并根据此控制技术路线对ECU底层驱动软件和微控制器进行需求分析,选取英飞凌多核单片机TC275为ECU的主控芯片,通过合理分配TC275片上资源,采用分模块的方法设计了ECU总体方案。基于ECU总体方案,研究了国六高压共轨柴油机ECU底层软件的若干关键驱动软件算法:1、曲轴和凸轮轴相位跟踪识别算法、滤波、倍频以及故障处理机制;2、喷油电磁阀的控制方式、故障诊断机制;3、燃油计量单元柔性控制算法;4、VNT执行机构、EGR阀的控制策略以及柔性控制算法;5、DOC耦合DPF对于CO、HC和PM的转化效率以及不同工况和温度等对于转化效率的影响,SCR对于重型车用柴油机NOx排放控制系统以及不同的温度对于NOx转化效率的影响,LNT技术原理以及排气温度对于NOx吸附效率的影响。在此基础上完成了ECU底层驱动软件详细方案的设计,包括曲轴凸轮轴位置传感器信号处理以及故障处理方案,曲轴凸轮轴联合判缸底层驱动软件方案,单曲轴判缸底层驱动软件方案,单凸轮轴判缸底层驱动软件方案,喷油电磁阀底层驱动软件方案,燃油计量单元底层驱动软件方案,VNT执行机构底层驱动软件方案,EGR阀底层驱动软件方案,尿素喷嘴底层驱动软件方案,VADC对柴油机的温度传感器、压力传感器、位置传感器、流量传感器、NOx浓度传感器、执行器驱动电流采集方案。解决了柴油机在单个位置传感器出现故障时能够跛行回家,降低了燃油喷射系统的功耗和软件设计的复杂度,提高了喷油底层驱动软件的可靠性,提升了尿素溶液精准喷射控制,减少了NH3泄露,使得柴油机在启动、怠速、低速、中高速、低负荷、高负荷各种不同的工况下能够迅速建立稳定可靠的轨压以及提供不同的增压压力和EGR率。将各模块底层驱动软件进行集成,经硬件在环实验和台架试验验证:1、所设计的判缸底层驱动软件能够在不同的转速下准确、快速的判断出各缸上止点,并准确的计算出以角度为基准的各缸喷油时刻以及以时间为基准的各缸喷油时长,精度为0.01°CA。2、喷油器电磁阀驱动电流在84μs迅速达到18A左右,在50μs内迅速关断,高速通断响应特性好,而且驱动电流波动范围为±5%,驱动电流波形稳定,具有很高的可靠性和抗干扰能力。3、燃油计量单元底层驱动软件可以灵活调节燃油计量单元控制信号的频率以及占空比,从而控制燃油计量单元的开度以实现柴油机不同工况下的轨压需求。4、VNT执行机构和EGR阀底层驱动软件能够灵活改变各控制信号的占空比以及直流电机转动方向,从而改变VNT喷嘴环流通面积和EGR阀开度,以达到在柴油机不同的工况下所需求的增压压力和EGR率。5、尿素喷嘴驱动电流采用电流反馈控制,使得驱动电流波动范围为±9.7%,驱动电流波形稳定。6、在台架上进行了多次柴油机打火实验,都能够稳定的启动。