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目前能源危机日趋明显,世界各国对节能减排提出了更高的要求,在此背景下低污染、低油耗和高功率成为柴油发动机的主要发展趋势。高压共轨电控喷射柴油发动机在降低排放、提高效率方面非常有效,已成为当前柴油机研究的热点之一。本文开展高压共轨柴油机ECU控制软件设计,主要研究内容如下:
分析了高压共轨柴油发动机电控系统的组成,对各组成部分在电控系统中的作用分别进行了说明,并介绍了软件设计中应用的开发平台以及开发工具。
进行了MPC5554处理器μC/OS-Ⅱ操作系统移植研究。分析了柴油机电控系统的实时性要求,对μC/OS-Ⅱ操作系统的特点进行了介绍,同时对移植μC/OS-Ⅱ到MPC5554的可行性作了分析,通过研究柴油机的工作原理,对操作系统的代码做了部分优化,包括对任务堆栈大小以及任务数目的优化。系统在处理器上的运行测试显示系统移植成功。
基于μC/OS-Ⅱ设计了柴油发动机电控系统软件结构。通过将柴油机共轨任务按照时间和角度两种触发事件进行合理的划分,并对各个任务的优先级进行了合理的分配,通过实时操作系统进行调度,实现了有序控制发动机和管理发动机。完成了操作系统机制下的外围模块驱动的设计。
开展了高压共轨柴油发动机系统软件设计。分析了共轨系统的控制原理以及工作任务,设计了电控系统外部模拟信号以及数字信号采集子程序。根据凸轮轴和曲轴的对应关系,提出了二者组合判缸的设计思路并实现了相应的设计模块。分析了喷油时间上的精确性要求,采用eTPU模块设计出了喷油驱动程序,并给出了实际的喷油曲线。