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电控单体泵ECU硬件设计与底层驱动软件开发

作　者: 苏栋
导　师: 龚元明
学　校: 上海工程技术大学
专　业: 车辆工程
关键词: XC2765芯片 燃油喷射 组合单体泵 硬件设计 软件设计
分类号: U464.136
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 6次
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内容摘要


汽车工业的快速发展造成了能源消耗和环境污染的重大问题。目前，因柴油机动力强劲，汽车正朝柴油化方向发展，而电控单体泵系统因其喷油压力高、喷油量和喷油定时可柔性控制、喷油系统改造小等独特的优势也在大功率柴油发动机上具有很好的应用前景。因此，本文针对六缸电控单体泵柴油机系统，进行了ECU硬件系统和底层驱动软件部分的设计。在ECU硬件设计方面，根据对单体泵结构和工作原理的分析，确定总体设计方案，之后，首先对系统所用各传感器进行了介绍，然后根据电控组合单体泵系统特点，以英飞凌XC2765十六位单片机为核心，对ECU的各功能模块，如电源模块，信号处理模块，电磁阀驱动模块，通信模块等进行详细设计，以精确控制单体泵的喷油正时和喷油脉宽。在电磁阀驱动部分，设计的高压驱动60V、低压驱动24V的双电源驱动电路。根据系统硬件平台，进而对其底层驱动软件进行了设计。先对其硬件资源进行了分配，然后借助英飞凌公司的DAvE软件，以Tasking编译软件为平台，设计了包括根据凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的采集信号，进行判缸及发动机转速计算等的软件，基于高低压控制的喷油电磁阀驱动软件，CAN驱动部分软件等。其中在判缸模式软件中，采用多种判缸模式使系统更为具体完善。系统中以凸轮轴判缸为主，当凸轮轴位置传感器出现故障时，就用曲轴位置传感器进行判缸，使得发动机能够维持运转至修理处。在通信软件部分，根据CCP协议设计了CAN的通信软件，可以实现ECU与标定工具间的通信。设计完成后的ECU系统，最后在油泵试验台上进行了性能验证，并在发动机试验台架上进行了本控制系统实际应用方面的测试，试验证明，该电控组合单体泵ECU控制系统工作良好，实现了设计目标，并可以在一定程度上满足应用需要。

全文目录


摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
第一章 绪论  12-20
  1.1 选题的背景和意义  12-15
  1.2 柴油机电控技术的发展历程  15-17
  1.3 国内外柴油机电控技术的发展现状  17-18
  1.4 本文主要工作  18-20
第二章 电控组合单体泵原理及控制系统总体架构  20-29
  2.1 电控单体泵泵体基本结构及工作原理  20-22
  2.2 单体泵控制方式  22-23
  2.3 控制系统总体构建  23-24
  2.4 系统主要传感器介绍  24-28
    2.4.1 曲轴和凸轮轴信号传感器  24-26
    2.4.2 温度传感器  26-27
    2.4.3 进气压力传感器  27-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章 单体泵柴油机 ECU 硬件设计  29-44
  3.1 嵌入式系统简介  29
  3.2 微处理器系统  29-33
    3.2.1 核心处理芯片简介  30-31
    3.2.2 核心处理芯片的资源分配  31-33
  3.3 ECU 各功能模块的设计（外围扩展电路设计）  33-43
    3.3.1 电源设计  33-35
    3.3.2 输入信号处理电路  35-38
    3.3.3 电磁阀驱动电路  38-41
    3.3.4 数据通信电路  41-42
    3.3.5 JTAG 电路  42-43
  3.4 本章小结  43-44
第四章 ECU 底层驱动软件设计  44-60
  4.1 底层软件开发工具  44-46
    4.1.1 初始化工具  44-45
    4.1.2 开发环境  45-46
    4.1.3 仿真器  46
  4.2 底层驱动软件设计  46-58
    4.2.1 系统初始化流程  46-47
    4.2.2 凸轮轴和曲轴信号相位关系  47-48
    4.2.3 基于多种模式的判缸策略及转速计算  48-51
    4.2.4 喷油脉冲输出控制方式  51-53
    4.2.5 电磁阀驱动程序  53-55
    4.2.6 基于 CAN 总线数据通信模块软件  55-58
  4.3 本章小结  58-60
第五章 系统功能测试与发动机台架试验验证  60-66
  5.1 系统功能测试  60-62
  5.2 发动机台架试验  62-64
  5.3 本章小结  64-66
第六章 总结与展望  66-68
  6.1 总结  66-67
  6.2 展望  67-68
参考文献  68-70
附录  70-71
攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果  71-72
致谢  72-73

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车发动机 > 往复式发动机 > 部件、零件 > 燃料供给系统
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