多点喷射甲醇_柴油双燃料发动机ECU软硬件设计

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1、分类号:U4610710-2015222006专业硕士学位论文多点喷射甲醇／柴油双燃料发动机ECU软硬件设计梁继超导师姓名职称张春化教授专业学位类别工程硕士申请学位类别硕士及领域名称动力工程论文提交日期2018年4月17日论文答辩日期2018年5月15日学位授予单位长安大学SoftwareandHardwareDesignofECUforaMulti-pointInjectionMethanol/DieselDualFuelEngineAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiangJichaoSuperv

2、isor：Prof.ZhangChunhuaChang’anUniversity,Xi’an,China摘要内燃机作为一种可靠的动力机械装置从被发明至今已经有100多年历史，内燃机造福人类的同时也给人类生存带了一些问题。石油资源短缺的问题逐渐显现出来，环境问题更加引起了人们的重视。可再生燃料的代用燃料技术与双燃料技术是可以同时解决以上问题的有效措施。甲醇燃料具有接近汽油的物理化学特性，是一种理想的可再生代用燃料。本文以高压共轨柴油机为基础，研究了甲醇/柴油双燃料发动机的电子控制单元（ElectronicControlUnit,ECU）。本文在原机高压共轨柴油供

3、给系统基础上增加了一套甲醇燃料供给系统，从而构建了多点顺序喷射甲醇/柴油双燃料发动机的燃料供给系统。本文进行了多点顺序喷射甲醇/柴油双燃料发动机的ECU硬件和软件设计。硬件设计部分，本文选择满足试验要求的双燃料发动机ECU的主控芯片MC9S12XEP100MAL；然后针对ECU的每一个功能部分，如单片机最小系统电路、输入信号调理电路、供电电源电路、通信电路、甲醇喷射器驱动电路、MOS管栅极预驱动电路、柴油喷油器驱动电路、燃油计量阀驱动电路等都进行了合理的电路设计；之后运用Multisim12.0仿真软件针对于比较重要的柴油喷油器驱动部分的BOOST升压电路进行

4、了仿真，通过仿真深入探究了电容、电感、功率MOS管的开关频率及开关占空比对柴油喷油器BOOST升压电路的影响，其后结合英飞凌公司的TLE8386芯片的特点，合理地优化了升压电路；最后，利用ProtelDXP2004软件结合ECU中电路板的元器件布局、布线、散热等特点设计了PCB电路板。ECU的软件设计部分。首先，利用C#语言设计了一款软件标定系统。充分利用VS2010平台中C#语言的面向对象的优势和CAN总线稳定高效的特点，设计了稳定的双燃料标定系统。根据双燃料ECU的功能特点结合MC9S12XEP100MAL单片机内部资源，试验采用模块化设计方法编写了单片机

5、C语言底层程序；然后，又分别详细介绍了柴油缸内喷射和甲醇气道喷射正时和喷射量的控制实施过程，之后，简单介绍了基于PI控制策略的柴油共轨压力的控制方法。最后，本文在试验设计的硬件电路和软件程序的基础之上，使用自己编写的上位机标定软件，对甲醇、柴油两种燃料的喷射和柴油共轨压力控制进行了试验的验证，最终证明本文试验设计的双燃料ECU软硬件均满足使用要求。关键词：多点顺序喷射甲醇/柴油双燃料发动机，电子控制单元，MC9S12XEP100MAL，IECU硬件，ECU的软件设计IIAbstractAsareliablepowermechanism,theinternalc

6、ombustionenginehasbeeninventedformorethan100years,andtheinternalcombustionengineshavebroughthumanbenefitsbutalsosomeproblemsforhumansurvival.Theproblemofoilresourceshortageisgettingmoreandmoreseriousandenvironmentalproblemshavearousedpeople'sattention.Thealternativefuelanddual-fuelt

7、echnologyofrenewablefuelsareeffectivemeasurestosolvetheaboveproblemssimultaneously.Methanolisanidealrenewablefuelandmethanolhassimilarphysicalandchemicalpropertiestogasoline.Inthispaper,theelectriccontrolunit(ECU)ofmethanol/dieseldualfuelengineisstudiedbasedonthehighpressurecommonra

8、ildieselengine.Toco