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1、设计研究汽车电动燃油泵控制模块的开发朱振华(联合汽车电子有限公司)【摘要】汽车电动燃油泵作为发动机控制系统中的重要组成部分,对其寿命的要求越来越高。在详细分析燃油泵控制模块需求的基础上,结合对当前已有燃油泵控制方案的研究提出了新的硬件方案,兼顾了成本、散热和小尺寸的要求,并可应用于其他汽车电机控制。【主题词】电动燃油泵电子模块汽车性。系统结构见图1。0前言汽车电子在发动机上的应用主要为电子控制喷油和点火。在现代汽车上,机械式或机电混合式燃油喷射系统已趋于淘汰,电控燃油喷射装置因其性能优越而得到了日益普及。电子喷油装置可以自动保证发动机始终工作在最佳状态,使其在输出一定功率的条件下最大限度
2、节油和减少排放。经过实验并修正得到发动机最佳工况时的供油控制规律、事先把这些客观规律编成程序存在微机的存储器中,当发动机工作时,根据各传感器图1电动燃油泵系统结构图测得的空气流量、排气管中含氧量、进气温度、发系统的基本概念是发动机管理系统ECU计算动机转速及工作温度等参数,按预先编好的运算出相应的对油泵控制信号后将控制信号传输给独程序进行运算、然后和内存中的最佳工况参数进立的电子模块控制油泵的运行,和当前的单纯控行比较和判断再调整供油量。这将使发动机一直制油泵继电器的方式相比有如下优点:减小化油在最优工作条件下运行,从而使发动机的综合性泵的耗电;减少电子系统的负担;增加油泵的寿能得到提高
3、。命;减少油泵的噪声;减少百公里油耗;降低油温电动燃油泵控制作为电子控制喷油系统的重和燃油涡流;对当前的发动机管理系统ECU的改要组成部分,通过发动机管理系统的控制器经过动最小(只需要更改软件)。继电器来控制已经无法满足日益增长的对油泵寿命、功耗、复杂诊断功能的要求,因此单独的智能1模块设计油泵控制模块更显必要,以实现按照需要控制燃油压力,能应用于恒压控制的传统燃油控制系统1.1需求分析及汽油机直喷和歧管喷射等新技术中;并具备了要求油泵电子模块接受发动机管理系统ECU更多的诊断和故障处理功能,实现了更好的安全收稿日期:2009-08-14上海汽车2009110·17·设计研究传递的控制信
4、号后将之转换为相应的控制信号直接控制油泵的运行,同时监控油泵的运行情况,将故障信息传回给ECU进行处理。油泵电子模块可以工作在正常模式和睡眠模式(极低功耗)。两种模式切换的控制信号也由ECU发出。系统的成本要求电子元器件的材料成本不超图2燃油压力传感器信号反馈控制框图过80元。考虑需要能安装在油泵的法兰中,整个由于噪声在压力回路中是很典型的,压力测量系统印刷线路板大小约为40×28mm,考虑到油值会突然升高或降低。为了抑制该高频干扰,对于耗和电机驱动要求系统的总功耗要小于5W,能燃油压力传感器的信号需要先做低通滤波处理。实现多种对电机的诊断功能。之后PID环节的参数整定成为控制的重要环节
5、。1.2控制策略考虑1.3总体设计该控制系统需要控制的是油泵的泵油量(即根据系统的功能和成本需求,选用最为常见控制PWM输出信号的占空比从而调节油泵电机的单片机控制加印刷线路板的方式。考虑到成本的运行情况),因此控制系统的输入必须是和燃油以及汽车电子的可靠性要求,尽量选择知名汽车量相关的信号。按前节所述,发动机在启动、怠速电子芯片供应商的产品。由于成本压力,尽量选和加减速等过渡工况下对燃油的需求是不同的,择集成了多个功能的专用芯片(ASIC)。为了尽可有时候需要加浓有时候需要偏稀,在倒拖工况下能降低成本,采用几个CPU的数字口和EMS的为省油还可以切断供油。为了按照供油的需要从ECU进行
6、通讯以替代专用的K线/CAN芯片。功而控制油泵的运行,按照发动机的工况计算系统能模块图见图3。需要的燃油压力作为系统的主要输入控制条件。发动机管理系统的控制信号输入到油泵电子燃油压力传感器的信号作为系统的反馈,大致的模块后经过滤波进入单片机,单片机经过运算产控制框图见图2。生相应的PWM信号给专用芯片,专用芯片在增大燃油压力传感器的信号经过滤波处理后和预驱动能力后输出PWM信号驱动MOSFET管。输设的燃油压力进行比较,比较的结果经过PID调出侧的二极管用于在关断MOSFET管的时候给电节决定了最终产生的占空比。该占空比信息将被机续流,从而减小电机电流的波动。传递给油泵控制模块从而控制油
7、泵的运行。输入的控制信号还可让专用芯片从睡眠模式图3功能模块图·18·上海汽车2009110设计研究切换到正常工作模式。单片机接收到发动机管理断后由于电瓶电压处仍有12V的电压,并通过单系统的切换需求后可通过SPI设置专用芯片的寄存片机的数字口灌进,导致单片机工作不正常,而且器把专用芯片切换到睡眠模式下,此时专用芯片会无法再次进入正常工作模式。关断5V电源的输出,使单片机也停止工作。在这解决该问题的第一个设想是把电瓶的电压从种情况下
