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引论 1

第一章 概论 4

第一节 柴油机电控化技术发展概述 4

一、柴油机电控化技术的发展历程 4

二、国内柴油机电控技术的发展和现状 6

三、国内柴油机电控技术发展中的主要问题 8

四、国内柴油机电控技术展望 9

第二节 柴油机电控技术简介 10

一、电子控制技术 10

二、柴油机电控系统的构成 11

三、技术配套系统 13

第三节 如何学习本书 13

第二章 传感器 15

第一节 温度和压力传感器 16

一、冷却液温度传感器 16

二、进气温度和压力传感器 18

三、燃油温度传感器 20

四、润滑油温度传感器 20

五、排气温度传感器 20

六、环境气温传感器 20

七、润滑油压力传感器 21

八、燃烧压力传感器 21

第二节 位移传感器 21

一、分配泵滑套位置传感器 21

二、废气再循环阀开度传感器 21

三、喷油器针阀升程传感器 21

第三节 空气流量传感器 22

一、热线式空气流量传感器 22

二、热膜式空气流量传感器 23

第四节 角度传感器 23

一、曲轴角位移传感器 23

二、凸轮轴角位移传感器 24

三、加速踏板角位移传感器 25

第五节 开关量发生器 25

一、扳动式开关 26

二、外部开关量发生器 26

第三章 执行器 27

第一节 电控高压共轨燃油系统 28

一、工作原理 29

二、国外电控高压共轨燃油系统的发展情况 32

三、国内电控高压共轨燃油系统的发展 32

四、电控高压共轨系统应用前景展望 32

五、电控高压共轨系统的性能试验 33

第二节 电控单体泵燃油系统 34

一、基本原理 35

二、电控单体泵测试试验 36

三、国内电控单体泵燃油系统近年来的发展 37

四、单体泵系统的基本配置 38

第三节 电控分配泵燃油系统 38

一、基本原理和产品代表 38

二、电控分配泵系统的测试试验 40

三、电控分配泵系统的操作和控制 41

第四节 柴油机上的其他主要电控执行设备 41

一、废气再循环阀 42

二、可调涡轮增压器 42

三、其他执行器 43

第五节 柴油机电控系统执行器的关键技术 44

第四章 控制器 45

第一节 电控单元（ECU） 45

一、概述 45

二、ECU的逻辑结构 47

三、ECU对高速电磁阀的驱动 50

四、ECU的电特性和环境特性 50

第二节 ECU的核心部件——单片计算机简介 51

一、单片机的由来与发展 52

二、单片机内部的典型逻辑结构 53

三、ECU内单片机应用的基本技术要素 56

四、单片机与ECU 57

第三节 开放式ECU技术理念和通用电控单元开发平台（UECU） 59

一、开放式ECU技术理念 59

二、通用电控单元开发平台（UECU） 60

三、目前市场上几款较成熟的UECU比较 63

第四节 电控单元的软件体系 64

一、ECU的软件体系 64

二、ECU的基础软件 65

三、ECU的诊断软件 66

四、ECU的控制软件 66

五、ECU的调试与标定软件系统 67

第五节 国内几款较成熟的电控单元简介 68

一、国内ECU产业的发展 68

二、成都威特研发的ECU产品 68

三、镇江恒驰科技有限公司的ECU产品 69

四、其他国内企业的ECU部件研发 71

第五章 柴油机控制软件综述 72

第一节 ECU软件框架和控制软件 73

一、ECU软件的框架构成 73

二、ECU软件的运行机理说明 74

三、控制软件的主要变量及相关因素 75

四、控制软件所需要的基础软件资源 82

五、控制软件的功能函数 85

六、控制软件的程序结构 88

七、上电和关电 88

第二节 实时中断服务模块 89

一、实时中断服务模块RTI的主要功能 89

二、时钟模块 89

三、定时执行模块 92

第三节 中断服务体系 93

一、曲轴信号中断 94

二、凸轮轴信号中断 95

三、供油输出驱动的中断控制 95

第四节 任务调度机制 97

一、任务调度方式 97

二、任务调度机制的算法表达 98

三、任务调度机制的发展 99

第五节 柴油机的控制策略 99

一、控制策略的含义 99

二、控制策略的实施方法 102

三、电控柴油机常用控制策略 104

四、控制策略的细化和拓展 110

第六节 脉谱的处理方法和查找功能 111

一、脉谱的形式 111

二、脉谱的数据描述 113

三、常用脉谱及其定义、标定和调试 114

四、脉谱的查找方式 116

五、常用脉谱数据的存储设计 117

六、脉谱的查找函数 119

第六章 信号的输入 124

第一节 曲轴和凸轮轴信号 124

一、曲轴转角信号 124

二、凸轮轴转角信号 125

三、其他IC类输入 126

第二节 模拟信号输入和处理 126

第三节 开关类信号输入和处理 128

第四节 执行输入动作的时机设置 129

一、定时设置 129

二、定位设置 130

三、混合设置方式 132

第七章 输入信号的处理 133

第一节 曲轴和凸轮轴角位移信号处理 133

一、曲轴与凸轮轴转角脉冲信号的时序 133

二、凸轮轴转角脉冲信号的输入处理 133

三、曲轴脉冲信号的输入处理 134

第二节 模拟量输入后的处理 135

一、输入的模拟量 135

二、模拟量输入的软件滤波函数 136

三、模拟量的进一步处理 137

第三节 开关量输入的处理 139

一、对机械电开关输入的消颤 139

二、开关量的输入函数 140

第八章 输出控制和驱动函数 141

第一节 电控油泵和喷油器驱动函数 141

一、驱动电控单体泵系统的高速电磁阀 142

二、驱动电控共轨系统喷油器 143

三、驱动电控分配泵的油量控制滑套 145

第二节 脉宽驱动函数 145

一、脉宽驱动的概念 145

二、脉宽驱动的实现 146

三、脉宽驱动的实例——控制EGR阀 147

第三节 开关控制 150

一、开关驱动的概念 150

二、开关驱动的实现 150

三、开关驱动的实例 151

四、信号灯的控制 152

第九章 基本控制处理功能 154

第一节 转速的计算 154

一、瞬态转速及离散化处理 154

二、平均转速 155

三、依托曲轴信号的转速计算 156

四、依托凸轮轴信号的转速计算 157

第二节 每次供油量的实现 158

一、共轨系统每次供油量 159

二、电控单体泵系统每次供油量 160

三、电控分配泵系统每次供油量 160

四、燃油温度补偿 161

五、每次供油量不均衡现象的校正 163

六、电源电压因素的处理 164

七、停缸运行控制 164

第三节 供油提前角的确定和供油时机控制 164

一、电控高压共轨和单体泵系统的供油提前角计算 165

二、供油提前角的计算时机和供油的执行 167

三、电控分配泵系统的供油提前角控制 168

四、高压共轨系统多次喷射 170

五、利用凸轮轴信号实现供油提前角计算 173

第四节 角加速度的计算和运用 176

一、角加速度在运动控制中的意义 177

二、角加速度的离散化计算 178

三、角加速度的应用实例 178

第五节 PID控制在电控柴油机中的应用 181

一、PID控制的原理 181

二、PID参数的整定 182

三、PID控制在电控柴油机中的主要应用 183

第六节 共轨系统轨压的控制 184

一、目标轨压脉谱 184

二、目标轨压的PID控制 184

三、轨压PID控制函数和任务 185

第七节 用PID方法控制电控分配泵滑套位置 187

一、实现滑套位置PID控制过程的要素 187

二、滑套位置PID控制函数和任务 188

第十章 柴油机控制策略的实现 191

第一节 总体策略框架的实现 191

一、控制策略的工况划分 192

二、主体控制流程 193

三、CMPT任务函数的实现 194

四、控制策略的调用时机 194

第二节 停止工况 196

一、进入停止工况 196

二、由停止工况转出 197

三、停止工况的处理函数 197

第三节 起动工况 198

一、进入起动工况 198

二、由起动工况转出 198

三、起动工况的控制策略 199

四、起动工况的控制脉谱 200

五、起动工况的处理函数 202

第四节 怠速工况 205

一、进入怠速工况 206

二、由怠速工况转出 206

三、怠速工况的控制策略 207

四、怠速工况的控制脉谱 207

五、怠速工况的处理函数 208

第五节 常规工况 213

一、进入常规工况 214

二、由常规工况转出 214

三、常规工况的控制策略 214

四、常规工况的控制脉谱 215

五、常规工况的处理函数 216

第六节 限速工况 219

一、进入限速工况 220

二、由限速工况转出 220

三、限速工况的控制策略 220

四、限速工况的控制脉谱 221

五、限速工况的处理函数 221

第七节 超速工况 222

第八节 控制工况的扩展 222

一、急加速工况 223

二、急减速工况 223

三、车速限制工况 224

四、按档位区分的工况 225

第十一章 电控柴油机的调试与标定 226

第一节 外界与ECU的通信 226

一、ECU的数据通信 226

二、CAN总线通信技术 228

三、实时通信功能CommunFun 229

四、调试与标定软件系统的概念 230

五、上位机指令伺服系统HiLeSer 230

第二节 调试与标定软件系统 230

一、独立数据显示 231

二、独立数据修订 232

三、数据的图形显示 235

四、脉谱的显示与标定 236

五、诊断功能 239

第三节 国内几种调试与标定软件系统的典型实例 240

一、EMCS 1.08系统功能和操作简介 240

二、HT-Link系统功能和操作简介 244

三、其他系统简介 247

四、调试与标定软件系统的发展与完善 249

第四节 ECU模拟调试环境 251

一、对模拟调试环境的要求 252

二、实现模拟调试环境的方法 252

三、两种电控柴油机信号模拟系统 256

四、使用柴油机信号模拟系统检验ECU功能 256

第五节 电控燃油系统的泵台试验 257

一、电控燃油系统主要的性能指标 258

二、电控燃油系统泵台试验的实现 260

三、泵台试验的实际步骤 262

第六节 调试与标定的准备 264

一、对电控柴油机测试台架的要求 264

二、电控柴油机系统安装 264

三、上位机的配置及软件系统安装 265

四、起动试验前的检查 265

第十二章 柴油机台架标定的一般步骤 266

第一节 标定工作前的数据准备 266

一、供油特性脉谱 266

二、各传感器的特性数据 266

三、其他数据和独立参数脉谱 267

第二节 起动前的标定工作 267

一、冷却液温度传感器脉谱的标定 268

二、进气压力和温度传感器的标定 268

三、轨压传感器脉谱的标定 269

四、燃油温度传感器脉谱标定 269

五、加速踏板脉谱标定 269

六、其他传感器脉谱的标定 270

七、轨压的确定 270

第三节 起动工况标定 271

一、确定数据的原始值 271

二、做好怠速工况初始设置 272

三、执行起动操作 272

四、起动过程的细致调节 273

第四节 怠速工况标定 274

一、确定数据的初始值 274

二、怠速工况的初步标定 276

三、怠速工况的细致标定 276

四、怠速工况与常规工况间过渡问题 277

第五节 常规工况标定 278

一、确定数据的初始值 279

二、外特性标定 280

三、可用工作区标定 281

四、最大转矩限定 282

第六节 限速和超速工况标定 282

一、转速波动对限速标定的影响 282

二、限速节点的设置和相关标定原则 282

三、限速性能标定过程 284

四、超速性能测试 284

第七节 对环境要素的调控 285

第八节 标定工作完成后的数据处理 285

第九节 电控柴油机车辆标定初步 286

一、电控柴油机车辆标定概述 286

二、油门油量标定 287

三、其他的车辆标定问题 288

第十三章 电控共轨柴油机控制程序 291

第一节 基本控制模型和资源需求 291

一、EDBM_CRD的基本模型 291

二、EDBM_ECU应具有的基础软件功能 291

三、软件的模块结构 293

四、关于程序符号设置的规定 294

五、基本参数 294

第二节 控制程序的要点 295

一、控制程序功能综述 295

二、控制程序流程图 297

三、对执行器的驱动函数 298

四、变量的设置 299

五、脉谱的设置 299

六、通信功能的设置 299

七、任务编号的设置 300

第三节 控制层源程序 300

一、基础软件资源模块 300

二、全局变量定义模块 302

三、脉谱数据定义模块 306

四、通信宏定义头模块 306

五、控制层用户函数声明模块 311

六、控制功能模块 312

七、控制程序的编译、连接和写入 333

第四节 利用模拟运行设备做调试 334

一、模拟运行设备的选择和连接 335

二、用示波器检验相位 335

三、调整供油控制驱动波形 336

四、传感器输入的模拟调试 336

五、各工况的模拟调试 337

第五节 在柴油机试验台上的调试 339

一、轨压控制的实现 339

二、试验台的配置和柴油机的安装 340

三、停止工况 340

四、起动工况 340

五、怠速工况 341

六、常规工况和限速工况 341

第六节 外围设备的控制功能 342

一、EGR控制 343

二、低温冷起动系统控制 345

三、冷却风扇控制 351

四、空调控制 352

五、其他额外载荷控制 355

第十四章 电控单体泵和电控分配泵柴油机控制程序 356

第一节 电控单体泵柴油机控制程序 356

一、基本控制模型和控制资源的差异 356

二、控制策略的差异 356

三、控制程序的制作 356

四、控制程序的调试与排错 359

第二节 电控分配泵柴油机控制程序概述 359

一、基本控制模型和控制资源的差异 359

二、控制策略的差异 360

三、控制程序的调试与排错 361

附录 关于EDBM_ECU基础功能的说明 362

第一节 EDBM_ECU硬件功能的说明 363

一、EDBM_ECU模型资源 363

二、电源问题 364

三、其他扩展通道 364

第二节 EDBM_ECU基础软件功能的说明 364

一、供控制层使用的函数资源 364

二、通信功能 368

三、调试与标定软件 369

参考文献 371