引论 1
第一章 概论 5
第一节 柴油机电控化技术发展概述 5
一、柴油机电控化技术的发展历程 5
二、国内柴油机电控技术的发展和现状 7
三、国内柴油机电控技术发展中的主要问题 10
四、国内柴油机电控技术展望 11
第二节 柴油机电控技术简介 12
一、电子控制技术 12
二、柴油机电控系统的构成 13
三、技术配套系统 15
第三节 如何学习本书 16
第二章 传感器 17
第一节 温度和压力传感器 18
一、冷却液温度传感器 18
二、进气温度和压力传感器 20
三、燃油温度传感器 22
四、润滑油温度传感器 22
五、排气温度传感器 23
六、环境气温传感器 23
七、润滑油压力传感器 23
八、燃烧压力传感器 23
九、压差传感器 24
第二节 位移传感器 24
一、分配泵滑套位置传感器 24
二、废气再循环阀开度传感器 24
三、喷油器针阀升程传感器 24
第三节 空气流量传感器 25
一、热线式空气流量传感器 25
二、热膜式空气流量传感器 26
第四节 角度传感器 26
一、曲轴角位移传感器 26
二、凸轮轴角位移传感器 27
三、加速踏板角位移传感器 28
第五节 开关量发生器 29
一、扳动式开关 29
二、外部开关量发生器 29
第三章 执行器 30
第一节 电控高压共轨燃油系统 31
一、工作原理 32
二、国外电控高压共轨燃油系统的发展情况 36
三、国内电控高压共轨燃油系统的发展 36
四、电控高压共轨系统应用前景展望 36
五、电控高压共轨系统的性能试验 37
第二节 电控单体泵燃油系统 40
一、基本原理 41
二、电控单体泵测试试验 43
三、国内电控单体泵燃油系统近年来的发展 44
四、单体泵系统的基本配置 45
第三节 电控分配泵燃油系统 45
一、基本原理和产品代表 45
二、电控分配泵系统的测试试验 47
三、电控分配泵系统的操作和控制 48
第四节 柴油机上的其他主要电控执行设备 48
一、废气再循环阀 48
二、可调涡轮增压器 49
三、其他执行器 50
第五节 柴油机电控系统执行器的关键技术 51
第四章 控制器 52
第一节 电控单元（ECU） 52
一、概述 52
二、ECU的逻辑结构 53
三、ECU对高速电磁阀的驱动 57
四、ECU的电特性和环境特性 58
第二节ECU的核心部件——单片计算机简介 59
一、单片机的由来与发展 59
二、单片机内部的典型逻辑结构 61
三、ECU内单片机应用的基本技术要素 63
四、单片机与ECU 65
第三节 开放式ECU技术理念和通用电控单元开发平台（UECU） 66
一、开放式ECU技术理念 66
二、通用电控单元开发平台 68
三、目前市场上几款较成熟的UECU比较 71
第四节 电控单元的软件体系 72
一、ECU的软件体系 72
二、ECU的基础软件 73
三、ECU的诊断软件 74
四、ECU的控制软件 74
五、ECU的调试与标定软件系统 75
第五节 国内几款较成熟的电控单元简介 76
一、国内ECU产业的发展 76
二、成都威特研发的ECU产品 76
三、南岳电控（衡阳）公司的ECU产品 78
四、镇江恒驰科技有限公司的ECU产品 78
五、其他国内企业的ECU部件研发 80
第五章 柴油机控制软件综述 81
第一节ECU软件框架和控制软件 82
一、ECU软件的框架构成 83
二、ECU软件的运行机理说明 84
三、控制软件的主要变量及相关因素 84
四、控制软件所需要的基础软件资源 91
五、控制软件的功能函数 94
六、控制软件的程序结构 97
七、上电和关电 98
第二节 实时中断服务模块 98
一、实时中断服务模块RTI的主要功能 98
二、时钟模块 99
三、定时执行模块 101
第三节 中断服务体系 103
一、曲轴信号中断 103
二、凸轮轴信号中断 104
三、供油输出驱动的中断控制 105
第四节 任务调度机制 106
一、任务调度方式 106
二、任务调度机制的算法表达 107
三、任务调度机制的发展 108
第五节 柴油机的控制策略 109
一、控制策略的含义 109
二、控制策略的实施方法 112
三、电控柴油机常用控制策略 114
四、控制策略的细化和拓展 119
第六节 脉谱的处理方法和查找功能 120
一、脉谱的形式 120
二、脉谱的数据描述 122
三、常用脉谱及其定义、标定和调试 124
四、脉谱的查找方式 126
五、常用脉谱数据的存储设计 127
六、脉谱的查找函数 128
第六章 信号的输入 134
第一节 曲轴和凸轮轴信号 134
一、曲轴转角信号 134
二、凸轮轴转角信号 135
三、其他IC类输入 136
第二节 模拟信号输入和处理 136
第三节 开关类信号输入和处理 139
第四节 执行输入动作的时机设置 139
一、定时设置 139
二、定位设置 140
三、混合设置方式 142
第七章 输入信号的处理 143
第一节 曲轴和凸轮轴角位移信号处理 143
一、曲轴与凸轮轴转角脉冲信号的时序 143
二、凸轮轴转角脉冲信号的输入处理 143
三、曲轴脉冲信号的输入处理 144
第二节 模拟量输入后的处理 145
一、输入的模拟量 145
二、模拟量输入的软件滤波函数 147
三、模拟量的进一步处理 147
第三节 开关量输入的处理 150
一、对机械电开关输入的消颤 150
二、开关量的输入函数 150
第八章 输出控制和驱动函数 152
第一节 电控油泵和喷油器驱动函数 153
一、驱动电控单体泵系统的高速电磁阀 153
二、驱动电控共轨系统喷油器 155
三、驱动电控分配泵的油量控制滑套 156
第二节 脉宽驱动函数 157
一、脉宽驱动的概念 157
二、脉宽驱动的实现 157
三、脉宽驱动的实例——控制EGR阀 158
第三节 开关控制 161
一、开关驱动的概念 161
二、开关驱动的实现 162
三、开关驱动的实例 162
四、信号灯的控制 163
第九章 基本控制处理功能 166
第一节 转速的计算 166
一、瞬态转速及离散化处理 166
二、平均转速 167
三、依托曲轴信号的转速计算 168
四、依托凸轮轴信号的转速计算 170
第二节 每次供油量的实现 171
一、共轨系统每次供油量 171
二、电控单体泵系统每次供油量 172
三、电控分配泵系统每次供油量 173
四、燃油温度补偿 174
五、每次供油量不均衡现象的校正 175
六、电源电压因素的处理 176
七、停缸运行控制 177
第三节 供油提前角的确定和供油时机控制 177
一、电控高压共轨和单体泵系统的供油提前角计算 178
二、供油提前角的计算时机和供油的执行 180
三、电控分配泵系统的供油提前角控制 181
四、高压共轨系统多次喷射 183
五、利用凸轮轴信号实现供油提前角计算 186
第四节 角加速度的计算和运用 189
一、角加速度在运动控制中的意义 190
二、角加速度的离散化计算 191
三、角加速度的应用实例 191
第五节PID控制在电控柴油机中的应用 194
一、PID控制的原理 194
二、PID参数的整定 195
三、PID控制在电控柴油机中的主要应用 196
第六节 共轨系统轨压的控制 197
一、目标轨压脉谱 197
二、目标轨压的PID控制 198
三、轨压PID控制函数和任务 198
第七节用PID方法控制电控分配泵滑套位置 200
一、实现滑套位置PID控制过程的要素 201
二、滑套位置PID控制函数和任务 201
第十章 柴油机控制策略的实现 204
第一节 总体策略框架的实现 204
一、控制策略的工况划分 205
二、主体控制流程 207
三、CMPT任务函数的实现 207
四、控制策略的调用时机 208
第二节 停止工况 209
一、进入停止工况 210
二、由停止工况转出 210
三、停止工况的处理函数 210
第三节 起动工况 212
一、进入起动工况 212
二、由起动工况转出 212
三、起动工况的控制策略 213
四、起动工况的控制脉谱 214
五、起动工况的处理函数 216
第四节 怠速工况 219
一、进入怠速工况 220
二、由怠速工况转出 220
三、怠速工况的控制策略 220
四、怠速工况的控制脉谱 221
五、怠速工况的处理函数 222
第五节 常规工况 227
一、进入常规工况 228
二、由常规工况转出 228
三、常规工况的控制策略 228
四、常规工况的控制脉谱 230
五、常规工况的处理函数 230
第六节 限速工况 234
一、进入限速工况 234
二、由限速工况转出 234
三、限速工况的控制策略 234
四、限速工况的控制脉谱 235
五、限速工况的处理函数 236
第七节 超速工况 236
第八节 控制工况的扩展 237
一、急加速工况 237
二、急减速工况 238
三、车速限制工况 239
四、按档位区分的工况 239
第十一章 电控柴油机的调试与标定 240
第一节 外界与ECU的通信 240
一、ECU的数据通信 240
二、CAN总线通信技术 242
三、实时通信功能CommunFun 244
四、调试与标定软件系统的概念 244
五、上位机指令伺服系统HiLeSer 244
第二节 调试与标定软件系统 245
一、独立数据显示 246
二、独立数据标定 247
三、数据的图形显示 251
四、脉谱的显示与标定 252
五、诊断功能 256
第三节 国内外几种调试与标定软件系统的典型实例 256
一、EMCS 1.09系统功能和操作简介 256
二、HT- Link系统功能和操作简介 261
三、其他电控标定系统简介 263
四、INCA系统 265
五、调试与标定软件系统的发展与完善 268
第四节ECU模拟调试环境 270
一、对模拟调试环境的要求 270
二、实现模拟调试环境的方法 271
三、两种电控柴油机信号模拟系统 275
四、使用柴油机信号模拟系统检验ECU功能 276
五、柴油机电子模拟系统的发展和完善 276
第五节 电控燃油系统的泵台试验 277
一、电控燃油系统主要的性能指标 278
二、电控燃油系统泵台试验的实现 280
三、泵台试验的实际步骤 282
四、高压共轨燃油系统的泵台试验 284
第六节 调试与标定的准备 285
一、对电控柴油机测试台架的要求 285
二、电控柴油机系统安装 286
三、上位机的配置及软件系统安装 286
四、起动试验前的检查 286
第十二章 柴油机台架标定的一般步骤 288
第一节 标定工作前的数据准备 288
一、供油特性脉谱 288
二、各传感器的特性数据 289
三、其他数据和独立参数脉谱 289
第二节 起动前的标定工作 290
一、冷却液温度传感器脉谱的标定 290
二、进气压力和温度传感器的标定 290
三、轨压传感器脉谱的标定 291
四、燃油温度传感器脉谱标定 291
五、加速踏板脉谱标定 291
六、其他传感器脉谱的标定 292
七、轨压的确定 293
第三节 起动工况标定 293
一、确定数据的原始值 294
二、做好怠速工况初始设置 295
三、执行起动操作 295
四、起动过程的细致调节 295
第四节 怠速工况标定 296
一、确定数据的初始值 297
二、怠速工况的初步标定 298
三、怠速工况的细致标定 299
四、怠速工况与常规工况间过渡问题 300
第五节 常规工况标定 301
一、确定数据的初始值 301
二、外特性标定 302
三、可用工作区标定 304
四、最大转矩限定 304
第六节 限速和超速工况标定 305
一、转速波动对限速标定的影响 305
二、限速节点的设置和相关标定原则 305
三、限速性能标定过程 307
四、超速性能测试 307
第七节 对环境要素的调控 307
第八节 标定工作完成后的数据处理 308
第九节 电控柴油机车辆标定初步 308
一、电控柴油机车辆标定概述 309
二、油门油量标定 310
三、其他的车辆标定问题 311
第十三章 电控共轨柴油机控制程序 314
第一节 基本控制模型和资源需求 314
一、EDBM_ CRD的基本模型 314
二、EDBM_ ECU应具有的基础软件功能 315
三、软件的模块结构 316
四、关于程序符号设置的规定 317
五、基本参数 318
第二节 控制程序的要点 318
一、控制程序功能综述 318
二、控制程序流程图 320
三、对执行器的驱动函数 321
四、变量的设置 322
五、脉谱的设置 322
六、通信功能的设置 323
七、任务编号的设置 323
第三节 控制层源程序 324
一、基础软件资源模块 324
二、全局变量定义模块 326
三、脉谱数据定义模块 329
四、通信宏定义头模块 330
五、控制层用户函数声明模块 335
六、控制功能模块 336
七、控制程序的编译、连接和写入 357
第四节 利用模拟运行设备做调试 358
一、模拟运行设备的选择和连接 358
二、用示波器检验相位 359
三、调整供油控制驱动波形 360
四、传感器输入的模拟调试 360
五、各工况的模拟调试 360
第五节 在柴油机试验台上的调试 363
一、轨压控制的实现 363
二、试验台的配置和柴油机的安装 363
三、停止工况 364
四、起动工况 364
五、怠速工况 365
六、常规工况和限速工况 365
第六节 外围设备的控制功能 366
一、EGR控制 367
二、低温冷起动系统控制 370
三、冷却风扇控制 375
四、空调控制 376
五、其他额外载荷控制 380
第十四章 电控单体泵和电控分配泵柴油机控制程序 381
第一节 电控单体泵柴油机控制程序 381
一、基本控制模型和控制资源的差异 381
二、控制策略的差异 381
三、控制程序的制作 382
四、控制程序的调试与排错 384
第二节 电控分配泵柴油机控制程序概述 384
一、基本控制模型和控制资源的差异 385
二、控制策略的差异 386
三、控制程序的调试与排错 386
第十五章 电控柴油机工程实践简介 388
第一节 新风高压共轨系统 390
一、共轨系统的机械部件 390
二、新风ECU 10控制器 392
三、工作特点和注意问题 396
第二节 柴油机原型机的选择和改造 397
一、选择原型机 397
二、结构改造 398
三、线束的配置 402
第三节 燃油系统装机前的检查和调试 403
一、燃油系统的试验台安装和配置 404
二、燃油系统的试验台运行 406
三、ECU10工作变量的使用 407
四、燃油系统的试验台轨压标定 410
第四节 柴油机起动前的各项准备 414
一、传感器性能和安装连接确认 414
二、线束安装和ECU写入 417
三、电控系统启动、检测、基本数据输入 418
四、传感器脉谱标定 419
五、同步参数标定 420
六、起动参数标定 422
七、怠速控制参数标定 423
八、放开相关限制量 424
第五节 柴油机标定操作 425
一、起动工况标定 425
二、怠速工况标定 426
三、常规工况标定 427
四、限速工况标定 433
五、重写控制程序 433
附录 关于EDBM_ECU基础功能的说明 434
第一节EDBM_ECU硬件功能的说明 435
一、EDBM_ECU模型资源 435
二、电源问题 435
三、其他扩展通道 436
第二节EDBM_ECU基础软件功能的说明 436
一、供控制层使用的函数资源 437
二、通信功能 440
三、调试与标定软件 441
参考文献 443