柴油机电子控制技术

第一章 柴油机电子控制技术概论 1

第一节 柴油机电子控制技术出现的必然趋势 1

第二节 柴油机微机电子控制系统概述 6

第三节 柴油机电子控制系统的主要特点 9

第四节 柴油机电子控制系统存在的问题及其发展趋势 11

第二章 柴油机电控喷油系统和执行器 12

第一节 柴油机电控喷油系统控制原理和分类 12

一、柴油机电控喷油系统控制原理 12

二、柴油机电控喷油系统的分类 13

第二节 位置控制式电控分配泵和执行器 16

一、日本电装公司ECD—V1型分配泵电控系统 16

二、德国Bosch公司的EDC分配泵 16

三、英国Lucas公司的EPIC系统 19

四、美国Stanadyne公司的PCF系统 23

第三节 位置控制式电控直列泵和执行器 24

一、日本Zexel公司的COPEC直列式喷油泵 24

二、德国Bosch公司EDR系统 26

三、日本日野发动机公司的电控喷油定时器 29

第四节 时间控制式电控喷油系统和执行器 31

一、时间控制式电控分配泵和执行器 31

二、电控单体泵 34

三、电控泵喷嘴 35

第五节 电控共轨喷油系统 38

一、日本电装公司的ECD—U2高压共轨式喷油系统 38

二、美国Caterpillar公司的HEUI共轨式液压喷油系统 44

三、德国Bosch公司的CR高压共轨喷油系统 47

四、美国BKM公司的Servojet系统 47

五、采用压电晶体驱动技术的高压共轨电控喷油系统 47

第六节 电控喷油系统执行器中的关键技术 51

一、电-机械转换的基础 51

二、高速电磁开关阀 70

三、电液式执行器 84

第三章 柴油机电控系统中的传感器 89

第一节 加速踏板位置传感器 89

一、电位器式加速踏板位置传感器 89

二、非接触（霍尔式）加速踏板位置传感器 92

第二节 转速、曲轴转角和气缸识别传感器 94

一、电磁式曲轴位置传感器 94

二、霍尔效应式转速传感器 97

三、差动霍尔式转速传感器 97

第三节 压力传感器 99

一、压阻式压力传感器 99

二、压电式压力传感器 104

第四节 位移传感器 110

一、差动变压器式电感位移传感器 110

二、差动自感式位移传感器 114

三、电涡流位移传感器 116

四、喷油器针阀升程传感器 121

第五节 空气质量流量计 122

一、热线式空气流量计 122

二、热膜式空气流量计 125

第六节 温度传感器 125

一、金属热电阻温度传感器 125

二、热敏电阻温度传感器 128

第四章 柴油机电控系统的电控单元 134

第一节 电控单元（ECU）的输入级 135

一、ECU输入级的作用 135

二、ECU输入级信号类型 135

三、ECU输入级的特点 136

四、ECU输入级的结构类型 136

五、输入通道设计中应考虑的问题 138

六、输入通道中的先进技术 141

第二节 电控单元中的微型计算机 142

一、概述 142

二、柴油机电控系统中的微型计算机 143

第三节 电控单元的输出级 150

一、模拟量的输出通道 150

二、开关量的输出通道 156

三、功率放大器 157

第四节 电控单元的电源设计 169

一、线性稳压电源 169

二、开关稳压电源 169

三、升压电源 171

第五节 通信技术 172

一、总线技术 173

二、控制器局域网（CAN） 175

第六节 电控单元（ECU）设计实例 177

一、总体结构 177

二、输入信号处理器 178

三、输出信号处理器 178

四、CAN通信模块 179

五、控制软件 180

第五章 柴油机电控系统的控制模型与控制策略 182

第一节 位置控制式电控喷油系统的控制模型与控制策略 182

一、直列喷油泵电液式油量控制系统模型分析 183

二、电磁式油量控制系统控制模型 206

三、控制算法的研究与改进 208

第二节 时间控制式柴油机喷射系统的控制算法 213

一、喷射过程的时序 214

二、高速电磁开关阀关闭时间的测量与预测 216

三、喷油脉宽和喷油定时的计算 216

第三节 共轨电控喷油系统的控制策略 220

一、喷油压力控制技术与策略 220

二、喷油量控制技术 224

三、喷油率控制技术 226

四、喷油定时控制 231

五、柴油机瞬态转速的测量 232

第六章 柴油机的其他电控系统 234

第一节 可变喷嘴涡轮增压系统电控技术 234

一、废气涡轮增压器调节的目的 234

二、涡轮调节 236

三、用于重型载货汽车的连续反馈控制可变喷嘴涡轮增压器（VNT） 237

第二节 可变气门驱动系统 245

一、可变气门驱动机构在汽油机上的应用 245

二、可变气门驱动机构在柴油机上的应用 246

三、可变气门驱动机构的实现 247

四、相位连续可变气门的凸轮驱动系统 248

五、无凸轮轴气门驱动机构 250

第三节 可变进气涡流控制系统 255

一、可变进气涡流的调节方法 255

二、可变进气涡流的控制系统 258

第四节 柴油机的废气再循环控制（EGR） 259

一、概述 259

二、柴油机的最佳EGR脉谱 260

三、增压柴油机EGR的实现 261

四、冷EGR 263

五、柴油机EGR的控制 263

六、柴油机EGR系统中的EGR控制阀 263

第七章 柴油机电控系统工程实现中的问题 265

第一节 柴油机电控系统中测试信号的处理 265

一、信号滤波 265

二、线性化处理 267

三、线性标度变换 268

第二节 采样频率的选取 269

一、采样周期对系统性能的影响 269

二、选择采样频率的经验规则 272

第三节 柴油机电控系统软件的设计 273

一、软件的分类 273

二、实时控制程序设计语言的选用 279

三、应用软件的设计 280

第四节 柴油机电控系统的现代开发技术 287

一、传统的电控系统开发方法 287

二、基于模型、面向应用的电控系统现代开发技术 288

三、dSPACE实时仿真系统 289

四、dSPACE实时仿真系统在高压共轨电控喷油系统中的应用 292

参考文献 298