松下伺服電機代理—日弘忠信今天給大家講講氣動發動機的電控系統如何設計?氣動系統設計4要點。隨著環境污染、能源危機等全球性問題的日益突出，代用燃料汽車、電動汽車和混合動力汽車等低排放、節能經濟型的汽車相繼涌現。它們有各自突出的優點，但同時也有相應的局限。而壓縮空氣動力汽車(Air-powered Vehicle)是利用高壓壓縮空氣在發動機氣缸內膨脹做功，推動活塞做功對外輸出動力，驅動汽車行駛。不僅壓縮空氣來源方便，而且它還具有結構簡單、造價低廉、清潔環保等眾多優點;可以實現零排放，是真正的環保汽車。

　　1、氣動發動機電控系統設計總體方案

　　氣動發動機電控系統設計包括硬件設計和軟件設計兩部分，系統主要完成以下任務：實時采集發動機狀態參數：實現對特征參數快速精確的計算;實時控制電磁閥噴氣定時和噴氣量;實現數據實時通訊。

　　氣動發動機電控系統的設計要從系統檢測和控制功能的需求出發，按以下要求進行設計：選擇適當的信號采集方式，選用合理的傳感器，準確地反映發動機各狀態參數;選用合適的控制芯片，采用低功耗高性能的元器件，簡化電路，提高控制精度;采用模塊化設計方法;系統具有抗振動和抗干擾性能;驅動模塊具有良好的可靠性和負載能力;適應車載發動機實際工作環境。

　　2、氣動發動機電控單元硬件設計

　　電控單元(ECU)是整個氣動發動機電控系統的核心。它由微控制系統模塊、輸入信號處理模塊、功率輸出執行模塊和通訊模塊等部分組成。ECU要完成的主要任務有：實時處理傳感器采集的數據，并將采集的數據經A/D轉換、濾波和整形放大，轉換成單片機可以讀取的標準信號;通過數學計算和邏輯判斷制定出控制命令驅動執行器(高速電磁閥)工作，實現對噴氣定時、噴氣量的準確控制;實現CAN總線實時通訊任務，從而使發動機保持最佳運行狀態。氣動發動機電控系統總體結構如圖1所示，包括ATmega16、信號處理電路、功率驅動電路、通訊電路及傳感器和執行器等，分別完成對氣動發動機的實時檢測、控制和監測的功能。

　　3、氣動發動機電控單元軟件設計

　　軟件設計是氣動發動機ECU開發的核心。軟件設計應遵循模塊化和標準化的原則，具有可擴展性;還要具有良好的抗干擾能力，可以實現自我診斷和保護，保證發動機穩定運行。氣動發動機電控系統是對時間要求很嚴格的系統，它對噴氣有很強的實時和精確的要求，主要通過中斷程序的觸發和嵌套來實現。系統的軟件設計流程圖如圖5所示。控制軟件由初始化模塊、中斷模塊和主控模塊組成。初始化模塊主要完成對電控系統狀態參數的設置和配置寄存器等任務;中斷模塊執行計算轉速和判斷壓縮上止點及控制電磁閥噴氣等任務;主控模塊完成信號處理、確定噴氣定時和噴氣量以及CAN通訊等。

　　4、電控系統調試及總結

　　多次調試和試驗證明，本文設計的氣動發動機電控系統的ECU軟硬件能夠準確檢測出發動機的不同轉速等各參數;功率驅動模塊工作可靠，具有良好負載能力;基于CAN總線建立的通訊平臺能夠實時監控發動機參數與狀態，完成數據傳輸。試驗還表明噴氣壓力對氣動發動機轉速有很大影響，在對氣動發動機電控系統進行完善時，需要擴展噴氣壓力控制模塊，以保證噴氣壓力穩定在合適的值，減少由于壓力波動對發動機運行造成的不良影響。冷卻水溫、噴氣溫度和缸內壓力等參數也對發動機運行具有一定影響，需要對這些參數進行實時檢測，以便對噴氣定時和噴氣量等控制參數修正，使發動機運行得更加穩定和優化。

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