● 摘要
本文结合我国车用发动机的现状，以凌阳SPCE061A单片机为ECU硬件运行平台, SUNPLUS的IDE200为软件开发工具,Matlab/Simulink为仿真工具,对电控汽油多点顺序喷射系统进行了研究和开发。此系统主要由空气系统、燃油系统以及控制系统组成。通过进气压力传感器、发动机转速与曲轴位置传感器、进气温度传感器、水温传感器、节气门位置传感器和氧传感器等元件，采集各种信号作为输入量，依据预先存入到ECU存储器中的控制参数脉谱，对空燃比、点火提前角等参数进行控制。在控制过程中，系统根据发动机所处的运行工况，如起动、怠速、加速、减速和常用工况等，采用与之相应的控制方案工作，以满足各种工况对空燃比和点火提前角的不同要求。在该系统中，选择了多点顺序喷射方式，点火系统应用了无分电器两缸同时点火系统，从技术和造价上来看，该系统具有结构简单、性能可靠和造价低廉等优点。本文对电控系统的控制单元ECU进行了设计，采用SPCE061A 16位单片机作为控制单元的处理器。硬件设计包括输入信号处理电路，输入输出接口电路，执行器驱动电路。软件设计内容包括各工况喷油程序设计、点火程序以及信号采集、处理程序。同时为保证ECU运行的可靠性和稳定性，对系统的软、硬件分别进行了抗干扰设计。本文重点对电控系统的喷油控制策略进行了设计和仿真。传统PID控制器结构简单，具有一定的鲁棒性，容易实现有着广泛的应用，并取得良好的控制效果。但是随着排放法规的要求越来越严格，传统的PID控制器已经不能满足这一要求，寻找更好的控制算法势在必行。而模糊控制不要求被控对象的精确模型且适应性强。为了克服传统PID的缺点，将模糊控制与PID控制结合起来，提出了将模糊PID控制技术应用在喷油空燃比控制系统中，并对所设计的模糊PID控制器进行了仿真研究。仿真结果表明模糊PID算法较纯PID算法有良好的控制效果和更好的喷油精度。 通过本课题的设计研究，实现了对电控汽油点火、喷油精度的优化。同时，可以进一步为实现发动机管理系统的研究以及国内电控发动机的产业化提供参考。