柴油发动机电控系统概述
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成 为必 然 趋 势 。
２柴油机微机电子控制系统
尽管 目前 已发展 出许多功能各异的柴 油机 电子控制系统 ，如喷油 系统控制 、调速控制 、进／ 排气控制及废气涡轮增压器喷嘴环截 面控制 系统等。其基 本组成大体上是相 同的，它们均 与被控对 象 （ 柴油机与 动力装置 ）构成一个闭环反馈控制系统 。一般可将电控柴油机分为 四 个部分，即被控对 象、传感器 、以单片机为核心的控 制器及执行器 。 后三部分组成柴油机 电子控制系统。 传感器的主要功能是检测发动机 的运行参数或状态 。 以单片机 为核心的控制器是柴油机电子控制系统的大脑。 执 行器是柴 油机 电子 控制 系统 实现对 柴油机进 行调控 的最终手 段 ，它按照控制器 的 “ 意图”动作。 柴 油机 电控系统工作流程大体如下：传感器检测 到的各信 号先送 入模／ 数 （ Ａ ／ Ｄ ）转换器 （ 如果输入信号是模拟量 ），然后通过控制器 的接 口输入 。在控制器的存储器 中，存有所需 的发动机的调控参数或 状态 的目标数据。这些 目标数据是柴油机 的各种不同参数和最优运行 结 果的综合 ，一般是通过统计或实测而得到的 。当由传感器检 测到的 发动机 的某一实际参数进入单片机控制器后 ，先与存储器中的相应参 数 和最优运 行结果 比较 。如果两者 相同 ，则整 个感柴 油机 电制控 制 系统保持原状态 ，发动机继续按先前状 态运行 。反之 ，当实际参数偏 离 目标参数 时，单片机控制器则会根据 该偏离值 的大小和极性 （ 正或 负），按一定的控制策略进行有关信息的处理。 读数字信号的处理主要有两种方法 ：第一种是根据预定控制规律 的控制算法对输入信号进行直接运算和处理，然 后输 出控制信号 ，这 是较为简单的控制 ；第二种是对输入的数字信 号进行特征抽取 ，即对 输入信号的处理并不是为 了得到直接控制决策的作用，而是从大量 的 输入信号中抽取那 些有用 的信息 ，然后根据所抽取的特征值来 决定控 制决策信号。这 些信号 只能以数码形式 出现，它既可 以表示数值 的大 小或极性 ，控制器 以 代表 约定 的确定信息 。当执行器所需的是连续 时
柴 油机 电子控制技术有 了较快的发展，许多功能各异的柴油 电子 控制装置和系统相 继开发研制和生产投放市场 。２ Ｏ 世纪９ ０ 年代 中期 以 来 ，电控共轨系统 已经达到实用化程度 共轨系统中，在ｌ ３ Ｏ ～１ ６ Ｏ Ｍ Ｐ ａ 的高压下可使燃油很好地 雾化 ，通过多段喷射可 以细致地控制燃烧 ， 对降低燃油消耗、降低 噪声 、降低振动及排放等方面都起到了巨大的 作用 。柴油机 电子控制技术 的发展和应用 ，使柴油机技术水平进入一 个新的历史阶段。
１柴油机 电子控制技术 出现 的必然趋势 在刚刚过去的２ Ｏ 世纪 中，一方面科学技术的各种突飞猛进，另一 方面人类 的生存与发展也遇 到了前所未有 的挑战 。人类文明 己陷入了 非常尴尬的境地： 人类在创造一个丰富的物质世界的同时，也付出了 牺牲整个生存空间的沉重代价。我国是一个人 口众多、资源相对不足 的国家 ，走一条具有中国特色的可持续发展道路 ，不仅是对联合国等 世界组织的承诺 ，而且也符合中国的国情 。可持续发展 问题 已不仅是 各国政府 的行为 ，它还是每个地 区、每个行业 、每个企业、每个社会 团体 ，甚至是每一个人 的事情 。 面对 日益严重的能源 危机和环境污染 ，国际 内燃机界不停地寻找 实现汽 车工业可持续发展的途径 。在不 断的技术发展 中，人 民对柴油 机 、车用柴油机有了更新、更深入的认识 。 柴油机 电子控制技术的出现 与发展是一个必然趋势 ，究其原因， 主要有 以下两个方面： 原因之一是由于石油 能源危机及严重 的环境污染 ，对柴油机这一 主要移动式动力装置 的燃油经济性和排放指标 ，提 出了几乎是十分苛 刻的要求所 到制的。原 因之二是单片微 型计算机 的出现 ，大大地促进
个时间要远远小于发动机或其他机械控 制机构 的响应 的时间 。因此 ， 旦发动机机器 系统 的运行参数或状态稍微偏 离 目 标值 ，微机控制系 统就能立即进行跟踪并予 以实时调节和控制 。正是 由于响应快这一特 点， 使 得单片机控制系统能实现机械制系统所不能实现的一系列的功
一
能。
了柴油机控制 系统 的更新换代 ，使柴油机电子控制技术 的出现有发展
科学技术
柴油发动机 电控系统概述
纪 元
扬州 ２ ２ ５ ０ ０ ３ ） （ 江 苏汽 车 技师 学 院， 江苏
摘 要：本文主要讲解了柴油机电子控制技术的出现 与发展 、柴油机电子控制 系统的主要特点及存在的问题及其发展趋势 ，为同行学习本内容提 供参考。 关键 词 ：柴 油发 动机 ； 电控 系统
３ 柴油机 电子控制 系统 的主要特借助单片机的功能，可以实 现 更为复杂 的控制规律 ，而这在以前则是不可能的 。在采用单片机 电 子控制 系统之后 ，柴油机的面貌大为改观 ，且随着单片机电子控制系 统的逐 步发展和不断成熟 ，人们对柴 油机所提 出的种种苛刻要求逐步 得以满足。下面介绍单片机控制系统的特点： １ ． 改善柴油机 的经济性和排放。 ２ ． 提 高发动机 的工作可靠性。 ３ ． 响应 快 、控 制 精 度 高 。 响应要快是对一个控制系统的基本要求 。控制系统从接受到一个 信息开始，到处理完毕并输出控制信号所需的时间一般为毫秒级 。这
间函数信 号 （ 模拟量 ）时 ，控制器 的输 出信号还必须通过数／ 模转 换 器 （ Ｄ ／ Ａ ），然后再输给执行器的驱动部分。这样，执行器就按特 定的 规律调节发动机 的有关机构，使发动机 的相应参数或状态向 目 标值 逼 近 。逼近程度如何又可 由传感器 来检测 ，并将检测结果再次送给 单片 机控制器 。如果循环，就形成 了一个 闭环反馈控制系统，使发动机 按 最优状态运行 。上述过程是柴油单片机控制应用 中较为普遍的一种控 制过程，它类似于最优控制。
２柴油机微机电子控制系统
尽管 目前 已发展 出许多功能各异的柴 油机 电子控制系统 ，如喷油 系统控制 、调速控制 、进／ 排气控制及废气涡轮增压器喷嘴环截 面控制 系统等。其基 本组成大体上是相 同的，它们均 与被控对 象 （ 柴油机与 动力装置 ）构成一个闭环反馈控制系统 。一般可将电控柴油机分为 四 个部分，即被控对 象、传感器 、以单片机为核心的控 制器及执行器 。 后三部分组成柴油机 电子控制系统。 传感器的主要功能是检测发动机 的运行参数或状态 。 以单片机 为核心的控制器是柴油机电子控制系统的大脑。 执 行器是柴 油机 电子 控制 系统 实现对 柴油机进 行调控 的最终手 段 ，它按照控制器 的 “ 意图”动作。 柴 油机 电控系统工作流程大体如下：传感器检测 到的各信 号先送 入模／ 数 （ Ａ ／ Ｄ ）转换器 （ 如果输入信号是模拟量 ），然后通过控制器 的接 口输入 。在控制器的存储器 中，存有所需 的发动机的调控参数或 状态 的目标数据。这些 目标数据是柴油机 的各种不同参数和最优运行 结 果的综合 ，一般是通过统计或实测而得到的 。当由传感器检 测到的 发动机 的某一实际参数进入单片机控制器后 ，先与存储器中的相应参 数 和最优运 行结果 比较 。如果两者 相同 ，则整 个感柴 油机 电制控 制 系统保持原状态 ，发动机继续按先前状 态运行 。反之 ，当实际参数偏 离 目标参数 时，单片机控制器则会根据 该偏离值 的大小和极性 （ 正或 负），按一定的控制策略进行有关信息的处理。 读数字信号的处理主要有两种方法 ：第一种是根据预定控制规律 的控制算法对输入信号进行直接运算和处理，然 后输 出控制信号 ，这 是较为简单的控制 ；第二种是对输入的数字信 号进行特征抽取 ，即对 输入信号的处理并不是为 了得到直接控制决策的作用，而是从大量 的 输入信号中抽取那 些有用 的信息 ，然后根据所抽取的特征值来 决定控 制决策信号。这 些信号 只能以数码形式 出现，它既可 以表示数值 的大 小或极性 ，控制器 以 代表 约定 的确定信息 。当执行器所需的是连续 时
柴 油机 电子控制技术有 了较快的发展，许多功能各异的柴油 电子 控制装置和系统相 继开发研制和生产投放市场 。２ Ｏ 世纪９ ０ 年代 中期 以 来 ，电控共轨系统 已经达到实用化程度 共轨系统中，在ｌ ３ Ｏ ～１ ６ Ｏ Ｍ Ｐ ａ 的高压下可使燃油很好地 雾化 ，通过多段喷射可 以细致地控制燃烧 ， 对降低燃油消耗、降低 噪声 、降低振动及排放等方面都起到了巨大的 作用 。柴油机 电子控制技术 的发展和应用 ，使柴油机技术水平进入一 个新的历史阶段。
１柴油机 电子控制技术 出现 的必然趋势 在刚刚过去的２ Ｏ 世纪 中，一方面科学技术的各种突飞猛进，另一 方面人类 的生存与发展也遇 到了前所未有 的挑战 。人类文明 己陷入了 非常尴尬的境地： 人类在创造一个丰富的物质世界的同时，也付出了 牺牲整个生存空间的沉重代价。我国是一个人 口众多、资源相对不足 的国家 ，走一条具有中国特色的可持续发展道路 ，不仅是对联合国等 世界组织的承诺 ，而且也符合中国的国情 。可持续发展 问题 已不仅是 各国政府 的行为 ，它还是每个地 区、每个行业 、每个企业、每个社会 团体 ，甚至是每一个人 的事情 。 面对 日益严重的能源 危机和环境污染 ，国际 内燃机界不停地寻找 实现汽 车工业可持续发展的途径 。在不 断的技术发展 中，人 民对柴油 机 、车用柴油机有了更新、更深入的认识 。 柴油机 电子控制技术的出现 与发展是一个必然趋势 ，究其原因， 主要有 以下两个方面： 原因之一是由于石油 能源危机及严重 的环境污染 ，对柴油机这一 主要移动式动力装置 的燃油经济性和排放指标 ，提 出了几乎是十分苛 刻的要求所 到制的。原 因之二是单片微 型计算机 的出现 ，大大地促进
个时间要远远小于发动机或其他机械控 制机构 的响应 的时间 。因此 ， 旦发动机机器 系统 的运行参数或状态稍微偏 离 目 标值 ，微机控制系 统就能立即进行跟踪并予 以实时调节和控制 。正是 由于响应快这一特 点， 使 得单片机控制系统能实现机械制系统所不能实现的一系列的功
一
能。
了柴油机控制 系统 的更新换代 ，使柴油机电子控制技术 的出现有发展
科学技术
柴油发动机 电控系统概述
纪 元
扬州 ２ ２ ５ ０ ０ ３ ） （ 江 苏汽 车 技师 学 院， 江苏
摘 要：本文主要讲解了柴油机电子控制技术的出现 与发展 、柴油机电子控制 系统的主要特点及存在的问题及其发展趋势 ，为同行学习本内容提 供参考。 关键 词 ：柴 油发 动机 ； 电控 系统
３ 柴油机 电子控制 系统 的主要特借助单片机的功能，可以实 现 更为复杂 的控制规律 ，而这在以前则是不可能的 。在采用单片机 电 子控制 系统之后 ，柴油机的面貌大为改观 ，且随着单片机电子控制系 统的逐 步发展和不断成熟 ，人们对柴 油机所提 出的种种苛刻要求逐步 得以满足。下面介绍单片机控制系统的特点： １ ． 改善柴油机 的经济性和排放。 ２ ． 提 高发动机 的工作可靠性。 ３ ． 响应 快 、控 制 精 度 高 。 响应要快是对一个控制系统的基本要求 。控制系统从接受到一个 信息开始，到处理完毕并输出控制信号所需的时间一般为毫秒级 。这
间函数信 号 （ 模拟量 ）时 ，控制器 的输 出信号还必须通过数／ 模转 换 器 （ Ｄ ／ Ａ ），然后再输给执行器的驱动部分。这样，执行器就按特 定的 规律调节发动机 的有关机构，使发动机 的相应参数或状态向 目 标值 逼 近 。逼近程度如何又可 由传感器 来检测 ，并将检测结果再次送给 单片 机控制器 。如果循环，就形成 了一个 闭环反馈控制系统，使发动机 按 最优状态运行 。上述过程是柴油单片机控制应用 中较为普遍的一种控 制过程，它类似于最优控制。