汽车电动燃油泵控制模块的研究开发(1)

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11le author’s marejob is to develop a control system,winch realizes the smart control ofthe fucl pump.皿e control eonunand IS transmmed to the PEM via one line SO as to control the runmng of the fuel pump and the swltehing between the normal mode&sleeping mode;also the diagnosis information is send back via the same line to the EMS ECU.Durmg the development,the author studies the control strategg defines each functaonal module.design&debug the system function.
目前常使用的箱内泵安装在油箱中,集成在一起的还有油位传感器和用来消 除回油路中气泡的涡流板。使用油路泵时,高温下供油的问题可以通过增加一个 箱内辅助泵从油箱输出低压燃油来解决。
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为了保证系统供油压力满足所要求的水准,最大供给能力总是要高于系统的理论 最大需求量。
电动燃泵通常由发动机管理系统的ECU操纵。当发动机处于静止状态而点火 系统并未关断时,安全电路会切断燃油供给。电动燃油泵由以下元件组成:
5,-951907
学校代码:

号j
10246 033021020
钷旦大学
硕士学位论文
(专业学位)
汽车电动燃油泵控制模块的研究开发

系: 信息科学与工程学院

业: 电子与通信工程

名: 朱振华
指导教师: 陈雄副教授陈江红高工
完成日期: 2005年11月20日
摘要
汽车电动燃油泵电子控制模块项目是我公司承接德国BOSCH公司的开发项 目。该项目采用协同开发的模式,我公司主要负责开发该项目的电子部分(包括 系统的软硬件及相关测试),机械部分的设计(包括接插件和外壳)由德国BOSCH 公司负责。
汽车电子化已被视为衡量一个国家汽车工业发展水平的重要标志。汽车电子 最显著特征是向控制系统化推进,用传感器、微处理器MPU、执行器、数十甚至 上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统,正获得极其广泛的市场。当前国 内的汽车电子化的程度还比较低,且大多为汽车音响等方面,对于技术含量和附 加值较高的发动机控制,ABS控制等方面电子化程度还比较薄弱,大多数电子信 息设备的核心技术要从国外引进,自主开发薄弱,原创性技术和产品少。而这些 方面的应用正是我们努力的方向.
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制模块的通讯方式。 第三章作者在研究国内外EMC标准基础上结合本项目特点,分析了汽车环
境中的电磁兼容性情况和相关的测试要求。 第四章详细描述作者开发的油泵电子控制模块,包括硬件设计、软件设计、
系统测试等.作者还对系统调试中的问题进行了分析,给出了解决方案。 第五章作者对本项目中所从事的工作进行了总结。对油泵电子控制模块的发
electromc part(mv&sw design and system test)of the PEM;BOSCH will be
responsible for the mechanic part(connector and housing design)of the PEM and the SW development in EMS ECU.
二、燃油喷射的发展
燃油直接喷射的历史可以追溯到百年以前. 早在1898年,Deutz煤气机厂就在制造柱塞式喷油泵用于有限的产品系列 中。 不久之后,文氏管效应用于化油器设计中,使得基于当时技术的燃油喷射系 统失去了竞争力。 1912年,Bosch开始了汽油喷射泵的研究。以Bosch燃油喷射为特征的第一 台航空发动机(1200马力)在1937年进入了成批生产。化油器存在结冰和着火 危险的问题,这给在航空领域发展燃油喷射工作特别的动力。这一发展标志着 Bosch燃油喷射纪元的开始,不过燃油喷射应用于轿车装置还是走了很长的一段 路。 1951年,一种Bosch直喷装置首次成为了小轿车上的标准装置。几年后,戴 姆勒一奔驰(DaI nlIer—Benz)公司的传奇性赛车300SL型安装了这种燃油喷射装 置。 随后的数年里,机械喷射泵继续得到发展…… 1967年燃油喷射取得了又一次巨大进展,出现了第一个电子喷射系统,进气 压力控制的B-Jetronic 1 1973年空气流量控制的L-JetronIC出现在市场上,同时出现的还有 K-JetronIC,其特征是机械液压控制和有一个空气流量传感器。 1979年标志着一种新系统:UotronIC的问世,其特点是各种发动机的功能的 数据化处理。这种系统将L-JetronIC与电子程序控制的点火系统相结合,是第 一个汽车微处理器。 1982年K-3etronic投放市场,还可以配备一个电子闭环控制电路和一个 Lambda氧传感器的结构即KE—JetronIC。
After analy商ng the fuel control s订ategy in the EMS ECU,the Author stu&es the control logic ofDECOS(Demanded Fuel control system)according to the project background.Base on the specificatmn of the automotive electronic field,the author researched the EMC feature in automotive field and the related test method orEMC.
系统开发完成后,进行了功能测试,测试结果表明系统能够按预先定义的控 制策略工作。对系统的电磁兼容测试结果也表明系统能够正常工作在汽车环境 中。
关键字 电动燃油泵电子模块(PEB),燃油供给控制策略(ControI strategy for rue supply),电磁兼容性(EMC) 中图分类号:TP368.2文献标识码:B
After the development,the function test埽executed and the test result shows that the PEM can 11111 as expected.also the EMC test reset ensure the PEM Can work well in the automotive environment.
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扰装置。 电动燃油泵把燃油从油箱中吸出,连续不断地供给燃油循环回路。电动燃油
泵使燃油不断地从油箱流出。它可以直接装在油箱内(内置泵),也可以装在油 箱外的油管内(油路泵)。
油箱内置泵现在被普遍使用,它和油位传感器及用于消除回油管路中燃油蒸 气的涡流阻尼板一起被集成在油泵总成中。管路泵系统的高温燃油输送问题可以 通过在油箱内安装一个辅助增压泵,在主泵前的低压油路保持一定压力来解决。 输油泵的最大输送能力总是超过系统的理论最大需求值,以保证在所有工况下, 能够稳定地维持系统的压力。
电动燃油泵控制作为电子控制喷油系统的重要组成部分,可以实现按照需要
控制燃油压力,能应用于恒压控制的传统燃油径制系统及汽油机直喷和歧管喷射
等新技术中;并具备了更多的诊断和故障处理功能,实现了更好的安全性。
本文将从下面五部分详细分析研究电动燃油泵的控制模块的开发: 第一章简单介绍燃油供给系统的构成和燃油喷射的发展历程。并对本项目情 况做了介绍。 第二章介绍汽车发动机管理系统中控制喷油的策略,在此基础上对油泵电子 模块的控制策略进行了研究此外还结合发动机管理系统的硬件结构定义油泵控
展和前景给予了展望。 在本论文的写作中,由于本人水平有限和知识的不足,难免会有不足之处,
希望各位专家和老师批评指出。
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第一章燃油供给
一、燃油供给系统简介
燃油供给系统必须能够在所有运行工况下向发动机提供所需的燃油量。电动 燃油泵将燃油从油箱抽出,通过一个滤清器,送到装有电磁喷油器的燃油分配管 内,喷油器将精确计量的燃油喷入发动机进气管,多余的燃油通过燃油压力调节 器流回油箱。
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1983年又增添了Mono一3etron ic,这种具有特别性价比的单点喷射装置使得 在小型车辆上装备Jetronic成为可能。
到1991年,世界上有3700多万辆汽车使用着Bosch燃油喷射装置。 1992年有560万套发动机管理系统出厂,其中250万套是Mono—Jetron i ch 和Mono-Motronic系统。同期200万套Motronic系统供应市场。今天,燃油喷 射系统已成为关键的汽车零部件。
作者在详细分析了汽车燃油供应系统的燃油控制策略基础上结合本项目的 实际情况研究了按需控制供油系统的控制策略.同时作者结合汽车电子的特点, 针对汽车电磁兼容性做了理论分析,详细地研究了汽车上的各种电磁干扰及相应 的测试方法。
作者的主要工作是:根据按需供油系统的要求、汽车电动燃油泵的特性及汽 车环境的要求,开发了一套单片机控制系统,该系统实现了智能控制油泵的功能。 它可以通过一根通讯线接受汽车电子控制器的控制指令从而控制油泵的运行,并 且通过该线将有关油泵的故障信号回传给汽车电子控制器:还可以通过该通讯线 实现正常工作和睡眠模式的切换。在系统开发过程中,作者充分研究了油泵的控 制策略,在定义了本系统各个模块功能的基础上进行了硬件设计以及系统调试和 分析等工作。
Keyword:
Pump electronic module(PEg)
Control strategy for fuel supply
Electro—magnetism coMpatibl I ity(EMC)
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刖舌
随着电子和计算机技术向汽车制造业不断渗透,汽车的机械部件正逐步被电 子部件所取代,车载通讯和娱乐设施也相继在车内安家落户,汽车电子化已成为 当前的热点。随着汽车市场的快速发展和汽车电子价值含量的迅速提高,我国汽 车电子产业将形成巨大经济规模效应,成为支持汽车工业发展的一门相对独立新 兴支柱产业。
压力调节器~般使用进气歧管内的压力作为基准。保持这样的压力,加上使 燃油不断地通过燃油分配管(冷却效应)以防止在燃油中形成气泡。喷油器的压 力差通常一直保持在300kPa左右。需要时,燃油供给系统还能采用配装稳压器 的设计,以降低油路的压力波动。
电动输油泵连续不断地从油箱吸出燃油。它既可以安装在油箱内(油箱内置 泵),也可以安装在外部的油路中(油路泵)。
一泵总成, 一电动机和尾盖。
电动机和泵安放在同一壳体内,浸泡在循环燃油里.这样可使电动机得到有 效冷却。因为没有氧存在,所以不可能形成可燃混合气,也没有爆炸危险。尾盖 包含有电线接头、单向阀和连接到压力侧的液压接头。油泵关闭后,单向阀可以 使油泵内的压力维持一段时间,以防止气泡的形成。尾盖组件中还可以包含抗干
汽车电子在发动机上的应用主要为电子控制喷油和点火.在现代汽车上,机 械式或机电混合式燃油喷射系统已趋于淘汰,电控燃油喷射装置因其性能优越而 得到了日益普及。电子喷油装置可以自动地保证发动机始终工作在最佳状态,使 其在输出一定功率的条件下最大限度地节油和净化空气。经过实验并修正得到发 动机最佳工况时的供油控制规律、事先把这些客观规律编成程序存在微机的存储 器中,当发动机工作时,根据各传感器测得的空气流量、排气管中含氧量、进气 温度、发动机转速及工作温度等参数,按预先编好的运算程序进行运算、然后和 内存中的最佳工况的参数进行比较和判断再调整供油量。这样就能够使发动机一 直处于最优工作条件下运行,从而使发动机的综合性能得到提高。
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Abstract
Fuel pump electronic module for automotive is a co—development project betwecll BOSCH and UAES(my company).UAES is mamly responsible for the
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