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引论1

第一章 概论4

第一节 柴油机电控化技术发展概述4

一、柴油机电控化技术的发展历程4

二、国内柴油机电控技术的发展和现状6

三、国内柴油机电控技术发展中的主要问题8

四、国内柴油机电控技术展望9

第二节 柴油机电控技术简介10

一、电子控制技术10

二、柴油机电控系统的构成11

三、技术配套系统13

第三节 如何学习本书13

第二章 传感器15

第一节 温度和压力传感器16

一、冷却液温度传感器16

二、进气温度和压力传感器18

三、燃油温度传感器20

四、润滑油温度传感器20

五、排气温度传感器20

六、环境气温传感器20

七、润滑油压力传感器21

八、燃烧压力传感器21

第二节 位移传感器21

一、分配泵滑套位置传感器21

二、废气再循环阀开度传感器21

三、喷油器针阀升程传感器21

第三节 空气流量传感器22

一、热线式空气流量传感器22

二、热膜式空气流量传感器23

第四节 角度传感器23

一、曲轴角位移传感器23

二、凸轮轴角位移传感器24

三、加速踏板角位移传感器25

第五节 开关量发生器25

一、扳动式开关26

二、外部开关量发生器26

第三章 执行器27

第一节 电控高压共轨燃油系统28

一、工作原理29

二、国外电控高压共轨燃油系统的发展情况32

三、国内电控高压共轨燃油系统的发展32

四、电控高压共轨系统应用前景展望32

五、电控高压共轨系统的性能试验33

第二节 电控单体泵燃油系统34

一、基本原理35

二、电控单体泵测试试验36

三、国内电控单体泵燃油系统近年来的发展37

四、单体泵系统的基本配置38

第三节 电控分配泵燃油系统38

一、基本原理和产品代表38

二、电控分配泵系统的测试试验40

三、电控分配泵系统的操作和控制41

第四节 柴油机上的其他主要电控执行设备41

一、废气再循环阀42

二、可调涡轮增压器42

三、其他执行器43

第五节 柴油机电控系统执行器的关键技术44

第四章 控制器45

第一节 电控单元（ECU）45

一、概述45

二、ECU的逻辑结构47

三、ECU对高速电磁阀的驱动50

四、ECU的电特性和环境特性50

第二节 ECU的核心部件——单片计算机简介51

一、单片机的由来与发展52

二、单片机内部的典型逻辑结构53

三、ECU内单片机应用的基本技术要素56

四、单片机与ECU57

第三节 开放式ECU技术理念和通用电控单元开发平台（UECU）59

一、开放式ECU技术理念59

二、通用电控单元开发平台（UECU）60

三、目前市场上几款较成熟的UECU比较63

第四节 电控单元的软件体系64

一、ECU的软件体系64

二、ECU的基础软件65

三、ECU的诊断软件66

四、ECU的控制软件66

五、ECU的调试与标定软件系统67

第五节 国内几款较成熟的电控单元简介68

一、国内ECU产业的发展68

二、成都威特研发的ECU产品68

三、镇江恒驰科技有限公司的ECU产品69

四、其他国内企业的ECU部件研发71

第五章 柴油机控制软件综述72

第一节 ECU软件框架和控制软件73

一、ECU软件的框架构成73

二、ECU软件的运行机理说明74

三、控制软件的主要变量及相关因素75

四、控制软件所需要的基础软件资源82

五、控制软件的功能函数85

六、控制软件的程序结构88

七、上电和关电88

第二节 实时中断服务模块89

一、实时中断服务模块RTI的主要功能89

二、时钟模块89

三、定时执行模块92

第三节 中断服务体系93

一、曲轴信号中断94

二、凸轮轴信号中断95

三、供油输出驱动的中断控制95

第四节 任务调度机制97

一、任务调度方式97

二、任务调度机制的算法表达98

三、任务调度机制的发展99

第五节 柴油机的控制策略99

一、控制策略的含义99

二、控制策略的实施方法102

三、电控柴油机常用控制策略104

四、控制策略的细化和拓展110

第六节 脉谱的处理方法和查找功能111

一、脉谱的形式111

二、脉谱的数据描述113

三、常用脉谱及其定义、标定和调试114

四、脉谱的查找方式116

五、常用脉谱数据的存储设计117

六、脉谱的查找函数119

第六章 信号的输入124

第一节 曲轴和凸轮轴信号124

一、曲轴转角信号124

二、凸轮轴转角信号125

三、其他IC类输入126

第二节 模拟信号输入和处理126

第三节 开关类信号输入和处理128

第四节 执行输入动作的时机设置129

一、定时设置129

二、定位设置130

三、混合设置方式132

第七章 输入信号的处理133

第一节 曲轴和凸轮轴角位移信号处理133

一、曲轴与凸轮轴转角脉冲信号的时序133

二、凸轮轴转角脉冲信号的输入处理133

三、曲轴脉冲信号的输入处理134

第二节 模拟量输入后的处理135

一、输入的模拟量135

二、模拟量输入的软件滤波函数136

三、模拟量的进一步处理137

第三节 开关量输入的处理139

一、对机械电开关输入的消颤139

二、开关量的输入函数140

第八章 输出控制和驱动函数141

第一节 电控油泵和喷油器驱动函数141

一、驱动电控单体泵系统的高速电磁阀142

二、驱动电控共轨系统喷油器143

三、驱动电控分配泵的油量控制滑套145

第二节 脉宽驱动函数145

一、脉宽驱动的概念145

二、脉宽驱动的实现146

三、脉宽驱动的实例——控制EGR阀147

第三节 开关控制150

一、开关驱动的概念150

二、开关驱动的实现150

三、开关驱动的实例151

四、信号灯的控制152

第九章 基本控制处理功能154

第一节 转速的计算154

一、瞬态转速及离散化处理154

二、平均转速155

三、依托曲轴信号的转速计算156

四、依托凸轮轴信号的转速计算157

第二节 每次供油量的实现158

一、共轨系统每次供油量159

二、电控单体泵系统每次供油量160

三、电控分配泵系统每次供油量160

四、燃油温度补偿161

五、每次供油量不均衡现象的校正163

六、电源电压因素的处理164

七、停缸运行控制164

第三节 供油提前角的确定和供油时机控制164

一、电控高压共轨和单体泵系统的供油提前角计算165

二、供油提前角的计算时机和供油的执行167

三、电控分配泵系统的供油提前角控制168

四、高压共轨系统多次喷射170

五、利用凸轮轴信号实现供油提前角计算173

第四节 角加速度的计算和运用176

一、角加速度在运动控制中的意义177

二、角加速度的离散化计算178

三、角加速度的应用实例178

第五节 PID控制在电控柴油机中的应用181

一、PID控制的原理181

二、PID参数的整定182

三、PID控制在电控柴油机中的主要应用183

第六节 共轨系统轨压的控制184

一、目标轨压脉谱184

二、目标轨压的PID控制184

三、轨压PID控制函数和任务185

第七节 用PID方法控制电控分配泵滑套位置187

一、实现滑套位置PID控制过程的要素187

二、滑套位置PID控制函数和任务188

第十章 柴油机控制策略的实现191

第一节 总体策略框架的实现191

一、控制策略的工况划分192

二、主体控制流程193

三、CMPT任务函数的实现194

四、控制策略的调用时机194

第二节 停止工况196

一、进入停止工况196

二、由停止工况转出197

三、停止工况的处理函数197

第三节 起动工况198

一、进入起动工况198

二、由起动工况转出198

三、起动工况的控制策略199

四、起动工况的控制脉谱200

五、起动工况的处理函数202

第四节 怠速工况205

一、进入怠速工况206

二、由怠速工况转出206

三、怠速工况的控制策略207

四、怠速工况的控制脉谱207

五、怠速工况的处理函数208

第五节 常规工况213

一、进入常规工况214

二、由常规工况转出214

三、常规工况的控制策略214

四、常规工况的控制脉谱215

五、常规工况的处理函数216

第六节 限速工况219

一、进入限速工况220

二、由限速工况转出220

三、限速工况的控制策略220

四、限速工况的控制脉谱221

五、限速工况的处理函数221

第七节 超速工况222

第八节 控制工况的扩展222

一、急加速工况223

二、急减速工况223

三、车速限制工况224

四、按档位区分的工况225

第十一章 电控柴油机的调试与标定226

第一节 外界与ECU的通信226

一、ECU的数据通信226

二、CAN总线通信技术228

三、实时通信功能CommunFun229

四、调试与标定软件系统的概念230

五、上位机指令伺服系统HiLeSer230

第二节 调试与标定软件系统230

一、独立数据显示231

二、独立数据修订232

三、数据的图形显示235

四、脉谱的显示与标定236

五、诊断功能239

第三节 国内几种调试与标定软件系统的典型实例240

一、EMCS 1.08系统功能和操作简介240

二、HT-Link系统功能和操作简介244

三、其他系统简介247

四、调试与标定软件系统的发展与完善249

第四节 ECU模拟调试环境251

一、对模拟调试环境的要求252

二、实现模拟调试环境的方法252

三、两种电控柴油机信号模拟系统256

四、使用柴油机信号模拟系统检验ECU功能256

第五节 电控燃油系统的泵台试验257

一、电控燃油系统主要的性能指标258

二、电控燃油系统泵台试验的实现260

三、泵台试验的实际步骤262

第六节 调试与标定的准备264

一、对电控柴油机测试台架的要求264

二、电控柴油机系统安装264

三、上位机的配置及软件系统安装265

四、起动试验前的检查265

第十二章 柴油机台架标定的一般步骤266

第一节 标定工作前的数据准备266

一、供油特性脉谱266

二、各传感器的特性数据266

三、其他数据和独立参数脉谱267

第二节 起动前的标定工作267

一、冷却液温度传感器脉谱的标定268

二、进气压力和温度传感器的标定268

三、轨压传感器脉谱的标定269

四、燃油温度传感器脉谱标定269

五、加速踏板脉谱标定269

六、其他传感器脉谱的标定270

七、轨压的确定270

第三节 起动工况标定271

一、确定数据的原始值271

二、做好怠速工况初始设置272

三、执行起动操作272

四、起动过程的细致调节273

第四节 怠速工况标定274

一、确定数据的初始值274

二、怠速工况的初步标定276

三、怠速工况的细致标定276

四、怠速工况与常规工况间过渡问题277

第五节 常规工况标定278

一、确定数据的初始值279

二、外特性标定280

三、可用工作区标定281

四、最大转矩限定282

第六节 限速和超速工况标定282

一、转速波动对限速标定的影响282

二、限速节点的设置和相关标定原则282

三、限速性能标定过程284

四、超速性能测试284

第七节 对环境要素的调控285

第八节 标定工作完成后的数据处理285

第九节 电控柴油机车辆标定初步286

一、电控柴油机车辆标定概述286

二、油门油量标定287

三、其他的车辆标定问题288

第十三章 电控共轨柴油机控制程序291

第一节 基本控制模型和资源需求291

一、EDBM_CRD的基本模型291

二、EDBM_ECU应具有的基础软件功能291

三、软件的模块结构293

四、关于程序符号设置的规定294

五、基本参数294

第二节 控制程序的要点295

一、控制程序功能综述295

二、控制程序流程图297

三、对执行器的驱动函数298

四、变量的设置299

五、脉谱的设置299

六、通信功能的设置299

七、任务编号的设置300

第三节 控制层源程序300

一、基础软件资源模块300

二、全局变量定义模块302

三、脉谱数据定义模块306

四、通信宏定义头模块306

五、控制层用户函数声明模块311

六、控制功能模块312

七、控制程序的编译、连接和写入333

第四节 利用模拟运行设备做调试334

一、模拟运行设备的选择和连接335

二、用示波器检验相位335

三、调整供油控制驱动波形336

四、传感器输入的模拟调试336

五、各工况的模拟调试337

第五节 在柴油机试验台上的调试339

一、轨压控制的实现339

二、试验台的配置和柴油机的安装340

三、停止工况340

四、起动工况340

五、怠速工况341

六、常规工况和限速工况341

第六节 外围设备的控制功能342

一、EGR控制343

二、低温冷起动系统控制345

三、冷却风扇控制351

四、空调控制352

五、其他额外载荷控制355

第十四章 电控单体泵和电控分配泵柴油机控制程序356

第一节 电控单体泵柴油机控制程序356

一、基本控制模型和控制资源的差异356

二、控制策略的差异356

三、控制程序的制作356

四、控制程序的调试与排错359

第二节 电控分配泵柴油机控制程序概述359

一、基本控制模型和控制资源的差异359

二、控制策略的差异360

三、控制程序的调试与排错361

附录 关于EDBM_ECU基础功能的说明362

第一节 EDBM_ECU硬件功能的说明363

一、EDBM_ECU模型资源363

二、电源问题364

三、其他扩展通道364

第二节 EDBM_ECU基础软件功能的说明364

一、供控制层使用的函数资源364

二、通信功能368

三、调试与标定软件369

参考文献371