松下伺服电机代理—日弘忠信今天给大家讲讲气动发动机的电控系统如何设计?气动系统设计4要点。随着环境污染、能源危机等全球性问题的日益突出，代用燃料汽车、电动汽车和混合动力汽车等低排放、节能经济型的汽车相继涌现。它们有各自突出的优点，但同时也有相应的局限。而压缩空气动力汽车(Air-powered Vehicle)是利用高压压缩空气在发动机气缸内膨胀做功，推动活塞做功对外输出动力，驱动汽车行驶。不仅压缩空气来源方便，而且它还具有结构简单、造价低廉、清洁环保等众多优点;可以实现零排放，是真正的环保汽车。

　　1、气动发动机电控系统设计总体方案

　　气动发动机电控系统设计包括硬件设计和软件设计两部分，系统主要完成以下任务：实时采集发动机状态参数：实现对特征参数快速精确的计算;实时控制电磁阀喷气定时和喷气量;实现数据实时通讯。

　　气动发动机电控系统的设计要从系统检测和控制功能的需求出发，按以下要求进行设计：选择适当的信号采集方式，选用合理的传感器，准确地反映发动机各状态参数;选用合适的控制芯片，采用低功耗高性能的元器件，简化电路，提高控制精度;采用模块化设计方法;系统具有抗振动和抗干扰性能;驱动模块具有良好的可靠性和负载能力;适应车载发动机实际工作环境。

　　2、气动发动机电控单元硬件设计

　　电控单元(ECU)是整个气动发动机电控系统的核心。它由微控制系统模块、输入信号处理模块、功率输出执行模块和通讯模块等部分组成。ECU要完成的主要任务有：实时处理传感器采集的数据，并将采集的数据经A/D转换、滤波和整形放大，转换成单片机可以读取的标准信号;通过数学计算和逻辑判断制定出控制命令驱动执行器(高速电磁阀)工作，实现对喷气定时、喷气量的准确控制;实现CAN总线实时通讯任务，从而使发动机保持最佳运行状态。气动发动机电控系统总体结构如图1所示，包括ATmega16、信号处理电路、功率驱动电路、通讯电路及传感器和执行器等，分别完成对气动发动机的实时检测、控制和监测的功能。

　　3、气动发动机电控单元软件设计

　　软件设计是气动发动机ECU开发的核心。软件设计应遵循模块化和标准化的原则，具有可扩展性;还要具有良好的抗干扰能力，可以实现自我诊断和保护，保证发动机稳定运行。气动发动机电控系统是对时间要求很严格的系统，它对喷气有很强的实时和精确的要求，主要通过中断程序的触发和嵌套来实现。系统的软件设计流程图如图5所示。控制软件由初始化模块、中断模块和主控模块组成。初始化模块主要完成对电控系统状态参数的设置和配置寄存器等任务;中断模块执行计算转速和判断压缩上止点及控制电磁阀喷气等任务;主控模块完成信号处理、确定喷气定时和喷气量以及CAN通讯等。

　　4、电控系统调试及总结

　　多次调试和试验证明，本文设计的气动发动机电控系统的ECU软硬件能够准确检测出发动机的不同转速等各参数;功率驱动模块工作可靠，具有良好负载能力;基于CAN总线建立的通讯平台能够实时监控发动机参数与状态，完成数据传输。试验还表明喷气压力对气动发动机转速有很大影响，在对气动发动机电控系统进行完善时，需要扩展喷气压力控制模块，以保证喷气压力稳定在合适的值，减少由于压力波动对发动机运行造成的不良影响。冷却水温、喷气温度和缸内压力等参数也对发动机运行具有一定影响，需要对这些参数进行实时检测，以便对喷气定时和喷气量等控制参数修正，使发动机运行得更加稳定和优化。

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