電控柴油機(jī)是柴油機(jī)發(fā)展的重要方向之一。當(dāng)車用柴油機(jī)由電控系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)速器時(shí)，除了可以改善原有的機(jī)械調(diào)速器的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性外，還可以使發(fā)動(dòng)機(jī)按要求工作在最佳經(jīng)濟(jì)狀態(tài)或最佳排放狀態(tài)，同時(shí)提高司機(jī)駕駛的舒適性。 

   清華大學(xué)“汽車安全與節(jié)能”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國家“九五”攻關(guān)大型項(xiàng)目“汽車電子控制”的研究中，開發(fā)了基于位置控制式的第一代車用柴油機(jī)電控系統(tǒng)，并在二汽的東風(fēng)卡車上進(jìn)行了一年的裝車試驗(yàn)。下面具體介紹該電控系統(tǒng)。

   1 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)

   柴油機(jī)電控系統(tǒng)由傳感器、電控單元、執(zhí)行器、噴油泵和發(fā)動(dòng)機(jī)組成。電控單元采集傳感器的信號，根據(jù)預(yù)定的控制策略，向執(zhí)行器發(fā)送控制命令，執(zhí)行器控制噴油泵的齒條位置，最終控制柴油機(jī)的循環(huán)噴油量，以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性或排放。

     在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性和排放的控制時(shí)，柴油機(jī)控制目標(biāo)策略采用標(biāo)定的油量MAP圖。在進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，柴油機(jī)控制目標(biāo)策略采用PID控制即可（控制框圖見圖3），此時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)組態(tài)為一個(gè)串級控制系統(tǒng)，和機(jī)械調(diào)速器相比，電子調(diào)速器可以兼顧動(dòng)態(tài)和靜態(tài)（調(diào)速率可以達(dá)到0）特性，而傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)速器是做不到這兩點(diǎn)的。

    2 電控單元的設(shè)計(jì)

    2.1 核心器件的選擇

    組成柴油機(jī)電控系統(tǒng)的元器件必須選擇滿足車用要求的可靠性高、工作溫度范圍適宜于車用的元器件。

    2.1.1 CPU的選擇
    在CPU的具體選擇上，我們確定了以下幾個(gè)選擇原則:(1)工作溫度范圍要適宜于車用;(2)實(shí)時(shí)中斷的效率要高;(3)為了提高系統(tǒng)工作的可靠性和電磁兼容性，CPU工作的時(shí)鐘頻率要盡可能低;(4)開發(fā)技術(shù)難度要適中;(5)有可靠而穩(wěn)定的貨源。

    從以上原則出發(fā)，對比全球范圍內(nèi)流行的CPU，最終我們選定了美國MOTOROLA公司的M68HC11微控制器作為電控單元的CPU。

    2.1.2 執(zhí)行器的選擇
    控制油泵齒條位置的執(zhí)行器選擇美國辛格斯達(dá)公司生產(chǎn)的帶位置反饋信號的0250型線性電磁鐵，該線性電磁鐵完全能夠滿足車用柴油機(jī)電控系統(tǒng)執(zhí)行器的要求。

    2.2 電控單元電路設(shè)計(jì)
    電控單元電路框圖。

    2.2.1 抗干擾設(shè)計(jì)
    柴油機(jī)電控單元在使用中主要干擾及具體解決辦法如下：