EVVTL驱动及氧闭环控制系统开发

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汽车在人们日常生活中越来越普遍。随着汽车数量的增加,由汽车尾气引起的环境污染也更加严重,再加上石油能源枯竭问题。人们开始把汽车发动机的节能、增效、低排放作为一体化课题进行综合研究和技术开发。由于可变气门技术可以全面提高发动机综合性能,包括动力性、经济性和怠速稳定性;氧闭环控制技术可以有效改善发动机经济性和排放性。所以这些技术逐渐成为研究机构和汽车厂商研究的热门方向。本文研究工作的目的,就是通过在一套新型的可变气门机构的基础上,开发出其驱动及氧闭环控制系统。实现通过控制一个电机就能对发动机可变气正时和升程进行连续控制,并且达到精确测量及控制空燃比,从而达到改善发动机的动力性、经济性和排放性的目的。本论文主要是以模块化设计了EVVTL的驱动系统和宽域氧传感器的控制器。针对EVVTL驱动系统,通过查阅资料介绍了可变气门驱动技术的研究现状及其意义,并且详细介绍了EVVTL的工作原理;选取无刷直流电机为控制核心,并简单说明了无刷直流电机的优点以及工作原理;在硬件设计方面,通过Altium Designer软件,采用飞思卡的芯片MC9S12XEP100MAL作为主芯片;以IR2301S芯片和NMOS管构成了主要驱动电路;在软件设计方面,通过Code Warrior软件完成主中断程序、PID控制程序、位置检测程序以及PWM波发生程序等主要底层内容;通过VS2012软件,完成了上位机的控制软件。针对宽域氧传感器控制器,通过查阅资料介绍了国内外的研究现状及意义,并且详细介绍其工作原理;在硬件设计方面,介绍了主芯片的拓展电路,并采用CJ125芯片构成核心电路;在软件设计方面,完成温度PID控制程序、λ值计算程序和串口通讯程序等主要底层内容;完成人机交互的上位机程序。最后,本文在完成EVVTL的驱动系统和宽域氧传感器控制器的硬件和软件基础之上,对开发的模块进行功能验证,证明了该系统工作正常能达到预期目的,驱动系统可以连续控制发动机气门的升程和正时,宽域氧传感器控制器也可以较准确的检测出空燃比。对可变气门驱动及氧闭环控制系统的研究具有重要的意义和价值,因为既能促进可变气门技术的应用,也能进一步推进氧传感器控制器及空燃比分析仪的国产化。
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