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《华北水利水电学院》 2011年
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基于MC9S12XS128的氢内燃机电控系统硬件研究与开发

祁儒明  
【摘要】:随着我国汽车保有量的持续增加,汽车排放污染加剧和石油资源短缺的问题日益突出,寻求一种清洁可再生的代用能源已经成为汽车行业发展的趋势。氢燃料以其独特的可再生无污染等特性,作为汽车代用燃料很有优势。但是发动机在使用氢燃料的过程中会出现一些问题,如早燃、回火、功率下降等。开发氢发动机专用的电子控制器是解决发动机工作异常问题和提升性能的有效手段。然而目前常见汽油机电控系统由于系统功能比较固化,控制参数只能适用于汽油机。并且由于其底层软件设计属于核心机密,所以很难对现有电控系统进行参数调整使其适用于氢发动机。基于这个原因,本文开发一款具有自主知识产权的氢发动机电控系统,并以此为平台研究了氢发动机异常燃烧的问题。 本文是基于飞思卡尔公司MC9S12XS128微处理器开发了电控系统硬件部分。硬件系统共包括数字量采集处理电路、模拟量采集处理电路、控制单元微处理器电路、功率输出驱动电路、SCI串口通信电路、CAN通讯电路和BDM背景调试电路。针对氢发动机喷氢阀特性,设计了具有大电流快速开启阀门小电流维持打开状态功能的喷气阀驱动电路,增加喷氢阀响应速度,同时降低了喷气阀功耗,有效解决了喷气阀过热损坏的问题。针对氢发动机回火故障设计了回火故障检测电路。为了让电控系统运行可靠稳定,电路设计了多种抗干扰的措施,同时运用硬件仿真软件OrCAD PSpice对硬件电路进行了仿真试验。 开发了基于CodeWarrior IDE开发环境的控制软件;设计了发动机基本的控制程序;本文简单介绍了电控系统软件的总体架构和方案,以及核心控制策略,如喷氢控制策略、点火策略、早燃回火抑制策略。 根据氢发动机的工作特点,开发出了氢发动机电子控制系统。文中论述了电控系统硬件的详细设计方案及部分软件方案。在发动机试验台架上进行了电控系统的调试,结果表明本设计可以控制氢发动机在各个工况下稳定运行,并能有效抑制氢发动机回火故障。
【学位授予单位】:华北水利水电学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U464

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邱绪云;顾晖;吴光强;;汽车自动变速器电子控制单元的设计开发[J];传动技术;2005年04期
2 姜卓,卓斌,段晖辉;汽油机新型电控系统ECU的硬件设计[J];车用发动机;1999年04期
3 李敏成;杨劲虎;郭宇;;基于改进粒子群BP算法的神经网络及应用[J];大众科技;2008年01期
4 陈鹏;汪至中;;新型重卡汽车电子仪表的设计[J];仪器仪表用户;2006年02期
5 张一驰;;金融危机中的能源话题——记IEA《世界能源展望2008》新闻发布会[J];国际石油经济;2008年11期
6 曾祥光;张玲玲;;基于微粒群算法的多层前馈神经网络[J];机械与电子;2008年01期
7 杨振中;孙永生;;最佳过量空气系数优化控制氢发动机性能的建模实现[J];内燃机工程;2006年03期
8 侯志祥,吴义虎,申群太;车用汽油机过渡工况空燃比的先进控制策略[J];内燃机学报;2003年05期
9 罗素云;胡宁;陈志恒;吴训成;;基本点火提前角的BP神经网络生成方法仿真和评价[J];汽车工程;2006年07期
10 许磊;张凤鸣;程军;;基于PSO神经网络的故障诊断方法研究[J];计算机工程与设计;2007年15期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨振中;氢燃料发动机燃烧与优化控制[D];浙江大学;2001年
2 张翠平;电控汽油机燃油喷射及点火控制系统的设计与实验研究[D];太原理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 袁鸯;发动机自适应建模及神经网络控制[D];南京航空航天大学;2005年
2 马成杰;495汽油机电控系统设计及喷油控制策略研究[D];浙江大学;2005年
3 包生重;四缸汽油发动机电控系统设计及其仿真系统研究[D];中南大学;2007年
4 李强;进气歧管喷射式氢气发动机性能研究[D];武汉理工大学;2008年
5 赵文锋;低压缸内直喷CNG发动机燃烧特性的试验研究[D];天津大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王继先,潘忠杰,冯能莲,蔡曾华;车用液化石油气(LPG)特性与改装部件功能(综述)[J];安徽农业大学学报;2000年04期
2 朱贵宪;;单片微型计算机系统中的抗干扰技术研究[J];安阳工学院学报;2007年06期
3 朱贵宪;;基于MC9S08GB60单片机的超微量气体流量计设计[J];安阳工学院学报;2010年06期
4 朱贵宪;周显政;;基于单片机控制的通用电力系统设计[J];安阳工学院学报;2011年02期
5 刘开云;刘保国;徐冲;;基于PSO-BP算法的隧道非线性位移分析模型[J];地下空间与工程学报;2009年02期
6 亢彪;王志忠;常学斌;;Vicor模块在便携式电解水氢氧发生器电源上的应用[J];兵器材料科学与工程;2010年02期
7 辛春雨;;低功耗高频小信号放大器设计[J];白城师范学院学报;2011年05期
8 姚宝峰,李国岫;车用发动机燃用天然气与氢燃料的对比研究[J];北京交通大学学报;2005年01期
9 夏渊,张欣,周希德,胡准庆;电控天然气/柴油双燃料发动机的研究[J];车辆与动力技术;2000年04期
10 孟磊;两用燃料夏利车排放测试分析[J];车辆与动力技术;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 滕勤;左承基;;电控技术在天然气发动机上的应用[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 崔志华;蔡星娟;曾建潮;孙国基;;基于预测速度的改进微粒群算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 袁少强;徐发洋;;基于CPSO的有限反馈增益系统设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
4 司戈;;氢能源应用的消防安全初探[A];2010中国消防协会科学技术年会论文集[C];2010年
5 訚耀保;罗九阳;陈洁萍;马建新;;车载高压输氢系统气瓶输氢加氢特性研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
6 何敏;孙峥;闵锐;龚晶;;模拟电子电路中差分放大电路的分析[A];电子高等教育学会2008年学术年会论文集[C];2008年
7 王云;董增寿;卓东风;;基于图像纹理和结构特征的燃烧指数的高温低氧火焰燃烧稳定性识别[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
8 张桐;王亚慧;叶安丽;王健;;基于微粒群算法与最小二乘法的在线辨识策略研究[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
9 苏菱;;LPG发动机的排放性能研究[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
10 瞿国华;;近代炼厂的低氢成本战略[A];炼厂制氢、废氢回收与氢气管理学术交流会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
3 曲建华;基于群体智能的聚类分析[D];山东师范大学;2010年
4 白正宇;添加剂对钯纳米晶的形成及电催化性能的影响[D];河南师范大学;2010年
5 姚栋伟;汽油机燃用乙醇汽油混合燃料的空燃比控制技术研究[D];浙江大学;2010年
6 王丽君;基于信号处理的氢燃料发动机优化控制[D];解放军信息工程大学;2010年
7 朱根民;国家石油储备基地运行管理研究[D];武汉理工大学;2010年
8 周晖;自由搜索算法及其在传感器网络中的应用[D];东华大学;2010年
9 张艳;我国东部沿海区域能源安全评价及保障路径设计[D];中国地质大学(北京);2011年
10 孙鹏;我国石油公司国际勘探开发合作选区决策优化研究[D];中国地质大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 柳枝华;微粒群优化算法的改进及应用[D];南昌航空大学;2010年
2 赵昊;微测位移传感器在轮毂跳动量中的应用[D];长春理工大学;2010年
3 赵乐乐;在役桥梁结构健康诊断与寿命预测技术研究[D];郑州大学;2010年
4 杨书显;基于PSO算法的氧乐果合成过程建模与控制研究[D];郑州大学;2010年
5 姬晓阳;嵌入式测控系统的设计与实现[D];郑州大学;2010年
6 张波;缸内流场结构对天然气发动机性能影响的模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘啸森;基于MC9S12DG128的智能模型车系统设计与仿真研究[D];大连理工大学;2010年
8 郭建霞;基于现金流的工程进度协调优化研究[D];大连理工大学;2010年
9 徐海洋;基于ADSP-BF533的非侵入式高效电机监测系统[D];大连理工大学;2010年
10 李朋;电磁操动机构电磁缓冲技术的实验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 翟涌,张毅,张幽彤,程昌圻;车用发动机电控应用开发系统研究[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1998年02期
2 林学东,袁兆成,王霆,小野信辅;直喷式CNG发动机燃烧过程的控制技术[J];车辆与动力技术;2000年04期
3 杨立宏,钱耀义,李国良;人工神经网络技术用于发动机点火和喷油联合控制[J];车辆与动力技术;2001年02期
4 徐建中;分布式供电和冷热电联产的前景[J];节能与环保;2002年03期
5 张付军,黄英,葛蕴珊,孙业保;共振型传感器用于爆震闭环控制系统的研究[J];北京理工大学学报;1999年06期
6 王文浅;;氢发动机发展现状与展望[J];北京汽车;2007年01期
7 张付军,黄英,甘海云,葛蕴珊,孙业保;汽油机怠速转速的模糊控制方法(英文)[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);2000年04期
8 邱绪云;顾晖;吴光强;;汽车自动变速器电子控制单元的设计开发[J];传动技术;2005年04期
9 李昌春,左为恒;专家系统与专家控制系统[J];重庆工业管理学院学报;1996年04期
10 黄引贤;发展天然气汽车是解决能源紧缺和环境污染的根本途径[J];城市公共交通;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 杨振中;氢燃料发动机燃烧与优化控制[D];浙江大学;2001年
2 邵千钧 ;电控LPG发动机及其缸内直接喷射技术的研究[D];浙江大学;2003年
3 韩以伦;发动机电子控制系统的实验研究[D];太原理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 李向利;491Q型发动机电控汽油喷射系统的优化匹配研究[D];河北工业大学;2002年
2 陈华;发动机燃油单点喷射电子控制系统研究[D];四川大学;2002年
3 邹华;电控汽油机控制策略分析与研究[D];武汉理工大学;2005年
4 袁鸯;发动机自适应建模及神经网络控制[D];南京航空航天大学;2005年
5 张昭昭;电控燃油喷射系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
6 李志刚;汽车燃油喷射系统电子控制器软件研究[D];武汉理工大学;2006年
7 方会咏;点燃式煤层气发动机电控单元的改进及点火控制系统的设计[D];合肥工业大学;2006年
8 李红键;氢气燃烧低NO_x排放特性及数值模拟[D];浙江大学;2006年
9 段兴华;发动机数据采集系统的研究[D];合肥工业大学;2007年
【相似文献】
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1 包铁成,付晓光;氢燃料在汽车上的应用[J];小型内燃机;1999年02期
2 ;新动态[J];中国集体经济;1996年05期
3 一凡;;世界第一艘氢发动机实验船问世[J];航海;2007年05期
4 ;利用数据流分析发动机电控系统故障[J];汽车维修;2003年12期
5 吏国良;汽车发动机电控系统的故障自诊断[J];汽车与配件;1999年05期
6 郑殿旺,邬万江;本田轿车发动机电控系统故障诊断与故障码[J];中南汽车运输;2000年01期
7 陈茁;;奥迪200C3V5怠速异常[J];汽车维修技师;2001年06期
8 张铁民;;这辆奥迪A6为何不着车[J];汽车与驾驶维修;2003年05期
9 李巍;;宝马318i发动机EML灯亮,怠速抖动[J];汽车维修技师;2006年01期
10 赵京菊;;LS400轿车收油门发动机熄火[J];汽车维修;2007年02期
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1 杨振中;孙永生;李思颖;;氢燃料发动机NO_x排放特性与预测[A];第七届全国氢能学术会议论文集[C];2006年
2 杨振中;孙永生;李思颖;;氢燃料发动机NO_x排放特性与预测[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年
3 张富强;;凌志LS400发动机电控实验台架的研制及运用[A];全国城市公路学会第十九次学术年会论文集[C];2010年
4 周锐;周波;王伟达;;单片机串行通讯实现汽车ASR系统发动机转矩调节[A];第五届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2008年
5 龚文资;;“汽车电子控制技术”课程教学改革的探索与实践[A];2011高等职业教育电子信息类专业学术暨教学研讨会论文集[C];2011年
6 黄贵芬;陈虹;胡云峰;;基于模型和MAP图的汽油发动机气路控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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1 记者 黄建文 通讯员 刘钦明;玉东新区首批重大项目同日开工[N];广西日报;2009年
2 杨开然;工信部新规定或对锂电动车发展不利[N];中国联合商报;2009年
3 刘俊;新能源汽车准入规则发布[N];商务时报;2009年
4 记者 张海燕;新能源汽车准入规则面世[N];中国质量报;2009年
5 钟山;新奇的纳米技术[N];吉林日报;2000年
6 商报记者 蓝朝晖;新能源汽车准入门槛提升[N];北京商报;2009年
7 本报记者 陈永杰;“北京牌”电动车:走出汽油时代[N];北京科技报;2009年
8 娟辑;新能源汽车入市有章可循[N];人民政协报;2009年
9 本报记者 宦璐;新能源汽车准入规则“爆冷”:镍氢电池车成主流[N];上海证券报;2009年
10 本报记者 海霞;政策利好催生市场需求 新能源汽车公交先行[N];中国经济导报;2009年
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1 王丽君;基于信号处理的氢燃料发动机优化控制[D];解放军信息工程大学;2010年
2 刘景华;过氧化氢发动机动态特性研究[D];国防科学技术大学;2007年
3 杨振中;氢燃料发动机燃烧与优化控制[D];浙江大学;2001年
4 张丽莉;基于信息融合的汽油发动机电控系统故障诊断方法研究[D];东北林业大学;2009年
5 袁荣棣;基于模型的压缩天然气发动机电控关键技术研究[D];重庆大学;2012年
6 杨建军;醇/油双燃料在内燃机上应用的标定研究[D];天津大学;2009年
7 王存磊;混合动力发动机电控管理系统开发及排放控制研究[D];上海交通大学;2012年
8 伊克拉沃;基于添加剂的天然气HCCI发动机燃烧特性的试验与数值模拟研究[D];华中科技大学;2009年
9 曹云鹏;船用LPG发动机喷射控制系统设计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 李克;共轨式发动机控制单元(ECU)的研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 祁儒明;基于MC9S12XS128的氢内燃机电控系统硬件研究与开发[D];华北水利水电学院;2011年
2 张军;基于摩托罗拉MC9S12单片机的单燃料燃气发动机电控系统开发[D];合肥工业大学;2010年
3 刘祯;基于CompactRIO的发动机实时测试系统的研究[D];南京林业大学;2010年
4 李昂;新8A-FE型发动机改进与提升研究[D];天津大学;2012年
5 陈义;基于MC9S12XS128单片机的智能车控制系统的研究[D];华北电力大学;2011年
6 张敬东;可控自燃光学发动机电子控制系统设计[D];吉林大学;2012年
7 靳彪;发电用气体发动机电控系统研究与开发[D];北京交通大学;2010年
8 张霏霏;基于CAN总线的发动机控制平台的研究[D];东北大学;2008年
9 卢国东;基于PICO发动机综合分析仪的发动机故障诊断方法研究[D];浙江工业大学;2010年
10 宋昌庆;4108 LPG发动机的优化匹配研究[D];吉林大学;2011年
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