直噴汽油機(jī)電控系統(tǒng)的電磁兼容性研究.pdf

1、面對日益加劇的能源危機(jī)和嚴(yán)格的排放法規(guī),缸內(nèi)直噴汽油機(jī)由于其動力性和經(jīng)濟(jì)性上的優(yōu)勢,成為未來車用汽油機(jī)的主要發(fā)展方向之一。可靠的電控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)其優(yōu)越性的必要條件,隨著電控單元控制功能的日趨復(fù)雜以及惡劣的外界工作環(huán)境,電磁兼容面臨著巨大挑戰(zhàn)。本文針對直噴汽油機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行了電磁兼容研究,為設(shè)計符合國家標(biāo)準(zhǔn)和穩(wěn)定可靠的ECU提供了設(shè)計基礎(chǔ)與依據(jù),主要研究內(nèi)容包括:
　　首先,根據(jù)電磁兼容設(shè)計的需要,選擇電路及磁場仿真平臺,并開發(fā)了EC

2、U功能驗(yàn)證平臺硬件在環(huán)仿真系統(tǒng);
　　其次,針對直噴汽油機(jī)ECU各模塊的工作環(huán)境,分析其主要的外界干擾和內(nèi)部干擾,結(jié)合電磁兼容設(shè)計經(jīng)驗(yàn)和措施對電控系統(tǒng)進(jìn)行電磁兼容的設(shè)計,其中主要是針對ECU內(nèi)部的主要干擾源,噴油器驅(qū)動模塊對電磁兼容進(jìn)行展開研究。為了滿足高壓噴油器的電磁閥的響應(yīng)特性,設(shè)計開發(fā)了包括升壓電路和PWM調(diào)制驅(qū)動電路的噴油器高、低電壓分時驅(qū)動模塊,并從元器件選擇、原理圖設(shè)計和PCB布線等方面進(jìn)行了噴油器驅(qū)動模塊的優(yōu)化設(shè)計。

3、
　　利用Multisim仿真軟件對升壓電路中的MOSFET的柵極電路進(jìn)行優(yōu)化,使其能夠?qū)崿F(xiàn)快速關(guān)閉,并結(jié)合升壓電路的充電時間和放電恢復(fù)時間的響應(yīng)要求,對電路中相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,經(jīng)過電路測試和發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn),得出:柵極電壓可以快速降低為零,保證了開關(guān)管的快速關(guān)閉,此外升壓電路可在20ms內(nèi)使電壓上升到所要求的高壓,輸出電壓波動在10％以內(nèi),電壓恢復(fù)時間為1.5ms;驅(qū)動電路能夠?qū)崿F(xiàn)Peak&Hold驅(qū)動電流波形,驅(qū)動電流可在200

4、μs內(nèi)從0A提升到峰值電流16A,滿足直噴汽油機(jī)噴油驅(qū)動模塊的嚴(yán)格要求。
　　利用SIWAVE軟件,對升壓電路模塊的PCB進(jìn)行近場輻射的電磁仿真,根據(jù)仿真結(jié)果,對PCB進(jìn)行布線優(yōu)化,仿真結(jié)果顯示,由于地線鋪設(shè)造成的近場輻射得到了很大程度的抑制,并且輻射區(qū)域亦減少。結(jié)合自主開發(fā)的硬件在環(huán)仿真系統(tǒng),利用EMSCAN測試系統(tǒng)可對開發(fā)的電控系統(tǒng)進(jìn)行電磁掃描,從掃描結(jié)果中可以看出,磁場輻射場強(qiáng)和輻射區(qū)域都在可控范圍以內(nèi),滿足EMI的要求,為