直噴汽油機電控系統(tǒng)的電磁兼容性研究.pdf

1、面對日益加劇的能源危機和嚴格的排放法規(guī),缸內直噴汽油機由于其動力性和經濟性上的優(yōu)勢,成為未來車用汽油機的主要發(fā)展方向之一。可靠的電控系統(tǒng)是實現(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電控系統(tǒng)進行了電磁兼容研究,為設計符合國家標準和穩(wěn)定可靠的ECU提供了設計基礎與依據(jù),主要研究內容包括:
　　首先,根據(jù)電磁兼容設計的需要,選擇電路及磁場仿真平臺,并開發(fā)了EC

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

3、
　　利用Multisim仿真軟件對升壓電路中的MOSFET的柵極電路進行優(yōu)化,使其能夠實現(xiàn)快速關閉,并結合升壓電路的充電時間和放電恢復時間的響應要求,對電路中相應參數(shù)進行優(yōu)化,經過電路測試和發(fā)動機臺架試驗,得出:柵極電壓可以快速降低為零,保證了開關管的快速關閉,此外升壓電路可在20ms內使電壓上升到所要求的高壓,輸出電壓波動在10％以內,電壓恢復時間為1.5ms;驅動電路能夠實現(xiàn)Peak&Hold驅動電流波形,驅動電流可在200

4、μs內從0A提升到峰值電流16A,滿足直噴汽油機噴油驅動模塊的嚴格要求。
　　利用SIWAVE軟件,對升壓電路模塊的PCB進行近場輻射的電磁仿真,根據(jù)仿真結果,對PCB進行布線優(yōu)化,仿真結果顯示,由于地線鋪設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)進行電磁掃描,從掃描結果中可以看出,磁場輻射場強和輻射區(qū)域都在可控范圍以內,滿足EMI的要求,為