高压共轨柴油机国产芯片控制系统研究

摘要

针对现有高压共轨柴油机电控单元高度依赖进口芯片、自主不足的问题，提出了基于全国产芯片的高压共轨柴油机电控单元方案。所设计的国产控制单元选用兆易创新的GD32F450芯片为控制核心，承担发动机数据采样、处理、存储与控制任务。首先，采用Boost升压电路提供喷油器峰值电流，利用分立器件设计双边驱动与电流反馈电路，在不依赖进口专用芯片的条件下，对喷油器驱动电流进行闭环控制；然后，基于FreeRTOS操作系统，开发高压共轨柴油机底层驱动软件，实现对不同任务调度周期的精准控制；最后，对所设计的电控单元进行了实验验证。结果表明，所设计的国产高压共轨柴油机电控单元功能齐全、工作稳定，双边驱动电路典型峰值电流为22 A,维持电流为10 A,最小喷射间隔时间为200μs,多次喷射性能与Bosch系统相当。发动机不同转速条件下任务调度周期精准、实时性好，研究证实了高压共轨柴油机电控单元全国产化方案的可行性，对推动发动机电控技术自主可控提供了有益参考。

关键词

高压共轨柴油机 / 电子控制单元 / 国产芯片 / 底层软件 / FreeRTOS操作系统

基金资助

国防预先研究项目子课题资助项目(JZM-202012012)