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基于嵌入式实时操作系统的发动机电控润滑油系统

作者: 发布时间:2017-09-30 浏览次数:351
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  润滑油消耗对柴油机的颗粒物排放和汽油机的HC排放有着重大影响,降低发动机润滑油消耗是一项十分重要的工作。目前通用的发动机润滑系统为固定式机油泵+油路系统,机油泵由曲轴通过齿轮传动机构驱动,按固定速比运转。润滑油供油能力仅仅随转速变化,不能反映压力、温度、负荷等其他因素的影响。本文基于可控润滑油的基本思想,提出了一种基于单片机的电控润滑油系统,根据多种参数、按照合理的需要来控制润滑油系统,从而减少不必要的润滑油消耗及排放。


  传统的电控系统采用轮询、中断等方式对被控量进行控制,实时性不强或难以处理多任务的调度问题。引入实时操作系统(RealTimeOperatingSystem,简称RTOS)可加强任务间的竞争和对系统资源的利用,提高系统效率、增强实时性。同时,使用RTOS还可提高电控单元中软件代码的开发效电控单元中单片机是以CPU12为内核的16位单片机MC9S12DP256,片内有两个8路10位精度A/D转换器,5个SPI口,增强型8路16位定时器(ECT),8位8路/16位4路PWM(脉宽调制模块)。


  利用MC9S12DP256丰富的片内资源,一个单片机***小硬件系统即可完成所有逻辑控制功能。所用en为输入温度偏差,Un为输出。


  4.2.3实时操作系统MC/OS―是专门为嵌入式应用而编写的可剥夺型实时多任务内核,可按照不同的优先级管理和调度多任务,以保证系统资源的充分利用,减少系统的等待时间。但由于W7OS―的源代码只能在PC机上运行,因此需要向CPU12上移植,主要工作包括三个方面的内容:(1)重定义内核的大小和功能,根据系统的实际情况配置内核即可。(2)为内核编写硬件相关代码。编写中断服务子程序,任务堆栈初始化函数,中断级任务切换函数,任务级任务切换函数。()编写基于内核的应用程序。


  应用程序应用程序主要包括输入信号采集、控制信号计算和电机驱动子程序。根据测得的曲轴转速和气缸压力,系统可求得各轴承的理论温度和所需的理论供油量。根据理论油量和轴承的实测温度,系统利用建立的知识库调节流量阀,供给适当的润滑油,片内FLASH用于存放知识库、数据库、应用程序。


  片内PWM模块产生的脉宽调制波被送到MC3479P的数字输入引脚,MC3479P的输出驱动电机运行,另选4个端口分别作为正反转输出、时钟输入、全/半步选择和A相状态指示输出。系统程序经由True―TimeSimulator仿真运行,结果完全能满足应用需要,各个端口及寄存器输出显示正常。


  所开发的可控润滑油系统能够根据要求对发动机润滑油流量进行柔性控制,通过优化控制脉谱和仔细设计控制算法,可大大提高润滑系统的效率且减少不必要的润滑油消耗。在电控单元软件编程中引入实时多任务内核,有效地解决了控制系统的实时性与并行地执行多任务之间的矛盾。

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