氣動發動機的電控系統設計

CAN節點原理框圖如圖4所示。本文采用TJA1040高速CAN總線收發器作為CAN協議控制器和物理總線之間的接口，選用Mierochip公司推出的MCP2515作為CAN總線控制器，它符合CAN2．0B技術規范并帶有符合工業標準的SPI串行接口。ATmega16通過同步串行接口SPI與MCP2515之間完成高速的全雙工的同步數據傳輸，MCP2515通過CAN物理接口芯片TJA1040連接到CAN總線上，完成氣動發動機電控系統與PC機等的CAN通訊。

3 氣動發動機電控單元軟件設計
軟件設計是氣動發動機ECU開發的核心。軟件設計應遵循模塊化和標準化的原則，具有可擴展性；還要具有良好的抗干擾能力，可以實現自我診斷和保護，保證發動機穩定運行。氣動發動機電控系統是對時間要求很嚴格的系統，它對噴氣有很強的實時和精確的要求，主要通過中斷程序的觸發和嵌套來實現。系統的軟件設計流程圖如圖5所示。控制軟件由初始化模塊、中斷模塊和主控模塊組成。初始化模塊主要完成對電控系統狀態參數的設置和配置寄存器等任務；中斷模塊執行計算轉速和判斷壓縮上止點及控制電磁閥噴氣等任務；主控模塊完成信號處理、確定噴氣定時和噴氣量以及CAN通訊等。

4 電控系統調試及總結
多次調試和試驗證明，本文設計的氣動發動機電控系統的ECU軟硬件能夠準確檢測出發動機的不同轉速等各參數；功率驅動模塊工作可靠，具有良好負載能力；基于CAN總線建立的通訊平臺能夠實時監控發動機參數與狀態，完成數據傳輸。試驗還表明噴氣壓力對氣動發動機轉速有很大影響，在對氣動發動機電控系統進行完善時，需要擴展噴氣壓力控制模塊，以保證噴氣壓力穩定在合適的值，減少由于壓力波動對發動機運行造成的不良影響。冷卻水溫、噴氣溫度和缸內壓力等參數也對發動機運行具有一定影響，需要對這些參數進行實時檢測，以便對噴氣定時和噴氣量等控制參數修正，使發動機運行得更加穩定和優化。