摩托車發(fā)動機電控單元ECU的開發(fā)

蓄電池電壓
　　蓄電池電壓信號直接從蓄電池的接線柱處取得。此信號對于電控單元來說非常重要，油泵、噴油器和點火線圈的工作都受到蓄電池電壓的影響，因此必須根據(jù)蓄電池電壓信號對噴油脈寬和點火線圈閉合時間進行修正補償。拖動期間，發(fā)動機轉(zhuǎn)速周期性變化，蓄電池電壓的瞬時值也隨之周期性波動，ECU采用同步方式采集。進入運行點火工況后，采用定周期方式采集。

進氣溫度傳感器
　　進氣溫度傳感器與壁面溫度傳感器一樣，也是負溫度系數(shù)的電阻型測溫傳感器。安裝在進氣管中測量進入發(fā)動機的空氣的溫度。進氣溫度影響進氣密度，因此將影響進氣質(zhì)量，從而改變所需的燃油量，故在電控軟件中需要根據(jù)進氣溫度進行進一步的修正補償。

CO調(diào)整螺釘
　　這個電位計也安裝在電控單元內(nèi)，但可以用一個小的平頭改錐從外面進行調(diào)節(jié)。這種調(diào)整結(jié)果被用來在電控軟件中對基本的負荷計算進行偏移，從而改變發(fā)動機運轉(zhuǎn)的實際空燃比。加裝此CO調(diào)整螺釘?shù)哪康木褪钦{(diào)整發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時的排放狀況。

發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器
　　發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器是所有傳感器中最為重要的，本電控系統(tǒng)中使用的是磁電式傳感器。經(jīng)過電控單元的脈沖整形電路處理之后，由主芯片的輸入捕捉口進行脈沖捕捉。電控系統(tǒng)不僅要根據(jù)此信號找到齒缺位置，從而與曲軸同步，并且還要根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化進行判缸，根據(jù)轉(zhuǎn)速的不同進行不同的點火和噴油控制。如果此信號有誤，發(fā)動機將無法正常工作。

執(zhí)行器簡介
　　當電控系統(tǒng)通過上述各傳感器獲得了發(fā)動機當前運轉(zhuǎn)的狀態(tài)及工況需求后，需要通過驅(qū)動電路去驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器，通過其動作來實現(xiàn)點火和噴油，從而滿足工況的需要。點火控制是同步工作方式，但噴油控制的工作方式可根據(jù)實際要求分為同步工作和異步工作。

油泵
　　油泵為發(fā)動機提供充足的燃油量，并且保持足夠的油壓，使得在所有的工況下噴油器都能夠進行有效的燃油噴射。調(diào)壓器保持油管內(nèi)的常壓，這樣就可以通過改變噴油器的開啟和結(jié)束時間來精確計量燃油量。點火鑰匙接通電源時，電控系統(tǒng)就開啟油泵，提供第一次噴射所需的燃油壓力。只要點火鑰匙接通電源且發(fā)動機運轉(zhuǎn)著，油泵就始終運轉(zhuǎn)工作。

噴油器
　　噴油器的主要參數(shù)就是流量特性，即每毫秒所對應(yīng)的噴油量，不僅需要精準，而且還必須能夠滿足發(fā)動機的使用要求，即噴油器的最小供油量必須滿足發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)的要求，最大供油量必須滿足發(fā)動機大負荷工況的要求。

　　噴油器存在開啟滯后的現(xiàn)象，實際噴油器打開的時刻比控制開啟時刻要晚，蓄電池電壓越低，滯后時間越長。在軟件中設(shè)置噴油開啟時刻時需要考慮到噴油開啟時刻的滯后，使實際噴油持續(xù)時間更接近于軟件計算值。另外，還需要在蓄電池電壓低到對噴射壓力造成影響時，對噴油脈寬進行相應(yīng)修正。

點火線圈
　　點火初級線圈的閉合時間必須超過一定的有效時間（同樣要根據(jù)蓄電池電壓來修正），這樣線圈才能存儲足夠的能量來點火。當點火線圈初級繞組電流斷開時，就產(chǎn)生一次點火。

　　點火提前角的設(shè)置是否合適，對發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩輸出影響最大，因此需要考慮轉(zhuǎn)速、溫度及負荷等造成的影響，并在軟件中對點火提前角進行相應(yīng)修正。

軟件描述
軟件結(jié)構(gòu)介紹
　　摩托車電控系統(tǒng)不同于一般的控制系統(tǒng)，由于摩托車上飛輪較小，發(fā)動機轉(zhuǎn)速波動較大，并且轉(zhuǎn)速最高達10000轉(zhuǎn)/分以上，對于系統(tǒng)的實時響應(yīng)速度要求非常高，這些要求突出體現(xiàn)在對曲軸位置及轉(zhuǎn)速檢測、噴油正時及點火正時的實時控制等方面。

　　為了能夠滿足實時控制的要求，電控軟件將采用“前景/背景”結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，即將轉(zhuǎn)速信號的捕捉處理以及點火、噴油信號等的輸出作為“前景”，這些實時性要求高的處理過程會立即得到主芯片的響應(yīng)，而前景程序執(zhí)行所需要的各種參數(shù)的計算以及其他實時性要求不高的部分，則在由主循環(huán)等待及實時中斷所組成的“背景”中進行。

圖3 電控軟件的總體流程圖

　　基于以上設(shè)計思路，計劃將軟件劃分為三個基本的部分：初始化、背景程序和前景程序，流程圖如上圖3所示。