摩托車發(fā)動機電控單元ECU的開發(fā)

　　由于MC68HC908SR12的時鐘基(TBM)模塊只能產(chǎn)生約2ms的定時中斷，而原有電控系統(tǒng)的背景軟件執(zhí)行時間必須在7.81ms以上。因此，在本ECU軟件中，將背景執(zhí)行程序在四次TBM中斷時間內執(zhí)行。MC68HC908SR12的中斷優(yōu)先級是固定的，故需要根據(jù)軟件的中斷優(yōu)先級的不同來設計硬件。并且由于MC68HC908SR12沒有脈沖累加器中斷，因此將經(jīng)過轉速處理電路處理過的轉速信號同時接入到TIM1的兩路輸入捕捉端口，以下降沿捕捉的方式發(fā)生。其中T1CH0負責進行齒缺的尋找，是優(yōu)先級最高的中斷。當尋找到齒缺后，即實現(xiàn)了電控系統(tǒng)與發(fā)動機的運轉同步之后，就不再使能此中斷，切換到另一路T1CH1，當數(shù)到相應齒號時，就使能與點火、噴油相關的中斷。為了不累積誤差，需要在快到齒缺時，重新切換到T1CH0。點火使用T2CH0，噴油使用T2CH1。

轉速處理模塊
　　轉速處理模塊的軟件示意框圖如圖4所示。轉速脈沖信號是由發(fā)動機曲軸位置及轉速傳感器獲得的，由于傳感器的觸發(fā)盤（如圖5所示）有一個不同于其它的大齒，因此，觸發(fā)盤轉動一周所產(chǎn)生的脈沖信號中也存在一個寬度較大的脈沖。利用這一點，將此脈沖信號經(jīng)過軟件的處理之后，不僅可以用來提供發(fā)動機工況所需的轉速，還將提供電控系統(tǒng)工作所需的曲軸位置信息，從而按照發(fā)動機時序控制的要求在確定的曲軸轉角處實現(xiàn)點火和噴油輸出。

圖5 發(fā)動機曲軸位置及轉速傳感器的觸發(fā)盤

點火控制模塊
　　點火控制模塊由前景時序控制和背景點火工況判別及背景點火計算程序組成，如圖6所示。背景工況判別程序監(jiān)測發(fā)動機轉速、負荷、壁面溫度等工況參數(shù)，劃分不同工況段并設置相應的工況標志位，控制前景程序以特定的點火模式工作。背景點火計算程序計算初級線圈閉合時間和點火提前角，并對初級線圈閉合時刻進行更新設定。

圖6 點火控制模塊的流程圖

　　點火初級線圈閉合時間決定點火能量，它受線圈規(guī)格、蓄電池電壓以及線圈溫度影響。閉合時間過長會損壞線圈及其驅動器件，過短則可能導致失火。

　　拖動工況時初級線圈的閉合時刻固定在曲軸的某一轉角，且其閉合時間約為曲軸轉過2齒或4齒所對應的時間（隨蓄電池電壓不同），而運行點火工況下，不僅要考慮到發(fā)動機轉速和蓄電池電壓對計算初級線圈閉合時間帶來的影響，而且還要根據(jù)轉速和負荷的變化來調整，從而獲得最佳的初級線圈閉合時間。

　　軟件中，運行點火工況下，初級線圈的閉合時間計算公式如下：

　　閉合時間 = 動態(tài)閉合時間 + 穩(wěn)態(tài)基本閉合時間 + 初級線圈閉合時間蓄電池電壓補償

　　由于拖動工況下發(fā)動機轉速變化很快，而且會迅速滿足運行點火工況的要求從而脫離拖動工況，故拖動點火角只以轉速為自變量，不考慮其他任何修正。

　　運行點火工況時，點火提前角的計算則是不僅由節(jié)氣門開度TPS和發(fā)動機轉速RPM確定主點火提前角，更要考慮到多種因素的影響，進行各項修正。對計算得到的點火提前角，不僅需要限定最小值和最大值，而且還要對點火提前角的變化率進行限制，避免發(fā)動機性能出現(xiàn)突變。

　　點火提前角的計算公式如下：

　　運行點火提前角 = 主點火提前角 + 壁面溫度修正 + 充氣溫度修正+ 大氣壓修正 + 功率加濃修正

　　發(fā)動機起動成功后，其壁面溫度將逐漸升高。為了保證摩托車能在穩(wěn)定怠速下運轉，可以通過調整此壁面溫度修正量來調整怠速時的點火提前角。充氣溫度修正項與壁面溫度修正項的作用相同，功率加濃修正是指發(fā)動機工作在功率加濃工況（高速大負荷）時點火提前角所需要的修正項。根據(jù)背景程序計算得到的這些數(shù)據(jù)參數(shù)及控制標志，在前景程序中將完成點火初級線圈閉合、斷開時刻的設定和點火驅動脈沖的輸出。 因為初級線圈對閉合時間的要求是基于時間的，而點火驅動脈沖的產(chǎn)生是基于曲軸轉角的，因此不同轉速段下，點火驅動脈沖會跨越不同的曲軸轉角。為提高點火提前角的控制精度，軟件中設置點火時刻的基本原則是從34X信號獲取盡可能多的曲軸瞬時轉速信息，使從角度到時間的轉化關系更加精確。同時，還可獲得更高的可靠性。但主芯片的程序代碼的執(zhí)行速度又限制了在高轉速段（如轉速 > 8000r/min）頻繁利用前景事件中斷獲取曲軸瞬時轉速信息，因此為了滿足實時性的要求，將對準確性和可靠性的要求進行相應調整。在背景程序中，按發(fā)動機轉速（指平均轉速）劃分出4種點火時序控制模式，即拖動、低速、中速及高速模式。在拖動和低速模式下，由于轉速很低，準確性、可靠性和實時性的要求都可以得到滿足。但隨著轉速逐漸提升，準確性和可靠性的要求逐漸下降，實時性成為最重要的要求，到高速模式時，實時性和可靠性又成為最主要的要求。