專利名稱：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(ECU),特別是一種專門針對(duì)368Q三缸汽油發(fā) 動(dòng)機(jī)的電子控制單元，屬于汽車電子控制技術(shù)領(lǐng)域。 背承技術(shù)368Q發(fā)動(dòng)機(jī)是一種三汽缸、點(diǎn)燃式、排量為O.S升的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，在中國主要裝在長 安奧拓、江南奧拓等微型轎車上，本發(fā)明目的在于提供一種具有極高可靠性同時(shí)又成本低 廉、軟件智能化程度高的發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元。傳統(tǒng)的368Q發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元中，由于采用達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)功率執(zhí)行機(jī)構(gòu)(點(diǎn)火線 圈、步難電機(jī)、噴油嘴等)，所采用的功率驅(qū)動(dòng)器件發(fā)熱較大，需要特殊的散熱機(jī)構(gòu)把功率 器件發(fā)出的熱導(dǎo)致鋁合金外殼，這也導(dǎo)致功率器件受到一定應(yīng)力，影響了產(chǎn)品的可靠性。 如果功率驅(qū)動(dòng)元件正常工作時(shí)基本發(fā)熱很少，且功率器件全部采用表面焊接方式，則能大 大提高電子線路的可靠性。通過發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)能獲取發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，所以準(zhǔn)確測 量該信號(hào)是發(fā)動(dòng)機(jī)控制的基礎(chǔ)。368Q發(fā)動(dòng)機(jī)屬于小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)于所匹配的微型轎車顯得儲(chǔ)備功率不夠，為了適 應(yīng)各種動(dòng)態(tài)工況，軟件復(fù)雜程度大大增加，需要集成人的控制經(jīng)驗(yàn)，保證各種工況下汽車 運(yùn)行良好。為了適應(yīng)各種標(biāo)號(hào)的汽油，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，需要盡可能加大點(diǎn)火提前角， 為此需要檢測發(fā)動(dòng)機(jī)是否爆震，以優(yōu)化點(diǎn)火提前角。綜上所述，368Q發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)其電子控制單元的要求是價(jià)格很低廉、同時(shí)產(chǎn)品非常可靠， 且有極強(qiáng)的自適應(yīng)性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一個(gè)專門針對(duì)368Q三氣缸汽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡潔又有較高智能性的 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元。本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)368Q汽油發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制單元，包括主控高速M(fèi)EGA128單片機(jī)、噴油嘴智能驅(qū)動(dòng)、怠速步進(jìn)電機(jī)智能驅(qū)動(dòng)芯片、智能點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片、碳罐閥智能功率驅(qū)動(dòng)、數(shù)字信號(hào)處 理電路、模擬信號(hào)輸入處理電路、通信電路和電源；噴油嘴智能驅(qū)動(dòng)芯片、怠速步進(jìn)電機(jī) 智能驅(qū)動(dòng)芯片、智能點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片、碳罐閥智能功率驅(qū)動(dòng)、數(shù)字信號(hào)處理電路、模擬信號(hào) 輸入處理電路、通信電路和電源分別與主控高速M(fèi)EGA128單片機(jī)信號(hào)連接；該控制單元 還包括磁阻自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)接口電路和爆震模式識(shí)別單片機(jī)；所述磁阻自適應(yīng) 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)接口電路和爆震模式識(shí)別單片機(jī)與主控高速M(fèi)EGA128單片機(jī)信號(hào)連 接；所述爆震模式識(shí)別單片機(jī)MEGA8高速小型單片機(jī)，與原始的爆震信號(hào)輸入端連接； MEGA8髙速小型單片機(jī)內(nèi)部嵌入了基于離散傅立葉變換的發(fā)動(dòng)機(jī)爆震檢測模式識(shí)別軟件， 把發(fā)動(dòng)機(jī)爆震信息經(jīng)串行通信告之主控髙速M(fèi)EGA128單片機(jī)。所述噴油嘴智能驅(qū)動(dòng)芯片為智能功率場效應(yīng)管BTS142D，與噴油嘴相連，控制噴油嘴 的噴油量。所述怠速步進(jìn)電機(jī)智能驅(qū)動(dòng)芯片為TLE4729G,與怠速歩進(jìn)電機(jī)相連，控制步進(jìn)電機(jī) 的丌啟步數(shù)。所述智能點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片為VB325SP芯片，與點(diǎn)火線圈相連，控制點(diǎn)火線圈的充電與放電。所述碳罐閥智能功率驅(qū)動(dòng)與碳罐閥相連，控制碳罐閥開度。所述數(shù)字信號(hào)處理電路采用74HC240緩沖器，把輸入開關(guān)信號(hào)變?yōu)閿?shù)字電平信號(hào)并輸 出到主控單片機(jī)；所述模擬信號(hào)處理電路采用模擬運(yùn)算放大器LM2卯3構(gòu)造二階巴特沃斯濾波器，把發(fā)動(dòng)機(jī)的模擬信號(hào)濾波后輸出至主控單片機(jī)。所述曲軸位置信號(hào)磁阻自適應(yīng)接口電路包括峰值保持電路、過零檢測電路和峰值適配 電路；所述括峰值保持電路由第一比較器、三個(gè)二極管、電容和第一電阻組成，第一比較 器的輸出端與第一二極管的陽極連接，第一二極管的陰極與串聯(lián)連接的第二、第三二極管 連接，還與并聯(lián)連接的電容和第一電阻連接；峰值適配電路由第二比較器以及第二和第三 電阻組成，第二比較器正極與第一比較器的負(fù)極及第三二極管的陰極連接，第二比較器負(fù) 極經(jīng)第三電阻與其輸出端相連；過零檢測電路包括第三比較器和三極管，第二比較器通過 第二電阻與第三比較器的負(fù)極連接，第三比較器的輸出端與三極管的基極相連，三極管的 發(fā)射極接地，集電極開路輸出第三比較器的正極與第一比較器正極連接，并與電流限流 電阻連接。本發(fā)明采用驅(qū)動(dòng)電流大、導(dǎo)通電阻小的智能垂直工藝功率場效應(yīng)管(POWERMOSFET) 作為功率驅(qū)動(dòng)，使電磁閥、噴油嘴、點(diǎn)火線圏的功率驅(qū)動(dòng)都無需加裝散熱器，且所采用功率驅(qū)動(dòng)芯片還具有智能電路故障診斷功能。與電池電源相連的電壓穩(wěn)定調(diào)節(jié)器和功率驅(qū)動(dòng) 都具有電壓飛升自我保護(hù)功能。對(duì)于特殊的輸入信號(hào)如測量發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置和轉(zhuǎn)速的曲軸 位置傳感器，為適應(yīng)該信號(hào)是一個(gè)交流電壓信號(hào)，且信號(hào)幅值隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化而大范圍 波動(dòng)的特點(diǎn)，采用磁阻自適應(yīng)電路作為接口電路處理。針對(duì)368Q發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)，本發(fā)明設(shè)計(jì)了系列局部智能控制算法，使整車的廢氣排放、 駕駛性能有明顯改善。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)(1) 電控單元電路無需額外散熱器導(dǎo)熱至ECU外殼，其耐受振動(dòng)沖擊、防水性能優(yōu) 于同類產(chǎn)品。(2) 電壓調(diào)整穩(wěn)定模塊和功率驅(qū)動(dòng)模塊都有智能自保護(hù)功能，耐受電池頭瞬間松脫導(dǎo) 致電壓突然飛升的電壓沖擊(Load Dump)能力優(yōu)于同類產(chǎn)品。(4) 采用磁阻自適應(yīng)電路處理發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)，而不是通過電壓比較法處理該信 號(hào)，能自動(dòng)適應(yīng)輸入信號(hào)幅值的動(dòng)態(tài)變化。(5) 采用數(shù)字信號(hào)處理方法(離散付立葉變換)處理爆震信號(hào)識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，誤識(shí) 別率低于傳統(tǒng)模擬信號(hào)處理方法。(6) 除實(shí)現(xiàn)基本的發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略外，還針對(duì)368Q發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)引入一系列局部智 能控制，使所匹配車的怠速排放指標(biāo)、二十八工況循環(huán)排放指標(biāo)、整車加速性能優(yōu)于同類 產(chǎn)品。


圖l為本發(fā)明的原理方框圖。圖2為點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片電路板布局設(shè)計(jì)。圖3為MEGA8單片機(jī)基于離散付立葉變換的爆震模式識(shí)別流程圖。圖4為磁阻自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)接口電路原理圖。圖5為噴油脈寬計(jì)算流程框圖。圖6為點(diǎn)火提前角控制計(jì)算流程框圖。圖7為怠速步進(jìn)電機(jī)控制計(jì)算流程框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，368Q汽油發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制單元包括主控髙速M(fèi)EGA128單片機(jī)1、 噴油嘴智能驅(qū)動(dòng)4、怠速步進(jìn)電機(jī)智能驅(qū)動(dòng)芯片5、智能點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片6、碳罐閥智能功率驅(qū)動(dòng)7、數(shù)字信號(hào)處理電路8、模擬信號(hào)輸入處理電路9、通信電路10和電源11;噴油嘴 智能驅(qū)動(dòng)4、怠速歩進(jìn)電機(jī)智能驅(qū)動(dòng)芯片5、智能點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片6、碳罐閥智能功率驅(qū)動(dòng)7、 數(shù)字信號(hào)處理電路8、模擬信號(hào)輸入處理電路9、通信電路10和電源11分別與主控高速 MEGA128單片機(jī)l信號(hào)連接;該控制單元還包括磁阻自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)接口電路 2和爆震模式識(shí)別單片機(jī)3;所述磁阻自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)接口電路2、爆震模式識(shí) 別單片機(jī)3與主控高速M(fèi)EGA128單片機(jī)1信號(hào)連接。圖1中各箭頭表示各部分的連接關(guān) 系。磁阻自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)接口電路2把交流的位置信號(hào)變換為直流脈沖信號(hào)， 輸入給主控單片機(jī)，這是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的主信號(hào)。主控髙速八位單片機(jī)1采用MEGA128單片機(jī)，為智能電子控制單元的核心，發(fā)動(dòng)機(jī) 控制軟件由該單片機(jī)負(fù)責(zé)執(zhí)行。主控單片機(jī)把控制信號(hào)輸出至各個(gè)輸出芯片以驅(qū)動(dòng)噴油嘴智能驅(qū)動(dòng)4、怠速步進(jìn)電機(jī) 智能驅(qū)動(dòng)芯片5、智能點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片6和碳罐閥智能功率驅(qū)動(dòng)7，智能驅(qū)動(dòng)芯片把命令執(zhí)行 情況反饋回主控單片機(jī)。智能功率驅(qū)動(dòng)，是指所采用的功率驅(qū)動(dòng)芯片不僅有TE常的功率驅(qū) 動(dòng)功能而且還有故障'*斷和異常自保護(hù)功能，芯片能偵測到外部執(zhí)行器電路是否短路、開 路等故障并反饋給單片機(jī)。噴油嘴智能驅(qū)動(dòng)芯片4為智能功率場效應(yīng)管BTS142D，它與噴油嘴相連，控制噴油嘴 的噴油量。怠速步進(jìn)電機(jī)智能驅(qū)動(dòng)芯片5釆用TLE4729G，它與怠速步進(jìn)電機(jī)相連，控制 步進(jìn)電機(jī)的開啟步數(shù)。智能點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片6為VB325SP，它與點(diǎn)火線圈相連，控制點(diǎn)火線 圈的充電與放電。碳罐閥智能功率驅(qū)動(dòng)7與碳罐閥相連，控制碳罐閥開度。數(shù)字信號(hào)處理 電路8采用74HC240緩沖器，把輸入開關(guān)信號(hào)變?yōu)閿?shù)字電平信號(hào)并輸出到主控單片機(jī)。模 擬信號(hào)處理電路9采用模擬運(yùn)算放大器LM2903構(gòu)造二階巴特沃斯濾波器，把發(fā)動(dòng)機(jī)的模 擬信號(hào)濾波后輸出至主控單片機(jī)。通信電路IO實(shí)現(xiàn)控制單元與外界的信息交換。系統(tǒng)電源 ll連接電池，把波動(dòng)的電池電壓降為+5V穩(wěn)定電壓，作為工作電源供應(yīng)給控制單元的各部 件。爆震模式識(shí)別單片機(jī)3選用MEGA8髙速小型單片機(jī)，與原始的爆震信號(hào)輸入端連接 MEGA8髙速小型單片機(jī)內(nèi)部嵌入了基于離散傅立葉變換的發(fā)動(dòng)機(jī)爆震檢測模式識(shí)別軟件， 把發(fā)動(dòng)機(jī)爆震信息經(jīng)串行通信告之主控髙速M(fèi)EGA128單片機(jī)1。為動(dòng)態(tài)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制，必須實(shí)時(shí)檢測發(fā)動(dòng)機(jī)爆震信號(hào)，傳統(tǒng)是基于模擬可編程 放大器設(shè)計(jì)帶通濾波器實(shí)現(xiàn)爆震模式識(shí)別。本發(fā)明采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)爆震識(shí)別。如圖3所示為MEGA8單片機(jī)基于離散付立葉變換的爆震模式識(shí)別流程圖，首先是把原始爆震信號(hào)進(jìn)行濾波放大，然后提取爆震信號(hào)的時(shí)間域振動(dòng)特征，再提取爆震信號(hào)的頻 率域振動(dòng)特征，最后計(jì)算爆震信號(hào)的頻譜能量，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震。算法核心是對(duì) 時(shí)變輸入信號(hào)進(jìn)行離散付立葉變換。提取爆震信號(hào)的頻率域振動(dòng)特征是基于離散付立葉變換(DFT),求得8個(gè)爆震頻譜段感興趣點(diǎn)的頻譜能量，頻譜能量由頻點(diǎn)正弦分量幅值表示。 這8個(gè)感興趣的頻點(diǎn)是5KHz、 6KHz、 7KHz、 8KHz、 9KHz、 10KHz、 llKHz、 12KHz。離散付 立葉變換計(jì)算公式如式1所示
<formula>formula see original document page 8</formula> (式1)上式中^是頻率索引數(shù)、n是柴樣時(shí)間索引數(shù)、N是樣本長度、x(n)是時(shí)域信號(hào)值、 X[k]是頻域正弦分量幅值。具伴某點(diǎn)頻率的幅值根據(jù)式2計(jì)算。<formula>formula see original document page 8</formula> (式2) 上式中，<formula>formula see original document page 8</formula>如圖4所示為曲軸位置信號(hào)磁阻自適應(yīng)接口電路原理圖。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的主輸入信 號(hào)是曲軸位置信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置采用電磁感應(yīng)式傳感器測量。曲軸位置信號(hào)的幅值與 頻率隨發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速的變化而變化(幅值從1. 3V交流變化至36V交流，頻率由十幾赫茲 變化到幾千赫茲)。所以處理該信號(hào)不能采用固定比較門值的電壓比較法，而是采用磁阻自 適應(yīng)電路處理該信號(hào)，檢測由正到負(fù)過零信號(hào)，觸發(fā)輸出脈沖。如圖4所示，曲軸位置信 號(hào)磁阻自適應(yīng)接口電路2包括峰值保持電路、過零檢測電路和峰值適配電路；所述括峰值 保持電路由第一比較器A1、三個(gè)二極管、電容Ce和第一電阻Rl組成，第一比較器的輸 出端與第一二極管D1的陽極連接，第一二極管D1的陰極與串聯(lián)連接的第二二極管D2和 第三二極管D3連接，還與并聯(lián)連接的電容Ce和第一電阻Rl連接；峰值適配電路由第二 比較器A2以及第二和第三電阻R2、 R3,第二比較器A2正極與第一比較器A1的負(fù)極及 第三二極管的陰極連接，第二比較器A2負(fù)極經(jīng)第三電阻R3與其輸出端相連；過零檢測電 路包括第三比較器A3和三極管T,第二比較器A2通過第二電阻R2與第三比較器A3的負(fù) 極連接，第三比較器A3的輸出端與三極管T的基極相連，三極管的發(fā)射極接地，集電極 丌路輸出；第三比較器A3的正極與第一比較器A1正極連接，并與電流限流電阻RO連接。 曲軸位置信號(hào)自電流限流電阻R0接入。該曲軸位置信號(hào)磁阻自適應(yīng)接口電路設(shè)置一個(gè)隨輸 入信號(hào)幅值自適應(yīng)變化的遲滯電路，輸入信號(hào)幅值大于遲滯門限值才能觸發(fā)輸出脈沖信號(hào)。 圖4中電容Ce起信號(hào)峰值保持作用，輸入信號(hào)幅值變化則Ce上的電壓隨之變化。當(dāng)輸入 信號(hào)下降沿低于0V則觸發(fā)一個(gè)輸出脈沖，不是一般信號(hào)下降沿就觸發(fā)一個(gè)輸出脈沖。主控單片機(jī)通過計(jì)算上輸出脈沖的時(shí)間間隔，就能計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。如圖2所示為無需額外散熱器的智能功率驅(qū)動(dòng)電路布局設(shè)計(jì)，圖中點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片 VB325SP 2-1為帶恒流功能的智能垂直工藝點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片，正常工作時(shí)微發(fā)熱。該芯片是 表面焊接封裝形式貼在線路板，芯片兩端連接較大面積雙面裸露銅箔2-2,并在雙面裸露銅 箔2-2鉆多個(gè)上下對(duì)流散熱過孔，保證正常工作時(shí)驅(qū)動(dòng)芯片溫度在40"以下，使點(diǎn)火驅(qū)動(dòng) 也無需額外加裝散熱器。雙面裸露銅箔2-2正面外圍為絕緣層2-3。針對(duì)噴油嘴、碳罐閥、 繼電器組統(tǒng)一采用智能功率場效應(yīng)管BTS142D作為驅(qū)動(dòng)，對(duì)于這些負(fù)載，場效應(yīng)管 BTS142D工作時(shí)不發(fā)熱，無需散熱處理。當(dāng)電控單元電路板沒有傳統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)電路所需的散熱器，可避免功率芯片緊貼散熱器 安裝所產(chǎn)生的不必要安裝應(yīng)力，大大提高電路板整體耐受振動(dòng)沖擊的能力，使電控單元適 應(yīng)汽車這種振動(dòng)工作環(huán)境，另一方面沒有散熱器使電路板采用簡單的中間安裝方式，電路 板安裝平面與鋁合金外殼上下距離大于6毫米，保證即使萬一有事故有一點(diǎn)水進(jìn)入控制單 元仍不致被水浸沒電路板，避免短路燒毀電子器件事故。本電子控制單元的控制軟件是針對(duì)368Q這種三缸汽油機(jī)開發(fā)，控制軟件主要由噴油 脈寬計(jì)算、點(diǎn)火提前角計(jì)算、怠速步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行步數(shù)計(jì)算三大部分構(gòu)成。圖5是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給的噴油脈寬計(jì)算流程圖，該軟件的把發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分為啟 動(dòng)、怠速、行駛(油門位置離開怠速位置)三種模式，每一種模式中又分為邏輯互斥的若 干狀態(tài)，如正常行駛模式中分為急加速、急減速、穩(wěn)速、滿負(fù)荷等狀態(tài)，每一種狀態(tài)有其 特有的噴油計(jì)算子程序。在啟動(dòng)模式，首先通過事先的實(shí)驗(yàn)獲得基本的開環(huán)啟動(dòng)噴油量， 軟件再通過測量發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際的啟動(dòng)負(fù)荷以修正啟動(dòng)噴油量，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)暖機(jī)過程，則根據(jù) 發(fā)動(dòng)機(jī)水溫和轉(zhuǎn)速修正設(shè)定的空氣/燃料比。在怠速模式，采取遞階模糊控制，首先根據(jù)發(fā) 動(dòng)機(jī)水溫與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定基本怠速噴油量，再根據(jù)氧傳感器測量值修正怠速噴油脈寬， 同時(shí)主控單片機(jī)監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)有無怠速異常負(fù)荷擾動(dòng)，若有則增加額外的噴油以穩(wěn)定怠速。 在行駛模式，首先基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷計(jì)算出基本行駛噴油脈寬，再根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)所處的 具體狀態(tài)，進(jìn)行加速補(bǔ)償、減速補(bǔ)償與滿負(fù)荷補(bǔ)償以修正噴油脈寬。圖6是點(diǎn)火提前角計(jì)算流程圖，與噴油計(jì)算類似，也是區(qū)分發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的不同模式與 狀態(tài)，相應(yīng)每一種特殊狀態(tài)有特殊的點(diǎn)火提前角計(jì)算子程序。在啟動(dòng)模式基本是采用固定 點(diǎn)火提甜角，在怠速模式首先是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定點(diǎn)火提前角，在判斷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí) 際波動(dòng)情況，增加或減少點(diǎn)火提前角以減少發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)怠速穩(wěn)定化。在行駛模 式，由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷確定基本的點(diǎn)火提前角，而由爆震識(shí)別單片機(jī)獲取的發(fā)動(dòng)機(jī)爆震信息作為主控單片機(jī)的反饋信號(hào)，調(diào)整點(diǎn)火提前角，以獲得最佳點(diǎn)火提前角。圖7是怠速步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行位置計(jì)算流程圖，仍然是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行模式，分別計(jì) 算怠速步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行位置。另外除了根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷與冷卻液溫度，并區(qū)分發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行 狀態(tài)計(jì)算怠速步進(jìn)電機(jī)位置外，還特意增加油門離開與回到怠速位置的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，以改善 汽車運(yùn)行的平順性。
權(quán)利要求
1、368Q汽油發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制單元，包括主控高速M(fèi)EGA128單片機(jī)、噴油嘴智能驅(qū)動(dòng)、怠速步進(jìn)電機(jī)智能驅(qū)動(dòng)芯片、智能點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片、碳罐閥智能功率驅(qū)動(dòng)、數(shù)字信號(hào)處理電路、模擬信號(hào)輸入處理電路、通信電路和電源；噴油嘴智能驅(qū)動(dòng)芯片、怠速步進(jìn)電機(jī)智能驅(qū)動(dòng)芯片、智能點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片、碳罐閥智能功率驅(qū)動(dòng)、數(shù)字信號(hào)處理電路、模擬信號(hào)輸入處理電路、通信電路和電源分別與主控高速M(fèi)EGA128單片機(jī)信號(hào)連接；其特征在于，該控制單元還包括磁阻自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)接口電路和爆震模式識(shí)別單片機(jī)；所述磁阻自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)接口電路和爆震模式識(shí)別單片機(jī)與主控高速M(fèi)EGA128單片機(jī)信號(hào)連接；所述爆震模式識(shí)別單片機(jī)MEGA8高速小型單片機(jī)，與原始的爆震信號(hào)輸入端連接；MEGA8高速小型單片機(jī)內(nèi)部嵌入了基于離散傅立葉變換的發(fā)動(dòng)機(jī)爆震檢測模式識(shí)別軟件，把發(fā)動(dòng)機(jī)爆震信息經(jīng)串行通信告之主控高速M(fèi)EGA128單片機(jī)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的368Q汽油發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制單元，其特征在于，所述噴 油嘴智能驅(qū)動(dòng)芯片為智能功率場效應(yīng)管BTS142D，與噴油嘴相連，控制噴油嘴的噴油量。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的368Q汽油發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制單元，其特征在于，所述怠 速步進(jìn)電機(jī)智能驅(qū)動(dòng)芯片為TLE4729G，與怠速步進(jìn)電機(jī)相連，控制步進(jìn)電機(jī)的開啟歩數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的368Q汽油發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制單元，其特征在于，所述智 能點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片為VB325SP芯片，與點(diǎn)火線圈相連，控制點(diǎn)火線圈的充電與放電。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的368Q汽油發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制單元，其特征在于，所述碳 罐閥智能功率驅(qū)動(dòng)與碳罐閥相連，控制碳罐閥開度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的368Q汽油發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制單元，其特征在于，所述數(shù) 字信號(hào)處理電路采用74HC240緩沖器，把輸入開關(guān)信號(hào)變?yōu)閿?shù)字電平信號(hào)并輸出到主控單 片機(jī)；所述模擬信號(hào)處理電路采用模擬運(yùn)算放大器LM2903構(gòu)造二階巴特沃斯濾波器，把 發(fā)動(dòng)機(jī)的模擬信號(hào)濾波后輸出至主控單片機(jī)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的368Q汽油發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制單元，其特征在于，所述曲 軸位置信號(hào)磁阻自適應(yīng)接口電路包括峰值保持電路、過零檢測電路和峰值適配電路；所述 括峰值保持電路由第一比較器、三個(gè)二極管、電容和第一電阻組成，第一比較器的輸出端 與第一二極管的陽極連接，第一二極管的陰極與串聯(lián)連接的第二、第三二極管連接，還與 并聯(lián)連接的電容和第一電阻連接；峰值適配電路由第二比較器以及第二和第三電阻組成， 第二比較器正極與第一比較器的負(fù)極及第三二極管的陰極連接，第二比較器負(fù)極經(jīng)第三電阻與其輸出端相連；過零檢測電路包括第三比較器和三極管，第二比較器通過第二電阻與 第三比較器的負(fù)極連接，第三比較器的輸出端與三極管的基極相連，三極管的發(fā)射極接地， 集電極開路輸出第三比較器的正極與第一比較器正極連接，并與電流限流電阻連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了368Q汽油發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制單元，該控制單元磁阻自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)接口電路和爆震模式識(shí)別單片機(jī)與主控高速M(fèi)EGA128單片機(jī)信號(hào)連接；爆震模式識(shí)別單片機(jī)MEGA8高速小型單片機(jī)，與原始的爆震信號(hào)輸入端連接；MEGA8高速小型單片機(jī)內(nèi)部嵌入了基于離散傅立葉變換的發(fā)動(dòng)機(jī)爆震檢測模式識(shí)別軟件，把發(fā)動(dòng)機(jī)爆震信息經(jīng)串行通信告之主控高速M(fèi)EGA128單片機(jī)。該控制單元專門針對(duì)368Q發(fā)動(dòng)機(jī)的特殊性，設(shè)計(jì)了智能控制軟件，保證良好的啟動(dòng)性、加速性，并使發(fā)動(dòng)機(jī)綜合油耗最低，該無需額外加裝散熱器散熱的功率驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)F02D43/00GK101225775SQ200710032530
公開日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者李樹英, 兵 肖 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)