【正文】 湖南工程學(xué)院畢業(yè)論文電控燃油噴射控制器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘要 IAbstract II第1章 緒 論 1 本課題研究的背景及意義 1 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望 1第2章 電控燃油噴射系統(tǒng) 3 電控燃油噴射系統(tǒng)概述 3 電控燃油噴射系統(tǒng)的組成與原理 3 3 3 4（EUC） 4 5 6第3章 硬件電路總體設(shè)計(jì) 8（ECU)總體設(shè)計(jì) 8 各單元電路設(shè)計(jì) 9 9 MC9S12DP256單片機(jī)的特點(diǎn) 9 MC9S12DP256的主要引腳及功能 10 MC9S12DP256單片機(jī)I/O資源分配 11 MC9S12DP256單片機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12 13 13 14第4章 ECU軟件設(shè)計(jì) 16 16 16 17 184. 3噴油子程序設(shè)計(jì) 19 19 25 27結(jié)束語 29參考文獻(xiàn) 30致謝 31附錄A 噴油控制器源程序 32附錄B 總體電路圖 42電控燃油噴射控制器的設(shè)計(jì)電控燃油噴射控制器的設(shè)計(jì)摘要:日益嚴(yán)重的能源問題和環(huán)境危機(jī)迫使汽油機(jī)朝低污染、低油耗和高功率的方向發(fā)展。微處理器和電子控制技術(shù)的發(fā)展，使汽油機(jī)電控技術(shù)得到應(yīng)用。采用電控系統(tǒng)的汽油機(jī)能對(duì)工況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，根據(jù)工況的變化計(jì)算實(shí)際需要的油量、壓力和正時(shí)，以改善燃燒性能，使汽油機(jī)具有更好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性與排放性。本文主要是在借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)電噴技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)汽油機(jī)電控單元的硬件與軟件開發(fā)技術(shù)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。汽油機(jī)電子控制的關(guān)鍵技術(shù)是汽油機(jī)電子控制單元(ECU)的軟件、硬件的開發(fā)，通過對(duì)其硬件電路和軟件程序的不斷改進(jìn)，逐步滿足汽車電子各方面更加精確控制的要求。結(jié)合我國(guó)當(dāng)前排放法規(guī)的要求和燃油品質(zhì)的現(xiàn)狀，分析了汽油機(jī)電控技術(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)的具體情況，主要以MC9S12DP256單片機(jī)為主芯片，設(shè)計(jì)了噴油控制系統(tǒng)的軟件和硬件，硬件電路圖和噴油主程序、脈寬計(jì)算程序、A/D轉(zhuǎn)換程序和轉(zhuǎn)速計(jì)算程序在內(nèi)的軟件。該系統(tǒng)經(jīng)運(yùn)行調(diào)試后，基本可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油要求，為后續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的設(shè)計(jì)、應(yīng)用提供了一定的參考。關(guān)鍵字：汽油機(jī)。 MC9S12DP256。電控單元。噴油系統(tǒng)The controller design of electronic control fuel injectionAbstract:Energy problem and environmental crisis is getting increasingly serious, that forced the development of gasoline engine to turn to the destination of low pollution,low fuel consumption and high power. The development of the microprocessor and electronic control technology, make the electronic control technology for gasoline engine has been applied. Gasoline engine with electronic control system can realtime monitor the work conditions to calculate the actual needs of the oil, the pressure, and the right injection time, that improve the bustion performance of the gasoline engine, make it has better power, economy and emissions. This Paper will focus on the analysis and development on the hardware and Software of ECU based on the reference of foreign advanced ECU technology. The key of the engine electronic control is to develop the hardware and software of ECU. The gradual development of the hardware and software will meet the need of more accurate control for the vehicle electronies. Combined with the request of current emission regulation and fuel qualify，it analyzes the ECU technology and the real environment of engine，then designs the hardware and software of the fuel injection of the ECU with the MC9S12DP256 as the main CMOS chip. It also draws the hardware with the protel Software and designs the ASM software Proceeding etc. Hardware and software Tests how that the improved ECU can meet the basic requires of the vehiele. At the same time，gave out the reference for the design of the best ECU in the future.Keywords: Petrol machine。 MC9S12DP256。 Electronic Control Unit。 Fuel Injection System 52第1章 緒 論 本課題研究的背景及意義隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)積的加快，城市污染口趨嚴(yán)重，而汽車尾氣的排放是城一市污染的主要來源。汽車尾氣排放中的未燃?xì)?、氮氧化合物、在大氣中通過光化學(xué)煙霧反應(yīng)而形成的臭氧、過氧酞基硝酸鹽等對(duì)人休造成極大的危害，已成為危及人類健康的主要因素，因此，節(jié)能和“零污染”已成為可持續(xù)發(fā)展對(duì)汽車工業(yè)提出的緊迫和嚴(yán)格的時(shí)代要求。在發(fā)動(dòng)機(jī)上采用微機(jī)控制的燃油噴射和點(diǎn)火系統(tǒng)，能夠精確對(duì)空燃比和點(diǎn)火時(shí)刻等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化控制，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況廠都能處一于最佳工作狀志，使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮出最佳的性能水平，從而為綜合解決發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能和排氣進(jìn)化這兩大難題提供了有效途徑。為了降低汽油機(jī)的能源消耗，滿足節(jié)能和排放法規(guī)的要求，電子控制技術(shù)在汽油機(jī)中的應(yīng)用和發(fā)展已經(jīng)成為必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。所以研究汽油機(jī)電控噴油系統(tǒng)和執(zhí)行器的控制原理、電控系統(tǒng)中傳感器的應(yīng)用、汽油機(jī)電控系統(tǒng)的電控單元（ECU）設(shè)計(jì)及電控技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì) ，其中電子控制單元主要由單片機(jī)控制。電氣化控制系統(tǒng)取代機(jī)械化控制不僅提高汽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)測(cè)量的控制精度也滿足了節(jié)能減排的要求。提高汽油機(jī)電控系統(tǒng)的智能化是未來世界重工業(yè)研究的重要方向，是各國(guó)綜合實(shí)力的象征。 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望目前，建立在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)試技術(shù)高速發(fā)展基礎(chǔ)上的電控噴射技術(shù)已在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品中得到了廣泛運(yùn)用，取代了傳統(tǒng)的化油器和機(jī)械式分電器的供油和點(diǎn)火力式，使電控I噴射及點(diǎn)火系統(tǒng)成為現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)主要組成部分，并做為衡量整機(jī)性能水平的標(biāo)志，目前國(guó)外汽車兒乎100%采用電控噴射技術(shù)。在我國(guó)，隨著汽車擁有量的人幅度增加，汽車尾氣造成的環(huán)境污染已十分嚴(yán)重。因此，國(guó)家制訂了越來越嚴(yán)格的汽車排放法規(guī)限制汽車尾氣污染。國(guó)家機(jī)械氣業(yè)局2000年公布了控制汽車產(chǎn)品排放指標(biāo)和工作方針，我國(guó)汽車產(chǎn)品排放控制的總休}}標(biāo)是:2D00年達(dá)到歐洲20世紀(jì)SD年代后期水平，2002年達(dá)到歐洲20世紀(jì)90年代初控制水平，2010年實(shí)現(xiàn)與國(guó)際控制水平同步。汽車產(chǎn)品的排放控制將對(duì)所有車型的所有污染物進(jìn)行控制，推廣汽車電子控制燃油噴射技術(shù)。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)處理機(jī)、存儲(chǔ)器和I0功能不斷完善，使發(fā)動(dòng)機(jī)控制朝著綜合控制的方向發(fā)展，由單項(xiàng)控制發(fā)展為多項(xiàng)控制，控制項(xiàng)口不斷增多，以日產(chǎn)EECS控制系統(tǒng)為例，除空燃比、點(diǎn)火提前角和廢氣再循環(huán)外，增加了怠速控制、爆震控制、油泵電流控制和燃油壓力控制等項(xiàng)口。為提高系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)增加了自診斷功能不備份CPU ,存儲(chǔ)器和曲軸位置傳感器。國(guó)內(nèi)對(duì)車用汽油機(jī)微機(jī)控制的研究起步較晚，目前仍處于單項(xiàng)控制系統(tǒng)的研發(fā)階段，與國(guó)外研究水平存在一定的差距，尚末開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的ECU。在中國(guó)經(jīng)濟(jì)保持快速、穩(wěn)定發(fā)展的環(huán)境下，我國(guó)的汽車產(chǎn)業(yè)迎來了一個(gè)新的發(fā)展階段，我國(guó)己經(jīng)成為個(gè)球第二人汽車制造國(guó)。2006年，中國(guó)汽一車產(chǎn)為728萬輛，比上年增長(zhǎng)27%，已超過德國(guó)，僅次于美國(guó)、日本，居世界第三位。到了2007年中國(guó)汽車產(chǎn)帚有望突破800萬輛。從今年到2010年之間，~1000萬輛。因此公司不遺余力地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)，在與外國(guó)合資生產(chǎn)的同時(shí)，大力開發(fā)自主品牌車力圖盡快搶占片更大市場(chǎng)份額。但是，目前表面很紅火的汽車工業(yè)很大一部分采取合資形態(tài)，所以自主研發(fā)的重要性尤為突出。 第2章 電控燃油噴射系統(tǒng) 電控燃油噴射系統(tǒng)概述電控燃油噴射系統(tǒng)它是以電子控制（ECU）裝置為核心，利用安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)不同位置上的傳感器，測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工作參數(shù)，按照控制程序，通過控制電動(dòng)噴油器精確控制噴油量，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能獲得最佳濃度的混合氣。電控燃油噴射系統(tǒng)因應(yīng)用情況不同，有各種相應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)組成形式，應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車的結(jié)構(gòu)性能水平、使用環(huán)境條件、對(duì)各種性能和要求的側(cè)重點(diǎn)及排放法規(guī)的嚴(yán)格程度等各種因素，確定所采用的電控燃油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置。 電控燃油噴射系統(tǒng)的組成與原理電控燃油噴射系統(tǒng)因應(yīng)用情況不同，有各種不同的結(jié)構(gòu)組成形式，應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車的結(jié)構(gòu)性能水平、使用環(huán)境條件、對(duì)各種性能要求的側(cè)重點(diǎn)及排放法規(guī)的嚴(yán)格要求程度等各種因素確定所采用的電控燃油噴射及點(diǎn)火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置。一般電控汽油噴射系統(tǒng)由空氣供給系統(tǒng)、供油供給系統(tǒng)及電子控制系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)組成。 進(jìn)氣歧管氣缸空氣空氣濾清器空氣流量器進(jìn)氣壓力傳感器節(jié)氣門體燃油供給系統(tǒng)的作用是供給缸內(nèi)燃燒所必需的汽油量。 油箱汽油泵濾清器緩沖器噴油器進(jìn)氣歧管油箱調(diào)壓器 燃油泵為渦輪式單級(jí)電動(dòng)泵，由ECU通過燃油泵繼電器控制工作。電子控制系統(tǒng)功能是據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況和車輛運(yùn)行狀況確定該工況下的最佳噴油量和最佳噴油時(shí)刻及最佳點(diǎn)火時(shí)刻。它主要包括以下幾部分:ECU、節(jié)氣門位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、水溫傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、氧傳感器、爆震傳感器，以及曲軸位傳感器和凸輪相位傳感器等?？諝饬髁科饔?jì)點(diǎn)火開關(guān)爆震傳感器汽油泵噴油器廢氣再循環(huán)電控閥蓄電池水溫度傳感器節(jié)氣門位置傳感器氧傳感器車速傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元ECU曲軸位置和轉(zhuǎn)速傳感器凸輪軸位置傳感器點(diǎn)火器總速電控閥 電子控制系統(tǒng)的組成（EUC）控制單元是一個(gè)以單片機(jī)為核心的微處理器，它的功能是處理來自整車不同部件的傳感器數(shù)據(jù)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況，再通過執(zhí)行器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。信號(hào)放大處理A/D轉(zhuǎn)換電路開關(guān)信號(hào)輸入CPURAM驅(qū)動(dòng)電路ROM 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU原理圖信號(hào)放大處理電路把從傳感器來的弱點(diǎn)信號(hào)放大，同時(shí)對(duì)一些非線性信號(hào)進(jìn)行線性化處理，對(duì)開關(guān)信號(hào)濾波處理和電位變換。A/D電路對(duì)模擬量進(jìn)行數(shù)字化處理，通過A/D轉(zhuǎn)換的信號(hào)有水溫、空氣溫度、節(jié)氣門開度、壓力。開關(guān)信號(hào)處理電路進(jìn)行電位的轉(zhuǎn)換以便能與CPU接口，它處理的信號(hào)有曲軸位置信號(hào)、節(jié)氣門開度信號(hào)、氧傳感器信號(hào)、空調(diào)開關(guān)信號(hào)。其中要從曲軸位置信號(hào)中分離出轉(zhuǎn)速信號(hào)和基準(zhǔn)位置信號(hào)，并分別傳給CPU以減輕CPU的負(fù)擔(dān)，CPU一般選擇處理能力強(qiáng)的單片機(jī)，最好用能進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算的DSP芯片，以適應(yīng)處理復(fù)雜的控制程序。驅(qū)動(dòng)電路有點(diǎn)火電路、噴油驅(qū)動(dòng)電路和怠速閥驅(qū)動(dòng)電路。1) 冷卻液溫度傳感器冷卻液溫度傳感器用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)機(jī)工作溫度，ECU將根據(jù)不同的冷卻水溫度，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供最佳的控制方案。其原理為采用熱敏電阻檢測(cè)冷卻液溫度，一般裝在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液小循環(huán)通道上。該熱敏電阻式一種負(fù)溫度系數(shù)（NTC）的敏感組件，有銅套封住，水溫低時(shí)，電阻大，ECTS輸出電壓高，但并非線性。2) 進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器用于檢測(cè)進(jìn)去發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的空氣溫度。由于進(jìn)氣密度隨溫度改變而變化，它是反應(yīng)進(jìn)入汽缸實(shí)際空氣量的必要參數(shù)之一，因此，ECU必須根據(jù)IAT信號(hào)對(duì)噴油量進(jìn)行修正。其工作原理和輸出特性與冷卻液溫度傳感器相同（），一般也采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，只是熱敏電阻是裸露的，在采用速度密度法的電控發(fā)動(dòng)機(jī)中，其一般安裝在空氣濾清器的殼體內(nèi)或進(jìn)氣總管內(nèi)。3) 進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器是速度密度法空氣流量測(cè)量系統(tǒng)中最終要的傳感器，其句發(fā)動(dòng)冬季復(fù)合狀況，檢測(cè)進(jìn)氣壓力的變化，并將其轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)，與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)一起，作為電控單元ECU計(jì)算基本朋友量和基本點(diǎn)火提前角的依據(jù)。電控發(fā)動(dòng)機(jī)中以半導(dǎo)體壓敏電阻式MAP傳感器應(yīng)用最為廣泛，它由密封在真空室的彈性硅片和相應(yīng)的橋式電路組成。標(biāo)準(zhǔn)的5V電壓施加在電橋的臆斷，當(dāng)壓力變化致使硅芯片變形時(shí)，組織隨之變化，電橋另一端輸出與壓力成正比的0—5V電壓信號(hào)。4) 節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器有線性輸出和開關(guān)型兩種形式。本文設(shè)計(jì)是基于是線性輸出型的TPS，其