【正文】 的 引腳輸出高電平經(jīng)使 T2 導(dǎo)通，K2 吸合到 12V 電源端，使電機(jī)反傳，同時(shí)電機(jī)作用于自動(dòng)落鎖裝置使車(chē)門(mén)鎖自動(dòng)鎖止；車(chē)門(mén)自動(dòng)鎖驅(qū)動(dòng)電路如圖 所示。 汽車(chē)曲軸轉(zhuǎn)速的測(cè)量設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速傳感器選用霍爾式傳感器，裝在變速器的輸出軸上。由于傳感器內(nèi)部設(shè)施密特電路，其輸出為矩形波，因此無(wú)需對(duì)其進(jìn)行整形，但由于在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，受點(diǎn)火系統(tǒng)干擾，信號(hào)中混有幅值較高的尖脈沖干擾信號(hào)，為此，經(jīng)過(guò)處理電路中的濾波電路及光電禍合電路，使噪聲得到抑制 [13]。 R213c傳+5VDCabHS. 圖 轉(zhuǎn)速測(cè)量電路 冷卻液溫度的測(cè)量設(shè)計(jì)水溫傳感器為熱敏電阻傳感器，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫。工作時(shí)與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)，并在兩端加 5V 的參考電壓。其輸出電壓(0V～5V)隨熱敏電阻阻值變化，可直接進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，電阻阻值的選擇盡量使:(1)在冷卻水溫度的變化范圍介 20℃一 100℃)內(nèi)，電壓的輸出范圍接近 A/D 轉(zhuǎn)換器的設(shè)定量程。在此選取標(biāo)準(zhǔn)電阻 Rl=5KΩ。水溫測(cè)量電路如圖 所示，其中 Rl=5KΩ，R2 為熱敏電阻，其阻值變化與水溫變化呈負(fù)溫度特性當(dāng)溫度變化時(shí)，從熱敏電阻上測(cè)出的電壓即代表溫度信號(hào)；R2 阻值大小與水溫變化關(guān)系參見(jiàn)下表 41。當(dāng)進(jìn)氣溫度低時(shí)，空氣密度大，相同體積氣體的質(zhì)量增大，反之，當(dāng)進(jìn)氣溫度升高時(shí)，相同體積氣體的質(zhì)量將減少。當(dāng)大氣溫度低時(shí)，ECU 將控制噴油器增加噴油量，反之，當(dāng)大氣溫度高時(shí)，將減少?lài)娪土?。其工作原理?用一個(gè)半導(dǎo)體熱敏電阻作為感應(yīng)元件，為負(fù)溫度系數(shù)，即電阻值隨溫度升高而降低。20℃一 100℃)內(nèi)，電壓的輸出范圍接近 A/D 轉(zhuǎn)換器的設(shè)定量程。在此選取標(biāo)準(zhǔn)電阻 Rl=5KΩ。進(jìn)氣溫度測(cè)量電路如圖 所示。當(dāng)溫度變化時(shí)，從熱敏電阻上測(cè)出的電壓即代表溫度信號(hào)。 圖 進(jìn)氣溫度測(cè)量電路 表 42 熱敏電阻阻值變化表進(jìn)氣溫（℃） 20 40 80 R2 阻值（KΩ） 進(jìn)氣壓力的測(cè)量設(shè)計(jì)空氣質(zhì)量大小除與進(jìn)氣溫度有關(guān)外，還與進(jìn)氣壓力有關(guān)。進(jìn)氣歧管壓力傳感器選用半導(dǎo)體式壓力傳感器，它可以把壓力信號(hào)變換成電信號(hào)，其工作溫度范圍為 30～100℃。硅片裝在保持真空的真空室內(nèi)，進(jìn)氣管的壓力可從一個(gè)方面作用到硅片上。其輸出信號(hào)是模擬信號(hào)，處理電路需要由分壓電阻、低通濾波和過(guò)電壓保護(hù)三部分組成。信號(hào)與+5V 電源之間連有一個(gè)二極管，使送到微處理器 A/D 轉(zhuǎn)換端口的信號(hào)最大不超過(guò)(+5V+二極管壓降)。其測(cè)量電路設(shè)計(jì)如圖 所示，進(jìn)氣壓力與輸出電壓關(guān)系參見(jiàn)下表 43 所示。本控制系統(tǒng)中采用了線性輸出的節(jié)氣門(mén)位置傳感器，直接安裝在節(jié)氣門(mén)體上，將節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)傳給 ECU，用來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工況模式 [15]。電位計(jì)有三個(gè)接線柱，其中一個(gè)與電刷連接，這個(gè)接線柱為電位計(jì)的輸出端，當(dāng)把另外兩個(gè)接線柱分別同+5V 電源和地連接時(shí)，就構(gòu)成了一個(gè)分壓電路。它的輸出電壓與轉(zhuǎn)角的關(guān)系在生產(chǎn)時(shí)經(jīng)過(guò)標(biāo)定。電位計(jì)的輸出電壓在 一 之間變化，可直接進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。輸出特性如圖 所示。它可作為空燃比閉環(huán)控制中反饋排氣中氧氣濃度的傳感器，工作原理:可認(rèn)為是由氧濃度差驅(qū)動(dòng)的“徽電池” ，其基本元件是由氧化錯(cuò)固態(tài)電解質(zhì)陶瓷體做成一端封閉的錯(cuò)管，并用氧化憶做了穩(wěn)定性處理。中間的陶瓷氧化錯(cuò)為電離式導(dǎo)體，其兩個(gè)表面各鍍一層鉑膜作為電極。EGO 的工作是基于氧離子的擴(kuò)散，氧離子帶兩個(gè)俘獲電子，呈負(fù)電。由于兩側(cè)的氧濃度差，靠近排氣側(cè)的鉑電極比靠近空氣側(cè)的電極堆積了更多的氧離子，排氣側(cè)電極負(fù)電荷多，結(jié)果跨越氧化錯(cuò)形成一個(gè)電場(chǎng)，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) E。電動(dòng)勢(shì)取決于兩側(cè)的氧濃度差和傳感器溫度，產(chǎn)生的電壓經(jīng)過(guò)鉑電極由引線物出。氧傳感器工作條件是： 60℃； 600℃；部分負(fù)荷工況。 圖 氧氣含氧量測(cè)量電路 判缸信號(hào)的測(cè)量設(shè)計(jì)在多點(diǎn)順序噴射或多點(diǎn)分組噴射系統(tǒng)中，為了保證噴射次序的正確無(wú)誤，一般都在某一缸的上止點(diǎn)位置處安裝一個(gè)判缸信號(hào)傳感器。若噴油次序發(fā)生混亂，程序可及時(shí)根據(jù)判缸信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。凸輪軸每轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)，該傳感器被觸發(fā)一次。工作原理為:利用霍爾效應(yīng)原理，在磁場(chǎng)中放置一塊半導(dǎo)體基片(霍爾元件)，當(dāng)外加電流工在與磁力線 B 垂直的方向上通過(guò)基片時(shí)，由于洛倫磁力的作用，基片上自由電荷會(huì)向一側(cè)偏移，在基片兩側(cè)與工和 B 同時(shí)垂直的方向產(chǎn)生一個(gè)電壓，稱(chēng)之為霍爾電壓 V0。信號(hào)觸發(fā)輪有一4 汽車(chē)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)化工學(xué)院化工機(jī)械系 19個(gè)葉片，裝在凸輪軸上，傳感器的永久磁鐵和半導(dǎo)體基片固定在同一底板上，期間的間隙可讓旋轉(zhuǎn)的觸發(fā)輪葉片通過(guò)，當(dāng)葉片不在空氣隙時(shí)，永久磁鐵的磁通穿過(guò)霍爾元件，產(chǎn)生霍爾電壓。隨著觸發(fā)輪的不斷旋轉(zhuǎn)，間歇產(chǎn)生的霍爾電壓信號(hào)通過(guò)集成電路整形放大形成凸輪軸位置信號(hào)送入 ECU 中，輸出高低電平數(shù)字信號(hào)，經(jīng)簡(jiǎn)單整形處理就可進(jìn)入單片機(jī)。判缸信號(hào)圖如圖 所示。由于此信號(hào)邊沿有抖動(dòng)并伴有尖峰脈沖存在，所以電路中增加了 RC 吸收電路。 圖 起動(dòng)測(cè)量電路 跟蹤人體目標(biāo)信號(hào)的檢測(cè)電路熱釋紅外線傳感器來(lái)監(jiān)控跟蹤人體目標(biāo)是否進(jìn)入車(chē)體。該傳感器采用兩個(gè)熱釋元件的電機(jī)化方向相反的工藝，使他們并聯(lián)或者串聯(lián)，讓由于環(huán)境所產(chǎn)生的干擾紅外輻射在兩個(gè)元件中抵消，此時(shí)沒(méi)有探測(cè)信號(hào)輸出。該芯片穩(wěn)定工作的電壓為直流 3V 到 10V，電流為 ，溫度在30℃和 +70℃之間，將輸出信號(hào)送入 80C196KB 單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換器的 ACH4/，電路圖圖如圖 所示。本系統(tǒng)中采用了 MASV90 角度傳感器，安裝在方向盤(pán)轉(zhuǎn)軸上，將方向盤(pán)的轉(zhuǎn)角信號(hào)傳給 ECU，用來(lái)判斷轉(zhuǎn)向燈的開(kāi)啟與關(guān)閉。電路圖如圖 所示，輸出特性圖如圖 所示。霍爾效應(yīng)是磁場(chǎng)與電的一種關(guān)系，當(dāng)電流垂直于磁場(chǎng)方向經(jīng)過(guò)導(dǎo)體或者半導(dǎo)體薄片的時(shí)候，在薄片垂直于電流和磁場(chǎng)方向的兩側(cè)表面之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差 [20]。在 TA=25℃極限參數(shù)時(shí)其電源電 VCC 為 ，輸出負(fù)載電流 I0為 25mA 工作溫度范圍 TA 為40～85℃，貯存溫度范圍 TS 為55～150℃，且該產(chǎn)品的特點(diǎn)是其一致性好、靈敏度可按照客戶要求定制、電路可和各種邏輯電路直接接口，可實(shí)現(xiàn)很多功能，如無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、位置檢測(cè)、速度檢測(cè)、流量檢測(cè)等；電路內(nèi)部由反向電壓保護(hù)器、電壓調(diào)整器，霍爾電壓發(fā)生器，差分放大器，史密特觸發(fā)器和集電極開(kāi)路輸出級(jí)組成，能將變化的磁場(chǎng)訊號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓輸出。（1）當(dāng)磁鋼遠(yuǎn)離霍爾傳感器，輸出的是高電平，此時(shí)三極管 VT1 的基極有電流流過(guò)，VT1 導(dǎo)4 汽車(chē)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)化工學(xué)院化工機(jī)械系 21通，紅燈亮，此狀態(tài)表示門(mén)未關(guān)好，其他幾個(gè)同理；（2）當(dāng)所有門(mén)均關(guān)好時(shí)，霍爾傳感器輸出低電平，三極管 VT1 的基極沒(méi)有電流流過(guò)，VT1 處于截止?fàn)顟B(tài)，電流只能通過(guò)電阻 R2，流向 VT5 的基極，此時(shí) VT5 導(dǎo)通，則綠燈亮，這種狀態(tài)表示門(mén)都關(guān)好，司機(jī)可以放心開(kāi)車(chē)；（3）另外圖中的三極管起到開(kāi)關(guān)的作用，電阻起到對(duì)三極管和發(fā)光二極管的保護(hù)作用。 VT1redgnKR+.7506H 圖 汽車(chē)車(chē)門(mén)檢測(cè)電路 天窗開(kāi)關(guān)量輸入電路 天窗開(kāi)啟或關(guān)閉信號(hào)從天窗開(kāi)關(guān)處取得，電路中用電阻 R1 和 R2 對(duì) 12V 電壓進(jìn)行分壓，將其變成 5V 左右的電壓。其中當(dāng)天窗開(kāi)關(guān)打到 12V 電源端時(shí)，表示天窗開(kāi)啟；當(dāng)天窗開(kāi)關(guān)打到接地端時(shí)，表示天窗關(guān)閉。 C傳 圖 天窗開(kāi)關(guān)量輸入電路 青海大學(xué)本科畢業(yè)論文：汽車(chē)控制單元的設(shè)計(jì)與研究22 化工學(xué)院化工機(jī)械系5 軟件設(shè)計(jì)化工學(xué)院化工機(jī)械系 235 軟件設(shè)計(jì) 概述 汽車(chē)電控單元（ECU）的核心是一個(gè)十六位微處理器單片機(jī)系統(tǒng)。隨著控制系統(tǒng)的復(fù)雜化，控制軟件承擔(dān)著信號(hào)的采集與處理、完成控制決策以及生成控制信號(hào)等各項(xiàng)任務(wù)，它是整個(gè)控制系統(tǒng)的指揮中樞，在整個(gè)控制系統(tǒng)中的作用越來(lái)越重要，軟件的設(shè)計(jì)水平己成為評(píng)價(jià)系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，將主控程序分成一系列的功能塊和子程序，子程序以調(diào)用的方式取用，這樣即便于編程、調(diào)試，同時(shí)大大節(jié)省了內(nèi)存空間。在不影響控制精度和控制實(shí)時(shí)性的前提下，盡量用軟件編程來(lái)代替硬件功能。 軟件設(shè)計(jì)策略 程序資源分配微處理器尋址空間共 64K，其內(nèi)部有 512 字節(jié) RAM，有 16K 字節(jié) 可編程芯片內(nèi)，有 2K 字節(jié) RAM，128K 字節(jié) EPROM。表 程序變量區(qū)變量區(qū) 劃分通用變量區(qū) 1AH～2FH底層邏輯和直接尋址變量區(qū) 30H～0FFHA/D 轉(zhuǎn)換模塊變量區(qū) 100H～1FHH底層中斷變量區(qū) 2999H～2022H青海大學(xué)本科畢業(yè)論文：汽車(chē)控制單元的設(shè)計(jì)與研究24 化工學(xué)院化工機(jī)械系燃油噴射控制模塊變量區(qū) 0F000H～0F0FFH故障診斷變量區(qū) 0F100H～0F1FFH 表 存儲(chǔ)器分區(qū)存儲(chǔ)器 劃分外部存儲(chǔ)器或 I/O 4000H～0FFFFH內(nèi)部 EPROM 2080H～3FFFH保留區(qū) 2040H～207FH高端中斷向量 2030H～203FHEPROM 密鑰 2020H～202FH保留區(qū) 2022H～201FHCCB 2022H保留區(qū) 2022H～2022H低端中斷向量 2022H～2022HP3 和 P4 1FFEH～1FFFH外部存儲(chǔ)器 0100H～1FFDH片內(nèi) RAM 00H～0FFH寄存器陳列或 I/O 18H～0FFH專(zhuān)用寄存器 00H～17H表 程序數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)區(qū) 劃分噴油控制模塊數(shù)據(jù)區(qū) 1000H～1B00H天窗控制模塊數(shù)據(jù)區(qū) 1B00H～1FFEH轉(zhuǎn)向燈控制模塊數(shù)據(jù)區(qū) 0A000H～0BFFFH自動(dòng)鎖控制模塊數(shù)據(jù)區(qū) 0C000H～0EFFFH防盜控制模塊數(shù)據(jù)區(qū) 08000H～9FFFH程序區(qū) EPROM 其余空間 軟件設(shè)計(jì)方法軟件工程學(xué)的建立，為軟件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)人員提供了許多有效的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)工具，在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，采用了模塊化設(shè)計(jì)。所有的模塊具有清晰的結(jié)構(gòu)和完備的接口，具有清晰的層次和界面，縮短了開(kāi)發(fā)周期 [21]。另外，每個(gè)模塊具有獨(dú)立性，使得一個(gè)模塊發(fā)生故障不會(huì)擴(kuò)散到整個(gè)系統(tǒng)，可以高系統(tǒng)的可靠性，而且每個(gè)模塊規(guī)模都比較小，使程序便于維護(hù)和修改。一個(gè)模塊的特征包括輸入/輸出、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序代碼和模塊的調(diào)用層次。程序代碼是編寫(xiě)模塊的程序代碼: 模塊的調(diào)用層次是指模塊編程的結(jié)構(gòu)層次。 程序設(shè)計(jì) A/D 子程序在控制過(guò)程中，冷卻水溫度、節(jié)氣門(mén)位置、空氣流量計(jì)、進(jìn)氣溫度和氧氣傳感器等輸出的都是模擬電壓信號(hào)，這些信號(hào)需經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。 數(shù)據(jù)處理子程序 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 累加數(shù)據(jù) 取出數(shù)據(jù) 設(shè)置數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) 計(jì)算平均值 返回 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)存放數(shù)據(jù)處理結(jié)果設(shè)置數(shù)據(jù)暫存區(qū)累加是否取完？NY圖 數(shù)據(jù)處理流程圖青海大學(xué)本科畢業(yè)論文：汽車(chē)控制單元的設(shè)計(jì)與研究26 化工學(xué)院化工機(jī)械系 噴油程序噴油程序包括非起動(dòng)工況和起動(dòng)工況的噴油執(zhí)行，在起動(dòng)工況，收到曲軸基準(zhǔn)位置信號(hào)時(shí)，對(duì)各缸進(jìn)行一次同步預(yù)噴，噴油脈寬通過(guò)測(cè)水溫查表，查到預(yù)設(shè)的對(duì)應(yīng)水溫的脈寬，如需要可插值得到。其中判缸信號(hào)，一是保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常噴油次序，二是為功率工況中性能參數(shù)提供計(jì)算同步信號(hào) [22]。YYYNYNNNYNYN 停止噴油 停止噴油N2 計(jì)數(shù)完成？N2 計(jì)數(shù)完成？ N2 減一計(jì)數(shù) N2 恢復(fù)原值 所有缸發(fā)送噴油信號(hào) N2 減一計(jì)數(shù) 發(fā)送第一缸噴油信號(hào)曲軸轉(zhuǎn)過(guò) 180 度？N1 計(jì)數(shù)完成？ N2 恢復(fù)原值 查表、插值噴油脈寬曲軸處于基準(zhǔn)位置？N1 計(jì)數(shù)完成？ 噴油脈寬計(jì)算Y N1 開(kāi)始減一計(jì)數(shù)N N1 開(kāi)始減一計(jì)數(shù) 返回曲軸處于基準(zhǔn)位置？ 發(fā)送第三缸噴油信號(hào) 測(cè)水溫 TW 第一循環(huán)周期？初始化各種變量、寄存器C測(cè)轉(zhuǎn)速、設(shè)置時(shí)間計(jì)數(shù)器 NN2青海大學(xué)本科畢業(yè)論文：汽車(chē)控制單元的設(shè)計(jì)與研究28 化工學(xué)院化工機(jī)械系CN2 計(jì)數(shù)完成？ 停止噴油 N2 減一計(jì)數(shù) N2 恢復(fù)原值曲軸轉(zhuǎn)過(guò) 180 度？ 發(fā)送第四缸噴油信號(hào) N2 減一計(jì)數(shù)N2 計(jì)數(shù)完成？ 停止噴油 N2 恢復(fù)原值曲軸轉(zhuǎn)過(guò) 180 度？ 發(fā)送第四缸噴油信號(hào) N2 減一計(jì)數(shù)N2 計(jì)數(shù)完成？ 停止噴油 N2 恢復(fù)原值 返回N YN YNYN YNY 圖 噴油控制程序流程圖5 軟件設(shè)計(jì)化工學(xué)院化工機(jī)械系 29 噴油脈寬計(jì)算程序 噴油脈寬通過(guò)一定的計(jì)算公式得到，包括負(fù)載、空燃比等的計(jì)算以及各種參