第十讲 发动机控制

6,加减速控制
节气门是一个空气阀门,它控制着直接进入汽 缸的空气量. 当驾驶员启动汽车并进入怠速后,如果需要汽 车行驶,那么就要踩下油门让发动机输出更大 的功率以带动汽车运动,当汽车达到一定的速 度,驾驶员可以松开油门使汽车滑行,发动机 则重新回到怠速状态.
第十讲 9S12单片机在汽油发 9S12单片机在汽油发 动机控制中的应用
监控程序下载方法
连接电路板电源和串口
监控程序下载方法
用codewarrior 4.6打开一个工程,并选择编译 4.6打开一个工程, 目标为TBDML. 目标为TBDML.
监控程序下载方法
点"debug"按钮,打开调试界面. debug"按钮,打开调试界面.
在选择编译目标时加入HCS12 在选择编译目标时加入HCS12 serial monitor
使用监控程序调试
选择编译目标时注意,其他和使用BDM一样. 选择编译目标时注意,其他和使用BDM一样.
监控程序模式下的存储器分配
P32 重新定位后 $0000$0000-$03ff 1K寄存器空间 1K寄存器空间 $0800$0800-$0fff 2K EEPROM $2000$2000-$3fff 8K RAM $4000$4000-$7fff 16K固定FLASH 16K固定FLASH $8000$8000-$bfff 16K页窗 16K页窗 $c000$c000-$ffff 16K固定FLASH 16K固定FLASH
怠速控制
发动机的怠速转速一般在700-1200rpm之间,怠 发动机的怠速转速一般在700-1200rpm之间,怠 速转速的高低与发动机的类型,缸数,冷却水 温度和电器负载大小等因素有密切的关系.通 常,低怠速转速意味着更低的燃油消耗,有利 于提高汽车的经济性,但是过低的怠速转速影 响发动机运行的稳定性. 怠速分为高怠速和低怠速,当汽车冷启动时, 由于环境温度和自身的冷却水温度比较低,所 以发动机必须运行在高怠速下进行暖机.
监控程序下载方法
在 HC12 TBDML中选择load,并找到监控程 TBDML中选择load,并找到监控程 序目录bin下的S12SerMon2r1.sx文件,点打开, 序目录bin下的S12SerMon2r1.sx文件,点打开, 监控程序则自动通过BDM下载. 监控程序则自动通过BDM下载.
建立监控程序目标的工程
各系统介绍
转向系统(Steering 转向系统(Steering system)
主要负责转向,转向轴承和前轮相连,高档轿 车还采用助力转向系统.
传动系统(Power 传动系统(Power train)
包括发动机(提供动力),离合器(切断和结 合动力),变速箱( 合动力),变速箱(改变速比和扭矩和实现倒 车),传动轴(传递动力),中央传动器(实现减速 ,传动轴(传递动力),中央传动器( 和差速),半轴(传递动力),驱动轮(实现行走) 和差速),半轴(传递动力),驱动轮(实现行走).
5,怠速控制
怠速工况
怠速工况就是不踩油门时维持发动机正常运转 时的发动机状态,怠速指发动机在此工况下的 转速,单位为转/分钟(rpm). 转速,单位为转/分钟(rpm). 发动机运行在怠速工况时,可以在短时间内使 汽车加速行驶而不用再重新启动发动机.汽车 必须有怠速工况,才可以使用空调和助力转向 系统等高级汽车电器.
怠速控制阀
空气流向 节气门 空气滤清器 旁通空气道 怠速阀 通往汽缸
怠速阀的步进电机控制
步进电机只可以沿某个方向转动,以驱动阀的 前进和后退,可以通过两个相位差±90度的脉 前进和后退,可以通过两个相位差±90度的脉 冲序列来控制步进电机的动作.如果相差+90 冲序列来控制步进电机的动作.如果相差+90 度,步进电机正转,相差-90度,步进电机则反 度,步进电机正转,相差-90度,步进电机则反 转.步进电机的转动使怠速空气道截面积变化, 从而改变进气量.
汽缸结构
3,发动机状态切换
停机
启动
怠速
加减速
怠速
停机
发动机状态
停机
系统处于上电状态,但是发动机不工作.
启动
发动机处于启动状态.
怠速
发动机处于稳定怠速的状态.
加减速
节气门动作,使发动机转速不断加速和减速.
4,启动状态
插入 钥匙 扳动 钥匙 上电 自检 发出 启动 信号 ECU 控制 喷油 点火 进气 发动 机启 动成 功进 入怠 速
怠速转速的PID控制 怠速转速的PID控制
比例,积分,微分控制简称PID控制.PID控制 比例,积分,微分控制简称PID控制.PID控制 以其稳定性好,工作可靠,调整方便而工业控 制的主要技术之一.在汽车电子领域,可以使 用PID控制怠速转速,也就是使怠速转速以较 PID控制怠速转速,也就是使怠速转速以较 小的误差稳定在期望的目标转速附近.仅仅使 用PID控制难以把转速精确地保持在目标转速 PID控制难以把转速精确地保持在目标转速 附近,必须同时配合其他控制方法配合,比如 点火提前角的调整等等.
怠速控制阀
怠速控制阀是一个空气阀门,它可以通过增大或减小怠速空 气道的截面积来改变进入发动机空气量的大小,从而控制发 动机的怠速转速.怠速控制阀只能提供较少的空气量,使发 动机运行在较低的转速之下. 怠速控制阀的主要部分是一个步进电机,通过对步进电机的 控制,就可以改变怠速空气道的截面积,从而改变进入发动 机空气量的大小以控制怠速
中断服务程序
interrupt void IC0_ISR(void) { nIC0Counter = TC0; //获得当前IC0的计数值 nIC0 = nIC0Counter - nIC0LastCounter; //用当前计数值减上个齿计数值得到计数值差 nIC0LastCounter = nIC0Counter; //当前计数值作为上个齿计数值保存,下次使用 nStopCounter = 0; //有齿轮信号,曲轴停转计数值归零 nGearCounter++;//齿计数,可以得到上止点位置和当前齿号等信息 cCrankGearIndex++;//计数值数组序号自加,用于计算n个齿平均转速 if(cCrankGearIndex >= 20) cCrankGearIndex = 0; //在这里计算20齿平均转速,计数到20后归零 unCrankGearWidth[cCrankGearIndex] = nIC0; //存储计数差到数组以计算平均转速 /* 以下放置其他代码 */ } //原理就两个字---求差.和智能车的测速大同小异.
包括燃油存储(油箱),传导(燃油管,油 泵),喷射(喷油嘴)等.
制动系统(Brake system) 制动系统(Brake system)
包括刹车系统和Aபைடு நூலகம்S系统等等. 包括刹车系统和ABS系统等等.
2,发动机结构图
进气阀 节气门 排气管 凸轮轴 汽缸\活塞 排气阀
进气管 喷油嘴 火花塞
曲轴
发电机
启动程序是这样工作的,首先判断转速条件和模 式条件,当发动机处于停止模式并且转速由启动 机带动到一定值时,ECU才认为发动机进入启动 过程.开始启动后,程序会自动保存状态并更新 当前状态,然后开始喷油.
启动程序控制
void StartControl(void) { if(!OilPumpWork) { OilPumpWork=TRUE; OpenOilPump(); } AdjustStartIACV(WaterTemp); }
各系统介绍
悬架系统(Support 悬架系统(Support system)
悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮) 悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间 的一切传力连接装置的总称.一般由弹性元件, 减震器和导向机构三部分组成.
发动机(Engine) 发动机(Engine)
汽车所有能源的来源.一般汽车采用点燃式的 汽油发动机,目前发动机有3 缸,排量0.8汽油发动机,目前发动机有3-6缸,排量0.8-4升, 汽缸排列分直列横置,V型排列,W 汽缸排列分直列横置,V型排列,W型排列, 水平对置,星型排列等.
本讲主要内容
汽车结构 发动机及汽缸结构 汽车发动机工作状态切换 发动机的启动控制 发动机的怠速控制 发动机的加减速控制 发动机的停机控制
1,汽车结构
各系统介绍
排气系统(Exhaust system) 排气系统(Exhaust system)
负责排除尾气 还包括消声器,氧传感器(排气歧管附近) , 三元催化器(将CO,HC,NOx转化成无害气 三元催化器(将CO,HC,NOx转化成无害气 体) ,EGR废气再循环系统. EGR废气再循环系统.
使用PID控制怠速控制阀 使用PID控制怠速控制阀
首先通过对于发动机转速的检测明确当前转速 (一般使用平均转速)和怠速目标转速,然后 通过PID公式计算出怠速控制阀的目标位置, 通过PID公式计算出怠速控制阀的目标位置, 再调用怠速电机运动函数IACVMove实现对怠 再调用怠速电机运动函数IACVMove实现对怠 速控制阀开度的控制.PID控制程序是周期性 速控制阀开度的控制.PID控制程序是周期性 调用的,这个周期称作PID控制周期,最佳周 调用的,这个周期称作PID控制周期,最佳周 期,三个参数kp,ki,kd的确定来源于大量的 期,三个参数kp,ki,kd的确定来源于大量的 实验数据.
发动机启动分为冷启动和热启动 启动时的喷油脉冲都比较大,加浓的燃油 有利于发动机从零速开始转动 启动时喷油脉冲宽度会逐渐减小
启动程序控制
if(AverageSpeed>StartSpeed && Mode==STOP) { LastMode=Mode; //保存状态 Mode=START; //更新状态为启动状态 DisableMap(); //禁止使用喷油表 CalculateStartInjectionWidth(AverageSpeed , WaterTemp); //计算启动喷油宽度 StartInjection(); //开始喷油 }
各系统介绍
电气系统(Electrical 电气系统(Electrical system)
包括供电(蓄电池),输电(线束,电缆), 汽车电器(空调,头灯)等.
冷却系统(Coolant system) 冷却系统(Coolant system)
包括冷却循环系统,冷却风扇,散热器等.
燃油系统(Fuel system) 燃油系统(Fuel system)
发动机转速的检测
发动机的转速值只有唯一一个来源,就是信号 盘的齿轮信号.ECU通过检测曲轴位置传感器 盘的齿轮信号.ECU通过检测曲轴位置传感器 得到齿轮信号.信号盘和曲轴是同步转动的, 得到了信号盘的齿轮信号,就得到了曲轴的转 速,从而可以计算出发动机的转速. 对于齿轮信号的捕捉,是通过MC9S12系列单片 对于齿轮信号的捕捉,是通过MC9S12系列单片 机中的ECT模块完成的.首先要对ECT模块进 机中的ECT模块完成的.首先要对ECT模块进 行初始化,然后设置好中断服务程序和中断向 量,通过中断服务程序对齿轮信号进行计数, 得到计数值后,就可以计算出瞬时转速和平均 转速.
在程序中,如果油泵没有打开,则打开油泵供油.程序会自 动根据冷却水温度控制怠速控制阀的位置,它的开度是跟温 度成反比的,温度低时,怠速阀开大以增加进入气缸的空气 量,使启动顺利进行;反之则不需要大空气量,减小阀门的 开度即可.良好的怠速阀控制程序可以减小启动发动机时的 转速超调量,并使发动机尽快地进入怠速状态.这个程序在 启动状态时循环执行.
ECT初始化 ECT初始化
void ICOCInit(void) { DDRT = 0xfc; TSCR2 = 0x04; MCCTL = 0x03; DLYCT = 0x03; ICSYS = 0x02; TIOS = TIOS & 0xfe; TCTL4 = 0x02; TIE = 0x01; TSCR1= 0x90; CFORC=0x00; } //设置PORTT的方向寄存器 //设置分频因子为16 //设置减法计数器 //控制延迟计数 //启用保持器 //TC0设置为输入比较 //TC0下降沿触发 //TC0中断允许 //TEN=1,标志位快速清除 //设置强制输出比较