汽车电子点火系统设计现场总线之美CAN与LIN并行舞动
随着汽车工业的不断发展和环境保护意识的提升,发动机点火控制系统日益成为提高汽车性能和减少污染的关键。传统机械调节式点火控制系统已不再满足现代汽车对精确性和灵活性的要求。基于微电子技术的电子式点火控制系统,因其及时性好、精度高、控制灵活等优点,成为了新时代汽车电子化发展的重要推动力。本文旨在从发动机点火控制策略出发,设计一种能够显著提高发动机点火控制精度的新型电子点火装置。
系统工作原理
发动机点火时刻通过调整點燃前角来实现,即在活塞达到上止位后曲轴转过一定角度。当此过程中的因素,如转速、负荷大小、水温以及爆震发生变化时,我们需要实时监测并作出相应调整,以保证最佳燃烧效率。
系统硬件设计
硬件电路由传感器与信号调理电路、A/D转换器、一体化单片机(AT89C2051)、驱动电路以及连接至引擎管理模块(ECU)的各种接口部分组成。
2.1 传感器及其调理电路:
转速传感器:用于测量引擎转速,并提供曲轴位置信息。
水温传感器:采用集成温度探测芯片MAX6611来检测冷却水温度。
爆震传感器:安装于缸体上,用以捕捉爆震信号。
节气门开度传感器:用于监控进气门开度,从而获取负荷信息。
电控单元及A/D转化电路设计
A/D转换采用ADC0809芯片,对输入信号进行数字处理。这些信号包括水温、爆震和节气门开度数据,这些都是计算基本點燃前角所需信息。此外,由于AT89C2051内置了一个计数器T0,它可以根据曲轴位置确定当前轉速状态。
点火控制电路设计
本系统中使用了一个简单但有效的心波整流回路,该回路利用单片机P3.5端口输出产生高压脉冲,从而激励钳极,使得断续触媒产生连续跳变,从而形成必要的高压脉冲供给到触媒上使之产生能量释放出来。
电源电路设计
由于大多数IC都需要5V供电,而车辆通常只提供12V直流,本项目使用集成DC-DC降压模块W78L05将12V降低为5V供给整个系统用途。
系统软件设计
主要由主程序、中断服务子程序、三种A/D采样子程序、高级算法执行子程序组成。这段代码首先初始化所有硬件设备,然后读取各种输入数据,并应用适当算法进行处理,最终发出正确时间窗口内开始启动或停止高速路径搜索引擎功能。在这个过程中,还涉及到一些超越基础任务级别的手工编码,以便更好地协同操作不同部件以达到最好的效果。