先进电子控制技术在摩托车中的应用

先进电子控制技术在摩托车中 的应用 张 涵 系统应用 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师 英飞凌科技（中国） Page 2Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 内 容 1. 发动机管理系统(EMS)目标 2. 摩托车 EMS 系统部件 3. 发动机控制单元(ECU)设计 4. 微控制器特点 5. 智能驱动器件 6. 电路保护与诊断 7. 工作模式 8. 通过PC进行标定 9. 排放试验结果 10. 结论 Page 3Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 发动机管理系统（EMS）目标 1. 燃油经济性 2. 排放控制 3. 驾驶性能 4. 诊断能力 Page 4Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 法规推动了EMS的发展 nn排放法规日益严格排放法规日益严格 oo汽车排放法规汽车排放法规 oo摩托车排放法规摩托车排放法规 nn燃油经济性法规，燃油经济性法规，CO2CO2的限制的限制 oo汽油机－燃油经济性汽油机－燃油经济性 Page 5Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 摩托车 EMS 系统部件 发动机位置(曲轴)传感器 ECU 蓄电池 故障指示灯 通讯接口 空气温度传感器 油箱 燃油泵 燃油滤清器 点火线圈 火花塞 喷油器 节气门位置传感器 空气滤清器 发动机缸体温度传感器 Lambda 传感器/加热 器 Page 6Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 摩托车 EMS 系统部件 测量范围40 -115KPa按比率输出电 压 气压传感器(BAP) 负温度系数型.发动机缸体温度传感器 Lambda sensor. 测量排气的氧气含 量。电压输出与氧气含量成比例测 量范围0.2-0.9V. 氧传感器 阻性电位计，可从ECU得到5V供电。 输出电压与节流盘开度成比例，范 围0-5V 节气门位置传感器(TPS) 检测摩托车的实际速度，频率输入摩托车速度传感器 采用 VR (可变磁阻) 型传感器. 低转 速时，电压也处于较低状态，随转 速提高而增大。 发动机位置传感器 传感器 与传感器封装在一起，尤其是在冷 起动的时候，可将其加热以加速其 工作 O2 加热器 控制怠速空气通路开度，双向型步进电机 故障指示灯MIL 从油箱将燃料抽至喷油器燃油泵 用主、副线圈逐步提高电压来启动 点火器 点火线圈 名义电阻12.25 欧姆喷油器 负载 Page 7Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 发动机控制模块 (ECU) 框图 Page 8Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 发动机控制单元 (ECU) 硬件 XC164CM 微控制 器 TLE6232 智能驱 动器 OCDS1 连接器 KP120 气 压传感器 BTS2140 IGBT BTS117 O2 加热器 TLE7469 线性稳 压器 负载突降保护二 极管 100mm Page 9Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only XC164CM 16位微控制器 Infi neo n Infi neo n XC 164 xx XC 164 xx--1 6FF16F F 主要优点: n 单时钟周期 16位 结构 @ 40MHz 包括 MAC n 车用外围设备 (TwinCAN, PWM, CAPCOM) n OCDS 片上调试支持 level1 n Opcode 与现存的 C16x代码可兼容 C166 V2 THE Standard for 16-bit Solutions 关键特性: n C166S V2 Core @ 40 MHz n 64kB 片上 Flash/ROM n 6 kB 片上 SRAM n 高速 TwinCAN full CAN 2.0B, 32 个消息体 n OCDS level 1 片上调试界面 (JTAG) n 14通道 10-位 ADC n 多达 2 x ASC + 2 x SSC (SPI) n 2 x GPT 及5个16位计时器 n 1 x 16-通道 CAPCOM n 专门的 PWM 单元用于 AC 和DC 电机控 制(6 通道 CAPCOM) n 多达 47 I/O-线 n 可达 40MHz @ -40°C – +125°C n P-TQFP-64 封装 Page 10Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 微控制器功能 • 16位 cpu核. • 64k字节的flash以及6k 字节的 SRAM. • 20 MHz 的内部总线速度. • 14 通道 10位 ADC (读取 TPS, 发动机温度, 蓄电池电压 大约 2.55微秒内达到2位精度) •捕获比较模块 CC2(Capcom2). (捕获发动机转速传 感器的波形边缘来决定TDC和 RPM -> 利用 RPM 和 TPS 来计算基本的点火提前以及喷油器脉冲宽度 -> 比较输出来驱动点火器以及喷油器信号) Page 11Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 微控制器特点 • SSC( 高速同步通道) 模块. ( 允许微控制器控制智 能驱动器和读取诊断信息). 采用 SPI 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 (微控制器 作为主节点) • ASC0 (异步/同步通道) (用于程序重调以及根据 KW2000P 协议进行OBD数据传输) • OCDS1 调试界面 (用于代码调试) Page 12Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 智能驱动器 Page 13Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 智能驱动器驱动点火器和燃油泵 • 带逻辑功能的低边 mosfets •集成功率、门驱动、 SPI界面. •集成保护以及诊断电路 • 6通道低边智能驱动器（驱动点火器和燃油泵） 点火器开关 Page 14Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 智能驱动器进行怠速控制及火花塞驱动 •步进电机驱动 ( 双 H桥 ) •IGBT ( 驱动点火线圈) IGBT 电流传感电路 Page 15Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 电路保护及诊断 电路保护特性 •输入输出端点短接到地 •输入输出端点短接到蓄电池 •输入输出端点开路 •接地失效 •蓄电池反接 •ESD. •智能驱动器和功率器件的电流、温度过高 诊断特性 ·模拟输入端开路 ·输入端短接到蓄电池或地 •警报灯开启；给失效的细节分配代码并计入存储器。代码可以通过 将ECU一输入端拉低而进行存取和读取 KWP2000串行线数据输出端 短接到蓄电池或低 ·输出端开路. Page 16Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 多路低边智能驱动器TLE6232电路保护以及诊断 ·短接到地 ·短接到蓄电池 ·负载开路 Page 17Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 工作模式 •曲轴控制 •怠速控制 •加速时混合气浓缩 •减速 •蓄电池电压补偿 •海拔高度补偿 Page 18Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 软件设计总览 n在到达TDC之前67度，应用单齿曲轴飞轮 n微控制器的捕获特性用来检测齿边缘从而得到rpm n读取TPS 传感器值 ，基本的 燃油脉冲宽度和点火提 前是从标定的Maps得到的 n基本值的调整依赖于蓄电池电压和其他传感器 n改变的燃油脉冲宽度和点火提前是由微控制器的比较 特性产生的 n通过这种轮流的方式控制智能驱动器开启喷油器和点 火器 Page 19Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 软件设计－主函数 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图 ECU上电 Bootstrap loader选择 系统参数初始化 计算A/D采样结果 故障诊断 工况决策及执行 故障码闪烁、存储 断电管理 ECU断电 修正程序 通信指令解析 自学习程序 监控数据发送 标定算法 Page 20Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 修正自程序 空 挡修正 子程序 进气温度修正子程序 缸体温度修正子程序 怠速手动修正子程序 电池电压修正子程序 氧传感器修正子程序 Page 21Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 通过PC机进行标定的软件界面 PC 界面 Maps 图可以进 行修改并可以 通过Kline或者 Can烧入ECU. 显示 OBD 代码 . Page 22Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 目标摩托车 125cc 单缸 Page 23Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 排放试验结果 •分别在转速 1500, 4800, 6800RPM进行排放试验. •在相同的摩托车发动机上，对化油器和开发完成的EMS 系统进行试验比较 •电子发动机管理系统在排放方面有很大提高 Hydrocarbon Carbon Monoxide Page 24Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 结论 • 该EMS 是基于现有的单缸发动机设计的 • ECU 的硬件设计基于EMS的需求 •采用微控制器和智能驱动器控制喷油量和点火提前角 •智能驱动器提供集成的功率驱动、故障以及诊断功能，节 省外部电路的零件数目、成本以及PCB板的尺寸 •对OBD采用KWP2000协议 •在摩托车应用中，EMS 和 ECU可以达到EUROIII 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 要 求 Page 25Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only 谢谢！ Page 26Copyright © Infineon Technologies 2007. All rights reserved. 22.05.2007 For internal use only The Color System R: 192 G: 192 B: 192 R: 150 G: 150 B: 150 R: 26 G: 24 B: 23 R: 221 G: 221 B: 221 R: 255 G: 255 B: 255 R: 255 G: 163 B: 79 R: 253 G: 234 B: 93 R: 24 G: 198 B: 99 R: 14 G: 120 B: 52 R: 91 G: 235 B: 156 R: 183 G: 13 B: 40 R: 121 G: 9 B: 46 R: 0 G: 93 B: 169 R: 135 G: 165 B: 210 R: 200 G: 216 B: 230 R: 230 G: 239 B: 245 R: 0 G: 33 B: 74 R: 227 G: 0 B: 52 R: 64 G: 134 B: 191 Primary Colors