電控摩托車單片機控制系統(tǒng)研究與開發(fā)(硬件).pdf

1、摩托車在我國是大眾化的交通工具，特別是在農(nóng)村及中小城市比較普及。我國現(xiàn)階段人們使用的摩托車基本上都是化油器摩托車，這種摩托車的油耗和排放污染都比較大，與當今世界提倡的節(jié)能和環(huán)保兩大課題相違背，我國的許多大城市已經(jīng)禁止使用摩托車，這方面的考慮就是禁摩的因素之一。因此，采用新技術(shù)控制摩托車的油耗及污染已經(jīng)是當今社會面臨的重要課題。同時，隨著我國商品市場的進一步開放和世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展，國內(nèi)外摩托車市場的競爭越來越激烈，我國摩托車生產(chǎn)企業(yè)要想

2、生存及進一步的發(fā)展，研發(fā)和采用新技術(shù)，不斷提高商品的競爭能力將是唯一的途徑。汽車技術(shù)的發(fā)展史已經(jīng)證明，發(fā)動機電子控制技術(shù)是解決油耗、動力性和排放性能的最佳手段。隨著科技的發(fā)展及人們對摩托車性能要求的提高，摩托車發(fā)動機采用電控技術(shù)已經(jīng)是必然的趨勢。
　　 國外發(fā)動機電控技術(shù)在摩托車上的應(yīng)用比較成熟，并且有大量的電噴摩托車上市，但在中小排量摩托車上的研究較少，處于領(lǐng)先地位的是奧地利AVL公司和澳大利亞OBITAL公司等。直到1995

3、年，國內(nèi)才有一些具有高瞻遠矚戰(zhàn)略眼光的摩托車生產(chǎn)企業(yè)和研究機構(gòu)陸續(xù)涉足摩托車發(fā)動機電控領(lǐng)域，開始了對摩托車發(fā)動機電控技術(shù)的研究，研究領(lǐng)域主要集中在中小排量摩托車方面，并取得了不小的成就，但與國外的研究水平相比，還存在不小的差距。
　　 本課題以JIEDA125摩托車四沖程發(fā)動機為研究對象，根據(jù)摩托車發(fā)動機電控系統(tǒng)的功能要求和總體結(jié)構(gòu)，確定以。MC68HC908GP32單片機為基礎(chǔ)開發(fā)摩托車發(fā)動機電控系統(tǒng)。由于我國現(xiàn)階段的摩托車大

4、部分為中小排量摩托車，基于用戶對摩托車價格的承受能力，在本課題的研究中采用的控制方法為開環(huán)控制，開環(huán)控制需要預(yù)先制定MAP圖，其控制精度依賴于預(yù)先制定的MAP圖的測量精度，該控制方法具有實時性強和系統(tǒng)響應(yīng)速度快的優(yōu)點。在摩托車發(fā)動機運行過程中，通過安裝在發(fā)動機上的各種傳感器，將發(fā)動機運行中的各種狀態(tài)參數(shù)，如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、曲軸位置、發(fā)動機溫度、節(jié)氣門位置等，輸入電控單元ECU，ECU通過計算、分析、處理，輸出控制脈沖，精確控制點火和噴油時刻

5、及噴油量，使發(fā)動機在各種工況下的運行狀態(tài)都達到最佳。具體來說，空燃比的控制方式采用節(jié)流-速度法，點火系統(tǒng)采用ECU-CDI方式點火。其中，節(jié)流一速度法由于直接測量節(jié)氣門開度的角位移，所以對發(fā)動機加減速控制實時性和響應(yīng)性好，ECU-CDI點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，在對化油器摩托車的改造中比較容易實現(xiàn)。
　　 在研究中，首先要對JIEDA125摩托車進行改裝，安裝噴油器和傳感器，對與發(fā)動機電控系統(tǒng)相關(guān)的各子系統(tǒng)進行改造，從而搭建試驗臺架，做

6、好試驗研究的前期工作，為試驗研究的順利開展打好堅實的基礎(chǔ)。在摩托車發(fā)動機電控系統(tǒng)的開發(fā)中，硬件部分的研究內(nèi)容主要集中在信號采集調(diào)理電路和執(zhí)行器驅(qū)動電路兩部分的設(shè)計方面，這兩部分電路設(shè)計的合理、科學(xué)與否直接關(guān)系到發(fā)動機電控系統(tǒng)能否正常工作。在課題的研究中，轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器的功能是由磁電機的觸發(fā)脈沖信號通過轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)的，而觸發(fā)脈沖信號的干擾比較大，因此，這部分的調(diào)理電路設(shè)計必須要十分的仔細。驅(qū)動電路的設(shè)計也是十分重要的，它們設(shè)計的好壞直

7、接關(guān)系到執(zhí)行器能否被正常的驅(qū)動，從而及時、精確的完成噴油和點火任務(wù)。在研究過程中，首先是利用了信號發(fā)生器、單板試驗箱和示波器對設(shè)計的電路進行了測試，對其原理上的合理性、操作中的可行性進行了分析，然后，根據(jù)摩托車發(fā)動機具體的結(jié)構(gòu)特點對電路進行了調(diào)整，保證了摩托車發(fā)動機運行過程中電控系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性。匹配試驗證明，本項研究中設(shè)計的各種電路能滿足摩托車發(fā)動機電控系統(tǒng)各項性能指標的要求。
　　 最后，在試驗臺架上對所設(shè)計的摩托車發(fā)動