摩托车发动机电控单元ECU的开发

喷油控制模块
　　喷油控制模块在总体结构上与点火模块类似，从功能上可分为前景喷油时序控制逻辑和背景喷油脉宽计算模块以及喷油工况判别逻辑，如图7所示。在背景喷油脉宽计算模块中，将根据发动机工况的变化，计算出所需的喷油脉宽，其计算公式为：

喷油脉宽＝基本喷油脉宽×加速加浓修正×减速减稀修正×蓄电池电压修正因子

其中：基本喷油脉宽=发动机排量×充气效率因子×空燃比（A/F）

图7 喷油控制模块的流程图

　　为了能够适应发动机工况的变化，同样也需要通过标定试验将相关数据存储在表格中，通过查询表格获得目标空燃比值。并由各传感器信号计算得到循环进气量，再乘以各项修正因子完成喷油脉宽的计算，在前景程序中将完成喷油驱动脉冲起止时刻的设定。

　　前景程序中喷油脉宽的输出是通过在参考事件中设置定时器T2CH1输出比较中断来实现的。发动机一个工作循环曲轴旋转2周，其中只在每转的第二个参考事件中设置喷油输出，这样分别在发动机的压缩冲程和排气冲程中各进行一次喷油。当驾驶员有急加速意图时，通过增加同步喷油脉宽的输出仍不能满足快速响应的需要，此时需要根据节气门变化率计算出异步喷油脉宽并在前景程序中立即输出。异步脉宽输出设计思路如下：若当前有同步脉宽正在输出，则将异步脉宽叠加于当前同步脉宽；若当前无同步脉宽输出，则将计算出的异步脉宽累加到下次同步脉宽中一起输出。考虑到每循环同步脉宽的输出均在本循环进气门打开之前，故此设计思路可以很好地保证发动机良好的加速响应性能。

SCI通讯模块
　　通讯模块的设计主要是为电控系统的软件开发和标定试验服务的，方便RAM监控及在线修改标定数据。此功能的实现需要得到上位机开发装置的支持，使用的开发工具是本课题组自主开发的实时监控发动机状态并进行控制的标定软件。

　　RAM监控功能是通过读数据单元、读数据区以及读参数显示状态的通讯模块来实现的。RAM监控可使RAM单元内容透明化，软件开发者可以实时地获得软件中点火、喷油功能模块相关变量的变化情况。无论是模拟调试还是台架试验，上位机记录的数据都可用于离线查错和数据分析，完成数据的作图、显示和存盘。上位机可以显示发动机转速，节气门开度，喷油脉宽，点火提前角等变量值，还能显示包括清淹缸，动力加浓，减速断油等状态，同时提供显示曲线功能，方便了解发动机的状态及其变化情况。而且还具有数据采集功能，能存储指定时间内的上述各种变量和状态的数据。

　　系统上电后禁止RAM单元监控模块工作。上位机发出监控命令触发数据接收中断后再开始回送数据。为了实时接收通讯请求，数据的接收是在前景程序中执行的，即由SCI中断程序处理，同时也可进行数据的发送。但由于某些通讯模式下一次发送数据较多，为了不影响点火、喷油等前景程序的执行，其第一个数据的发送仍在SCI中断程序中进行，但后续数据的发送则在背景程序中，通过查询方式定时进行。

图8 实时在线修改数据功能在台架验证实验中的应用

　　电控系统要想能够工作在最佳状态，需要有良好的数据做基础。数据区在线修改功能主要在发动机台架标定及整车标定时使用。

　　由于ECU软件程序及标定数据区都存储在MC68HC908SR12的12K的FLASH中，因此要实现电控系统的在线标定就需要能够对FLASH进行擦写。由于这些程序必须放在RAM中，因此电控系统软件首先需要将这些程序存放在FLASH中，在系统上电初始化之后对将这些FLASH擦写程序复制到RAM中去。由于MC68HC908SR12对于FLASH的擦写是整页擦写（最小的擦除单元是128个字节，最小写入单元是64个字节），这样在进行电控系统标定时，就不能只对特定的数据单元内容进行修改，而是为了一个单元的修改就需要进行整页的擦写才能完成。擦写一页FLASH需要3ms左右，由于摩托车发动机转速高达上万转，比如在10000rpm时，3ms就对应着发动机转过半转，在这半转的时间内，由于在进行FLASH的擦写，ECU就不能正常工作，因此台架标定时将无法进行高速时的标定。本电控系统采用的方法是将原有电控系统中的标定数据直接进行使用，然后再根据具体的使用需要进行某些数据的标定。