奇瑞A3发动机电喷控制系统设计说明书

奇瑞A3发动机电喷控制系统设计摘 要 面对越来越严的排放法规和燃油经济法规,汽车工业寻找各种途径以解决汽车的节能和排放问题。混合动力汽车、燃料电池车、太阳能汽车等技术得到了广泛的研究。但在当前阶段，应用最广, 价格最低, 并受到广泛肯定的是电控燃油喷射技术。所以本文对奇瑞A3发动机的电喷控制系统进行了研究,研究奇瑞A3电子燃油喷射系统的基本组成。 本文完成的主要工作：1、 对奇瑞A3发动机电喷控制系统进行了分析与研究；2、对奇瑞A3发动机电喷控制系统硬件进行了选配；3、对奇瑞A3一些调理电路的分析研究设计；4、最后在对燃油喷射控制器进行软硬件的设计； 奇瑞A3汽车电喷系统有两个重要的控制部分，点火与喷油控制，在本文中都已经过详细的讨论。汽车在行驶时喷油量的确定需要实时监测温度、压力、尾气氧含量等多种参数并加以修正,所以喷油量控制模型结合自适应控制理论与学习控制理论共同完成。点火时刻的控制需要通过曲轴的转速和负荷调节点火提前角和点火脉宽以及曲轴的位置来确定。关键词 ：电喷系统,Proteus，仿真，单片机，控制算法，点火,喷油 ABSTRACT In the face of increasingly stringent emission regulations and fuel economy regulations, the automotive industry is looking for ways to address the energy and emissions problems of cars. Hybrid cars, fuel cell vehicles, solar cars and other technologies have been extensively studied. But at the current stage, the most widely used, the lowest price, and widely recognized is the electronic fuel injection technology. Therefore, this paper studies the EFI control system of Chery A3 engine to study the basic composition of Chery A3 electronic fuel injection system. The main work done in this paper: 1, on the Chery A3 engine EFI control system for analysis and research; 2, the Chery A3 engine EFI control system hardware matching; 3, on the Chery A3 some conditioning circuit analysis and design; 4, and finally in the fuel injection controller for hardware and software design; Chery A3 Car EFI system has two important control parts, ignition and fuel injection control. This article has been discussed in detail. The determination of the amount of fuel injected by the vehicle requires real-time monitoring of the temperature,Pressure, exhaust oxygen content and other parameters and to be amended, so the fuel injection control model combined with adaptive control Theory and learning control theory. Ignition time control through the c.rankshaft speed and load adjustment .The node fire advance angle and the ignition pulse width and the position of the crankshaft.keywords: EFI system, Proteus, simulation, single chip, control algorithm, ignition, fuel injection目 录1 绪论41.1 研究背景及目的41.2 电控燃油喷射系统研究现状41.3 本文的研究目的和主要工作内容41.4论文研究目标42奇瑞发动机电喷系统的分析研究52.1电喷系统的分类62.2电喷系统的组成63 传感器的选型84 传感器调理电路的设计与仿真114.2电机驱动回路设计125数模转回路设计146 控制电路设计166.1STC89C52单片机介绍166.2单片机控制系统设计186.3编程及仿真197点火喷油控制算法设计217.2喷油控制236 结 论24参 考 文 献25附录1：外文翻译16附录2：外文原文30441 绪论1.1 研究背景及目的 电子控制燃油喷射系统简称是用计算机控制燃油供应量的装置。该系统中,计算机综合各种不同传感器送来的信息做出判断,控制和调节喷油器的喷射时间及喷油量,正确迅速地把燃油喷射到发动机进气歧管里,与吸入的空气混合后,进入发动机气缸,同时配合电子控制点火在最佳时刻点燃可燃混合气。 在美、日、欧燃油电喷系统最先用于赛车,后来在70年代末一80年代初迅速向普通轿车发展,进入90年代后,发达国家生产的普通轿车几乎全部应用了燃油电喷系统。我国也积极采取措施,各大汽车厂生产的新车大多采用第三代电喷技术。目前我国各大汽车厂生产的轿车的发动机虽然基本上都采用了燃油电喷技术,但没有厂商完全拥有电喷发动机自主知识权,均属于引进国外电喷发动机生产线或引进国外电喷系统,由外商直接供给系统。1.2 电控燃油喷射系统研究现状车用电喷系统分为汽车电喷和柴油电喷系统，汽油电喷技术有较高的普及率，主要汽车企业均掌握了该技术。而柴油电喷技术却被美国德尔福、德国博世和日本电装等几家企业所垄断，自然我国车用柴油电喷系统也都是被国外品牌霸占。国内企业购买的主要是博世、德尔福、电装三家企业的产品，博世产品大概占到中国电喷市场的60%上下的份额，德尔福占到百分之十几，再次是马瑞利，电装只有在上柴、锡柴的产品中使用，西门子在国内的用户较少，大多用于出口，本土电喷企业所占的市场份额不到5%。国内发动机企业使用的电喷系统中，各个品牌电喷系统的比例也大体如此。1.3 本文的研究目的和主要工作内容此次论文设计的研究对象为：奇瑞A3发动机电控燃油喷射系统该项目面对我国汽车电喷系统落后于世界水平的背景,以自主研究发动机燃油电喷系统的为目标,立足于能掌握核心开发技术,按照根据国情、积极探索、实用可靠、力求先进的原则进行的。1.4论文研究目标利用相关技术资料及其实地测量,自主研究设计针对奇瑞A3发动机的电子燃油喷射系统。完成软件算法及其硬件设计,并且争取在实车上际测试。2奇瑞发动机电喷系统的分析研究本次设计中为了让奇瑞A3发动机正常的运转，所以在燃料供给是，一定要为发动机输入持续的，特定数量以及具有合适的混合比的燃油空气混合气。 2.1电喷系统的分类 1.按燃油供应方式分类 (1)单点喷射(SPI)系统：SPI是在发动机的进气管上方安装1个喷射装置，每个喷油装置会有一到两个喷油嘴对发动机气缸进行集中喷射燃油。这种喷射方式会非常有效的提高节气门口处的燃油雾化，而且因为这种方式，发动机的进气管的温度会变得很高有利于汽油的蒸发。但是，汽车在行驶时，单点喷射系统因为各工况的不同，在分配混合气时并不能达到一个理想的状态。造成这种现象是因为在输送分配混合器时会受到进气歧管结构的影响，就会造成进气门至节气门之间的管道回合起冷却并形成油滴，达不到理想的混合气。 (2)多点喷射(MPI)系统：喷油嘴安装在发动机的进气口处，由电控单元（ECU）控制进行分缸单独喷射或分组喷射，因此汽油会被直接喷射到每个气缸缸的进气前，最后再与空气混合输送到气缸内，因此这进气歧管结构不会影响这种喷射方式而降低混合气的燃烧效率，有效的保证混合气的分配均匀。 多点喷射是目前汽油机嘴普遍的燃油喷射系统，所以奇瑞A3的发动机也是采用的多点喷射系统（MPI）。2.按有无反馈信号分类 (1)开环控制系统：开环控制系统不会将控制系统的输出量连到控制系统中，因此影响输入量，也就是控制系统的输出量不会影响系统正在发生的控制。因为这种控制缺少反馈的环节，因此造价低，响应的时间也会较长，适合简单的控制系统。 (2)闭环控制系统：与开环控制系统相对应，闭环控制系统会将输出量反馈到发动机控制系统中，对混合气进行实时的检测 传感器会实时的空燃比情况输送到计算机中，计算机发出信号给燃油量控制装置对燃油喷射进行修正。采用闭环控制的电喷发动机，由于能使发动机始终在较理想的工况下运行(空燃比偏离理论值不会太多)，从而能保证汽车不仅具有较好的动力性能，还能省油。因此奇瑞A3汽车发动机也是选用的闭环控制系统。2.2电喷系统的组成 奇瑞A3发动机电喷燃油控制电喷系统分别由，传感器输出的电信号，ECU控制，驱动电路，和喷油装置，如图2-1所示。奇瑞A3汽车在行驶时，喷油量，以及喷油脉宽的确定取决于行驶时行程的气缸充冲气量，冲气量又取决于发动机进气管的压力，和曲轴的转速，发动机，空气的温度，所以本次设计中，需要选出合适的传感器类型，来进行汽车行驶时对这些参数的检测采集，并通过实验得到基本喷油脉宽，点火提前角，以及奇瑞A3的发动机转速，最终存储在ECU的ROM中。此时系统中的CPU根据不同传感器采集的压力参数，温度，以及发动机的转速，并根据奇瑞A3汽车行驶时的个工况，计算出最佳的喷油脉宽，点火提前角以及点火脉宽。最后对传感器采集到的信号进行修正。 图2-1 奇瑞A3发动电喷系统组成图3 传感器的选型3.1空气温度传感器的选型： 奇瑞A3发动机的空气及发动机温度传感器的温度系数为负。一般温度传感器是用NIO和一些半导体材料制制成，生活中材料也易取。这种传感器随着温度的升高，传感器两极板会变得越来越容易被点信号击穿。因此即使温度发生微妙的变化时，也能很准确地检测出来。空气传感器的温度一阻值变化曲线如图3-1所示。 图3-1空气温度传感器曲线它们之间的变化关系可以用下式表示： 式中,Rt一热电阻传感器的阻值 T一绝对温度 B一热传感器的温度特征值 A一热传感器常数。 在温度传感器设计时,应考虑传感器的精度要求、空间大小、经济因素，还有抗干扰能力，测温范围。题目要求温度传感器的测温范围在0-120，测量精度1。在仿真时温度传感器我选用了DS18B20是应用广泛温度传感器，体积小，价格低廉，测量温度的精度也很高会在0.1范围内，并且抗干扰能力也很强。3.2曲轴位置，转速传感器的选型利用磁感应的原理制成的传感器能够有效精确的检测曲轴的位置与转速。在发动机电喷控制系统中曲轴位置传感器应用非常广泛，在发动机传感中发挥了很大的作用。并且曲轴位置传感器也可以实时检测发动机的转速，所以曲轴位置传感器本身就是一种霍尔元件。曲轴传感器主要有三种类型：磁电感应式、霍尔效应式和光电式。a、磁电感应式传感器原理：磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。它能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号，是一种无源传感器磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器分上、下两层安装在分电器内。传感器由永磁感应检测线圈和转子（正时转子和转速转子）组成，转子随分电器轴一起旋转。正时转子有一、二或四个齿等多种形式，转速转子为 24个齿。永磁感应检测线圈固定在分电器体上。若已知转速传感器信号和曲轴位置传感器信号，以及各缸的工作顺序，就可知道各缸的曲轴位置。磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器的转子信号盘也可安装在曲轴或凸轮轴上。b、 霍尔效应式传感器原理：是利用半导体材料的霍尔效应进行测量的一种磁敏式传感器。霍尔信号发生器被安装在分电器内，与分火头同轴，其中将霍尔芯片和永久磁铁整体安装在分电器盘上。使得发动机气缸数数和叶轮的缺口数相同。如果叶轮的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间时，霍尔触发器的磁场就会被叶片旁路，这时就不会产生电压，传感器就不会输出信号；反之如果是叶轮的缺口部分进入永久磁铁和霍尔元件之间时，磁力线进入霍尔元件，那么霍尔电压就会升高，传感器就会输出电压信号。c、光电式传感器原理： 光电式传感器photoelectric transducer，基于光电效应的传感器，在受到可见光照射后即产生光电效应。它除能测量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，因而是一种应用极广泛的重要敏感器件。因此在许多应用场合，光电式传感器比其他传感器有明显的优越性，但是在汽车发动机控制系统方面，由于光学器件相对于其他的传感器在都能达到测量结果的情况下价格比较昂贵，而且光电式传感器对周围检测的环境也是比较苛刻的，所以并不适用于汽车发动机上。 在此次的设计当中为满足题目要求测速范围0-120 Km/h,允许误差1Km/h，所以选用霍尔传感器+磁钢的方式实现对发动机转速的检测。霍尔传感器在工作时的测量精度可以达到1%，可以有效的对发动机的转速进行测量。不困什么波形的电流和电压霍尔传感器都能精确的测量检验 ，所以此次设计因为霍尔传感器具有精度高，线性度好，宽带宽，测量范围大的优点所以选择霍尔传感器作为曲轴转速，位置传感器。 霍尔传感器工作原理： 图3-2霍尔效应Uh霍尔常数，与霍尔传感器的半导体材料有关。I霍尔元件中的偏置电流，B磁场强度D半导体的厚度 在传感器的半导体薄片两端通以控制电流I，并在半导体的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压。4 传感器调理电路的设计与仿真4.1温度传感器调理电路的设计 温度传感器DS18B20DS18B20引脚定义：(1)DQ为数字信号输入/输出端；(2)GND为电源地；(3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。如图所示将DS18B20的VDD引脚接在一个单项二极管上，用来控制通断，GND引脚接地，DQ引脚接在单片机的输入引脚上，（此次设计我接在了单片机的P3.5引脚上）。 DS18B20的测温范围在-55-120间。点击软件的仿真按钮，进行温度的检测， 5.1仿真时显示器显示的温度如图所示，点击温度传感器的按钮可以看到显示器显示的温度随传感器的温度上升而上升，降低而降，所以仿真有效。4.2电机驱动回路设计 5.2驱动电机电路 要想单片机控制直流电机，是没有办法直接驱动的，因为单片机提供的功率和电压达不到电机所需要消耗的水平。由于本次使用的是直流电机，可以看成是一个R-L惯性环节，对于该环节有：等冲量的窄脉宽电压可以有相同的效果。这就是PWM调速的原理。脉冲宽度调速的基本思想是用一系列宽度不等的等幅电压代替一个连续变化的电压信号，如图，以一个正弦半波电压信号为例10，不同幅值的电压信号可由不同宽度的信号代替。 PWM模拟正弦半波电压信号 如图所示；电机驱动器L298的引脚IN1，IN4分别接在单片机的P2.5，P2.7上用以输出信号，引脚ENA，ENB，接在一个二极管上来控制电路的通断。另外，驱动器的OUT1，OUT2两个引脚分别接在电动机上，当OUT1端的电压信号大于OUT2端的电压信号时，电机则正转，反之则反转。 如图所示，此次设计我把电动机连在了单片机的P3.4的引脚上，利用单片机内部的计时器和计数器来实现每秒钟脉冲个数的查询。由于，软件proteus里并没有霍尔元件 点击进行仿真测试示波器的黄色波形为电机的迈速，所以仿真有效。5数模转回路设计要将模拟量转换为数字量，需要一个数模转换芯片，本次选用proteus元件库中的PCF8591芯片，该芯片有14个引脚8，要使用该芯片要了解各个引脚的作用。 AIN0AIN3：模拟信号输入端。A0A2：引脚地址端。 VDD、VSS：电源端。（2.56V） SDA、SCL：I2C 总线的数据线、时钟线。 OSC：外部时钟输入端，内部时钟输出端。 EXT：内部、外部时钟选择线，使用内部时钟时 EXT 接地。 AGND：模拟信号地。 AOUT：D/A 转换输出端。 VREF：基准电源端。 PCF8591芯片实际上自带有采样回路，而SOC信号是转换开始信号，同时也可以看做采样信号，在构建单片机控制系统时，我们可以直接使用该芯片作为调理电路。 设计电路图如图所示；用一个1k的电阻接在AIN0端，模拟汽车脚踏板的位置来达到控制电机转速的效果。因为题目中要求我们实时监测汽车燃油喷射是的压力，所以这里将引脚AIN1接在一个10k的电阻上，用一个50CF的电容进行隔断用以接收压力传感器的电压信号，用proteus中的MPX4115芯片来检测压力值。将AIN2接在一个1k可调电阻上，用一个二极管进行通断，仿真检测节气门的位置。其中SDA,SCL分别接在单片机的P3.6，P3.7引脚上。 数模转换仿真电路设计点击仿真按钮进行仿真，仿真结果如图5.4所示，当调速电阻阻值增大时电机的转速也随之增大，从而车速也增大，相反电阻减小，车速也随之减小，所以仿真有效。 数模转换电路仿真6 控制电路设计 6.1STC89C52单片机介绍控制元件采用proteus库中的STC89C52单片机11，单片机引脚如图，共40个引脚，下面来介绍一下这些引脚的功能。 主电源引脚（2根） VCC(Pin40)：电源输入，接5V电源GND(Pin20)：接地线 外接晶振引脚（2根） XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端 XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端 控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。 ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号 PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号 EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。 可编程输入/输出引脚（32根） STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别为P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。 PO口（Pin39Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0P3.7 6.2单片机控制系统设计 系统设计思路图传感器调理电路STC89C52电机电机驱动回路输入 入输入控制输出输出 控制系统流程图接受端为传感器将发动机，空气温度，车速，压力信号转换成电阻信号，再转变为电压信号，输入由PCF8591芯片组成的调理电路，调理过程受单片机控制，调理结束后将数字信号给STC89C52,；STC89C52进行运算得出电机转速脉冲信号，通过电机驱动回路驱动直流电机。在proteus中绘制电路图如图：控制系统设计6.3编程及仿真 7点火喷油控制算法设计7.1.1点火控制算法设计 我们通常用曲轴位置来表示点火提前角,用发动机上的曲轴位置传感器来对曲轴位置进行测量。奇瑞A34缸16冲程发动机基准位置通常位于第一缸压缩上止点前。就60一2齿的测速盘而言,位于压缩上止前120度该值大于点火提前角。当测量到基准位置时,用120度减点火提前角就是点火位置。我们可以把120度减点火提前角得出的这一角度值，通过转速转化成定时信号就可以用来控制火花塞放电。通过上文中对点火提前角的分析情况,我们可以得出点火提前角是用曲轴位置信号作为基准的。据此用于实际对奇瑞A3汽车进行测量,得出了点火信号与曲轴信号的关系（下图）。得出的数据不仅可以帮助设计硬件电路,同时也是点火控制算法设计中不可或缺的一部分。 点火信号与曲轴信号关系7.1.2点火角的确定点火系的控制主要包括点火正时控制（点火提前角）、初级电路导通时间（点火脉宽）控制。根据发动机缸内混合气体的燃烧过程来定点火脉宽的大小。点火缸内压力大则气体的混合较均匀,火花塞上的高温火花引燃火花塞周围的混合气体,但此时的火焰相对较弱。随后火焰加速传播,燃烧过程中如同一个不断加速膨胀的火球将整个燃烧室包围起来。我们可以把这一燃烧的过程分为以下两个阶段：（a）火焰的传播，（b）迅速燃烧。点火电路导通时间控制即为导通角控制通过能量守恒定律可以得出点火线圈次级电压为： g-效率常数 Ip-初级断开电流 L-点火线圈初级绕组电感 C1-初级电路中的电容量 C2-次级电路中的电容量 N1，N2-初级和次级绕组匝数。由此可以得出,当点火线圈的结构一定,次级电压值与初级断开电流值成正比。又因初级断开电流值与导通时间二者关系成正比（未进入恒流阶段）,可知出次级点火电压值与导通角成正比。点火时刻有一个比较理想的位置。如果过于提前,活塞达上止点时会在缸内形成了很大的压力,就会对活塞运动造成很大的阻力,速度波动大,会产生爆震现象，更为严重时甚至还会出现反转的现象,这样非常不利于发动机的工作效率，同时也会影响其使用寿命。如果点火提前角太过滞后,发动机经过上止点较大角度才能达到最高压力,就使做功冲程的动力输出减小,而更多的能量会以热能形式流失。发动机的发热增多使输出功率降低和工作效率下降。发动机工作，只有在临近爆震而又达不到爆震的时候，发动机输出的功率才才能达到最大值,燃料的效率也就达到最高。点火正时控制即点火提前角控制。电喷系统中,控制器根据有关传感器来输入信号,采用查表法在存储器中选择设计给定的基本点火提前角,并参照各个参数对其进行修正,进而根据曲轴和凸轮轴位置传感器信号来判别缸序与活塞在汽缸中的准确位置,才能适时地送出点火信号。如发动机的燃烧室和活塞裙部的形状一定,那么影响点火提前角大小的因素包括机体温度、空气温度、发动机转速和混合气体浓度。如发动机的转速增高或降低,转过相同角度时所需要的时间变小,则必须通过增大减小点火提前角的方式以保证其燃烧时间。混合气体较浓,则火焰传播速度较快,此时需减小提前角。反之,则需增大点火提前角。点火提前角与上述因素的关系很难用具体函数的关系式来表示。一般化油器式发动机的点火提前角都是通过参照以往的经验，或者作通过做实验确定的。对于电喷发动机就得通过实验比较去获取基本图。通过电喷发动机可编程控制的点火提前角同机械式点火提前角的比较,有利于增大发动机的输出功率，提高燃油的效率。7.2喷油控制 在奇瑞A3发动机电控汽油喷射系统中,控制系统需要做到按混合气成分特性预定的最好的方式对发动机进行调节和喷油量的控制。这里所说的混合气成分指在一定成分的混合气中所含燃料与空气各自质量的比,我们用空燃比表示。汽油完全燃烧放热时所需的最低空气含量,称为理论空气含量。因此把空燃比等于的混合比叫做理论混合比。但是发动机实际燃料燃烧消耗的空气量不可能是理论的空气量,与发动机的结构和发动机行驶各工况有着密切的联系。所消耗的实际空气含量应该小于或大于理论需要的空气含量,实际空气含量与理论空气含量的比值被称为过量空气系数。要是所供的空气含量大于理论空气含量,这种混合气叫稀混合气,是因为空气含量不足导致燃料没有完全燃烧,这种混合气叫浓混合气。 奇瑞A3发动机在行驶时喷油量的确定还包括很多其他的因素,例如气缸的进气温度，气缸门的锦旗压力，排气压力等等,因此这里喷油量的确定是一个复合体。 在奇瑞A3电喷系统中,包含了几个重要的部件,喷油以及点火的信号都对相位有很严格的规定,比如喷油时间的确定是根据发动机曲轴位置传感器的信号为准。此次设计为了更好的设计系统的软件算法,现在使用发动机怠速时的工况来观察喷油信号与曲轴信号的关系。如下图所示： 在奇瑞A3电喷燃油控制系统中,控制喷油量其实相当于是控制喷油嘴的喷油持续时间,也叫喷油脉宽。该脉宽根据传感器提供的各种电压信号来确定,脉冲信号经驱动电路输出至喷油嘴上。8结论本次设计，设计了一套基于单片机的奇瑞A3发动机电喷控制系统。该系统主要由发动机空气温度传感器、车速传感器、控制器、压力传感器、传感器调理电路和电机驱动回路几部分组成。在设计系统之前还对各种传感器的优缺点，工作原理进行了分析研究和选型。在控制系统设计上通过比较选出了霍尔传感器，MPX4115压力传感器，DS18B20温度传感器，根据其信号特点使用proteus设计了调理电路并进行了设计并仿真。在电机调速方案上采用PWM技术，并设计了调速回路，同样在软件上进行了仿真。控制单元使用的的STC89C52单片机，在学习其引脚功能后将之前设计的电路放在一起并连接成完整的系统，在proteus中写入程序并仿真，根据仿真结果证实了设计有效。前面的这些设计只考虑了温度传感器，压力传感器和曲轴位置，转速传感器，而并没有根据燃油点火提前角修正，为了弥补这一点我们对喷油点火控制进行了简单的分析研究。以上就是本设计的全部内容。参 考 文 献1仇滔，雷艳，彭璟，等 高压共轨燃油系统轨压控制策略研究J 内燃机工程，2013，34(2) : 83-872翟立谦.电控摩托车发动机喷油及点火控制MAP建模仿真与实验研究D.长沙:湖南大学,2006.3田建勇.摩托车电喷系统电控单元(ECU)的开发研究D.天津:天津大学,2008.4冯勇，阳林，彭仁杰，等FSAE赛车进气限流阀的对比仿真分析J汽车使用技术，2013(9):15-18.5许建民，刘金武，李晓宇FSAE赛车进气系统改进设计J厦门理工学院学报,2009，17(4):43-476卢超，洪伟，王俊峰，等进气限制器对FSAE赛车用发动机性能的影J小型内燃机与摩托车，2012，41(2):17-21. 7电喷发动机（第二版）. 人民交通出版社. 2010.4 8 朱涛. 汽车发动机电控技术. 化工出版社. 2010.2。 9黄欢.基于总线网络监控系统研究与开发.成都理工大学硕士学位论文2009.5:911 10 徐勇跃，125cc 踏板摩托车发动机电喷系统应用及发动机的优化，科技创新与应用，2013.11：46-47附录1：外文翻译 基于GT-POWER和MotoTron的电子控制燃油喷射系统 摘要用GT-POWER软件构建LJ465Q发动机模型，进行基本燃油喷射量表的模拟操作，完成MotoHawk快速成型工具和MotoTune的建模，代码生成，ECU刷写和校准工作，并进行测试验证和最佳校准。实验结果表明，结合软件模拟和硬件实验的研究方法减少了台架测试的数量，缩短了开发周期，降低了开发成本。由第十三届全球制造与管理大会组委会负责同侪审查关键词：GT-POWER; MotoTron;电控燃油喷射系统翻译1. 介绍发动机电子控制技术已成为解决能源和排放问题的关键技术之一1。 对于汽车燃料控制系统的开发，根据V型号进行研究，更广泛地使用快速成型工具2,3。 在开发过程中，控制器需要大量基础数据，但是数据必须通过大量实验进行测试，因此控制器开发周期长，成本高。 必须有一个结合软件模拟和硬件实验的方法，通过GT-POWER软件构建引擎模拟模型，并进行基本燃油喷射量表的运行，然后基于MotoTron开发发动机燃油2.研究基础与技术路线2.1燃油喷射控制过程设计根据速度信号，ECU采用启动燃油喷射控制或后启动燃油喷射控制。图1显示了喷雾量控制过程。当速度小于300 r / min时，ECU选择启动燃油喷射控制。燃料喷射量由存储在ECU中的基本燃料喷射刻度和与线性插补方法组合的冷却剂温度确定，然后添加电源电压校正以获得启动燃料喷射量。当速度大于300 r / min时，ECU选择启动后的燃油喷射控制。首先确定基本喷射量，如果节气门开度为40-70，即节气门位置传感器信号在2.13.3V范围内，则加上氧传感器闭环控制，冷却液温度校正和电源电压校正以获得燃油喷射量的启动，否则直接加入冷却液温度校正和电源电压校正。2.2。技术路线 GT-POWER设置了LJ465Q的发动机型号，通过模拟计算启动燃油喷射控制获得基本燃油喷射量程。起动和起动后的控制模型由MotoHawk构建，启动燃油喷射控制是开环控制的查找表方法。训练BP神经网络算法用于首先获得燃油喷射控制中的基本燃油喷射量，并且添加氧传感器闭环控制的模糊PID控制算法来校正燃油喷射量，当油门开度为40-70，另一个节气门开度处于开环控制。 图1.喷雾量控制过程3.建立发动机模拟模型GT-POWER发动机仿真模型的建立，具有考虑更复杂因素，保持模块化和视觉逻辑运算过程的优点，使分析更加方便。 GT-POWER匹配的GT-POST提供后处理功能，易于观察引擎工作的结果并获得准确的计算数据。LJ465Q发动机采用自然吸气进气系统，气缸中的工作介质是理想的气体6。 模拟模型的主要参数如表1所示，集成发动机模型如图1所示。 2，通过GT-POST计算的结果示于表2。表1.模拟模型参数。NameParameterTypeInline four cylinders, four strokes, water cooled, overhead valveFuel supply modeMulti point sequential electronic fuel injectionCylinder diameter (mm)65.5The number of cylinders4Compression ratio9.2:1Calibration power (kw)34.5(5500 r/min)Minimum fuel consumption rate (g/(kw*h)285Piston stroke (mm)72Total displacement(L)0.97Firing order1-3-4-2Maximum torque (N*m)75(3000-3500 r/min)Oil consumption percentage (%)=0.8Inlet air temperature20Fuel atomization rate0.3 7Injector flow (g/min)117.365Discrete lengthIntake and exhaust systems are 0.4 and 0.55 times the size ofbore diameter 8Combustion model“EngCylCombSIWiebe” combustion model 9Air-fuel ratio at idle10-12Air-fuel ratio at low load11-14Air-fuel ratio at medium load15-17Full throttle air-fuel ratio12-14 10 图2.发动机综合模型4.燃油喷射系统控制模型的建立当基于MotoHawk构建控制模型时，结构分为底层操作系统和应用层两部分。 应用层的设计包括输入，控制和输出设计。输入部分是ECU从传感器接收的电压信号，如图1所示，图3、图4显示了注射控制模型。模糊逻辑被模糊工具箱用于推理系统模型，如图1所示。图 6显示输出部分的设计，需要喷油器驱动器来驱动执行器的输出控制模块。表2.基本注射量（mg / cly）。ThrottleEngine speed(r/min)opening()1000150020002500300035004000450050005500600059.639.137.666.585.434.724.133.673.332.751011.712.912.512.510.610.657.56.831512.213.814.414.714.213.613.212.32012.414.114.715.915.215.916.716.516.116.615.62511.51313.71514.515.316.216.21616.916.13011.513.113.815.314.915.616.616.716.617.7173511.513.313.915.615.41617.217.317.218.618.14011.413.313.915.715.516.117.317.517.418.718.44511.413.31415.715.716.217.517.617.518.818.75011.313.41415.815.916.217.517.717.518.918.95511.313.41415.91616.317.617.817.618.919.16011.313.41415.916.116.317.617.817.61919.26511.213.41415.916.116.317.617.817.61919.37011.213.41415.916.116.317.617.817.61919.47511.213.41415.917.917.61919.48011.213.4141617.917.619.119.58511.213.4141617.917.619.119.59012.214.615.217.417.617.719.319.519.220.821.1 图3传感器的信号 图4.燃油喷射控制模型 图5.模糊PID控制模型附录2：外文原文Electronic Control Fuel Injection System Based on GT-POWER and AbstractBuild the model of LJ465Q engine by GT-POWER software and carry on the simulated operation for getting the basic fuel injection scale, then complete the work of Modeling, code generation, ECU brush writing and calibration by MotoHawk rapid prototyping tool and MotoTune, and test verification and optimal calibration. Experiments show that the research method combining software simulations and hardware experiments reduces the number of bench tests, shortens the development cycles and reduces the development costs. 20176PublishedTheAuthorsbyElsevier.PublishedLtd. ThisbyElsevierisanopenLtdaccess. article under the CC BY-NC-ND license (Peer/licenses/byofthe-nc-organizingnd/4.0/). committee of the 13th Global Congress on Manufacturing and Management.Peer-review under responsibility of the organizing committee of the 13th Global Congress on Manufacturing and ManagementKeywords: GT-POWER; MotoTron; Electronic control fuel injection system1. IntroductionEngine electronic control technology has become one of the key technologies to solve the problems of energy and emissions 1. For the development of automotive fuel control system, the more extensive use of rapid prototyping tools in accordance with the V model to carry out research 2, 3. In the process of development, the controller needs a lot of basic data, but the data must be tested through a large number of experiments, th