汽车专业毕业设计-翻译-中英文(全)automobile-engine-injection-ignition-

InjectionandIgnition -PAGE23-AutomobileEngineInjectionandIgnitionUsingtheMotorolaMPC555MicrocontrollerRickWagonerInformationEducationandTechnology645,Section001ProfessorDr.YudiGondokaryonoMay2,2006AutomobileEngineInjectionandIgnitionIntroduction Automobileenginesandpowertrainshavebecomeamajorgrowthareaformicrocontrolleruse.Thisgrowthisalsoexpectedtocontinue.Asmanynewregulationsconcerningtheexhaustemissionsandfuelefficiencymustbemetthenmoreandmoremicrocontrollersonautomobileswillberequired.Oneareathatcurrentlymakesuseofamicrocontrolleristhatoffuelinjectionandengineignition. Thesetwoareascanbothbecontrolledinamannerthatcangreatlyincreasefuelefficiency,lowerexhaustemissions,andalsoimproveenginepowerperformance.Let’sbeginbylookingatfuelinjection.Injectingtheproperamountoffuelintotheengineatthepropertimeallowstheenginetooperateapeakperformancelevels.Thisprocesscanbeaccomplishedwithouttheuseofamicrocontroller.However,duetothemanyfactorsaffectingwhatconstitutestheproperamountandpropertimemakestheuseofamicrocontrollermuchmoreappealing.Themicrocontrollercangatherthereadingsfromsensorsconnectedtomanycomponentsontheenginetoperformcalculationsdeterminingtheproperamountandpropertimefortheinjectionprocesstooccur.Thehigherthetemperatureontheenginethebetterthefuelburns.Asthefuelburnsmoreefficientlylessfuelisrequiredtogeneratethesameamountofenergy.Havingatemperaturesensoronthemotorprovidinginputtothemicrocontrollerallowsforadjustmentoftheamountoffuelbeinginjectedintothemotortoprovidethesameamountofengineoutputenergy.Thesecalculationsarequitecomplexandthuswouldtakesometimeforapersontoperform.Themicrocontrollercangatherthedata,performthecalculations,andmakethenecessaryadjustmentsinafractionofasecond.Thegatheringandadjustmentprocesscanthusbeperformedmanytimespersecondallowforcontinuouslevelsofhigherengineperformance. Likewise,theignitionprocesscanalsobecontrolledinasimilarprocess.Ignitionneedstooccuratatimethatwillallowtheenginetoprovidethemostenergyforuse.Iftheignitionis‘fired’exactlywhenthepistonisatitshighestpointthenenergywillbelost.Theamountoftimethatittakesfortheignitiontofireandthentraveltothepistonallowsthepistontomovedownward.Thenwhenthefuelisignitedandthereactiontakesplaceenergyisnotusedtoitsfullpotentialbecausethepistoncannotgainafull‘stroke’fromthereactionbutratherismovedwhatdistanceisavailablethusoperatingatlessthanpeakefficiency.However,iftheignitionprocessisstartedslightlybeforethepistonreachesitsuppermostpositiontheengineenergyisthususedtoitsfullpotential.Againinthisscenarioameasurementmustbetakenandacalculationmustbeperformedandthenanadjustmentmade.Thequickerthiscanbedownthemoreefficienttheenginewilloperate. Forbothinjectionandignitiontherearemanyfactorsthatwillaffecttheoutcomeofthecalculationsrequiredtoadjusttheengineintopeakefficiency.Aswasdiscussedwiththeinjectionprocess,enginetemperatureplaysakeyroleandenginespeedgreatlyaffectstheignitionprocess.Thesefactorsarethekeyreasonthatamicrocontrollerisusedinsteadofmonitoringtheseelementsmanually.Apersonissimplyincapableofkeepingtrackofallofthesefactorsandthenalsoconsideringthemindeterminingtheproperadjustmentstobemade.ThisiswhyIwillonlyassumeaminorsetofthesefactorsfordiscussionindesigningabasicmicrocontrollersystemtocontrolbothfuelinjectionandengineignition. Ourfuelinjectionsystemwilltakeintoaccountthetemperatureofthemotor,thepositionoftheacceleratorpedalandthepositionofthecrankshaftindeterminingwhentoopentheinjectorandhowlongtoleaveitopen.Theengineignitionsystemwillalsoconsiderthespeedoftheengineandthepositionofthecrankshaftindeterminingwhentotriggerthesparkcontrol.Bymonitoringourfourinputs:motortemperature,acceleratorpedal,crankshaftposition,andenginespeed;wecanproperlyadjustandsynchronizeourtwooutputcomponents:injectorsandsparkcontrol. TomeettherequirementsofsuchasystemIrecommendusingtheMotorolaMPC555microcontroller.FollowingisablockdiagramoftheMPC555followedbyalistoffeaturesavailableonthemicrocontroller.MPC555Features: PowerPCRISCprocessor PowerPCcorewithfloating-pointunit 26KbytesfastRAMand6KbytesTPUmicrocodeRAM 448KbytesflashEEPROMwith5-Vprogramming 5VI/OsystemSerialsystem–queuedserialmulti-channelmodule(QSMCM),dualCAN2.0Bcontrollermodules(TouCAN)50-channeltimersystem–dualtimeprocessorunits(TPU3),modularI/Osystem(MIOS1)32analoginputs–dualqueuedanalog-to-digitalconverters(QADC64)SubmicronHCMOS(CDR1)technology272-pintplasticballgridarray(PBGA)packaging40-MHzoperationwithdualsupply(3.3V,5V)TheMPC555microcontrollerisdesignedfortheautomotiveindustryandthushasbeenbuiltwithconsiderationfortheextremeoperatingconditionsthatwillbeencounteredbyanautomobile.Theotherkeyfeaturesthatmakethisgoodchoiceforthisapplicationisthemultipleanalog-to-digitalconvertersaswellasthedualtimeprocessorunits.Multipleconvertersallowmultipledevices(enginespeedsensor,acceleratorpedalposition,andmotorpositionsensor)tobeinputsimultaneouslyandhaveeachanalogsignalconvertedtodigitalsignalsforfurtherprocessing.Onceourinputshavebeenrecordedandconvertedthencalculationscanbeperformedtoadjustouroutputs.AnotherfeaturethatenablestheMPC555tomeetsystemrequirementsisthedualpowersupplyvoltages.Theinternalcorerunsat3.3Vwhiletheoutputportsoperateat5V.Thisworkswellbecausethelowerinternalpowerconsumptionwhileprovidingnecessaryvoltagesforinputandoutputdevices.Mostofthesensorsanddevicescontrolledbythistypeofmicrocontrollerweredesignedtobecompatiblewitholdermicrocontrollerswhichonlyhadasinglepowervoltagesupplywhichoperatedat5V.Sincethisisthecasethe5VI/OportscanoperatewithalmostanyavailableI/Odevice. Dualtimeprocessorunitsallowustosynchronizebothoutputdeviceswithasinglemicrocontroller.Asingletimeprocessorunitcanbeassignedtoeachoutputdevice;oneforthesparkcontrolandonefortheinjectioncontrol.Byadjustingthealgorithmthattakesintheinputdevicesvaluesandcalculatesthenecessaryoutputdevicelevelswecanadjustandcontrolthetimingofthesparkandinjectioncontrol.ThetimeprocessorunitsbothoperatesimultaneouslywiththeCPUandthushaveasinglepointoftimingeventtriggers.Thedesignofthetimeprocessorunitsallowsprocessingofreal-timehardwareeventswithoutCPUintervention.Thisallowsbothoutputdevicestobetimedinunisontoallowadjustmenttothehighestlevelofengineefficiency. TheMPC555wasoriginallydesignedforautomotivepurposesandthushasbeendevelopedintoanactualenginecontrolunit.MclarenElectronicSystemsasbuiltadevicecalledtheTAG-300whichprovidesthetypeofcontroldescribedinthispaper.ThedetailsoftheTAG-300canbefoundat/mes_pdf/Unit_Cont_TAG-300.pdf.MclarendesignedtheTAG-300foruseinhigh-performanceFormula1racingsystems.UseinsuchasystemindicatesthattheMPC555meetstheneedsofhigh-performanceautomobilesandthuscanalsobeusedintoday’spersonalautomobiles.TheMotorolaMPC555hasbeenusedforenginecontrolandhasmanyotherpossibleapplicationsintheautomotiveindustry.ReferencesFIRE(2001).FI2RE–ADevelopmentControlUnitforFlexibleInjectionandIgnition.IVEZWorldwide.Retrievedfrom/download.php;file=m01-01-09.pdf/dir=mtzqq/key=54d981bbb9b3582fae21f3346eed65feonApril4,2006.Microcontroller(2006).MPC555:anautomotivePowerPCpart.Retrievedfromhttp://www.neon.co.uk/campus/articles/motorola/motorola6%20extra.htmonApril4,2006.MPC555(2000).MPC555/MPC556User’sManual.FreescaleSemiconductorInc.RetrievedfromonApril4,2006.TAG-300(2006).EngineControlUnitTAG-300.MclarenElectronicsSystems.Retrievedfrom/mes_pdf/Unit_Cont_TAG-300.pdfonApril4,2006.Transport(2004).MicrocontrollersfortheAutomobile.RossBannatyne,TransportationSystemsGroup,Motorola,Inc.Retrievedfrom/aricles/arc105/arc105.htmonApril4,2006汽车发动机喷射和点火使用摩托罗拉MPC555的微控制器

里克瓦戈纳

教育和科技信息645，第001教授博士堤Gondokaryono2006年5月2日汽车发动机喷射和点火导言汽车发动机和动力系统已成为微控制器的主要增长领域。这种增长还将继续。由于许多新规定有关废气排放和燃料效率必须达到的汽车，然后越来越多的微控制器将需要。一个领域目前已经制造出一种微控制器的是，燃油喷射和发动机点火。这两个领域都可以控制的方式，可以大大提高燃油效率，降低废气排放，并提高发动机的动力性能。让我们开始寻找在燃油喷射。注入发动机在适当的时候适当的燃料量允许发动机经营的最高性能水平。这个过程可以无需使用微控制器完成的。然而，由于影响什么是正确的数量和适当的时候许多因素使得微控制器的使用更具吸引力。微控制器可收集有关的许多组成部分发动机传感器的读数进行计算确定的注射过程中，适量和适当的时间进行。越高的引擎温度更好的燃料燃烧。由于燃料燃烧更有效地减少燃油需要产生的能量。经就提供投入微控制器电机温度传感器允许的燃料数量调整到汽车被注入提供了发动机的输出能量。这些计算相当复杂从而将一个人来执行一段时间。微控制器可收集数据，进行计算，并在不到一秒钟必要的调整。收集和调整的过程，因此可以执行许多次每秒允许发动机性能的不断提高水平。同样，点火的过程也可能控制在一个类似的过程。点火需要发生一次，使该引擎提供了最常用的能源。如果点火是'发射'什么时候活塞的最高点是然后能量将会丢失。的时间量它采取的是火点火，然后前往活塞使活塞向下移动。然后当点火和燃料发生反应的能量是不被用来充分发挥其潜力因为活塞不能获得充分的反应'中风'，而是移动的距离是什么，因此可工作在不到最高效率。然而，如果点火程序启动之前，活塞达到其最上面的位置，发动机的能量略从而充分利用这一潜力同样是在这种情况下。测量必须考虑和计算，必须完成，再作出调整。越快，可以更有效地降低发动机的运作情况。为喷射和点火有很多因素会影响需要调整到最高效率的发动机的计算结果。正如与注射过程中讨论，发动机的温度起到了关键作用和发动机转速大大影响了点火的过程。这些因素是关键原因是微控制器，而不是手工监测这些元素使用。一个人根本无法维持所有这些因素的轨道，然后还考虑在决定适当调整他们作出。这就是为什么我只承担了在微控制器设计的基本制度，同时控制燃油喷射发动机点火和讨论这些因素小集。我们的燃油喷射系统将考虑到电机的温度，加速器踏板位置以及在决定何时开放的注射器和多久的问题交由曲轴位置。发动机点火系统也将考虑速度在发动机和在决定何时触发火花控制曲轴位置。通过监测我们的四个输入：电机温度，油门踏板，曲轴位置和发动机转速，我们可以适当调整，并同步输出的两个组成部分：喷油器和火花控制。为了满足这样一个系统，我建议使用摩托罗拉MPC555的微控制器的要求。以下是由功能微控制器的列表遵循的MPC555的框图。MPC555的特点：的PowerPCRISC处理器PowerPC内核的浮点单元26字节RAM和快速聚氨酯微6字节内存448千字节闪存EEPROM的5-V编程5六/O系统串行系统-排队串行多通道模块（QSMCM），双CAN2.0B控制器模块（大嘴鸟）50通道定时器系统-双时间处理单元（TPU3），模块化I/O系统（MIOS1）32模拟输入-双排队模（QADC64数字转换器）亚微米HCMOS（CDR1）技术272品脱塑料球栅阵列（PBGA）封装40-MHz的双电源供电（3.3V，5V的操作）在MPC555的微控制器是专为汽车行业，因此一直与考虑建的极端操作将由汽车遇到的状况。其他重要功能，该应用程序很好的选择是多种模拟数字转换器以及双处理器的时间单位。多个转换器允许多台设备（发动机转速传感器，油门踏板的位置，位置传感器和马达）将输入的同时，让每个模拟信号转换为数字信号进一步处理。一旦我们的投入已经记录和计算，然后转换可以进行调整我们的产出。另一个功能，使MPC555的，以满足系统的要求是双电源电压。内部核心运行在3.3V输出端口，而在5五，经营运作良好，因为这内部低功耗，同时提供输入和输出设备所需的电压。传感器和微控制器这个被设计为年纪较大的微控制器的只有单一电源电压的供应，在5V兼容类型开始运作控制设备最多在这种情况下的5六/O端口可以操作几乎任何可用的I/O设备。双处理器单元的时间让我们用一个同步控制器，两个输出设备。一个单一的时间处理单元，可以分配到每个输出设备;为火花控制和喷射控制之一。通过调整算法，在输入需要设备价值和计算所需的输出设备的水平，我们可以调整和控制的火花和喷射控制的时机。处理器单元的时间都同时运作，与CPU，从而有一个单点定时触发事件。的时间设计处理器单位可以处理实时无需CPU干预硬件事件。这使得输出设备都将在时间上一致允许调整发动机的效率的最高水平。在MPC555的最初设计用于汽车的目的，因此已成为一个实际发动机控制单元。迈凯轮电子系统公司开发的设备建立了所谓的豪-300它提供了本文所描述的控件类型。对标记的细节-300可在/mes_pdf/Unit_Cont_TAG-300.pdf。麦克拉伦的TAG设计为在高性能F1赛车系统的使用300。在这样一个系统使用表明，MPC555的满足高性能汽车的需求，因此也可用于在今天的个人汽车。摩托罗拉MPC555的发动机已控制使用，有许多其他在汽车行业可能的应用。

参考文献消防（2001）。FI2移植稀土-一个发展的柔性控制单元喷射和点火。IVEZ全球。从/download.php本站;文件=m01-01-09.pdf/dir=mtzqq/键=54d981bbb9b3582fae21f3346eed65fe于2006年4月4日。微控制器（2006年）。MPC555的：一汽车PowerPC的一部分。从http://www.neon.co.uk/campus/articles/motorola/motorola6％20extra.htm查阅于2006年4月4日。MPC555的（2000年）。MPC555/MPC556用户手册。思卡尔半导体公司查阅于2006年4月4日从。豪-300（2006）。发动机控制单元豪-300。麦克拉伦电子系统。来自/mes_pdf/Unit_Cont_TAG-300.pdf本站于2006年4月4日。对汽车运输（2004年）。微控制器。罗斯班纳坦，交通技术集团，摩托罗拉公司来自于2006年4月4日从/aricles/arc105/arc105.htm

基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现HYPERLINK"/detail.htm?