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原文传递电控摩托车单片机控制系统研究与开发(硬件)

论文题名：	电控摩托车单片机控制系统研究与开发(硬件)
关键词：	发动机电控系统;摩托车发动机;单片机;控制系统;研究与开发;电路设计;驱动电路;电控技术;课题;点火系统;采用新技术;小排量;曲轴位置传感器;运行过程;油耗;试验研究;试验台架;生产企业;喷油;排放性能
摘要：	摩托车在我国是大众化的交通工具，特别是在农村及中小城市比较普及。我国现阶段人们使用的摩托车基本上都是化油器摩托车，这种摩托车的油耗和排放污染都比较大，与当今世界提倡的节能和环保两大课题相违背，我国的许多大城市已经禁止使用摩托车，这方面的考虑就是禁摩的因素之一。因此，采用新技术控制摩托车的油耗及污染已经是当今社会面临的重要课题。同时，随着我国商品市场的进一步开放和世界经济的不断发展，国内外摩托车市场的竞争越来越激烈，我国摩托车生产企业要想生存及进一步的发展，研发和采用新技术，不断提高商品的竞争能力将是唯一的途径。汽车技术的发展史已经证明，发动机电子控制技术是解决油耗、动力性和排放性能的最佳手段。随着科技的发展及人们对摩托车性能要求的提高，摩托车发动机采用电控技术已经是必然的趋势。　　国外发动机电控技术在摩托车上的应用比较成熟，并且有大量的电喷摩托车上市，但在中小排量摩托车上的研究较少，处于领先地位的是奥地利AVL公司和澳大利亚OBITAL公司等。直到1995年，国内才有一些具有高瞻远瞩战略眼光的摩托车生产企业和研究机构陆续涉足摩托车发动机电控领域，开始了对摩托车发动机电控技术的研究，研究领域主要集中在中小排量摩托车方面，并取得了不小的成就，但与国外的研究水平相比，还存在不小的差距。　　本课题以JIEDA125摩托车四冲程发动机为研究对象，根据摩托车发动机电控系统的功能要求和总体结构，确定以。MC68HC908GP32单片机为基础开发摩托车发动机电控系统。由于我国现阶段的摩托车大部分为中小排量摩托车，基于用户对摩托车价格的承受能力，在本课题的研究中采用的控制方法为开环控制，开环控制需要预先制定MAP图，其控制精度依赖于预先制定的MAP图的测量精度，该控制方法具有实时性强和系统响应速度快的优点。在摩托车发动机运行过程中，通过安装在发动机上的各种传感器，将发动机运行中的各种状态参数，如发动机转速、曲轴位置、发动机温度、节气门位置等，输入电控单元ECU，ECU通过计算、分析、处理，输出控制脉冲，精确控制点火和喷油时刻及喷油量，使发动机在各种工况下的运行状态都达到最佳。具体来说，空燃比的控制方式采用节流-速度法，点火系统采用ECU-CDI方式点火。其中，节流一速度法由于直接测量节气门开度的角位移，所以对发动机加减速控制实时性和响应性好，ECU-CDI点火系统结构简单，在对化油器摩托车的改造中比较容易实现。　　在研究中，首先要对JIEDA125摩托车进行改装，安装喷油器和传感器，对与发动机电控系统相关的各子系统进行改造，从而搭建试验台架，做好试验研究的前期工作，为试验研究的顺利开展打好坚实的基础。在摩托车发动机电控系统的开发中，硬件部分的研究内容主要集中在信号采集调理电路和执行器驱动电路两部分的设计方面，这两部分电路设计的合理、科学与否直接关系到发动机电控系统能否正常工作。在课题的研究中，转速及曲轴位置传感器的功能是由磁电机的触发脉冲信号通过转换来实现的，而触发脉冲信号的干扰比较大，因此，这部分的调理电路设计必须要十分的仔细。驱动电路的设计也是十分重要的，它们设计的好坏直接关系到执行器能否被正常的驱动，从而及时、精确的完成喷油和点火任务。在研究过程中，首先是利用了信号发生器、单板试验箱和示波器对设计的电路进行了测试，对其原理上的合理性、操作中的可行性进行了分析，然后，根据摩托车发动机具体的结构特点对电路进行了调整，保证了摩托车发动机运行过程中电控系统的可靠性、稳定性。匹配试验证明，本项研究中设计的各种电路能满足摩托车发动机电控系统各项性能指标的要求。　　最后，在试验台架上对所设计的摩托车发动机电控系统进行了性能测试，并最终完善了程序设计和硬件的抗干扰设计，初步的分析了电控摩托车的油耗、动力性、排放性能，与原机相比得到一定程度的改善，相信通过进一步的研究，本摩托车发动机电控系统就能得到推广应用。
作者：	张勇
专业：	载运工具运用工程
导师：	赵龙庆
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南林学院
学位年度：	2009
正文语种：	中文