ChamberPlus System Level Studio

  首頁 | Contact to us

 

News
Products
FAQ
Technicality
Links
OldNews

互動區:

留下您的足跡

想討論嗎?

 

                                                            文章主題: 單晶片與引擎控制(一) --- 前言
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
其實車用電子大致上可以分成三大類:


    1. 娛樂視聽::就是一般音響等。
    2.通訊與資訊::就是一般導航設備等。
   
3.引擎管理系統。就是EMS (Engine Management System )。

        其中以第三項的利潤與相關產值最大!因為他不只單單是電機電子而已,還涵蓋感測器或相關零組件!但相對來說,進入門檻也最高。當然,第三項技術也最令人熱血沸騰的。我想一般男孩子都難免比較會傾向這種東西!

        以我的經驗來說:要進入這個領域有時也最令人洩氣。當然,要以玩玩的性質來說,我是蠻贊成的。因為裡面的學問真的很大~不管是作電子或電機或作引擎機械!就以純單晶片的技術來說:其實,早期8051 就是因應汽車引擎控制需求所誕生的!這些資料我都有留著!您可以去查一下8051 的歷史,而汽車引用電子技術時間也大概那的時候,只不過那時,點火控制歸點火控制,噴油歸噴油控制∼(那時也不是什麼多點噴射,還是所謂單點噴射,甚至還有所謂電子化油器!)

        8051 裡面的Timer /Counter設計還是算是八位元中歷史最早的∼而這一項設計對點火控制來說,都是很重要的!

        對引擎燃燒控制來說:點火正時控制比燃油控制的反應來的顯而易見。所以點火控制比燃油控制出現的歷史比較久!同理,您在市面上就比較容易看到點火正時改裝,燃油部分就比較難!

        最後先講一個有關燃油控制的觀念作為結尾,陸陸續續我再來談有關技術問題。在燃燒理論中,空燃比14.7 是最佳化!(所謂最佳化就燃燒最完全,相對來說是污染排放最少!,注意喔:空燃比其中的意義是重量比喔,而非體積比!)扭力最大的空燃比是12.5 !(就是稍微多一點油!)所以,大家在改裝車子時,當然喜歡往這個值調。但我要說的是:當您引擎轉速拉高時,您可不能維持這個值,因為高轉速高負載下帶來是引擎溫度升高。所以,此時空燃比還要往10 或 9 來調!可以協助降低燃燒溫度。您很難體會喔∼∼這就我說:要有機電整合的觀念!

這對寫程式來說,有什麼幫助呢?!答案以後您就會慢慢瞭解!

我先來講有關單晶片應用在引擎控制的一些觀念。


            我想玩單晶片能玩到引擎控制的話,可以說集大成了。(至少對我來說:我後來也有開過IC也寫過許多所謂SOC的程式∼在園區繞了一大圈之後,還是覺得引擎控制程式還是很有學問,講難一聽,作Scanner 或MP3 來說,滿街都是,要寫程式也是滿街都是∼寫程式沒什大學問,您也不用很花腦筋去規劃,程式就是一路往下寫:要一個LCD顯示,要一個DOS file system 或甚至NAND Flash 的控制,就資料K一K ∼就至少可以寫出個像樣的東西交差∼要的是時間,您不作?!還一缸子的人都會作,甚至純資訊系畢業也都會!系統不穩慢慢Debug ,終究會交差了事∼苦差事∼不爽還可以不做,老闆還是會找到人幫您善後!!)

        若以現在所謂32 bits 的ARM來說,玩的是軟體,寫Embedded system , 像uC-OS 或Linux 等∼∼那對作單晶片的人來說,就沒那麼好玩了!當然您可以說IC功能強大,作引擎控制綽綽有餘∼但您想一想:人家用八位元就可以作到的東西。他的學問還是很厲害的囉!

        對引擎控制來說:因為牽涉科學高深學問:燃燒熱力學!機電整合度最高!所以,單晶片的控制也最具挑戰性!(註:熱力學大概是目前科學裡還沒被推翻的理論,牛頓的運動力學被天才愛因斯坦找到破綻∼熱力學的三大定律還沒被挑戰成功!!其中以:系統朝最低能量,最大亂度的這個觀點還是鐵律!這樣子,您們大概知道小弟我不是只懂單晶片而以吧)

        好了,不懂也沒關係,我還是先來講有關單晶片的部分。引擎控制對單晶片來說至少要求是需要:Timer/Counter 。

        Timer 大概大家都很容易懂,他基本就是Input Capture/Output Compare 功能。

Input Capture 就是抓引擎轉速。
Output Compare 就是送點火正時或噴由寬度控制。


        至於Counter 大家就比較難體會的到∼∼現在人接觸的車子的機會蠻多的,大家有機會可以留意一下。 引擎邊上那個大飛輪∼這是提供引擎運轉及機械穩定性的惰性飛輪。這個引擎控制無關∼自從引擎發明以來就有了!但聰明的人類就把原本的飛輪做成齒輪狀,再加上一個Hall effect Sensor !就可以抓到引擎轉速與引擎正時位置了!下次留意一下:這個齒輪很特別,他是 58 齒∼就是 60 -2 齒∼缺的那那兩齒就是給單晶片讀參考位置用的!每旋轉一圈都會利用此信號,修正一次!而單晶片也要讀這的信號當外部Counter ! 為什麼要讀此Counter 呢!?


        因為一般汽車引擎至少都是多缸(三缸或四缸∼又是四行程)每一缸的進氣排氣壓縮點火的時間點都不一樣∼所以,就需要讓單晶片認到每一缸引擎的正確位置!

        而每一齒距來說又剛好是 6 度!就提供了點火正時的基本參考訊號!這些都是硬體上跟單晶片息息相關的設計!至於,未來還有許許多多軟體的技術,當然,當您在作軟體的工作時,您就會發現Debug 的環境就很重要了∼,所以,才又會有所謂診斷系統的出現∼什麼OBD II 或CAN Bus 就因應而生!

        我常開玩笑說:對寫引擎控制的韌體工程師來說,傳輸介面是Debug Tools !
        對引擎調教工程師來說,傳輸介面就是調教工具!
        對引擎維修工程師來說:傳輸介面就是診斷系統。
        對引擎生產工程師來說:傳輸介面就是生產品管系統工具!


        您看我講的這些傳輸介面每一項都是一項大生意!而且利潤都很好!|

        未來,我再慢慢來談有關軟體程式的技術∼
        您慢慢就會體會到:寫引擎單晶片程式,才是單晶片的最高表現!
        或許您不信∼但我十年來,拿這個觀念寫過Scanner/讀卡機或 MP3的單晶片,就非常輕而易舉!
連老闆都很訝異∼如何在最小的程式空間裡寫出性能不差的程式!vW:~b

        同樣的東西,人家用32 位元的MCU再加幾百K的程式∼寫個程式不意外∼那是金錢與成本堆出來的∼那個不是搞技術∼那是作苦工!但您若能以最小的資源做出最佳產品那才是令人激賞!那種成就,才是讓您津津樂道∼永生難忘的!

~~(待續)∼∼

首頁 | News | Products | FAQ | Technicality | Links | OldNews

Telephone : 886-3-5439918    FAX : 886-3-5437632

Copyright(C) 2005 . ChamberPlus System Level Studio All rights reserved.  Last Update: 2008年01月18日。