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(四) -- 國內歷史篇
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 

        我在前一篇文章中,以文獻資料很快的帶大家瞭解了一下有關單晶片與引擎控制的歷史,我想從中大家都體會到了一點:講實際一點,就是商機無限!為什麼?因為在文獻中的那些公司,現在都已經都是國際知名公司,而且,以這種車用電子的行業來說,真的是:歷久彌新啊!我想大家都可認同是:車用電子的毛利之高與產品壽命之長,都不是我們眼前這些消費性電子可以相抗衡的。也難怪國內這些電子大廠也不得不考慮轉向這些領域,來維持公司高獲利與進入門檻。那我就來說國內在這方面的歷史吧。對不起喔∼這方面的資料不多也不適合公開∼所以,我就稍微口述描述一下了。

        在車用電子方面,就屬引擎控制的相關產品的毛利與產品壽命最長,也最能創造無限商機,舉個最簡單的例子:一般汽機車的零組件可分成KT件與保修件,所謂KT件就是所謂的正廠零件。在某些保修件的零件生產數量是KT件的兩倍 (我還沒算到改裝件喔)!所以,您看到比如某車廠今年生產某車型一萬輛。則他這款車的某些保修件則需要生產兩萬套,重點是:過了兩年,這個數量可能還能維持,甚至有些停產暢銷的車款,他的保修零件還是有訂單的。講到這個我最喜歡舉個很好笑的笑話:某生某日在路上騎機車『顧路』了,所以,牽到最近的機車行修理,老闆二話不說:先換的點火器∼幾百元,再換個火星塞,再來換的空氣濾清器,... 然後,最後發現只是油路阻塞,用空壓機吹一下化油器或是油路就解了!對不起喔∼那些之前裝上去的零件是不會再裝回去的。這樣子,您說保修件零件過了N年就會沒訂單呢?!(搞不好,您還看到機車行的老闆很積極的打電話幫您調零件耶!)我想,您若是作電子的,您看到這種東西,我想您會多高興啊。還真的是:坐在家裡還都有生意作∼難怪國外這些老外∼一天到晚都可以到處觀光度假。

        從上述簡單描述商機,您大概就可以體會到那種誘惑力。所以,國內這些老闆當然也不是笨蛋,當然也會想到這個機會。 國內作這一塊產業研究的也很久了,最早也是從四輪的汽車引擎開始切入,那時國外也只是作單點噴射而已,國內某單位也開始積極切入,當初選用的單晶片是 NEC 的uPD7811這顆單晶片的最大好處就是他:內部有許多16 Bits 運算與 index pointer ,以現在來看也還算蠻強的。當初的作法也不只作電子這部分而已,也有作相關零組件,包括噴嘴或燃油幫浦等,結果當然可想而知。因為與國外公司的資源相比較之下真的小得多了。重點還是國內沒有自主的汽車工業。後來,這套系統也有移植到機車上面∼那時稱為『響尾蛇計畫』,是作二行程引擎的。當然,所有零組件也都是自己來,我一直強調說:所有零組件都是自己來。這是一件很大的挑戰的。因為作電子哪管作機械的;但是作機械卻要作電子的幫忙,譬如說:要作一個噴嘴測試台,作電子的不幫忙,作機械的就沒戲唱,那時可不比現在,滿街都有人會寫 8051 或是一些想接外快的一大堆。還有一點就是國內機車產業那時也剛慢慢要轉型成自主工業,其實,當初那家 K 公司還差一點就掛了∼還不是拜當初飆車風氣挽救了那家公司,您知道嗎?當初飆車最暢銷車種是誰嗎?!答案是:名流!! 光靠做這部車零組件的公司,就成就多少公司啊(連做外殼導流板的塑膠工廠都成了大企業!)。所以,這個計畫也因時機的問題就慢慢的銷聲匿跡了。

        後來,國內汽車工業的救世主出現了 : 共用引擎計畫!他一改當初所有零組件都是自己來的觀念,開始引進國外技術。也包括引擎控制系統,只不過,當初主要的電子部分也是整套移入,只有少部分搭配的零組件在國內開發,而此時的國內的機車廠也都非昔日阿蒙了,也說話越來越大聲了,此時國內環保意識的抬頭,推動新一期污染法規-- 三期。更是嚴苛的考驗著國內機車業者,甚至推對所謂含冷車污染的四期,更是讓國內機車業者嚴重的感冒!所以,相關引擎控制計畫也如火如荼的展開。我們都知道當初共用引擎計畫的國外技術來源是:英國的蓮花車廠。但是您可能不知道,當初也有評估過保時捷呢!只不過,因為是要作商用車∼人家可不這方面的專家。

        但是,蓮花車廠可不會電子的引擎控制系統,所以,這一塊後來就開國際標,最後也只有兩家競標,得標的是美國通用汽車公司旗下的Delco (後來合併了作航太很有名的休斯公司改名為Delphi ,也很不幸的,這家公司去年有上報喔∼好像說是要聲請破產喔?)而另一家則是法國的Siemens 。其實西門子公司中作引擎電子控制系統的是在法國,他也是當初西門子合併 Bendix 公司的(您若是作噴油系統的,您就不得不認識這家Bendix ,他可是電子噴油系統的老祖宗呢!)當然,西門子也很不甘心的失去這個機會,所以,後來他就積極的爭取在兩輪(機車)的合作計畫。

        但是畢竟國內的汽車工業是完全掌握在國外手裡,尤其是日本手裡。所以,結果大家都看得到就不必我多加解釋。更何況汽車引擎控制這種東西,又不是執行共用引擎才有,所以,國外給您的東西,頂多是調適一下,就全盤塞給您了,也不值得一提。我現在要解說的在機車這部分。

        歷史講完了,就要說一些技術性的東西。

        好了,引擎控制要控制什麼?!無非是供油及點火系統。

供油部分

    詳細的內容我想大份的教科書都會提到(也遠比我這兩張示意圖清楚多了),以前我做的時候,或許是很高深的學問,但是現在都應該是常識了。

點火部分

            我現在要說的是在機車上引用這樣的技術觀念會有什麼延伸的問題,在供油方面,因為機車不比汽車有一個很大的空間可以安裝一個MAP SENROR(進氣負壓感測器),又為什麼汽車的進氣負壓感測器前會這麼大個的盒子呢?因為壓力的連續性,您要量到穩定壓力,就必須有一個緩衝空間,所以我們稱這個東西為Surge Tank !第二:您可像BOSCH發展有名的 Hot-Wire 感測器,因為空燃比(A/F)的計算,是依據重量而非體積喔∼像剛剛MAP Sensor ,您量到壓力,還是得依據氣體方程式推出重量喔!但是 Hot-Wire 不需要,因為 Hot Wire 就是透過加熱絲的散熱量,因為熱傳理論中,散熱量的單位就是重量!(我想我的熱傳學也快忘光了,還給老師了∼不過,我的熱力學倒是學得很有心得:順便作個廣告:我的熱力學老師是趙怡欽老師,對不起!趙老師,我現在作的跟熱力學一點關係都沒有了)Hot Wire 的問題就是貴∼我想機車應該是裝不起。所以只好用油門位置感測器(TPS) 去『猜』一下了囉。所以,就埋下第一個技術變因了,因為量都不準了,怎麼控制得準呢?!

            第二個重大的變因是作電子的人永遠不會懂得:燃燒變異係數(COV),這個參數您在一般引擎規格上看不得到的,但卻作引擎測試發展的人必須去解讀的!因為機車引擎為單缸引擎,不比汽車四缸引擎外加一個大飛輪,所以,引擎轉速的穩定性不比汽車引擎,所以,相對每一轉與每一轉之間的燃燒特性會差蠻遠的,就是這個COV值很大。這個值一大,您污染控制或動力輸出控制就難了∼所以,說真的,後來,我們發現真的四行程的單缸引擎,改為噴油系統之後,只是純好聽而已,他的污染與動力改善真的有限,還真的不如在排氣管內多加一段觸媒轉換器來得快。至於,其他像噴嘴線圈的反應能力啊∼或噴嘴線圈的線性度啊∼這些因素我想還算小的(說真的,要找一支 125 CC 的噴嘴,還蠻難找的∼您可不要跟我說:拿台塑Martiz 800 C.C. 的一支噴嘴給我用,我說的:您噴嘴的工作範圍都落在非線性區∼那就算您控制器的單晶片多強,噴出來油都不一致多 量

        至於,點火呢?因為現在機車都是採用CDI(電容放電式)的,這個二行程引擎時代的產物,根本不適用於四行程引擎,請問您有看過路上跑的汽車哪一個是用CDI的?!一旦您用CDI的點火器,您根本無法準確調整空燃比來因應燃燒特性需求。那您問我:那是哪一種點火器?!TDI (晶體發火器)!!那為什麼不改呢?!答案很簡單!--- 機車廠內(包括協力廠)沒有人會作需要電子控制的晶體點火及能夠做出像CDI這麼便宜的點火器。因為還是老話一句:作電子不懂作機械的原理(尤其是像在機械熱流領域中燃燒這麼高深的學問)。那時,連西門子這種國際公司的工程師都很好奇的問說:您們為什麼不改成晶體點火呢?您叫老天爺去跟誰解釋呢?!這些東西技術上的細節,我改天再以專文另外解釋(尤其是點火系統這種東西,他的大部分技術還是以電子電路比較相關,我想對單晶片與引擎控制有興趣的人會比較感興趣吧!尤其是晶體式點火,以前要作晶體式是蠻難的,因為零件不好買,現在就普遍多了∼而且他跟單晶片就息息相關,也蠻適合作一些點火DIY 的),先把故事講完。

         其實,在這個計畫推動過程中,也執行了一些小計畫來釐清我剛剛所提的技術問題。包括,將四行程的噴油與點火分開控制驗證,也在二行程引擎上作相關數據驗證,做出一個初步結論:

    1. 四行程引擎,燃油噴射系統改善污染與動力效果有限

    2. 四行程引擎透過可變進器閥可達稀油燃燒,若能搭配晶體點火系統,可以提升油耗污染與性能

    3. 二行程直接推動冷車污染控制與法規

    說真的,西門子最後還是在這個案子上吃了閉門羹,因為相對國內的相對技術投入根本無法配合。不像當初TOYOTA 那種魄力,再辛苦也要建立自己的工業技術,也注定這個計畫胎死腹中,當然,這些機車廠也都號稱有自主能力的,誰也不肯聽從誰的主導意見,所以,就注定最後結果。

     當然,現在每個機車廠都推出自己的噴油引擎,但以歷史的眼光來分析這樣的結果不知該說欣慰還是什麼的∼當初有個說法是令人洩氣的:當初不也是台北捷運開工的交通黑暗期嗎?!也創下台灣機車年銷售量突破百萬輛∼但隨著每一條捷運的陸續營運,每一條捷運線的開通,帶來的機車銷售量以每十萬輛的速度衰退。而一當經濟規模沒達到一定的水準時,在好的技術的東西,也會被慢慢的束之高閣了。所以,這種結合機電整合技術,也隱含許多作單晶片技術的獨到見解,也只能在稗官野史中,聊以慰藉而已。

        另外,還附帶說明一下:當時,整個科學園區的大磁鐵也吸走了不少純電子的人才,您想想看,大家都感慨找不到會寫單晶片韌體的人了。更何況要找到同時有機械背景又能看電子問題的人呢?!(當然小弟我是比較歹命的,所以不小心就兩邊都碰過,所以才能長篇大論的寫這麼多,您不覺得把單晶片引擎控制與USB 裝置與MP3 產品擺在同一個網頁很奇怪嗎?!

        往後,我也會稍微藉由一些範例來說明,單晶片在這引擎控制如噴油系統或點火系統中的應用,讓大家知道,其實八位元的單晶片也是蠻厲害的囉。

 

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。