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摘 要

本文的研究方向为电控汽油机喷油控制装置，全文贯彻模块化的设计思想，分不同的模块分别设计完成，首先介绍了汽油机喷油控制装置在国内外的发展现况，并对此装置的工作原理做简述，根据原理提出了本次设计的总体结构和方案。其次选择了作为核心的MC9S12X128电子控制单元，对比选择了汽油机正常工况所需要的转速传感器、空气流量计、节气门位置传感器和喷油器，结构和工作原理的介绍。然后通过对单片机的学习和Altium Designer软件的熟练使用，完成了汽油机喷油控制装置ECU的硬件设计，并选择了各传感器和执行器的信号处理电路，最终绘制完成了系统的原理图和PCB图。在汽油机喷油控制装置的软件部分，完成了主控程序的软件设计，并根据主程序的需求完成了信号采集子程序、喷油顺序和持续时间子程序的设计。达到了汽油机喷油的电子化自动控制。

关键词：喷油控制装置；电子控制；传感器与执行器

Design of injection control device for gasoline engine

Abstract

In this paper, the research direction for electronically controlled gasoline engine fuel injection control device, the full implementation of the modular design idea, different modules were designed, first introduced the gasoline engine fuel injection control device status quo at home and abroad, and the work principle of this device to do a brief introduction, according to the principle of the general structure and the design scheme is proposed. Secondly, MC9S12X128 electronic control unit is selected as the core, and the rotation speed sensor, air flow meter, throttle position sensor and fuel injector required by normal working condition of gasoline engine are compared. The structure and working principle are introduced. Then, through the study of single-chip microcomputer and the proficient use of Altium Designer software, I completed the hardware design of the ECU of the gasoline engine injection control device, selected the signal processing circuit of each sensor and actuator, and finally drew the schematic diagram and PCB diagram of the system. In the software part of the gasoline engine injection control device, the software design of the main control program is completed, and according to the requirements of the main program, the design of the signal acquisition subroutine, injection sequence and duration subroutine is completed. Achieved the electronic automatic control of gasoline engine injection.

Keywords: Fuel injection control device，Electronic control，Sensors and actuators

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1国内外相关领域的研究背景 1

1.1.1国外概况 1

1.1.2国内概况 1

1.2课题来源与研究意义 1

1.2.1课题来源 1

1.2.2研究的意义 2

1.3本课题主要研究内容 2

第二章 汽油机电子喷油控制装置总体设计 3

2.1汽油机电子喷油控制装置理论基础 3

2.2汽油机电子喷油控制装置的方案选择 3

2.3磁电式转速传感器 4

2.3.1转速传感器的简介 4

2.3.2磁电式转速传感器的结构与工作原理 4

2.4热线式空气流量计 5

2.4.1空气流量计的简介 5

2.4.2热线式空气流量计的结构与工作原理 5

2.5线性输出型节气门位置传感器 6

2.5.1节气门位置传感器简介 6

2.5.2线性输出型节气门位置传感器结构与工作原理 6

2.6轴针式电磁喷油器 7

2.6.1喷油器简介 7

2.6.2底部供油轴针式电磁喷油器结构与工作原理 7

第三章 汽油机电子喷油控制装置硬件设计 9

3.1MC9S12XS128单片机最小系统设计 9

3.1.1主控芯片的选择 9

3.1.2 MC9S12XS128单片机最小系统电路 9

3.2磁电式转速传感器电路 10

3.3线性输出型节气门位置传感器电路 11

3.4热线式空气流量计电路 11

3.5底部供油轴针式电磁喷油器电路 12

第四章 汽油机电子喷油控制装置软件设计 13

4. 1主控程序逻辑 13

4. 2主控程序设计 13

4. 3喷油顺序与脉宽程序 15

第五章 结论 16

致谢 17

参考文献 18

第一章 绪论

1.1国内外相关领域的研究背景

1.1.1国外概况

1952年，德国Dimaler-Benz300L型赛车装上了Bosch公司生产的第一台机械式汽油喷射装置，1967年，德国Bosch公司在Bendix专利基础上率先开发出一套D-Jetronic全电子汽油喷射系统，并于70年代批量生产，应用于汽车，率先达到了当时美国加州废气排放法规的要求，开创了汽油喷射系统电子控制的新时代。

70年代以来，受能源危机和环境污染的影响，一些发达国家相继制定了严格的法规。由于传统化油器式发动机已难以满足日益日益严格的法规要求，因此各大汽车公司竞相开发具有优良动力性、经济性和排放性能的电控汽油喷射系统，并推出了各自的产品，如Bosch公司的LH-Jetronic系统（电控多点喷射）、E-Jetronic系统（机电结合）、Mono-Jetronic系统（单点喷射）、GM公司的EFI系统（包括燃油多点喷射、点火正时和怠速控制）、TBI系统（包括单点燃油喷射，点火正时、怠速控制和废气再循环（EGR）控制）。FORD公司的EFC-IICCR-I系统和EFC-IV（均包括单点燃油喷射、点火正时、怠速控制和废气再循环（EGR）控制），以及Chrysle的CFI系统，日产的ECCS系统、丰田的TCCS系统、三菱的ECI-JET系统和Lucas的EMS系统，从而使电控汽油喷射系统发展到了今天的成熟阶段。目前，美国市场上的汽车全部采用了电控汽油喷射技术，日本和欧洲市场上的轿车也都采用了电控汽油喷射的供油方式。

1.1.2国内概况

我国发动机燃油喷射系统的研究是从上世纪 50 年代初，某些汽车企业开始研究此项工作，如上海内燃机研究所研制的 CTP 型汽油喷射系统、北京汽车厂研制的 301型汽油喷射装置和吉林工业大学研制的机械式燃油喷射装置的研制与试验，虽然取得了一定的技术成果，但是都仅限于机械式燃油喷射装置，对于电控燃油喷射技术的开发是从 80 年代初期才刚刚起步，比如，北京的锐意泰克，武汉的菱电，还有一些做高校、研究所也在不断努力研究电控发动机燃油喷射系统，例如清华大学，在做电控燃油喷射项目的课题研究，做的已经非常成功，是我们其它院校和研究单位的引领者。

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