EFI系统的核心-MCU

　　MCU是整个EFI系统的核心。在MCU内又分为硬件及软件两部分。
　　
　　一、硬件部分
　　
　　硬件部分包括单片机及外围零件。
　　
　　对于单片机，目前已是十分丰富的产品了。选用的原则有以下几点：
　　
　　1、必须是工业控制级以上的产品，商用级的对温度的适应性较差，在汽车、摩托车的工作环境下工作不可靠，军用级的当然也可以，但价钱要贵得多了，有点显得不必要。
　　
　　2、要有足够的I/O口。MCU对发动机的多种工况要进行数据采集，并且要对多项设备进行控制，要使用多个I/O口。因此在选用时必须选用有足够的I/O口的品种。
　　
　　3、应选用有高速I/O口的单片机。有的产品称为IC/OC，有的产品称为智能I/O。采用这样的功能I/O口，能使捕捉到的转速信号及输出的脉冲宽度、相位都十分准确，并且不需要CPU跟踪，从而大大简化了程序，降低了对单片机的速度（主频）要求，提高了可靠性同时又降低了成本。
　　
　　4、要选用内带A/D变换器的单片机。发动机的一些工况数据是以模拟量反馈的，如空气流量、水温、气温、空燃比等，须经A/D变换后方能给CPU运算。单片机内带的A/D变换器比外置的A/D变换器要可靠，对I/O口的占用及CPU的占用也要少，成本也低得多。但必须要有足够的A/D通道供使用，一般有4～6个A/D通道即够用了，A/D变换器有8bit就足够了。
　　
　　5、内存的要求，我们采用汇编语言作为编程序的语言，在整体上采用“计算法”结构。这样对内存的要求就不高了。ROM有5K足够，RAM不超过200个字节，但如果采用“查表法”的结构，ROM的用量会用到数十K到数M不等（视表格的圆滑度而定），笔者见过国外某大公司的产品，采用“C”语言编程，并且用“查表法”结构，使得单片机的主频用到40MHz，ROM用到80M。
　　
　　应用于某高档轿车上，不单成本极高，而且极不可靠，经常无故不能正常运转，多次修理均无效后改用我们的系统。后来改用我们的EFI系统，采用汇编语言编程，采用“计算法”结构，仅用内部主频为2MHz的单片机，ROM不超过SK，使用多年一直十分正常，远比“原装”的优越。采用高级语言编写的程序，不单耗费大量的软硬件资源，大大提高了成本，而且由于不能跟踪工作的过程，软件内部的冲突也无法修正、避免，因此极不可取，仅是对编程人员要求降低。对于发动机的控制、管理不能似商用的windows那样，死机了再开机就行了，发动机控制程序的混乱会造成发动机的运转不正常甚至死火，还会波及安全行驶。
　　
　　6、主频及其他。上面已论述，只要采用汇编语言，并且采用相应的编程技巧，对单片机的主频要求不高，还要选用指令尽可能丰富的单片机，例如乘、除的直接指令，这样可大大简化软件，也更能发挥编程的技巧。
　　
　　二、单片机内的程序编写
　　
　　程序的编写方法很多，技巧也各人不尽相同，下面介绍编写程序所应有的内容及应考虑的方方面面的问题。
　　
　　1、油量的大小就是控制喷油器的喷油持续时间长短，对电路来说就是输出脉冲的宽度。在单片机中就是CPU计算出结果，由OC口输出一个数值宽度。为了达到相应的精度，OC口必须是16bit的。
　　
　　2、采用进气支管绝对压力作为进气参量是一个十分直观的参量，因为绝对压力就是空气的密度，从这点考虑，空气的密度与脉宽成正比例关系。但进气支管与气缸间还存在一个进气门，进气门两边存在压力差，并且这压力差是一个随转速、负荷（压力）变化的变量，而不是一个常量，因此要作一系例试验来确定这个变量的规律，在计算时进行相应的“插补”。
　　
　　3、一般摩托车及一些汽缸少于或等于两个的汽油发动机，其进气支管的绝对压力波动极大，不宜采用进气支管绝对压力作为进气量的参量，一般可采用节气门开度作参量，但节气门开度并不与进气量成正比的线性关系，也必须作一系例的试验来确定其规律。
　　
　　4、起动：起动时发动机温度较低，要求供给很浓的混合气。因此，喷射系统在起动时应根据发动机温度，喷入一定量的附加燃料，尤其是冷起动时，为了补偿在进气管内有部分燃料冷凝的损失，应该适时地喷入附加燃料以便使冷机容易起动。这种方法是在冷起动时，直接通过喷油器延长喷油持续时间，使之喷出更多的燃油，来达到加浓的目的。起动的控制是在点火开关开启与发动机温度传感器得到的信号，在控制单元中处理后实现的。在编写程序时，必须有这一部分。不同的起动温度其加浓程度不一样，通过温度传感器传来的信息，进行相应的补偿。
　　
　　5、起动后加浓与暖车加浓：冷起动后，发动机就进入暖车，由于此时温度可能不高，仍会有一中分燃料冷凝在较冷的气缸壁面上，因此发动机需要得到暖车加浓。若没有暖车的附加加浓，就会使发动机的转速有明显的下降。例如在0℃温度下起动时，按不同发动机的形式将喷入比正常热状态下运行多数倍的燃料。暖车初期，必须随时间变化进行不同程度的加浓，称为起动后加浓。其延续的时间约为30s，加浓的燃料量按温度的不同在30～60%的加大量之间调节。起动运行后，发动机只需要少量的加浓，它将通过发动机的温度不同得到调节。发动机温度传感器将测定发动机的温度，以相应的电信号传人电控单元来校正混合气配剂。水温升高后，减少喷油；若水温超至60度后，即可停止附加的喷油量，表示暖车已经完成，进入正常运转状态。
　　
　　6、加速时的加浓：汽车发动机加速时，节气门突然打开，可能在短时间内使混合气变稀，为了获取良好的加速过渡性能，要求供给系统能短时间地使混合气加浓。在化油器中此功能结构称为“加速泵”，我们把软件中此相应功能部分仍然成为“加速泵”。
　　
　　7、发动机在中、高速运转时，突然关闭节气门（松油门），这时进气支管的压力骤然变得十分低，这时原有部分沾在支管壁上的汽油迅速汽化，与新喷入的汽油一起，将会引起短时间的过浓。其实此段时间发动机处于被“拖动”状态，根本不需动力。因此在这种工作状态下，可以停止喷油或减少喷油量，这一方面减少油耗，另一方面又减少有害排放。如果长时间处于这种工作状况（如下坡），EFI系统将会长时间停止喷油，我们把此功能的软件部分称为“减速泵”。化油器中没有此项功能结构。
　　
　　8、空气温度的适应：喷入的燃油量应与吸入空气的温度相适应。对燃烧起决定作用的是吸入的空气量，它取决于吸入空气的温度，因为在同样的压力下，空气的密度与其绝对温度成反比关系，因此要进行相应的校正。一般吸入空气温度超过40度时，就不再进行喷油量的校正。
　　
　　9、有些发动机的怠速调整是用一个步进马达调整进气支管的旁通气门的。可利用单片机的几个I/O口作为步进马达的驱动，软件中根据发动机的转速、温度来调整此步进马达。
　　
　　10、利用单片机的一个I/O口作为油泵控制，当打开电源开关时，对油泵立即供电，如果立即起动发动机，那么此油泵将继续运转下去。如果5秒内不发动发动机，那么就停止对油泵供电，待发动机在起动时再次供电运转。
　　
　　11、氧传感器反馈回来的电压超过0.75V时，减少喷油量，当电压低于0.3V时，增加喷油量．每次增减的步长我们说为lμs，可保证空燃比始终在14.7：1附近的极窄范围内，以保证三元催化器在最佳空燃比的状态下工作，使排放得到最大程度的抑制。

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