CN206668414U - 一种用于摩托车的发动机电子控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于摩托车的发动机电子控制系统，其包括集成于与主控芯片相连的控制芯片上的电源管理电路、驱动输出电路、曲轴信号转换电路、K线通信电路。本实用新型的用于摩托车的发动机电子控制系统，电路板尺寸小，电路布局简单，节约成本。

Description

一种用于摩托车的发动机电子控制系统

技术领域

本实用新型涉及发动机控制技术领域，更具体地，涉及一种用于摩托车的发动机电子控制系统。

背景技术

摩托车发动机电控制系统(Electronic Control Unit，简称ECU)是摩托车电控系统的三要素之一，是摩托车电子控制系统中的核心部件。ECU的基本功能是在实时工况和外界工作条件下始终使摩托车发动机控制在最佳燃烧状态。

ECU按照预先设计的程序计算各种传感器送来的信息，经过特定算法处理以后，把各个参数限制在允许的电压电平上，再发送给各相关的执行机构执行各种预定的控制功能。微处理机根据输入数据和储存在MAP中的数据，计算喷油时间、喷油量、点火角等参数，并将这些参数转换为与摩托车发动机运行匹配的随时间变化的电量。以摩托车发动机的转速、负荷为基础，经过ECU的计算和处理，向喷油器、供油泵、点火线圈等发送动作指令，使喷油器能够适时、适量的喷油同时点火线圈能够准确的点火，保证每个气缸内进行最佳的燃烧。

由于摩托车发动机控制是一个复杂的控制系统，信号输入量和驱动输出量都较多，尤其涉及到进气量、喷油量、点火提前角、空燃比的精确控制，这也导致ECU是控制系统的核心，摩托车发动机电子控制系统是一个设计复杂的控制系统。

摩托车发动机电控制系统涉及到输入量采集、驱动力输出、K线通信、曲轴信号转换等等，若一个功能电路就使用一个集成芯片，这就导致电路板不仅布局麻烦，干扰源变多，成本增加，电路板尺寸也不容易控制。

实用新型内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型提供了一种体积小、电路板布局简单的用于摩托车的发动机电子控制系统。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于摩托车的发动机电子控制系统，其包括集成于与主控芯片相连的控制芯片上的电源管理电路、驱动输出电路、曲轴信号转换电路、K线通信电路。

在上述方案的基础上，所述控制芯片的型号为L9177A。

在上述方案的基础上，所述驱动输出电路包括：步进电机驱动电路、喷油器驱动电路、氧传感器加热驱动电路、油泵继电器驱动电路、故障指示灯驱动电路。

在上述方案的基础上，所述主控芯片采用32位的SPC560P50芯片。

在上述方案的基础上，还包括：与所述主控芯片相连、向所述主控芯片提供电压信号的模拟信号输入电路；与所述主控芯片相连、向所述主控芯片提供车速脉冲信号的车速传感器信号输入电路；与所述主控芯片相连、向所述主控芯片提供点火反馈信号的点火信号反馈电路；与所述主控芯片相连、接收所述主控芯片信号以控制点火线圈的点火驱动输出电路。

在上述方案的基础上，所述模拟信号输入电路包括：氧传感器信号输入电路、节气门位置传感器信号输入电路、油位传感器信号输入电路、进气压力传感器输入电路、缸温传感器信号输入电路。

在上述方案的基础上，所述车速传感器信号输入电路包括：二极管、上拉电阻以及π型滤波电路；车速传感器信号经过所述上拉电阻和所述π型滤波电路滤波后传给所述主控芯片。

在上述方案的基础上，所述点火驱动输出电路的控制芯片为IGBT。

本申请提出的用于摩托车的发动机电子控制系统，其有益效果主要体现在如下方面：

(1)将多个电路集成在一个控制芯片上，减小了电路板尺寸，降低了电路板的布局难度和成本；

(2)采用32位的主控芯片，加快控制系统运行速度，提高系统运行可靠性。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例中一种用于摩托车的发动机电子控制系统的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例中一种用于摩托车的发动机电子控制系统的L9177A芯片的引脚定义示意图；

图3为根据本实用新型实施例中一种用于摩托车的发动机电子控制系统的L9177A芯片电路示意图；

图4为根据本实用新型实施例中一种用于摩托车的发动机电子控制系统的主控芯片引脚定义示意图；

图5a-5e为根据本实用新型实施例中一种用于摩托车的发动机电子控制系统的模拟信号输入电路示意图；

图6为根据本实用新型实施例中一种用于摩托车的发动机电子控制系统的车速传感器信号输入电路示意图；

图7为根据本实用新型实施例中一种用于摩托车的发动机电子控制系统的点火反馈信号输入电路示意图；

图8为根据本实用新型实施例中一种用于摩托车的发动机电子控制系统的点火驱动输出电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1所示，一种用于摩托车的发动机电子控制系统，包括主控芯片，以及与主控芯片相连的控制芯片。控制芯片上集成有电源管理电路、驱动输出电路、曲轴信号转换电路、K线通信电路。

电源管理电路，用于向主控芯片和其它芯片提供稳定的电源电压；驱动输出电路，用于驱动外界的设备；曲轴信号转换电路，用于向主控芯片提供处理后的曲轴信号；K线通信电路，用于与主控芯片进行K通信。

将电源管理电路、驱动输出电路、曲轴信号转换电路、K线通信电路均集成于一体，从而减少了所使用的各个单一功能的模块芯片，既减少了整个电路板的尺寸，又降低了电路板的布局难度和成本。

集成电源管理电路、曲轴信号转换电路、K线通信电路、驱动输出电路的控制芯片采用L9177A型芯片。L9177A芯片的引脚定义示意图参见图2所示，L9177A芯片的电路示意图参见图3所示。

电源管理电路中，蓄电池电源Battery通过一个反向保护的二极管和一个电容，并对蓄电池电源Battery进行滤波，分别与芯片L9177A的第50、63引脚相连。同时，点火开关信号Key，通过一个反向保护的二极管和一个电阻，与芯片L9177A的第36引脚相连。

曲轴信号转换电路中，曲轴传感器信号VRIN+、VRIN-分别与芯片L9177A的第6、7引脚相连，曲轴传感器信号需要由电阻和电容进行滤波，滤波后再输入到芯片L9177A。

K线通信电路中，K总线KL_LINE是用于与主控芯片进行通信的，K总线与芯片L9177A的第45引脚相连。

驱动输出电路包括：步进电机驱动电路、喷油器驱动电路、氧传感器加热驱动电路、油泵继电器驱动电路、故障指示灯驱动电路。

其中，步进电机驱动电路中，4路驱动信号分别为OUTA、OUTB、OUTC、OUTD分别与芯片L9177A的第61、60、53、51引脚相连。

其中，喷油器驱动电路中，有2路驱动信号，用于驱动2个喷油器，驱动信号INJ1、INJ2分别与芯片L9177A的第37、42引脚相连。

其中，氧传感器加热驱动电路中，驱动信号O2H与芯片L9177A的第9引脚相连。

其中，油泵继电器驱动电路中，驱动信号REL2与芯片L9177A的第20引脚相连。

其中，故障指示灯驱动电路中，驱动信号Lamp与芯片L9177A的第30引脚相连。

L9177A的第33、32、35、34引脚分别与主控芯片的第59、60、61、58引脚相连，L9177A芯片的第35片选信号，主控芯片第59、60、61、58四个引脚构成了一个SPI总线，主控芯片通过SPI总线与L9177A芯片通信。电源管理电路、驱动输出电路、曲轴信号转换电路、K线通信电路集成后先内部各自连接，再通过L9177A与主控芯片相连。简化了各控制电路与主控芯片的连接方式。

与控制芯片相连的主控芯片采用32位的SPC560P50芯片。参见图4所示，主控芯片采用32位的芯片，能够有效的加快控制系统的信号处理速度，以提高控制系统运行的可靠性。

与主控芯片相连的还有模拟信号输入电路、车速传感器信号输入电路、点火信号反馈电路和点火驱动输出电路。

模拟信号输入电路用于向主控芯片提供电压信号；车速传感器信号输入电路用于向主控芯片提供车速脉冲信号；点火信号反馈电路用于向主控芯片提供点火反馈信号；点火驱动输出电路用于接收主控芯片的信号以控制点火线圈。

模拟信号输入电路包括：氧传感器信号输入电路、节气门位置传感器信号输入电路、油位传感器信号输入电路、进气压力传感器输入电路、缸温传感器信号输入电路。

图5a是本实用新型实施例提供的氧传感器信号输入电路示意图。如图5a所示，氧传感器信号用VLS表示，氧传感器需要的泵电流由主控芯片第18引脚控制三极管Q8的基极来实现，当Q8受主控芯片的控制而导通，三极管给氧传感器提供泵电流，即可测得氧传感器信号。图中R9和R10是分压电阻，具体分压值根据R9和R10的电阻值以及R9连接的VCC所决定，氧传感器信号在进入主控芯片之前进行了π型滤波。

图5b是本实用新型实施例提供的节气门位置传感器信号输入电路示意图。参见图5b所示，节气门位置传感器信号用TPS来表示，TPS经过下拉电阻R15，VCC为5V下拉后，再经过由电阻R17、电容C17、C18组成的π形滤波电路，经过滤波后的节气门位置传感器信号输入到主控芯片第16引脚。图中电阻A5为预留电阻，不需要焊接。

图5c是本实用新型实施例提供的油位传感器信号输入电路示意图。参见图5c所示，油位传感器信号用FTL来表示，FTL经过上拉电阻R62，VCC为5V上拉后，再经过由电阻R63、电容C82、C83组成的π形滤波电路，再经过由电阻R64，经过滤波后的油位传感器信号输入到主控芯片第10引脚。图中电阻A28为预留电阻，不需要焊接。

图5d是本实用新型实施例提供的进气压力传感器输入电路示意图。参见图5d所示，进气压力传感器信号用MAP来表示，MAP经过下拉电阻R13，VCC为5V下拉后，再经过由电阻R14、电容C15、C16组成的π形滤波电路，经过滤波后的进气压力传感器信号输入到主控芯片第37引脚。图中电阻A9为预留电阻，不需要焊接。

图5e是本实用新型实施例提供的缸温传感器信号输入电路示意图。参见图5e所示，缸温传感器信号用TC来表示，TC经过上拉电阻R67，VCC为5V上拉后，再经过由电阻R68、电容C84、C85组成的π形滤波电路，再经过由电阻R69，经过滤波后的缸温传感器信号输入到主控芯片第39引脚。

图6是本实用新型实施例提供的车速传感器信号输入电路示意图。参见图6所示，车速传感器信号输入电路包括：二极管集成芯片Q4，型号为FHD56-ME，上拉电阻和π型滤波电路。A14为预留电阻，不需焊接。车速传感器向ECU提供一个0V或12V的电压信号经过上拉电阻和π型滤波电路滤波后输入给ECU的主控芯片第21引脚，二极管Q4起到反相保护作用。

图7是本实用新型实施例提供的点火反馈信号输入电路示意图。由于两路点火驱动电路工作原理完全一致，因此两路点火信号反馈电路的输出均接到主控芯片，以其中一路为例介绍。参见图7所示，点火反馈信号经电阻R102接到三极管Q1的基极，控制Q1的通断，Q1的型号为S9013，下拉电阻R103起泄流作用，三极管Q1的发射极接地，集电极接上拉电阻R68，并与主控芯片第2引脚相连。当没有点火反馈信号时，Q1关断，输给主控芯片的为上拉电阻的高电平信号，当有点火反馈信号时，Q1导通，从而上拉电阻的另一端与地相连，输给主控芯片的为低电平信号，通过对点火反馈信号的检测，判断是否有点火故障。

图8是本实用新型实施例提供的点火驱动输出电路示意图。参见图8所示，主控芯片第28引脚通过电阻R82与Q5的栅极相连接，Q5的发射极接地，集电极控制着初级点火线圈的通断。Q5为IGBT，型号为NGD8201A。

本实用新型的用于摩托车的发动机电子控制系统，将电源管理电路、驱动输出电路、曲轴信号转换电路和K线通信电路集成在L9177A芯片上，减小电路板的尺寸，降低电路板的布局难度和成本。集成有四种电路的L9177A芯片、模拟信号输入电路、车速传感器信号输入电路、点火驱动输出电路和点火信号反馈电路分别与主控芯片相连，以控制摩托车发动机的运行。主控芯片采用32位的SPC560P50芯片，有效提高控制系统的处理速度和运行可靠性。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于摩托车的发动机电子控制系统，其特征在于：其包括集成于与主控芯片相连的控制芯片上的电源管理电路、驱动输出电路、曲轴信号转换电路、K线通信电路；

其中，所述电源管理电路中，蓄电池电源通过一个反向保护的二极管和一个电容分别与所述控制芯片的第50、63引脚相连；所述电源管理电路中，点火开关信号通过一个反向保护的二极管和一个电阻与所述控制芯片的第36引脚相连；

所述曲轴信号转换电路中，曲轴传感信号VRIN+、VRIN-分别与所述控制芯片的第6、7引脚相连；

所述K线通信电路中，K总线与所述控制芯片的第45引脚相连。

2.如权利要求1的用于摩托车的发动机电子控制系统，其特征在于：所述控制芯片的型号为L9177A。

3.如权利要求1的用于摩托车的发动机电子控制系统，其特征在于，所述驱动输出电路包括：步进电机驱动电路、喷油器驱动电路、氧传感器加热驱动电路、油泵继电器驱动电路、故障指示灯驱动电路。

4.如权利要求1的用于摩托车的发动机电子控制系统，其特征在于：所述主控芯片采用32位的SPC560P50芯片。

5.如权利要求1的用于摩托车的发动机电子控制系统，其特征在于，还包括：

与所述主控芯片相连、向所述主控芯片提供电压信号的模拟信号输入电路；

与所述主控芯片相连、向所述主控芯片提供车速脉冲信号的车速传感器信号输入电路；

与所述主控芯片相连、向所述主控芯片提供点火反馈信号的点火信号反馈电路；

与所述主控芯片相连、接收所述主控芯片信号以控制点火线圈的 点火驱动输出电路。

6.如权利要求5的用于摩托车的发动机电子控制系统，其特征在于：所述点火驱动输出电路的控制芯片为IGBT。

7.如权利要求5的用于摩托车的发动机电子控制系统，其特征在于，所述模拟信号输入电路包括：氧传感器信号输入电路、节气门位置传感器信号输入电路、油位传感器信号输入电路、进气压力传感器输入电路、缸温传感器信号输入电路。

8.如权利要求5的用于摩托车的发动机电子控制系统，其特征在于，所述车速传感器信号输入电路包括：二极管、上拉电阻以及π型滤波电路；车速传感器信号经过所述上拉电阻和所述π型滤波电路滤波后传给所述主控芯片。