Характеристики и работа контроллеров управления впрыском топлива Январь-5.1 Январь-7.2 и Микас-7.1 с микропрограммой J5LS

Сердцем системы впрыска является микроконтроллер SAF80C509 производства фирмы Infineon, с расширенной архитектурой MCS51. Он работает с тактовой частотой 16 мгц, что обеспечивает производительность логических операций 2.66 mips, или 375 наносекунд на 1 инструкцию.

Аппаратные средства этого кристалла и набор периферии в ЭБУ позволяют при небольших доработках ЭБУ строить системы управления двигателем с числом цилиндров до 6 либо без доработок управлять двигателями с числом цилиндров 2 или 4.

Встроенный сопроцессор позволяет работать с целочисленной арифметикой и обеспечивает следующее время выполнения математических операций в зависимости от разрядности (включая загрузку и выгрузку операндов): 8*8 - 1.5мкс, 8/8 - 1.5мкс, 32/16 - 6.75 мкc, 16*16 - 6 мкс , 16/16 - 6 мкс

15-ти канальный Аналогово-цифровой преобразователь, разрядностью 10 эффективных бит, может в зависимости от требуемой точности преобразования, обеспечивать время преобразования от 3 до 52 мкс на канал. Реально большинство каналов использует разрешение 8 бит и опрашиваются за 3мкс. Однако в случае необходимости высокой точности (канал ДАД и каналы потенциометров электронного дросселя) - применяется 10-ти битный режим опроса.

Функции 2D table lookup работают с таблицами размером 33 точки и 39 точек. Диапазон значений по оси X - от 0 до 255, выборка из таблицы с учетом линейной интерполяции производится за 15 мкс. Важные 2D таблицы имеют размерность 256 точек и выборка из них производится мгновенно.

Функции 3D table lookup могут работать с таблицами размера 16x16 и 32x16. Диапазон значений X Y - от 0 до 240, при выборке для получения промежуточных значений микропрограмма также использует функцию линейной интерполяции. Выборка из таблицы 16x16 производится за 38мкс а из таблицы 32x16 - за 47мкс.

Пятиуровневая аппаратная система приоритетов выполнения задач позволяет рационально распределять процессорное время. Задачи с уровнем приоритета выше текущего могут прерывать выполнение текущей задачи. Задачи имеющие приоритет такой же как и текущие будут выполнены после завершения текущей.

Самый низкий уровень (0) имеет главный 20мс цикл вычислений.

Уровень 1 имеют задачи:

1) Фильтрация ДМРВ или ДАД, расчет обогащения при увеличении дросселя и необходимой базовой топливоподачи для текущего такта работы двигателя и открытие соответствующей форсунки. Расчет производится на основе требуемого состава смеси и информации о наполнении воздухом полученной непосредственно на этом такте работы двигателя. Эта задача инициируется обработчиком ДПКВ при совпадении углового поворота диска с установленной в системе "фазой впрыска". Периодичность вызова задачи соответствует интервалу работы цилиндров (180 градусов ПКВ для 2х и 4-х цилиндрового двигателя или 120 градусов ПКВ для 3х и 6-ти цилиндрового).

2) Обработка сигнала канала детонации. Вызывается после прохода всех фазовых окон и чтения состояния интеграторов (114 градусов после ВМТ).

Уровень 2 имеет задача обработки пакетной отправки и приема байт по протоколу K-Line. (сами пакеты создаются и обрабатываются в главном цикле).

Уровень 3 имеет задача Цикла вычислений с интервалом 1мс.

Уровень 4 имеет задача обработки сигналов датчиков положения коленчатого вала и фазы.

Подсистема времени:

В составе микропроцессора имеются 3 таймера счетчика. Основной из них T2. Его частота 16000000/96, что обеспечивает тик таймера = 6мкс. Это значение является базовым дискретом задержки при реализации многих алгоритмов связанных с положением коленчатого вала. Регистры Т2 используются модулями захвата и сравнения для обеспечения управления форсунками и зажиганием, а также определения оборотов двигателя и привязки всех событий в системе управления по углу поворота коленчатого вала.

Таймер T0 микропроцессора используется только в ЭБУ Январь-7.2, для аппаратного подсчета импульсов поступающих из схемы детектора детонации.

Таймер T1 микропроцессора используется для формирования временного интервала с периодичностью 1мс. Частота 1кгц образуется в результате деления тактовой частоты 16000000/6/2/1333=1000. Эта частота необходима для работы цикла 1мс.

Так же микропроцессор содержит специализированные таймера:

Таймер сравнения CT используется для формирования ШИМ в каналах адсорбера и управления давлением наддува. Он запрограммирован для получения частоты ШИМ 15.258гц, однако в некоторых случаях эта частота может быть изменена (например при применении однопроводного РХХ).

Таймер сравнения CT1 формирует прерывания с частотой 2кгц (0.5ms) для обеспечения отсчета таймаута приема пакета данных по K-line. В версиях ПО Микас-7ET с электронным дросселем и в блоке Январь-7.2 с моментным РХХ - используется для управления этими устройствами (а таймаут приема пакета считается в цикле 1мс).

Кроме того в системе имеются 2 генератора тактовых частот для асинхронных приемопередатчиков (USART0 и USART1), которые настраиваются на скорость 10400 для USART0 (возможно изменение на 38400 и 57600) для работы K-line и 19200 для USART1 для подключения Innovate LC1 по цифровому каналу.

Цикл 1мс:

В цикле 1мс микропрограмма обеспечивает работу следующих задач:

1) Отсчет времени для запуска главного цикла вычислений (интервалов 20мс).

2) Определение потери связи по K-line и закрытие диагностической сессии при такой потере. Определение таймаутов связи.

3) Тестирование каналов зажигания с диагностического сканера (только в режиме прямого управления зажиганием на остановленном двигателе).

4) Обеспечение движения шагового РХХ (выбор направления и разгон) для синхронизации текущего положения шагового РХХ (FSM) c желаемым положением шагового РХХ (SSM).

5) Опрос канала АЦП ДМРВ или ДАД для последующей фильтрации сигнала.

6) Работу многоискрового режима зажигания при пуске двигателя (только блоки Январь-5.1 Микас-7).

7) ШИМ управление клапаном адсорбера (частота 15.6гц) (Только блоки Январь-7.2 - в других ЭБУ адсорбер управляется аппаратно).

8) Опрос датчика скорости автомобиля, и подсчет импульсов c датчика скорости.

9) Отсчет времени для СSV лога ПАК "Матрица" c дискретом 1мс.