如何用气缸发动机快速构建电子燃油喷射应用程序

SPC5-Studio IDE的燃油喷射 Eclipse 插件最近收到了更新，使工程师能够为只有一个气缸的发动机快速构建电子燃油喷射 （EFI） 应用程序，甚至可以在一个气缸上使用两个喷油器。让我们看看团队如何使用SPC572L64F2微控制器和L9177A驱动程序构建 EFI 模块。

低排放需要更好的电子燃油喷射

第一个 EFI 系统于 1967 年出现在大众 1600 上，并继续统治着汽车行业。根据摩根大通2018 年的一项研究，随着内燃机汽车在 2025 年占全球市场的份额从 2015 年的 98% 缩小到 41%，混合动力汽车也应占 41%，而电动汽车应占 18% %。传统发动机将继续存在，这就是监管机构继续期望它们提高效率的原因。 例如，欧洲最新的排放标准欧 6/VI 将柴油车的氮氧化物 （NOx） 排放量限制在 80 毫克/公里，而汽油发动机不能超过 60 毫克/公里。公里。此外，“20 国集团的 20 个成员中有 17 个选择遵循欧洲的汽车排放控制监管途径，”国际清洁交通委员会表示。

电子燃油喷射系统是满足这些标准并大大提高性能的好方法。将燃料喷射到燃料阀中是任何内燃机的必要过程。然而，在最佳时刻以最佳数量注入它绝非易事。 在汽车中，速度、负载、海拔高度、车外温度以及驾驶员是否启动发动机或使用巡航控制都会显着影响喷射时间和燃油量。此外，EFI 现在在汽车领域之外越来越普遍。消费者要求他们的两轮车、路边设备、割草机、船只甚至内燃机发电机具有更好的性能。因此，EFI 是必需品，借助两个 ST 组件和我们的 IDE，为小型引擎构建它们可以很简单。

SPC572L64F2，用于 EFI 的 GTM……天哪！

由于存在通用定时器模块 （GTM101），SPC572L64F2 是一款出色的电子燃油喷射系统 MCU. 该 IP 可以为多个任务卸载主 CPU，从而显着优化性能。例如，它可以从飞轮获取信息，从而感知发动机的位置，并使用其硬件单元在发送喷射和点火信号之前提高信号的分辨率。在我们用于 EFI 应用的上一代 MCU 中，主内核必须处理来自飞轮的信号，这会占用资源用于其他计算。现在由 GTM 处理，MCU 可以将其内核用于其他进程，从而优化性能。开发人员还可以使用 GTM 计算瞬时速度或使用特定功能运行电池管理系统。

SPC572L64F2 是我们用于汽车动力总成应用的第二代微控制器的一部分，也是可在多达四个气缸的发动机中工作的最小器件。由于时钟监控和看门狗等安全功能，它实现了 ISO26262 ASIL-A 合规性，以确保极高的可靠性。它还包括一个系统内存保护单元，以保证在内核和内存控制器或外围设备之间流动的信息的完整性。它的单个 e200z2 内核、64 KB 的 SRAM 和 1568 KB 的闪存使其成为具有一或两个气缸的小型发动机的特别令人兴奋的组件。想要开始试用它的开发人员可以获得SPC572L-DISP，这将使他们能够使用 MCU 的外围设备，例如 CAN、UART、LIN 或 FlexRay，并且还受益于两个 JTAG 端口以方便调试和编程操作。SPC5-Studio 完全支持该板。

L9177A，带有 2 通道喷油器驱动器的发动机管理模块

任何 EFI 系统的另一个关键方面是发动机管理。L9177A是一种功能强大的解决方案，它包括通过并行线路或串行 SPI 接口驱动的两个通道喷油器，从而使发动机能够为一个气缸配备两个喷油器或两个气缸各一个喷油器。喷油器驱动器、O2 传感器加热器和两个继电器驱动器使用串行外设接口 （SPI） 来促进开发。工程师甚至可以在EVAL-L9177A评估板上开始他们的开发，该评估板也使用 SPI 读取完整的诊断信息。此外，该板还保护所有通道免受短路、过流和过热的影响。希望试用 EVAL-L9177A 的团队将其插入SPC56M-Discovery的连接器板，它使用 SPC563M64L7 MCU。然而，一旦开发人员熟悉了 L9177A 和 SPC572L64F2，就可以直接切换到包含这两个组件的定制设计。

SPC5-Studio IDE 和 SPC5-L9177A-K02 参考设计，使 EFI 系统易于访问

从一个 SPC5 MCU 迁移到另一个相对简单的部分原因是我们还为 SPC5-Studio IDE 提供了库，极大地促进了开发。团队是否正在开发自适应前照灯解决方案或电子燃油喷射系统，我们的框架可以极大地帮助软件工程师。例如，IDE 包括用于 SPC572L64F2 的通用计时器模块的库，以更快地优化喷射或点火过程等。此外，团队还可以向 ST 索取演示 EFI 应用程序，以加快原型设计阶段。它将帮助他们了解我们是如何实现某些功能的，它还将作为一个配置器来快速定义每个气缸的喷油器数量、飞轮，并最终获得一个功能性应用程序。

我们还与 Arrow 合作进行了参考设计SPC5-L9177A-K02，它搭载了 SPC572L64F2 和 L9177A。附带的软件将帮助创建一个喷油器和一个气缸的基本燃油喷射控制系统，它已经帮助满足欧4/IV、欧5/V、Bharat Stage VI、国V和国六排放标准。然而，该板本身向用户开放了其组件的全部功能，这意味着它将允许程序员超越演示应用程序来创建最多具有两个气缸和两个喷油器的应用程序。因此，对于希望专注于 EFI 应用程序并希望缩短产品上市时间的工程师来说，这是一个出色的解决方案。

审核编辑：郭婷