Eine MCU im Verbrennungsmotor – So springt der Funke über

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Core-unabhängige Peripherie zur Unterstützung der MCU

Der 8-Bit-Mikrocontroller PIC16F161X bietet als Core-unabhängige Peripherie einen Angular Timer (AT), der in Verbrennungsmotoren mit minimaler CPU-Intervention zur Erzeugung des Zündfunkens beim exakten Zündwinkel verwendet werden kann. Bild 4 beschreibt, wie die Einspeisung des periodischen Impulses in den AT entweder über die interne Core-unabhängige Peripherie oder über einen externen Anschluss erfolgt.

Die Core-unabhängige Peripherie der PIC MCUs, wie CLC, AT, SMT und der Mathematik-Beschleuniger, werden für die Zündwinkelsteuerung in CDI-Systemen verwendet. Für die Drehzahlberechnung wird ein 24-Bit-SMT verwendet. Dieser wird im Fenstermessmodus konfiguriert – wobei der Fenstereingang auf den AT-Periodenpuls eingestellt ist. Immer wenn der AT einen Periodenpuls ausgibt, erfasst der SMT den Timer-Wert und legt diesen in einem Register ab. Der Timer-Ausgang wird zurückgesetzt und die Zählung beginnt von neuem. Die Timer-Erfassung im Register erzeugt einen Captured Period Interrupt. Der Mathematik-Beschleuniger, auch PID-Modul genannt, berechnet den Zündwinkel für die vorliegende Drehzahl.

CDI-Zündsysteme lassen sich mit PIC16F-Mikrocontrollern umsetzen, entweder über die herkömmliche Methode oder mit Hilfe Core-unabhängiger Logik wie AT, CLC, SMT, CWG (Complementary Waveform Generator) und Mathematik-Beschleuniger. Dies verbessert die Gesamtleistungsfähigkeit und Umsetzung von CDI-Zündsystemen.

Der AT teilt das Eingangssignal für die Winkelteilung ohne CPU-Intervention. Das erhöht die Leistungsfähigkeit, da keine Zündwinkel-Berechnung von Grad in Zeit erforderlich ist. Diese Winkelteilungen sind sehr genau und über den gesamten Signaleingangsbereich konstant.

Die Leistung des CDI-Systems lässt sich mit Hilfe des Angular Timers erheblich verbessern, erhebliche CPU-Bandbreite bleibt so für andere Berechnungen übrig. Zusammen mit dem Mathematik-Beschleuniger sind Kalkulationen genauer und schneller. Der SMT mit seiner inhärenten hohen Bit-Auflösung unterstützt die Signalerfassung bei niedrigen Motordrehzahlen und ergreift entsprechende Maßnahmen, ohne große Berechnungen durchführen zu müssen.

Eine ähnliche Umsetzung kann auch in anderen Systemen erfolgen, z.B. in Zündsystemen mit induktiver Entladung, die ebenfalls die gleiche Core-unabhängige Peripherie verwenden können.

Beispielanwendungen

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* Ashutosh Tiwari ist Senior Application Engineer bei Microchip Technology

* Shailendra Vengurlekar ist Manager Automotive Applications bei Microchip Technology

* Namrata Dalvi ist Senior Application Engineer bei Microchip Technology

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