基于MPC563xM的天然气发动机电控单元设计

输入信号
ＥＵ Ｃ
开发通信系统
Ｉ
油门位置 节气门位置
＿ Ｌ
ＮＸ Ｓ Ｅ Ｕ 接口
集成开 发环境
进 气温度 进气 压力 增压压力
天气度 然温 ｒ 压 力 大气压力
冷水度 却 温
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收 稿 日期 ：２ ｌ一７ｌ ；修 回 日期 ：２ ｌ—Ｏ２ Ｏ １Ｏ一Ｏ Ｏ ｌｌ ８
于 车上 蓄电池 的 电压波 动 较 大 ， 车辆 起 动 或 蓄 电 在
池 过 放 电 时 ， 电池 电 压有 可 能 低 至 １ 而 在 蓄 蓄 ６Ｖ，
基 金项 目 ：国家 “ 六 三 ” 能 与新 能 源 汽车 重 大 专 项 资 助项 目（Ｏ ６ 八 节 ２ Ｏ ＡＡ１ Ａ１ ） １ Ａ９
Ｆ ｅ Ｃ 采用 Ｃ Ｐ协议 完 成对数 据 的监测 和 标 ｌｘ ＡＮ Ａ Ｃ 定，ｌ Ｃ Ｆ ｅ ＡＮ Ｂ采 用 Ｊ ９ ９协 议 实 现 发 动 机 Ｅ Ｕ ｘ １３ Ｃ
和车辆 上其他 Ｅ Ｕ 之 间 的通 信 。通 用 １ｏ 口用 于 Ｃ ／
捕捉外 部开关 变 量和输 出指示 灯信 号等 。
１ 天 然气 发 动 机 电控 系统
所 设计 的发 动 机 主要 应用 于 重型 商 用 车 ， 用 采 了稀 薄燃烧 、 压 中冷 、 增 燃气 进气 道多点 喷射 以及空 燃 比闭环控 制等 多种先 进技术 。发动机 的 电控 系统
结构 见 图 １ 。
存 及运 行时 Ｒ ＡＭ 空间 的需 要 。单片 机 的高集 成 度 可大 大简化 外 围电路 设 计 ， 有效 提 高 可 靠性 和降 并 低成 本 。Ａ／ 队列 转换 模 块 ｅ Ｄ ＱＡＤ Ｃ具 有 ３ ４个 转 换通 道 ， 于采集 外部 传感器 的模 拟输 入信号 ， 用 转换 精度 能够 达到 １ ２位 ， 换 时间小 于 １ ｓ 转 。时 间处理 单元 ｅ Ｐ Ｅ Ｔ Ｕ２ 用于处 理实 时性较 高 的输 入 输 出 ， 如 曲轴 凸轮 轴信 号输人 、 点火 控制 信号 、 喷嘴控 制信 号 输 出等 。Ｃ ＡＮ通 信 模 块 Ｆ ｅ Ｃ ｌｘ ＡＮ 用 于 外界 通 信 ，
第 ６期 （ 总第 １ ７期 ） ９ ２１年 １ Ｏ１ ２月
车
用
发
动
机
Ｎｏ． Ｓｅ ｉｌＮＯ．１ ７） ６（ ｒａ ９
Ｄｅ ． １１ ｃ ２Ｏ
Ｖ ＥＨ Ｉ ＣＬＥ ＥＮ ＧＩ Ｅ Ｎ
・
设计 计算 ・
基 于 ＭＰ ５ ３ Ｍ 的 天然 气 发 动机 电控 单 wenku.baidu.com设 计 Ｃ ６ｘ
作 者 简 介 ：白小 劲 （９ ６ ） 男 ， 士 ， １８ 一 ， 硕 主要 研 究 方 向为 发 动 机 电子 控 制 ；ｘ一 ９ ６ １ ３ ＣＩ。 ｂ ｊ１８ Ｇ ．Ｏｎ ６
２１ ０ １年 ｌ ２月
白 小劲 ， ： 于 ＭＰ ５ ３Ｍ 的 天 然 气 发 动 机 电 控 单 元 设 计 等 基 Ｃ ６ｘ
带 来 了 极 大 的 便 利 。 本 研 究 采 用 新 一 代 ＭＰ ５ ３ Ｍ 微 处理器 ， Ｃ ６ｘ 设计 开发 了天 然 气发 动机 控 制 单元 硬件 。
２ 电控 单 元 设 计
２ １ 微 处理器 模块 ． 微处 理器模 块 主 要 由单 片 机 ＭＰ ５ ３ Ｍ 及 一 Ｃ ６ｘ 些 外 围 电 路 组 成 。 ＭＰ ５ ３ Ｍ 是 一 款 高 性 能 、 Ｃ ６ｘ Ｐ ｗｅＰ Ｓ ２ ０ ３内核 的 单 片 机［ 。该 单 片 机 ｏ ｒ ＣＩＡ ｅ０ｚ 内部集成 了 Ｆ ａｈ和 Ｒ ｌｓ ＡＭ ， 全可 以满足程 序 的储 完
快速起 动 。
关 键 词 ： 然 气 发 动 机 ；电控 单 元 ； 处 理 器 ； 料 喷 射 ；电子 控 制 天 微 燃
中 图分 类 号 ：Ｔ ３ Ｋ４ ２ 文献标志码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ 一 ２ ２ ２ １ ） ６０ １ ４ ０ ｌ２ ２ （ ０ １ ０ — ０ ２０
２ ２ 电源模 块 ．
图 １ 天 然 气 发 动 机 电 控 系 统 结 构
天然气 发 动 机 Ｅ Ｕ 采 用 ２ 电源 供 电。 由 Ｃ ４Ｖ
基 于模块 化 的思 想 ， 设计 了发 动 机 Ｅ Ｕ 的各 Ｃ
个 功能模 块 ， 中包 括微 处 理 器 模块 、 其 电源 模 块 、 模
白小劲 ，冒晓建 ，唐航 波 ，王俊席
（ 海 交 通 大 学机 械 与动 力 工程 学 院 ，上 海 上 ２０４） ０２ ０
摘 要 ： 用 Ｆ ｅｓａｅ 一 代 单 片 机 ＭＰ ５ ３ Ｍ 设 计 了天 然 气 发 动 机 的 电控 单 元 （ Ｃ 硬 件 。 分析 了 Ｅ Ｕ 采 ｒｅｃｌ 新 Ｃ ６ｘ Ｅ Ｕ） Ｃ 结 构 ， 计 了 Ｅ Ｕ 功 能 模 块 ， 中 ， 嘴 驱 动 电路 采 用 高 端 开 关 、 端 Ｐ Ｍ 反 馈 控 制 、 端 电 流检 测 的 方 法 ， 有 设 Ｃ 其 喷 低 Ｗ 低 具 成 本 低 、 靠性 好 等 特 点 。试 验 结 果 表 明 ， 设 计 的 Ｅ Ｕ 能 够 快 速 、 确 地 控 制 燃 气 喷 射 ， 现 了 发 动 机 的 可 所 Ｃ 精 实
环境 污染 和能 源危 机 已成 为 ２ １世纪 的两 大难
拟 信 号采集模 块 、 曲轴 凸轮轴传 感器 信号处 理模 块 、
开关信 号处 理模块 、 氧传 感器 控制模 块 、 火控 制模 点
块、 喷嘴控 制 模 块 等 。设 计 的 Ｅ Ｕ 的 硬 件 结 构 见 Ｃ
图 ２ 。
题 ， 车行业 需要 采 用更 先进 的 电控 技术 来 降低 排 汽 放 、 高燃 油经济 性 。随着 微 电子产业 的迅猛 发展 ， 提 高性 能微 处理 器不 断 面世 ， 给汽 车 电控技 术 的发 展