| 专利名称： | 基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统 | ||
| 专利名称(英文)： | MPC5554-based embedded of the common-rail diesel engine electric control system | ||
| 专利号： | CN201620117884.3 | 申请时间： | 20160205 |
| 公开号： | CN205370775U | 公开时间： | 20160706 |
| 申请人： | 天津大学 | ||
| 申请地址： | 300072 天津市南开区卫津路92号 | ||
| 发明人： | 苏万华; 刘二喜; 顾文钰; 汤琛; 邬斌扬 | ||
| 分类号： | F02D41/20; F02D41/14; F02D41/30; F02D41/22 | 主分类号： | F02D41/20 |
| 代理机构： | 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 | 代理人： | 杜文茹 |
| 摘要： | 一种基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，由MPC5554芯片构成的主控制单元的信号输入端连接由模拟信号调理电路和数字信号调理电路构成的信号输入模块，主控制单元还分别连接通信模块和标定模块，主控制单元的信号输入端还连接用于给电控系统提供电源的电源管理模块的信号输出端，所述主控制单元的控制输出端连接用于驱动汽车发动机燃烧机构的驱动模块，主控制单元的信号输入端还通过诊断模块连接驱动模块的信号输出端。本实用新型充分利用协处理实现ECU对发动机的基本控制，大幅减少CPU的工作负荷，CPU可以使用更多的指令周期来控制更多的执行器，处理发动机的工作信息。ECU可以对发动机实现更精确与实时的控制。 | ||
| 摘要(英文)： | Based on MPC5554 embedded of the electric control system of a common-rail diesel engine, by MPC5554 the master control unit MCU of the chip is connected with the input end of the signal by the analog signal conditioning circuit and a digital signal conditioning circuit signal input module, a main control unit also is connected to a communication module and a calibration module, the signal input end of the main control unit is connected to provide power to the electric control system the signal output end of the power management module, the main control unit is connected with the output end of the control of the engine used for driving the car the drive module of the combustion mechanism, the signal input end of the main control unit by the diagnosis module is connected with the signal output end of the driving module. The utility model full use of the coprocessor realize basic control of the engine ECU, greatly reduce the work of the CPU load, can use more CPU instruction cycles to control more actuator, processing the work of the engine information. The engine ECU can achieve more precise and real-time control. | ||
1.一种基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，包括：由MPC5554芯片构成的主控 制单元(1)，所述主控制单元(1)的信号输入端连接由模拟信号调理电路(21)和数字信号调 理电路(22)构成的信号输入模块(2)，所述主控制单元(1)还分别连接通信模块(6)和标定 模块(7)，其特征在于，所述主控制单元(1)的信号输入端还连接用于给电控系统提供电源 的电源管理模块(3)的信号输出端，所述主控制单元(1)的控制输出端连接用于驱动汽车发 动机燃烧机构(44)的驱动模块(4)，所述主控制单元(1)的信号输入端还通过诊断模块(5) 连接驱动模块(4)的信号输出端。
2.根据权利要求1所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的电源管理模块(3)包括有汽车电瓶(31)，以及分别与所述的汽车电瓶(31)相连接的数 字电源(32)、斩波升压电路(33)和反馈电路(34)，其中，所述的反馈电路(34)的电源输入端 还连接所述的斩波升压电路(33)的电源输出端，反馈电路(34)的信号输出分别连接主控制 单元(1)和驱动模块(4)的信号输入端，所述的斩波升压电路(33)还连接驱动模块(4)，所述 的数字电源(32)的诊断信号输出端连接主控制单元(1)中eTPU。
3.根据权利要求2所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的数字电源(32)包括有与所述汽车电瓶(31)相连用于输出12V电源的LM2596稳压芯片和 与所述LM2596稳压芯片相连用于输出5V、3.3V和1.5V的MCZ33730芯片，所述LM2596稳压芯 片和MCZ33730芯片的诊断信号输出端连接主控制单元(1)中eTPU。
4.根据权利要求2所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的斩波升压电路(33)包括有第一低边MOS管门极驱动芯片(U10)，所述第一低边MOS管门 极驱动芯片(U10)的信号输入端连接驱动模块(4)中的CPLD模块(41)的信号输出端，第一低 边MOS管门极驱动芯片(U10)的控制信号输出端连接第十一MOS管Q11的栅极，所述第十一 MOS管Q11的源极接地，漏极分别通过电感(LD1)连接汽车电瓶(31)，通过一个二极管D31到 电源输出端VCC，以及依次通过所述的二极管D31和一个电容C31接地。
5.根据权利要求2所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的反馈电路(34)包括有电压比较芯片(U9)，所述电压比较芯片(U9)的一个信号输入端通 过一个电阻R33连接汽车电瓶(31)，该信号输入端还通过一个电阻R34接地，另一个信号输 入端通过一个电阻R35连接斩波升压电路(33)的电源输出端VCC，该信号输入端还通过一个 电阻R36接地，所述电压比较芯片(U9)的两个信号输出端分别连接主控制单元(1)中eTPU， 该两个信号输出端还分别各通过一个电阻R31和R32接5V电源，其中的一个信号输出端还连 接驱动模块(4)中的CPLD模块(41)的信号输入端。
6.根据权利要求1所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的驱动模块(4)包括有分别连接主控制单元(1)中eTPU以及电源管理模块(3)中的反馈电 路(34)和斩波升压电路(33)的CPLD模块(41)，分别连接CPLD模块(41)的信号输出端以及电 源管理模块(3)中斩波升压电路(33)的喷油器驱动电路(42)，信号输入端连接主控制单元 (1)中eTPU的直流感性负载驱动电路(43)，所述喷油器驱动电路(42)和直流感性负载驱动 电路(43)的驱动输出端分别连接发动机燃烧机构(44)。
7.根据权利要求6所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的CPLD模块(41)有十二个信号输出端和六个信号输入端，所述的六个信号输入端分别连 接主控制单元(1)的eTPU的信号输出端，CPLD模块(41)的两个信号输出端连接主控制单元 (1)的eTPU的信号输入端，CPLD模块(41)的十个信号输出端连接所述喷油器驱动电路(42) 的信号输入端。
8.根据权利要求6所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的直流感性负载驱动电路(43)包括有第二低边MOS管门极驱动芯片(U11)，所述第二低边 MOS管门极驱动芯片(U11)的信号输入端连接主控制单元(1)中eTPU，所述第二低边MOS管门 极驱动芯片(U11)的电源输入端连接12V电源，所述第二低边MOS管门极驱动芯片(U11)的一 个驱动信号输出端连接第十二MOS管Q12的栅极，另一个驱动信号输出端连接第十三MOS管 Q13的栅极，所述第十二MOS管Q12和第十三MOS管Q13的源极接地，其中，所述第十二MOS管 Q12的漏极构成驱动输出端，分别通过一个续流二极管D41连接汽车电瓶(31)，通过汽车发 动机燃烧机构(44)中的一个直流感性负载连接汽车电瓶(31)，所述第十三MOS管Q13的漏极 构成另一驱动输出端，分别通过一个续流二极管D41连接汽车电瓶(31)，通过汽车发动机燃 烧机构(44)中的另一个直流感性负载连接汽车电瓶(31)。
9.根据权利要求6所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的喷油器驱动电路(42)包括有与所述的CPLD模块(41)的信号输出端相连的四个结构相 同的用于驱动汽车发动机燃烧机构(44)中的喷油器高边的喷油器高边驱动电路，以及与所 述的CPLD模块(41)的信号输出端相连的三个结构相同的用于驱动汽车发动机燃烧机构 (44)中的喷油器低边的喷油器低边驱动电路，其中： 任一个喷油器高边驱动电路均包括有：一个高边MOS管门极驱动芯片(U1/U2/U3/U4)， 所述高边MOS管门极驱动芯片(U1/U2/U3/U4)的信号输入端连接CPLD模块(41)的信号输出 端，所述高边MOS管门极驱动芯片(U1/U2/U3/U4)两个电源输入端连接5V电源，一个电源输 入端通过一个自举二极管连接12V电源，该电源输入端还通过一个自举电与高边MOS管门极 驱动芯片(U1/U2/U3/U4)的一个信号输入端共同连接一个MOS管Q1/Q2/Q3/Q4的源极，所述 高边MOS管门极驱动芯片(U1/U2/U3/U4)的两个控制信号输出端分别各通过一个电阻R1和 电阻R3或电阻R2和电阻R4或电阻R5和电阻R7或电阻R6和电阻R8连接所述MOS管Q1或MOS管 Q2或MOS管Q3或MOS管Q4的栅极，所述MOS管Q1或MOS管Q2或MOS管Q3或MOS管Q4的源极通过一 个导向二极管连接喷油器的高边，所述的MOS管Q1或MOS管Q2或MOS管Q3或MOS管Q4的源极还 依次通过所述的导向二极管和一个续流二极管接地，所述四个结构相同的高边驱动电路中 的两个高边驱动电路中的MOS管Q1或MOS管Q2的漏极连接电源管理模块(3)中斩波升压电路 (33)的电源输出端VCC，另两个高边驱动电路中的MOS管Q3或MOS管Q4的漏极连接汽车电瓶 (31)，其中，具有MOS管Q1和MOS管Q3的两个高边驱动电路构成一组，共同连接三个喷油器 (L1、L2、L3)的高边，具有MOS管Q2和MOS管Q4的两个高边驱动电路构成一组，共同连接另外 三个喷油器(L4、L5、L6)的高边； 任一个喷油器低边驱动电路均包括有一个低边MOS管门极驱动芯片(U5/U6/U7)，所述 低边MOS管门极驱动芯片(U5/U6/U7)的两个信号输入端分别连接CPLD模块(41)的信号输出 端，所述低边MOS管门极驱动芯片(U5/U6/U7)的电源输入端连接12V电源，所述低边MOS管门 极驱动芯片(U5/U6/U7)具有两个控制信号输出端，每一个控制信号输出端连接一个MOS管 Q5或MOS管Q6或MOS管Q7或MOS管Q8或MOS管Q9或MOS管Q10的栅极，所述MOS管Q5或MOS管Q6或 MOS管Q7或MOS管Q8或MOS管Q9或MOS管Q10的源极连接诊断模块(5)的信号输入端，以及通过 一个电阻接地，所述MOS管Q5或MOS管Q6或MOS管Q7或MOS管Q8或MOS管Q9或MOS管Q10的漏极 对应连接一个喷油器(L1/L2/L3/L4/L5/L6)的低边，该漏极还通过一个续流二极管连接电 源管理模块(3)中斩波升压电路(33)的电源输出端VCC。
10.根据权利要求1所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的诊断模块(5)包括电压反馈型放大器芯片(U8)，所述的电压反馈型放大器芯片(U8)的 两个信号输入端分别与所述的MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7的源极和MOS管Q8、MOS管Q9、MOS 管Q10的源极相连，所述的电压反馈型放大器芯片(U8)的另外两个信号输入端分别通过电 阻R11和电阻R12接地，该两个信号输入端还分别通过电阻R9和R10连接所述电压反馈型放 大器芯片(U8)的两个信号输出端，该两个信号输出端连接主控制单元(1)中的增强A/D转换 单元eQADC。
1.一种基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，包括：由MPC5554芯片构成的主控 制单元(1)，所述主控制单元(1)的信号输入端连接由模拟信号调理电路(21)和数字信号调 理电路(22)构成的信号输入模块(2)，所述主控制单元(1)还分别连接通信模块(6)和标定 模块(7)，其特征在于，所述主控制单元(1)的信号输入端还连接用于给电控系统提供电源 的电源管理模块(3)的信号输出端，所述主控制单元(1)的控制输出端连接用于驱动汽车发 动机燃烧机构(44)的驱动模块(4)，所述主控制单元(1)的信号输入端还通过诊断模块(5) 连接驱动模块(4)的信号输出端。
2.根据权利要求1所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的电源管理模块(3)包括有汽车电瓶(31)，以及分别与所述的汽车电瓶(31)相连接的数 字电源(32)、斩波升压电路(33)和反馈电路(34)，其中，所述的反馈电路(34)的电源输入端 还连接所述的斩波升压电路(33)的电源输出端，反馈电路(34)的信号输出分别连接主控制 单元(1)和驱动模块(4)的信号输入端，所述的斩波升压电路(33)还连接驱动模块(4)，所述 的数字电源(32)的诊断信号输出端连接主控制单元(1)中eTPU。
3.根据权利要求2所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的数字电源(32)包括有与所述汽车电瓶(31)相连用于输出12V电源的LM2596稳压芯片和 与所述LM2596稳压芯片相连用于输出5V、3.3V和1.5V的MCZ33730芯片，所述LM2596稳压芯 片和MCZ33730芯片的诊断信号输出端连接主控制单元(1)中eTPU。
4.根据权利要求2所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的斩波升压电路(33)包括有第一低边MOS管门极驱动芯片(U10)，所述第一低边MOS管门 极驱动芯片(U10)的信号输入端连接驱动模块(4)中的CPLD模块(41)的信号输出端，第一低 边MOS管门极驱动芯片(U10)的控制信号输出端连接第十一MOS管Q11的栅极，所述第十一 MOS管Q11的源极接地，漏极分别通过电感(LD1)连接汽车电瓶(31)，通过一个二极管D31到 电源输出端VCC，以及依次通过所述的二极管D31和一个电容C31接地。
5.根据权利要求2所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的反馈电路(34)包括有电压比较芯片(U9)，所述电压比较芯片(U9)的一个信号输入端通 过一个电阻R33连接汽车电瓶(31)，该信号输入端还通过一个电阻R34接地，另一个信号输 入端通过一个电阻R35连接斩波升压电路(33)的电源输出端VCC，该信号输入端还通过一个 电阻R36接地，所述电压比较芯片(U9)的两个信号输出端分别连接主控制单元(1)中eTPU， 该两个信号输出端还分别各通过一个电阻R31和R32接5V电源，其中的一个信号输出端还连 接驱动模块(4)中的CPLD模块(41)的信号输入端。
6.根据权利要求1所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的驱动模块(4)包括有分别连接主控制单元(1)中eTPU以及电源管理模块(3)中的反馈电 路(34)和斩波升压电路(33)的CPLD模块(41)，分别连接CPLD模块(41)的信号输出端以及电 源管理模块(3)中斩波升压电路(33)的喷油器驱动电路(42)，信号输入端连接主控制单元 (1)中eTPU的直流感性负载驱动电路(43)，所述喷油器驱动电路(42)和直流感性负载驱动 电路(43)的驱动输出端分别连接发动机燃烧机构(44)。
7.根据权利要求6所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的CPLD模块(41)有十二个信号输出端和六个信号输入端，所述的六个信号输入端分别连 接主控制单元(1)的eTPU的信号输出端，CPLD模块(41)的两个信号输出端连接主控制单元 (1)的eTPU的信号输入端，CPLD模块(41)的十个信号输出端连接所述喷油器驱动电路(42) 的信号输入端。
8.根据权利要求6所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的直流感性负载驱动电路(43)包括有第二低边MOS管门极驱动芯片(U11)，所述第二低边 MOS管门极驱动芯片(U11)的信号输入端连接主控制单元(1)中eTPU，所述第二低边MOS管门 极驱动芯片(U11)的电源输入端连接12V电源，所述第二低边MOS管门极驱动芯片(U11)的一 个驱动信号输出端连接第十二MOS管Q12的栅极，另一个驱动信号输出端连接第十三MOS管 Q13的栅极，所述第十二MOS管Q12和第十三MOS管Q13的源极接地，其中，所述第十二MOS管 Q12的漏极构成驱动输出端，分别通过一个续流二极管D41连接汽车电瓶(31)，通过汽车发 动机燃烧机构(44)中的一个直流感性负载连接汽车电瓶(31)，所述第十三MOS管Q13的漏极 构成另一驱动输出端，分别通过一个续流二极管D41连接汽车电瓶(31)，通过汽车发动机燃 烧机构(44)中的另一个直流感性负载连接汽车电瓶(31)。
9.根据权利要求6所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的喷油器驱动电路(42)包括有与所述的CPLD模块(41)的信号输出端相连的四个结构相 同的用于驱动汽车发动机燃烧机构(44)中的喷油器高边的喷油器高边驱动电路，以及与所 述的CPLD模块(41)的信号输出端相连的三个结构相同的用于驱动汽车发动机燃烧机构 (44)中的喷油器低边的喷油器低边驱动电路，其中： 任一个喷油器高边驱动电路均包括有：一个高边MOS管门极驱动芯片(U1/U2/U3/U4)， 所述高边MOS管门极驱动芯片(U1/U2/U3/U4)的信号输入端连接CPLD模块(41)的信号输出 端，所述高边MOS管门极驱动芯片(U1/U2/U3/U4)两个电源输入端连接5V电源，一个电源输 入端通过一个自举二极管连接12V电源，该电源输入端还通过一个自举电与高边MOS管门极 驱动芯片(U1/U2/U3/U4)的一个信号输入端共同连接一个MOS管Q1/Q2/Q3/Q4的源极，所述 高边MOS管门极驱动芯片(U1/U2/U3/U4)的两个控制信号输出端分别各通过一个电阻R1和 电阻R3或电阻R2和电阻R4或电阻R5和电阻R7或电阻R6和电阻R8连接所述MOS管Q1或MOS管 Q2或MOS管Q3或MOS管Q4的栅极，所述MOS管Q1或MOS管Q2或MOS管Q3或MOS管Q4的源极通过一 个导向二极管连接喷油器的高边，所述的MOS管Q1或MOS管Q2或MOS管Q3或MOS管Q4的源极还 依次通过所述的导向二极管和一个续流二极管接地，所述四个结构相同的高边驱动电路中 的两个高边驱动电路中的MOS管Q1或MOS管Q2的漏极连接电源管理模块(3)中斩波升压电路 (33)的电源输出端VCC，另两个高边驱动电路中的MOS管Q3或MOS管Q4的漏极连接汽车电瓶 (31)，其中，具有MOS管Q1和MOS管Q3的两个高边驱动电路构成一组，共同连接三个喷油器 (L1、L2、L3)的高边，具有MOS管Q2和MOS管Q4的两个高边驱动电路构成一组，共同连接另外 三个喷油器(L4、L5、L6)的高边； 任一个喷油器低边驱动电路均包括有一个低边MOS管门极驱动芯片(U5/U6/U7)，所述 低边MOS管门极驱动芯片(U5/U6/U7)的两个信号输入端分别连接CPLD模块(41)的信号输出 端，所述低边MOS管门极驱动芯片(U5/U6/U7)的电源输入端连接12V电源，所述低边MOS管门 极驱动芯片(U5/U6/U7)具有两个控制信号输出端，每一个控制信号输出端连接一个MOS管 Q5或MOS管Q6或MOS管Q7或MOS管Q8或MOS管Q9或MOS管Q10的栅极，所述MOS管Q5或MOS管Q6或 MOS管Q7或MOS管Q8或MOS管Q9或MOS管Q10的源极连接诊断模块(5)的信号输入端，以及通过 一个电阻接地，所述MOS管Q5或MOS管Q6或MOS管Q7或MOS管Q8或MOS管Q9或MOS管Q10的漏极 对应连接一个喷油器(L1/L2/L3/L4/L5/L6)的低边，该漏极还通过一个续流二极管连接电 源管理模块(3)中斩波升压电路(33)的电源输出端VCC。
10.根据权利要求1所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，其特征在于，所 述的诊断模块(5)包括电压反馈型放大器芯片(U8)，所述的电压反馈型放大器芯片(U8)的 两个信号输入端分别与所述的MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7的源极和MOS管Q8、MOS管Q9、MOS 管Q10的源极相连，所述的电压反馈型放大器芯片(U8)的另外两个信号输入端分别通过电 阻R11和电阻R12接地，该两个信号输入端还分别通过电阻R9和R10连接所述电压反馈型放 大器芯片(U8)的两个信号输出端，该两个信号输出端连接主控制单元(1)中的增强A/D转换 单元eQADC。
翻译：技术领域
本实用新型涉及一种共轨柴油机电控系统。特别是涉及一种基于MPC5554嵌入式 的共轨柴油机电控系统。
背景技术
柴油机作为一种动力机械，将柴油燃烧而产生的热能转化为机械能。目前柴油机 广泛应用在工农业、交通运输、国防及人民日常生活中。当前在经济发展过程中，我国的能 源消耗过大，环境污染也比较严重，国家非常重视控制和减轻因能源消耗所带来的环境污 染。因此能源危机和环境污染对柴油机这一主要的移动式动力装置提出了更高的经济性和 排放指标，要求对柴油机进行更加精确、灵活的控制。
柴油机的电控单元(ECU)能够实现对柴油机的喷油量、喷油定时、喷射压力、喷油 模式、EGR率等各种参数进行全工况范围内的最优控制。当前，鉴于柴油机中的各控制参数 柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳控制参数，从而优化柴油机综合性能，因此人们越 来越重视，柴油机的电控单元ECU的开发，柴油机的电控单元ECU开发主要包括硬件设计、控 制策略及软件开发、控制参数标定及电控发动机性能优化三个阶段。
随着排放油耗法规的日趋严格，对ECU性能表现的要求也再日益提高。新的燃烧控 制不但要求ECU能够控制更多的执行器，还要求ECU能够提供更复杂且更精确实时的燃烧控 制算法。但是，目前国内ECU市场仍被国外厂商垄断，且技术层面相对保密。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种通过充分利用协处理实现ECU对发 动机的基本控制，以减少CPU的工作负荷，提高电控系统实时控制精度的基于MPC5554嵌入 式的共轨柴油机电控系统。
本实用新型所采用的技术方案是：一种基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系 统，包括：由MPC5554芯片构成的主控制单元，所述主控制单元的信号输入端连接由模拟信 号调理电路和数字信号调理电路构成的信号输入模块，所述主控制单元还分别连接通信模 块和标定模块，所述主控制单元的信号输入端还连接用于给电控系统提供电源的电源管理 模块的信号输出端，所述主控制单元的控制输出端连接用于驱动汽车发动机燃烧机构的驱 动模块，所述主控制单元的信号输入端还通过诊断模块连接驱动模块的信号输出端。
所述的电源管理模块包括有汽车电瓶，以及分别与所述的汽车电瓶相连接的数字 电源、斩波升压电路和反馈电路，其中，所述的反馈电路的电源输入端还连接所述的斩波升 压电路的电源输出端，反馈电路的信号输出分别连接主控制单元和驱动模块的信号输入 端，所述的斩波升压电路还连接驱动模块，所述的数字电源的诊断信号输出端连接主控制 单元中eTPU。
所述的数字电源包括有与所述汽车电瓶相连用于输出12V电源的LM2596稳压芯片 和与所述LM2596稳压芯片相连用于输出5V、3.3V和1.5V的MCZ33730芯片，所述LM2596稳压 芯片和MCZ33730芯片的诊断信号输出端连接主控制单元中eTPU。
所述的斩波升压电路包括有第一低边MOS管门极驱动芯片，所述第一低边MOS管门 极驱动芯片的信号输入端连接驱动模块中的CPLD模块的信号输出端，第一低边MOS管门极 驱动芯片的控制信号输出端连接第十一MOS管Q11的栅极，所述第十一MOS管Q11的源极接 地，漏极分别通过电感(LD1)连接汽车电瓶，通过一个二极管D31到电源输出端VCC，以及依 次通过所述的二极管D31和一个电容C31接地。
所述的反馈电路包括有电压比较芯片，所述电压比较芯片的一个信号输入端通过 一个电阻R33连接汽车电瓶，该信号输入端还通过一个电阻R34接地，另一个信号输入端通 过一个电阻R35连接斩波升压电路的电源输出端VCC，该信号输入端还通过一个电阻R36接 地，所述电压比较芯片的两个信号输出端分别连接主控制单元中eTPU，该两个信号输出端 还分别各通过一个电阻R31和R32接5V电源，其中的一个信号输出端还连接驱动模块中的 CPLD模块的信号输入端。
所述的驱动模块包括有分别连接主控制单元中eTPU以及电源管理模块中的反馈 电路和斩波升压电路的CPLD模块，分别连接CPLD模块的信号输出端以及电源管理模块中斩 波升压电路的喷油器驱动电路，信号输入端连接主控制单元中eTPU的直流感性负载驱动电 路，所述喷油器驱动电路和直流感性负载驱动电路的驱动输出端分别连接发动机燃烧机 构。
所述的CPLD模块有十二个信号输出端和六个信号输入端，所述的六个信号输入端 分别连接主控制单元的eTPU的信号输出端，CPLD模块的两个信号输出端连接主控制单元的 eTPU的信号输入端，CPLD模块的十个信号输出端连接所述喷油器驱动电路的信号输入端。
所述的直流感性负载驱动电路包括有第二低边MOS管门极驱动芯片，所述第二低 边MOS管门极驱动芯片的信号输入端连接主控制单元中eTPU，所述第二低边MOS管门极驱动 芯片的电源输入端连接12V电源，所述第二低边MOS管门极驱动芯片的一个驱动信号输出端 连接第十二MOS管Q12的栅极，另一个驱动信号输出端连接第十三MOS管Q13的栅极，所述第 十二MOS管Q12和第十三MOS管Q13的源极接地，其中，所述第十二MOS管Q12的漏极构成驱动 输出端，分别通过一个续流二极管D41连接汽车电瓶，通过汽车发动机燃烧机构中的一个直 流感性负载连接汽车电瓶，所述第十三MOS管Q13的漏极构成另一驱动输出端，分别通过一 个续流二极管D41连接汽车电瓶，通过汽车发动机燃烧机构中的另一个直流感性负载连接 汽车电瓶。
所述的喷油器驱动电路包括有与所述的CPLD模块的信号输出端相连的四个结构 相同的用于驱动汽车发动机燃烧机构中的喷油器高边的喷油器高边驱动电路，以及与所述 的CPLD模块的信号输出端相连的三个结构相同的用于驱动汽车发动机燃烧机构中的喷油 器低边的喷油器低边驱动电路，其中：
任一个喷油器高边驱动电路均包括有：一个高边MOS管门极驱动芯片，所述高边 MOS管门极驱动芯片的信号输入端连接CPLD模块的信号输出端，所述高边MOS管门极驱动芯 片两个电源输入端连接5V电源，一个电源输入端通过一个自举二极管连接12V电源，该电源 输入端还通过一个自举电与高边MOS管门极驱动芯片的一个信号输入端共同连接一个MOS 管Q1/Q2/Q3/Q4的源极，所述高边MOS管门极驱动芯片的两个控制信号输出端分别各通过一 个电阻R1和电阻R3或电阻R2和电阻R4或电阻R5和电阻R7或电阻R6和电阻R8连接所述MOS管 Q1或MOS管Q2或MOS管Q3或MOS管Q4的栅极，所述MOS管Q1或MOS管Q2或MOS管Q3或MOS管Q4的 源极通过一个导向二极管连接喷油器的高边，所述的MOS管Q1或MOS管Q2或MOS管Q3或MOS管 Q4的源极还依次通过所述的导向二极管和一个续流二极管接地，所述四个结构相同的高边 驱动电路中的两个高边驱动电路中的MOS管Q1或MOS管Q2的漏极连接电源管理模块中斩波 升压电路的电源输出端VCC，另两个高边驱动电路中的MOS管Q3或MOS管Q4的漏极连接汽车 电瓶，其中，具有MOS管Q1和MOS管Q3的两个高边驱动电路构成一组，共同连接三个喷油器的 高边，具有MOS管Q2和MOS管Q4的两个高边驱动电路构成一组，共同连接另外三个喷油器的 高边；
任一个喷油器低边驱动电路均包括有一个低边MOS管门极驱动芯片，所述低边MOS 管门极驱动芯片的两个信号输入端分别连接CPLD模块的信号输出端，所述低边MOS管门极 驱动芯片的电源输入端连接12V电源，所述低边MOS管门极驱动芯片具有两个控制信号输出 端，每一个控制信号输出端连接一个MOS管Q5或MOS管Q6或MOS管Q7或MOS管Q8或MOS管Q9或 MOS管Q10的栅极，所述MOS管Q5或MOS管Q6或MOS管Q7或MOS管Q8或MOS管Q9或MOS管Q10的源 极连接诊断模块的信号输入端，以及通过一个电阻接地，所述MOS管Q5或MOS管Q6或MOS管Q7 或MOS管Q8或MOS管Q9或MOS管Q10的漏极对应连接一个喷油器(L1/L2/L3/L4/L5/L6)的低 边，该漏极还通过一个续流二极管连接电源管理模块中斩波升压电路的电源输出端VCC。
所述的诊断模块包括电压反馈型放大器芯片，所述的电压反馈型放大器芯片的两 个信号输入端分别与所述的MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7的源极和MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管 Q10的源极相连，所述的电压反馈型放大器芯片的另外两个信号输入端分别通过电阻R11和 电阻R12接地，该两个信号输入端还分别通过电阻R9和R10连接所述电压反馈型放大器芯片 的两个信号输出端，该两个信号输出端连接主控制单元中的增强A/D转换单元eQADC。
本实用新型的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，充分利用协处理实现 ECU对发动机的基本控制，从而大幅减少CPU的工作负荷。这样，CPU可以使用更多的指令周 期来控制更多的执行器，处理发动机的工作信息。因此，ECU可以对发动机实现更精确与实 时的控制。
附图说明
图1是本实用新型基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统的构成框图；
图2是本实用新型中斩波升压电路和反馈电路的电路原理图；
图3是本实用新型中直流感性负载驱动电路的电路原理图；
图4是本实用新型中喷油器驱动电路的电路原理图；
图5a是本实用新型中主控制单元采集到的电流数据图；
图5b是实际电流数据图。
1：主控制单元2：信号输入模块
21：模拟信号调理电路22：数字信号调理电路
3：电源管理模块31：供电电瓶
32：数字电源33：斩波升压电路
34：反馈电路4：驱动模块
41：CPLD模块42：喷油器驱动电路
43：直流感性负载驱动电路44：发动机燃烧机构
5：诊断模块6：通信模块
7：标定模块
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系 统做出详细说明。
如图1所示，本实用新型的一种基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统，包括： 由MPC5554芯片构成的主控制单元1，所述主控制单元1的信号输入端连接由模拟信号调理 电路21和数字信号调理电路22构成的信号输入模块2，所述主控制单元1还分别连接通信模 块6和标定模块7，所述主控制单元1的信号输入端还连接用于给电控系统提供电源的电源 管理模块3的信号输出端，所述主控制单元1的控制输出端连接用于驱动汽车发动机燃烧机 构44的驱动模块4，所述主控制单元1的信号输入端还通过诊断模块5连接驱动模块4的信号 输出端。
所述的电源管理模块3包括有汽车电瓶31，以及分别与所述的汽车电瓶31相连接 的数字电源32、斩波升压电路33和反馈电路34，其中，所述的反馈电路34的电源输入端还连 接所述的斩波升压电路33的电源输出端，反馈电路34的信号输出分别连接主控制单元1和 驱动模块4的信号输入端，所述的斩波升压电路33还连接驱动模块4，所述的数字电源32的 诊断信号输出端连接主控制单元1中eTPU。
所述的数字电源32包括有与所述汽车电瓶31相连用于输出12V电源的LM2596稳压 芯片和与所述LM2596稳压芯片相连用于输出5V、3.3V和1.5V的MCZ33730芯片，所述LM2596 稳压芯片和MCZ33730芯片的诊断信号输出端连接主控制单元1中eTPU。
如图2所示，所述的斩波升压电路33包括有第一低边MOS管门极驱动芯片U10，所述 第一低边MOS管门极驱动芯片U10的信号输入端连接驱动模块4中的CPLD模块41的信号输出 端，第一低边MOS管门极驱动芯片U10的控制信号输出端连接第十一MOS管Q11的栅极，所述 第十一MOS管Q11的源极接地，漏极分别通过电感LD1连接汽车电瓶31，通过一个二极管D31 到电源输出端VCC，以及依次通过所述的二极管D31和一个电容C31接地。
如图2所示，所述的反馈电路34包括有电压比较芯片U9，所述电压比较芯片U9的一 个信号输入端通过一个电阻R33连接汽车电瓶31，该信号输入端还通过一个电阻R34接地， 另一个信号输入端通过一个电阻R35连接斩波升压电路33的电源输出端VCC，该信号输入端 还通过一个电阻R36接地，所述电压比较芯片U9的两个信号输出端分别连接主控制单元1中 eTPU，该两个信号输出端还分别各通过一个电阻R31和R32接5V电源，其中的一个信号输出 端还连接驱动模块4中的CPLD模块41的信号输入端。
如图1所示，所述的驱动模块4包括有分别连接主控制单元1中eTPU以及电源管理 模块3中的反馈电路34和斩波升压电路33的CPLD模块41，分别连接CPLD模块41的信号输出 端以及电源管理模块3中斩波升压电路33的喷油器驱动电路42，信号输入端连接主控制单 元1中eTPU的直流感性负载驱动电路43，所述喷油器驱动电路42和直流感性负载驱动电路 43的驱动输出端分别连接发动机燃烧机构44。
如图1所示，所述的CPLD模块41有十二个信号输出端和六个信号输入端，所述的六 个信号输入端分别连接主控制单元1的eTPU的信号输出端，CPLD模块41的两个信号输出端 连接主控制单元1的eTPU的信号输入端，用于将与喷油器电流拐点时间相一致的诊断时序 信号传送给所述主控制单元1的eTPU，所述的主控制单元1的eTPU接收到所述的诊断时序信 号后，激活所述主控制单元1的增强数据存储单元eDMA和增强A/D转换单元eQADC工作，完成 对所述的喷油器电流拐点数据的采样。CPLD模块41的十个信号输出端连接所述喷油器驱动 电路42的信号输入端，用于将所述主控制单元1的eTPU传输来的喷油脉宽信号译码成喷油 时序信号传送给所述的喷油器驱动电路42。
如图3所示，所述的直流感性负载驱动电路43包括有第二低边MOS管门极驱动芯片 U11，所述第二低边MOS管门极驱动芯片U11的信号输入端连接主控制单元1中eTPU，所述第 二低边MOS管门极驱动芯片U11的电源输入端连接12V电源，所述第二低边MOS管门极驱动芯 片U11的一个驱动信号输出端连接第十二MOS管Q12的栅极，另一个驱动信号输出端连接第 十三MOS管Q13的栅极，所述第十二MOS管Q12和第十三MOS管Q13的源极接地，其中，所述第十 二MOS管Q12的漏极构成驱动输出端，分别通过一个续流二极管D41连接汽车电瓶31，通过汽 车发动机燃烧机构44中的一个直流感性负载连接汽车电瓶31，所述第十三MOS管Q13的漏极 构成另一驱动输出端，分别通过一个续流二极管D41连接汽车电瓶31，通过汽车发动机燃烧 机构44中的另一个直流感性负载连接汽车电瓶31。
如图4所示，所述的喷油器驱动电路42包括有与所述的CPLD模块41的信号输出端 相连的四个结构相同的用于驱动汽车发动机燃烧机构44中的喷油器高边的喷油器高边驱 动电路，以及与所述的CPLD模块41的信号输出端相连的三个结构相同的用于驱动汽车发动 机燃烧机构44中的喷油器低边的喷油器低边驱动电路，其中：
任一个喷油器高边驱动电路均包括有：一个高边MOS管门极驱动芯片U1/U2/U3/ U4，所述高边MOS管门极驱动芯片U1/U2/U3/U4的信号输入端连接CPLD模块41的信号输出 端，所述高边MOS管门极驱动芯片U1/U2/U3/U4两个电源输入端连接5V电源，一个电源输入 端通过一个自举二极管连接12V电源，该电源输入端还通过一个自举电容与高边MOS管门极 驱动芯片U1/U2/U3/U4的一个信号输入端共同连接一个MOS管Q1/Q2/Q3/Q4的源极，所述高 边MOS管门极驱动芯片U1/U2/U3/U4的两个控制信号输出端分别各通过一个电阻R1和电阻 R3或电阻R2和电阻R4或电阻R5和电阻R7或电阻R6和电阻R8连接所述MOS管Q1或MOS管Q2或 MOS管Q3或MOS管Q4的栅极，所述MOS管Q1或MOS管Q2或MOS管Q3或MOS管Q4的源极通过一个导 向二极管连接喷油器的高边，所述的MOS管Q1或MOS管Q2或MOS管Q3或MOS管Q4的源极还依次 通过所述的导向二极管和一个续流二极管接地，所述四个结构相同的高边驱动电路中的两 个高边驱动电路中的MOS管Q1或MOS管Q2的漏极连接电源管理模块3中斩波升压电路33的电 源输出端VCC，另两个高边驱动电路中的MOS管Q3或MOS管Q4的漏极连接汽车电瓶31，其中， 具有MOS管Q1和MOS管Q3的两个高边驱动电路构成一组，共同连接三个喷油器L1、L2、L3的高 边，具有MOS管Q2和MOS管Q4的两个高边驱动电路构成一组，共同连接另外三个喷油器L4、 L5、L6的高边；
任一个喷油器低边驱动电路均包括有一个低边MOS管门极驱动芯片U5/U6/U7，所 述低边MOS管门极驱动芯片U5/U6/U7的两个信号输入端分别连接CPLD模块41的信号输出 端，所述低边MOS管门极驱动芯片U5/U6/U7的电源输入端连接12V电源，所述低边MOS管门极 驱动芯片U5/U6/U7具有两个控制信号输出端，每一个控制信号输出端连接一个MOS管Q5或 MOS管Q6或MOS管Q7或MOS管Q8或MOS管Q9或MOS管Q10的栅极，所述MOS管Q5或MOS管Q6或MOS 管Q7或MOS管Q8或MOS管Q9或MOS管Q10的源极连接诊断模块5的信号输入端，以及通过一个 电阻接地，所述MOS管Q5或MOS管Q6或MOS管Q7或MOS管Q8或MOS管Q9或MOS管Q10的漏极对应 连接一个喷油器L1/L2/L3/L4/L5/L6的低边，该漏极还通过一个续流二极管连接电源管理 模块3中斩波升压电路33的电源输出端VCC。
如图4所示，所述的诊断模块5包括电压反馈型放大器芯片U8，所述的电压反馈型 放大器芯片U8的两个信号输入端分别与所述的MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7的源极和MOS管 Q8、MOS管Q9、MOS管Q10的源极相连，所述的电压反馈型放大器芯片U8的另外两个信号输入 端分别通过电阻R11和电阻R12接地，该两个信号输入端还分别通过电阻R9和R10连接所述 电压反馈型放大器芯片U8的两个信号输出端，该两个信号输出端连接主控制单元1中的增 强A/D转换单元eQADC。
