CN101372919A - 一种适用于柴油机电控高压共轨喷射系统的电子控制单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车用柴油机电控高压共轨喷射系统的电子控制单元，包括硬件平台、软件平台；硬件平台包括一个微控制器最小系统模块，两个串行接口电路，一个信号处理模块，一个可编程逻辑器件控制模块、单片机的TPU端口、输出驱动模块，一个输出驱动模块、ECU和执行器；软件平台包括：信号采集处理模块；发动机相位判断及转速计算模块；发动机内、外部扭矩计算及整车扭矩发动机协调管理模块，起动怠速调速控制模块，正常运行控制模块，工况判断及跳转管理模块，共轨压力控制管理模块，喷射控制模块和通讯控制模块；上面所述的软、硬件系统配合工作，满足现代汽车动力总成控制系统的多输入、多输出、高精度、柔性控制的需求。

Description

一种适用于柴油机电控高压共轨喷射系统的电子控制单元

技术领域：

本发明涉及一种电子控制单元，尤其涉及适用于一种电控高压共轨喷射技术的柴油机的动力控制，属于汽车电子控制技术领域。

背景技术：

电子控制管理技术是影响柴油机综合性能的重要部分，广泛应用电子控制燃料喷射系统是一个必然趋势。随着排放法规越来越严格，能源越来越紧张，人们生活质量的不断提高，对汽车的动力性、经济性、排放性、安全性、舒适性等方面的要求越来越高。

柴油机电控喷油系统产生于20世纪70年代，到现在已发展了三代。第一代电控喷油系统是位置控制式系统，即在不改变传统喷油系统结构的基础上，将机械式调速器和提前器换成电子执行器，电控系统只需要控制一个比例调齿杆，控制功能简单，控制精度低。第二代电控喷油系统是时间控制式系统，取消了传统喷油泵中的喷油机械，用高速电磁阀直接控制高压燃油的通断，喷油量由高速电磁阀的开启或关闭持续时间决定。时间式控制系统采用数字量控制，机械结构简单，喷射压力提高，喷油量控制和喷油正时控制合二为一，控制的自由度更大。但时间控制系统仍采用脉冲高压供油原理，喷油压力无法控制，而且由于在柴油机喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的，柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异，油管内的压力波动有时还会在主喷射之后使高压油管内的压力再次上升，甚至达到令喷油器的针阀开启的压力，将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象。而二次喷油不可能完全燃烧，增加了烟度和HC的排放量和燃油耗。此外每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变化，随之引起不稳定地喷射。尤其在低转速区域容易产生上述现象，严重时不仅喷油不均匀，而且会发生间歇性不喷射现象。为解决柴油机这个燃油压力变化的缺陷，现代柴油机采用了共轨喷油系统，即第三代电控喷油系统。

第三代电控喷油系统是时间-压力控制式系统，不再采用柱塞泵脉动供油原理，而在油泵和喷嘴之间增加共轨机械，通过共轨直接或间接形成恒定的高压，并通过电磁-液力控制式喷油器上的高速电磁阀完成喷油控制。喷油量的大小喷油时间和共轨压力共同决定；喷油定时与喷油量的控制相互独立，喷油压力和喷油持续期不受发动机负荷和转速的影响；各缸的喷油压力、喷油量和喷油始点可自由调整，从而实现对喷油正时、喷油量和喷油速率的最优控制；喷射压力很高且喷射可靠，能实现多种喷油规律。这些特点使柴油机在降低排放方面具有明显优势，但是这也使得第三代的电控高压共轨系统是目前柴油机电子控制系统中控制功能最多、分布式结构最为复杂、电磁干扰环境最为强烈一种控制系统。

电控高压共轨系统增加了共轨压力控制阀，来精确控制共轨压力。共轨压力不仅决定了喷油压力的高低，而且是喷油计量的重要参数，其稳定性和过渡响应直接影响发动机起动、怠速、加速等性能。然而，原有的电控单元在硬件上无压力采集处理电路和调理调节阀输出驱动电路，在软件上也无压力匹配、控制策略。

柴油机要满足欧IV，甚至欧V排放法规，需要引入尾气后处理系统，喷射参数和喷射次数以及喷油规律可以灵活控制，根据不同的工作条件、环境因素、排放要求、附件使用情况等来合理组织多次喷射，可达5次甚至更多次数的喷射。要求电控系统在软件上具有多次喷射能力，在硬件驱动上要能够节省能量并实现快速驱动。

在人们对舒适度，安全性等性能要求越来越高，要求电控系统要处理越来越多的信息，控制并协调其它相应的附件及车载ECU工作，柴油机电子控制单元的控制自由度和复杂性不断地加大，多因数协调控制要求不断提高。原柴油机电子控制单元采用油门油量控制方法，即油门基本油量直接为发动机转速和油门踏板位置的函数，虽然这种控制算法仍然具有有效的控制精度和实时性，但此控制算法又诸多不利影响。主要体现在：控制对象完全以发动机为控制整体，忽略了发动机附件设备(空调、发电机等)的功率损耗，以及外部系统的扭矩请求(自动变速箱，ABS等)，当各种需求同时出现时，缺乏统一的扭矩协调，不同需求实现时的相互耦合，导致工作点偏移，控制精确度下降，由于耦合作用的存在，导致不同子系统的匹配数据之间有很强的依赖性，使数据标定的独立性下降，标定难度加大。

综上所述，传统的电子控制单元在硬件电路、驱动、接口及软件控制策略等方面均不能够满足其控制要求，因此，因此急需开发一款高性能的共轨柴油机电子控制单元，对ECU的软硬件进行全新设计。

发明内容：

本发明的目的是根据高压共轨柴油机的控制功能及特点，设计一款适合于柴油机高压共轨喷射系统电子控制的电控单元，填补国内高压喷射柴油机高性能电控单元的空白，为提高柴油机综合性能提供保障。

本发明中的电控单元包括硬件系统和软件系统。硬件电路系统采用Freescale MPC555作为微控制器核心，采用电容蓄能、高低电压分级驱动，低压部分为车载电源，可为9—36V，高压部分为DC/DC升压电容蓄压，可达80—120V，实现喷油器高速电磁阀的快速启闭，开启关闭时间均小于0.1ms；采用TPU多路组合控制喷射，可实现5次及更错次数的喷射；应用CPLD技术实现将单片机出来的单脉冲喷射脉宽信号转换成驱动多个场效应管用的组合逻辑波形，实现对共轨ECU硬件电路的大部份数字、逻辑电路进行集成。通讯电路分别针对KWP2000协议，LIN总线和CCP标定协议设计。采用EMC板级分析进行电路设计，具有较强的EMC性能；电路板与电控单元壳体耦合散热、抗震设计，电控系统散热好、可靠性高。软件控制策略上，采用基于扭矩构架的控制策略，以扭矩做为车辆上各个部件控制的软件接口。软硬件协调配合工作。

本发明的技术方案如下，一种用于车用柴油机电控高压共轨喷射系统的电子控制单元，该控制单元包括硬件电路系统和软件控制策略，主要应用于柴油机高共轨喷射系统的喷油量、喷油压力、喷油定时、喷油规律等的精确控制。所述的硬件平台包括：

1)一个微控制器最小系统模块，包括Freescale MPC555单片机、电源处理电路、时钟电路，SRAM，EXFLASH扩展处理电路，BDM接口电路；

2)两个串行接口电路，一个为通用串口电路，用于通用串口监控，另一个为针对KWP2000通信协议的电路，用于故障诊断通信；一个LIN线接口电路；两个CAN2.0接口电路，一个用于CCP标定，另一个通用CAN收发；

3)一个信号处理模块，用于处理电压、电阻、电流、开关量等信息，输入到单片机的A/D采集口、TPU端口、通用I/O端口PortA、通用I/O端口PortA及SPI端口；

4)一个可编程逻辑器件(CPLD)控制模块，与单片机的TPU端口和输出驱动模块相连。包括CPLD芯片电路，JATG下载端口及由单脉冲生成组合逻辑波形的控制代码。

5)一个输出驱动模块，连接ECU控制信号到执行器，包括喷油器高速电磁阀驱动、共轨压力调节电磁阀驱动、继电器驱动、EGR电磁阀驱动等。

软件平台包括：

1)基于扭矩构架的实时多任务控制软件：包括信号采集、处理模块；发动机相位判断及转速计算模块；发动机内、外部扭矩计算及整车扭矩发动机协调管理模块，起动、怠速、调速控制模块，正常运行控制模块，工况判断及跳转管理模块，共轨压力控制管理模块，喷射控制模块等。

2)通讯控制模块：包括通用的基本串口通讯监控模块，基于KWP2000协议的故障诊断模块，基于LIN的通讯模块，基于CCP协议的标定控制模块。

上面所述的软、硬件系统配合工作，软件系统嵌入在硬件系统中的微处理器MPC555内部，可编程逻辑器件(CPLD)芯片采用EPM7128STI100-10。软件控制系统中，通过信号采集及处理模块采集发动机所需要的信心，并触发控制信号。

所述的硬件系统控制电路扩展了采用CY62137VLL-70ZI芯片的2M(128Kx16)静态RAM的和采用了AM29LV160DB-70EI芯片的16M Flash。通过数据总线，地址总线和读写控制电路连接到Freescale MPC555微控制器。BDM采用10针标准接口，并设计有防插反接头及插反后得ECU保护电路。所述硬件系统中的通讯模块，包括两路CAN通讯电路，两路串行通讯电路和一个LIN通讯接口电路。其中CAN通讯电路采用TJA1050芯片，LIN通讯电路采用MC33661芯片，KWP2000通讯采用MC33290芯片，通用串口采用MAX232芯片分别连接到MPC555相应端口。采用TPU多路组合控制喷射，将多路TPU通过非门组合到一路电磁阀驱动输入，用于实现5次甚至更多次数的喷射。高速电磁阀采用三个场效应管，进行高、低端组合驱动，其中，高端驱动采用两个场效应管，分别用于选择高低电压的驱动。高端的驱动高电压是车载电源经过DC/DCS升压后的，可为80-120V，低电压为车载蓄电池电压，可为9-36V。由单片机给出的喷射脉宽经过CPLD编程设计，生成3路逻辑波形，分别作用于场效应管Q1、Q3、Q3，以此来驱动高速电磁阀。并通过低端采样电阻进行电流采样，并通过采用放大器输入到CPLD进行高端电流反馈闭环控制，低端电流不进行闭环控制。电路板设计过程中，采用EMI板级分析，进行电路EMC设计；同时进行电控单元壳体设计，进行电路板与电控单元壳体的耦合散热、抗震、防水设计。

所述的电控单元的控制软件采用基于扭矩构架的实时多任务控制软件：包括信号采集、处理模块；发动机相位判断及转速计算模块；发动机内、外部扭矩计算及整车扭矩发动机协调管理模块，起动、怠速、调速控制模块，正常运行控制模块，工况判断及跳转管理模块，共轨压力控制管理模块，喷射控制模块等。软件通讯控制模块包括通用的基本串口通讯监控模块，用于基本参数的监控，基于KWP2000协议的通讯模块，用于发动机及整车故障诊断，基于LIN的通讯模块，用于车辆上部件通讯，基于CCP协议CAN通讯模块，用于控制软件于标定的上位机软件通讯，监控并实时在线修改控制参数，通用CAN通讯模块，用于跟车载其它控制网络通信。

有益效果：

本发明所提供的适用于车用柴油机电控高压共轨喷射系统的电子控制单元，具有强大而实用的软硬件综合能力及高度的可靠性，具有丰富的输入输出接口，满足现代汽车动力总成控制系统的多输入、多输出、高精度、柔性控制的需求。可用于4-12缸的高压共轨柴油机的动力总成控制；在所提供的电控单元硬件数字内核上，扩展外部SRAM，和FLASH，使电控单元的处理和存储能力满足更复杂和更精确的控制要求。在硬件接口上，具有适应KWP2000诊断协议的串行接口和适合于分布式网络控制和满足CCP标定协议用的CAN2.0B通讯模块和用于与车载部件控制ECU通讯的LIN通讯模块。

在整体设计上，采用EMC电磁兼容设计，满足很强的电磁兼容品质，进行并通过了国家电磁兼容试验。系统与标定软件之间采用CCP国际标准协议，可方便地实现数据的在线显示、标定修改。硬件驱动上，采用高低电压组合驱动，高压部分采用电容升压到100V，在节省能量的同时能够保证高速喷油器电磁阀的迅速打开。利用CPLD逻辑编程实现驱动逻辑，CPLD集成了分立元件和芯片组成的逻辑电路，用其对共轨ECU硬件电路的大部份数字、逻辑电路进行集成，减小了体积，降低了功耗，增强了抗干扰能力，且利用多通道TPU相结合的方法，易于实现5次及更多次数的喷射脉冲。电路板与电控单元壳体耦合散热、抗震密封设计，电控系统散热性能、密封性能好，可靠性高。软件控制策略上，采用基于扭矩构架的控制策略，以扭矩做为车辆上各个部件控制的软件接口，所有需求可以格式化为扭矩需求，被统一协调，最终通过改变控制器的输出转化为目标扭矩实现，可响应各种扭矩请求，为车载多ECU的扭矩速度控制提供很好的扭矩传递接口，为系统的整体开发提供了开放式的平台。本发明的电控单元满足现代车用高压共轨柴油机采集参数多，采集精度高，控制参数多，控制精度高，协调控制复杂的要求，能够协调、配合其它车载ECU进行动力总成控制及整车的协调管理。

附图说明：

图1电控单元硬件系统原理框图

图2通讯控制模块电路原理框图

图3电控单元喷油器高速电磁阀驱动原理图

图4喷油器高速电磁阀的CPLD驱动脉冲逻辑及相应的电流波形

图5软件系统原理总框图

具体实施方案：

下面结合附图详细说明该电控单元软硬件系统的具体实施方式。

图1为硬件系统原理框图，图1中的a图为系统原理总框图，硬件系统由4部分组成，包括输入采集处理模块、中央微控制模块、输出驱动模块、通讯控制模块。图1中的b图为a图的详细接口展开，输入处理模块包括AD量的采集(如图中所示的进气压力和温度、冷却液温度等)、频率信号的采集(如图中的凸轮、曲轴信号等)、开关量的采集(如空调开关、档位开关等)以及其它附属设备的开关请求信息；输出驱动模块主要包括压力调节电磁阀驱动、喷油器驱动(最多可驱动12缸，适应1-12缸柴油机控制)、排放后处理控制的驱动(如SCR控制的NH3喷射器，EGR电磁阀等)；通讯控制模块包括CCP通讯控制、LIN通讯控制、KWP2000协议的通讯控制、通用串口通讯控制等。

图2为通讯控制模块电路原理图，这里主要是两路CAN通讯，LIN通讯及KWP2000的K线通讯。CAN通讯有两条信号线，被称为CAN_H和CAN_L，信号使用差分电压传送。由于MPC555带有2路CAN2.0控制器，只需要CAN收发器就可以完成通讯功能，这里我们选用恩智浦(前飞利浦)高速CAN收发器TJA1050，波特率可达1Mbps，通讯接口电路如图2中的a和b所示。LIN协议根据ISO/OSI参考模型的数据链路层和物理层，实现任何两个LIN设备的互相兼容，LIN物理接口设计为电源、地、信号三线，电源为12V，其电路图如图2中的c图所示，电平转换电路使用MC33661芯片，MC33661的主要功能是将SCI的输入与发送信号转换为LIN总线的单信号。KWP2000采用K线和L线。K线、L线是ISO9141-2规定的串行数据传输线，可用单片机的普通UART端口实现，数据传输只有一根线，而且电平定义也不一样。其中K线为数据传输线，可双向传递数据；L线单向传输，通常情况下为高电平，只在初始化时传递从诊断设备到车辆总线的ECU地址，实际使用中有时候不使用。本电路中使用MPC555的QSCI(队列串行异步通讯)模块传输数据，一次可发送或接收16个数据，通讯接口转换芯片用MC33199，是Freescale专为车辆诊断开发的双向，半双工通讯接口芯片，电平转化电路图2的d所示，(RXD，TXD接单片机串口)。

图3所示为喷油器驱动电路，电路可分为5个工作过程，其中有些工作过程重复出现，各个工作过程的工作原理如下：过程1：驱动场效应管Q1关闭，Q2和Q3打开，该过程中采用100V高压供电，电流上升速度快，将电容储能转化成电感储能，C*dU*Du/2＝L*dI*dI/2+I*I*R，R为电流路径上总的电阻；过程2：驱动场效应管Q1和Q3关闭，Q2打开，该过程限制电流的增大，但又不能降太快，故设计一电流循环，能量消耗为I*I*R，R为电流循环路径上总的电阻；过程3：驱动场效应管Q1、Q2和Q3均关闭，该过程要将电流迅速减小，考虑节省能量和电容交流等效电阻无穷小，故将这部分能量转移到高压储能电容里，转移能量为L*dI*dI/2；过程4：驱动场效应管Q1和Q3打开，Q2关闭，该过程用12V电源供电，保持电流为10A，电流在此过程中将慢慢增大；过程5：驱动场效应管Q1和Q2关闭，Q3打开，该过程为将4过程的电流通过循环消耗减小，4，5过程总的结果是让平均电流保持在10A左右；总的过程如下：过程1(电流迅速增大到20A)——>过程2(电流稍下降到18A)——>过程1(又稍上升)---------过程2，1循环(保持在20A左右)--------------过程3(电流从20A迅速下降到10A)——>过程4(12V电源供电，电流稍增大)——>过程5(电流稍减小)--------过程4，5循环(保持10A左右)-------过程3(电流从10A迅速下降到0A)。完成喷油，然后用上述类似的原理进行充电。

图4为单脉冲控制信号经过可编程逻辑器件(CPLD)处理后的组合逻辑波形及相应段的电流曲线。为了保证喷油器电磁阀的迅速打开和关断，根据电磁阀的特性，在开启时，应迅速提供足够大的电流，并维持一小段时间，直到电磁阀完全打开；而当电磁阀打开以后，只需很小的电流就能保持电磁阀的状态，节约能量的同时提高了电磁阀的寿命；关断时只需切断电流即可。根据此特征，确定喷油器电磁阀需要的驱动逻辑。在这里用CPLD编程来实现此逻辑，如4所示，该图中皆为高电平有效。图中in为单片机产生的单次喷射控制脉冲，经过CPLD编程处理后输出out1、out2和out3三路组合逻辑驱动信号，其中out1作用于开关管1(Q1)，out2作用于开关管2(Q2)，out3作用于开关管3(Q3)，其下面为各段所对应产生的电流波形。可通过对CPLD的软件编程修改来调节out1、out2和out3三路组合逻辑驱动信号，以达到不同的吸合电流和不同保持电流的需要。并可以根据采样电阻采集回来的电压值计算流过喷油器电磁阀的电流值，以此来调节out1、out2和out3三路输出驱动信号，从而实现电流的闭环控制。采用此种CPLD的输出驱动方式，针对不同的参数的喷油器电磁阀修改方便，适应性强。

为了简化喷射软件程序，利用TPU的QOM功能来实现喷射时序，但是QOM功能的多次喷射能力有限，单路最多可实现2次喷射脉冲，但是TPU各个通道之间具有软件连接功能，可以多个通道联合工作生成组合脉冲，利用此功能可以很方便实现多次喷射，软件程序简单，但是需要在硬件上将多路TUP连接到一路喷射驱动上，连接电路图如图5所示。

由于所述的电控单元硬件电路系统十分复杂，系统中的各个元件和每条导线，都是电磁辐射的发出者，同时也是电磁辐射的接收者，每个元件或每条导线都可能同时干扰着其它多个元件或导线，也同时可能受到其它多个元件或导线的干扰，由于这种原因，用电路板板级仿真模型进行了电路板级仿真分析。

电控单元的壳体设计也是电控系统设计的一个重要组成部分。壳体的强度和散热性能直接影响到整个电控系统的稳定性和可靠性。在设计过程中，采用“前端热设计”(Advanced Thermal Design)的思想，借助于计算机辅助设计软件ANSYS，进行电控单元壳体的结构强度有限元分析和热设计仿真，针对壳体在强度和散热设计上的大方向问题，进行方案的可行性全面分析，通过仿真模型的计算、分析，对设计结果进行准确的预计，对设计方案进行优化和优化分析。通过结构强度的计算分析可知，四个固定角处是应力最集中，最容易损坏，因此在2次设计过程中加强了这部分的结构强度设计。

图5为软件系统原理总框图。软件控制模块主要包括信号采集处理模块、工况判断及跳转管理模块、扭矩协调管理模块、喷射控制模块、通讯控制模块。信号采集处理模块采集和处理进气压力和温度、冷却液温度、油门位置、大气压力、共轨压力等信号，进行发动机相位判断及转速计算；工况判断及跳转管理模块根据发动机采集的信息进行发动机启动、怠速、调速、正常运行、巡航控制等工况的判断及工况之间跳转设计；扭矩协调管理模块中进行发动机扭矩发动机内、外部扭矩计算及整车扭矩发动机协调管理；喷射控制模块进行喷射油量、相位、次数、喷射压力等的计算和控制；软件通讯控制模块包括通用的基本串口通讯监控模块，用于基本参数的监控，基于KWP2000协议的通讯模块，用于发动机及整车故障诊断，基于LIN的通讯模块，用于车辆上部件通讯，基于CCP协议CAN通讯模块，用于控制软件于标定的上位机软件通讯，监控并实时在线修改控制参数，通用CAN通讯模块，用于跟车载其它控制网络通信。

扭矩算法分为扭矩需求计算、扭矩协调管理和控制参数扭矩实现三个模块算法。扭矩协调管理器协调管理内部和外部扭矩需求，并计算扭矩效率，得到终得发动机所需要的扭矩，通过扭矩到喷射油量、喷射次数、喷射相位、及喷射压力等参数的控制，实现所要求的目标扭矩。扭矩需求计算主要是根据驾驶员要求和车辆运行状态，计算各部分需求的扭矩。扭矩需求计算分为内部扭矩要求计算和外部扭矩要求计算。

外部扭矩需求计算包括：驾驶员动力需求扭矩计算、巡航控制扭矩需求计算、牵引力控制(TCS)需求扭矩计算，动力转向(CBC)需求扭矩及车辆稳定性控制扭矩需求等。驾驶员动力需求扭矩是根据油门踏板位置感应的驾驶员的意图，结合当前的发动机转速，确定一个基本的车轮驱动力扭矩要求。巡航控制扭矩计算是根据巡航控制要求进行控制状态过渡切换扭矩计算，并根据巡航目标设定值及路面情况，闭环控制所需要的驱动扭矩。

内部扭矩计算包括启动扭矩需求、怠速扭矩控制、排放后处理喷油的等效扭矩需求，内部最高车速扭矩限制、最大发动机转速扭矩限制、发动机最大扭矩限制、冒烟限制等。启动扭矩计算主要是根据环境参数(发动机冷却液温度，进气压力和温度等)确定基本启动扭矩，如有启动预热装置，还要根据启动预热喷射情况确定其等效扭矩；怠速扭矩需求是根据怠速转速和发动机冷却液温度确定基本怠速扭矩，并进行闭环控制；排放后处理扭矩是根据排放后处理要求进行燃油喷射需求的等效扭矩需求计算。

Claims (1)

1.一种用于车用柴油机电控高压共轨喷射系统的电子控制单元，其特征在于：所述的硬件平台包括：

1)一个微控制器最小系统模块，包括Freescale MPC555单片机、电源处理电路、时钟电路，SRAM，EXFLASH扩展处理电路，BDM接口电路；

2)两个串行接口电路，一个为通用串口电路，用于通用串口监控，另一个为针对KWP2000通信协议的电路，用于故障诊断通信；一个LIN线接口电路；两个CAN2.0接口电路，一个用于CCP标定，另一个通用CAN收发；

3)一个信号处理模块，用于处理电压、电阻、电流、开关量等信息，输入到单片机的A/D采集口、TPU端口、通用I/O端口PortA、通用I/O端口PortA及SPI端口；

4)一个可编程逻辑器件(CPLD)控制模块，与单片机的TPU端口和输出驱动模块相连；包括CPLD芯片电路，JATG下载端口及由单脉冲生成组合逻辑波形的控制代码；

5)一个输出驱动模块，连接ECU控制信号到执行器，包括喷油器高速电磁阀驱动、共轨压力调节电磁阀驱动、继电器驱动、EGR电磁阀驱动等；

软件平台包括：

1)基于扭矩构架的实时多任务控制软件：包括信号采集、处理模块；发动机相位判断及转速计算模块；发动机内、外部扭矩计算及整车扭矩发动机协调管理模块，起动、怠速、调速控制模块，正常运行控制模块，工况判断及跳转管理模块，共轨压力控制管理模块，喷射控制模块等；

2)通讯控制模块：包括通用的基本串口通讯监控模块，基于KWP2000协议的故障诊断模块，基于LIN的通讯模块，基于CCP协议的标定控制模块；

上面所述的软、硬件系统配合工作，软件系统嵌入在硬件系统中的微处理器MPC555内部，可编程逻辑器件CPLD芯片采用EPM7128STI100-10；软件控制系统中，通过信号采集及处理模块采集发动机所需要的信心，并触发控制信号；

所述的硬件系统控制电路扩展了采用CY62137VLL-70ZI芯片的2M静态RAM的和采用了AM29LV160DB-70EI芯片的16M Flash；通过数据总线，地址总线和读写控制电路连接到Freescale MPC555微控制器；BDM采用10针标准接口，并设计有防插反接头及插反后得ECU保护电路；所述硬件系统中的通讯模块，包括两路CAN通讯电路，两路串行通讯电路和一个LIN通讯接口电路；其中CAN通讯电路采用TJA1050芯片，LIN通讯电路采用MC33661芯片，KWP2000通讯采用MC33290芯片，通用串口采用MAX232芯片分别连接到MPC555相应端口；采用TPU多路组合控制喷射，将多路TPU通过非门组合到一路电磁阀驱动输入，用于实现5次甚至更多次数的喷射；高速电磁阀采用三个场效应管，进行高、低端组合驱动，其中，高端驱动采用两个场效应管，分别用于选择高低电压的驱动；高端的驱动高电压是车载电源经过DC/DCS升压后的，可为80-120V，低电压为车载蓄电池电压，可为9-36V；由单片机给出的喷射脉宽经过CPLD编程设计，生成3路逻辑波形，分别作用于场效应管Q1、Q3、Q3，以此来驱动高速电磁阀；并通过低端采样电阻进行电流采样，并通过采用放大器输入到CPLD进行高端电流反馈闭环控制，低端电流不进行闭环控制；电路板设计过程中，采用EMI板级分析，进行电路EMC设计；同时进行电控单元壳体设计，进行电路板与电控单元壳体的耦合散热、抗震、防水设计；

所述的电控单元的控制软件采用基于扭矩构架的实时多任务控制软件：包括信号采集、处理模块；发动机相位判断及转速计算模块；发动机内、外部扭矩计算及整车扭矩发动机协调管理模块，起动、怠速、调速控制模块，正常运行控制模块，工况判断及跳转管理模块，共轨压力控制管理模块，喷射控制模块等；软件通讯控制模块包括通用的基本串口通讯监控模块，用于基本参数的监控，基于KWP2000协议的通讯模块，用于发动机及整车故障诊断，基于LIN的通讯模块，用于车辆上部件通讯，基于CCP协议CAN通讯模块，用于控制软件于标定的上位机软件通讯，监控并实时在线修改控制参数，通用CAN通讯模块，用于跟车载其它控制网络通信。

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