CN105545513A - 基于mpc5554嵌入式的共轨柴油机电控系统及方法 - Google Patents

基于mpc5554嵌入式的共轨柴油机电控系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统及方法，系统包括：MPC5554芯片构成的主控制单元的信号输入端连接信号输入模块，以及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电源管理模块的信号输出端，控制输出端连接驱动模块，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。方法包括基于eDMA和eQADC的模拟信号AD转换方法，基于CAN协议的整车通信方法，基于JTAG协议的PC机标定方法，基于eTPU的发动机位置分析示踪方法、喷油脉宽信号生成方法和柴油机逐缸计算控制参数任务的激活方法。本发明大幅减少CPU的工作负荷，使ECU可以对发动机实现更精确与实时的控制。

Description

基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统及方法
技术领域
本发明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及方法。
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
本发明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及方法。
本发明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。
一种用于基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统的控制方法，是用于曲轴齿为58正常齿+2缺齿，凸轮齿为6正常齿+1多齿的六缸共轨柴油机系统，包括基于eDMA和eQADC的模拟信号AD转换方法，基于CAN协议的整车通信方法，基于JTAG协议的PC机标定方法，还包括有基于eTPU的发动机位置分析示踪方法、喷油脉宽信号生成方法和柴油机逐缸计算控制参数任务的激活方法，其中所述的发动机位置分析示踪方法包括依次进行的曲轴缺齿信号处理方法和凸轮多齿信号处理方法。
所述的曲轴缺齿信号处理方法包括：设定连接曲轴信号的eTPU通道配置为接收到当前的曲轴边沿信号后，将依据eTPU通道的当前状态执行相应任务，并决定接收下一次曲轴边沿信号时eTPU通道的状态，在下一次曲轴边沿信号到来时，eTPU执行所述状态的任务，这时eTPU通道的其他状态的任务不执行，初始化内容及各状态任务如下：
(1)初始化，定义变量A、B、N和R＝0.5，定义eTPU的TCR1为系统时钟计数器，eTPU的TCR2为发动机角度时钟计数器，TCR2赋初值3660，eTPU通道更改为状态1，并执行状态1的任务，所述3660是发动机曲轴旋转一周的时钟3600加上一个正常曲轴齿的时钟60；
(2)状态1：经过设定的时间后，曲轴边沿信号开始激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务，eTPU直接忽略所述的任务，当曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务达到设定次数后，eTPU通道更改为状态2，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态2；
(3)状态2：eTPU记录进入状态2的前两次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务之间的系统时钟计数器差值，并将所述的系统时钟计数器差值赋值于A，eTPU通道更改为状态3，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态3；
(4)状态3：eTPU记录当前的曲轴边沿信号和前一次的曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务之间的系统时钟计数器差值，并将所述的系统时钟计数器差值赋值于B，判断B*R是否大于A，是则判定当前曲轴齿为疑似缺齿，eTPU通道更改为状态4，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态4；否则将B值赋予A，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态3；
(5)状态4：eTPU记录当前的曲轴边沿信号和前一次的曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务之间的系统时钟计数器差值，并将所述的系统时钟计数器差值赋值于A，判断B*R是否大于A，是则判定状态3中所述的当前曲轴齿为缺齿，eTPU通道更改为状态5，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态5；否则判定上一曲轴齿不是缺齿，eTPU通道更改为状态3，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态3；
(6)状态5：eTPU记录当前曲轴边沿信号距曲轴缺齿的边沿信号之间的齿数并赋值于N，同时eTPU中的发动机角度时钟计数器开始计数，计数周期＝A/60，即为0.1°曲轴转角所对应的系统时钟计数器差值，在所述的凸轮多齿信号处理方法中找到凸轮多齿位置之前，如果所述发动机角度时钟计数器数值大于等于7200时，发动机角度时钟计数器赋值3600，eTPU通道状态保持不变，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态5。
所述的凸轮多齿信号处理方法包括：设定连接凸轮信号的eTPU通道配置为接收到当前的凸轮边沿信号后，将依据eTPU通道的当前状态执行相应任务，决定接收下一次凸轮边沿信号时eTPU通道的状态，在下一次凸轮边沿信号来到时，eTPU执行所述状态的任务，这时eTPU通道的其他状态的任务不执行，初始化内容及各状态任务如下：
(1)初始化，定义变量N0和N1，并调用eTPU处理曲轴缺齿位置时已定义的N，eTPU通道更改为状态0＇，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态0＇；
(2)状态0＇：不处理当前凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务；判断eTPU是否已找到曲轴缺齿位置，是则更改为状态1＇，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态1＇，否则eTPU通道保持状态不变，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态0＇；
(3)状态1＇：当前凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务时，读取所对应的N值，并赋值于N0，eTPU通道更改为状态2＇，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态2＇；
(4)状态2＇：读取当前凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务时所对应的N值，并赋值于N1，判断：N0至N1的曲轴齿数是否大于18且小于22，是则判定当前凸轮齿信号边沿为正常凸轮齿信号边沿，将N1值赋予N0，eTPU通道状态保持不变，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态2＇；否则判定当前凸轮齿信号边沿为凸轮多齿信号边沿，eTPU通道更改为状态3＇，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态3＇；
(5)状态3＇：eTPU处理曲轴缺齿位置算法中的所述发动机角度时钟计数大于等于7200时，继续累加计数，发动机位置已确定，eTPU通道状态保持不变，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态3＇。
所述的喷油脉宽信号生成方法包括：设定连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道的两个寄存器etrA和etrB分别与发动机角度时钟计数器和系统时钟计数器匹配，当etrA>＝发动机角度时钟计数器的数值发生匹配事件时，激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务，或者当etrB>＝系统时钟计数器的数值发生匹配事件时，激活eTPU处理处理第n缸喷油脉宽信号生成任务；设定连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道配置为在当前状态下，仅被当前状态设定的激活条件激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务，并依据eTPU通道的当前状态执行相应任务，决定下一次eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务的通道状态，并等待所述的下一次eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务的通道状态设定的激活条件激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务，在所设定的激活条件激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务时，eTPU执行相应通道状态的任务，这时eTPU通道的其他状态的任务不执行，初始化内容及各状态任务如下：
(1)初始化，调用eTPU处理曲轴缺齿位置和凸轮多齿位置时定义的系统时钟计数器和发动机角度时钟计数器，并定义变量TCR10、ECZC、PW和SOI，其中变量ECZC为第n缸的上止点出现时所对应的发动机角度时钟计数器的数值，设定7200<ECZC的初值范围<14400，变量PW为喷油脉宽为对应的系统时钟计数器的数值，变量SOI为喷油定时，单位为：℃AATDC，eTPU通道进入状态0″；
(2)状态0″：当eTPU同时判定曲轴缺齿位置和凸轮多齿位置后，向所述的连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道发送开启喷油功能的指令，激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务，当连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道接收到开启第n缸喷油功能指令后，eTPU通道进入状态1″，否则，一直保持在状态0中等待接收指令；
(3)状态1″：将ECZC+10*SOI赋值于etrA，即当发动机角度时钟计数器的数值达到第n缸所需喷油的定时位置所对应的发动机角度时钟计数器的数值时，发生发动机角度时钟计数器匹配事件，所述的匹配事件激活eTPU处理的第n缸喷油脉宽信号生成任务，eTPU通道进入状态2″；
(4)状态2″：当发动机角度时钟计数器数值>＝etrA时，即当发动机角度时钟计数器的数值达到第n缸所需喷油的定时位置所对应的发动机角度时钟计数器的数值后，发生发动机角度时钟计数器匹配事件，所述的匹配事件激活eTPU处理的第n缸喷油脉宽信号生成任务，此时，连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道输出有效电平，第n缸喷油器开始喷油；并记录当前系统时钟计数器的数值，赋值于TCR10；将TCR10+PW赋值于etrB，即当系统时钟计数器的数值达到第n缸所需喷油脉宽所对应的系统时钟计数器的数值时，发生系统时钟计数器匹配事件，所述的匹配事件激活eTPU处理的第n缸喷油脉宽信号生成任务，eTPU通道进入状态3″；
(5)状态3″：当系统时钟计数器数值>＝etrB时，即当系统时钟计数器的数值达到第n缸所需喷油脉宽所对应的系统时钟计数器的数值后，发生系统时钟计数器匹配事件，所述的匹配事件激活eTPU处理的第n缸喷油脉宽信号生成任务，此时，连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道输出无效电平，第n缸喷油器停止喷油，eTPU通道进入状态4″；
(6)状态4″：判断：当前循环第n缸是否需要进行多次喷油，是则eTPU通道返回状态1″，否则将ECZC累加7200，即对应下一发动机循环时第n缸的上止点所对应的发动机角度时钟计数器的数值，eTPU通道返回状态1″。
所述的柴油机逐缸计算控制参数任务的激活方法包括，当eTPU同时判定曲轴缺齿位置和凸轮多齿位置后，连接凸轮信号的eTPU通道接收到当前的凸轮边沿信号后，除了激活eTPU处理凸轮多齿信号任务外，还要申请主控制单元(1)的中断，执行柴油机逐缸计算控制参数任务，所述的柴油机逐缸计算控制参数任务激活后，通过读取设定的发动机角度时钟计数器的数值，知道柴油机当前的角度位置，判断下一个工作缸的序号，并针对该缸当前状态参数计算更新柴油机的控制参数。
本发明的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统及方法，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是本发明基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统的构成框图；
图2是本发明中斩波升压电路和反馈电路的电路原理图；
图3是本发明中直流感性负载驱动电路的电路原理图；
图4是本发明中喷油器驱动电路的电路原理图；
图5a是本发明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；
图6是本发明中曲轴缺齿信号处理方法的流程图；
图7是本发明中凸轮多齿信号处理方法的流程图；
图8是喷油脉宽信号生成方法的流程图。
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发明的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统及方法做出详细说明。
如图1所示，本发明的一种基于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；
如图6、图7、图8所示，本发明的用于基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统的控制方法，是用于曲轴齿为58正常齿+2缺齿，凸轮齿为6正常齿+1多齿的六缸共轨柴油机系统，包括基于eDMA和eQADC的模拟信号AD转换方法，基于CAN协议的整车通信方法，基于JTAG协议的PC机标定方法，还包括有基于eTPU的发动机位置分析示踪方法、喷油脉宽信号生成方法和柴油机逐缸计算控制参数任务的激活方法，其中所述的发动机位置分析示踪方法包括依次进行的曲轴缺齿信号处理方法和凸轮多齿信号处理方法。
如图6所示，所述的曲轴缺齿信号处理方法包括：设定连接曲轴信号的eTPU通道配置为接收到当前的曲轴边沿信号后，将依据eTPU通道的当前状态执行相应任务，并决定接收下一次曲轴边沿信号时eTPU通道的状态，在下一次曲轴边沿信号到来时，eTPU执行所述状态的任务，这时eTPU通道的其他状态的任务不执行，初始化内容及各状态任务如下：
1)初始化，定义变量A、B、N和R＝0.5，定义eTPU的TCR1为系统时钟计数器，eTPU的TCR2为发动机角度时钟计数器，TCR2赋初值3660，eTPU通道更改为状态1，并执行状态1的任务，所述3660是发动机曲轴旋转一周的时钟3600加上一个正常曲轴齿的时钟60；
2)状态1：经过设定的时间后，曲轴边沿信号开始激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务，eTPU直接忽略所述的任务，当曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务达到设定次数后，eTPU通道更改为状态2，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态2；
3)状态2：eTPU记录进入状态2的前两次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务之间的系统时钟计数器差值，并将所述的系统时钟计数器差值赋值于A，eTPU通道更改为状态3，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态3；
4)状态3：eTPU记录当前的曲轴边沿信号和前一次的曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务之间的系统时钟计数器差值，并将所述的系统时钟计数器差值并赋值于B，判断B*R是否大于A，是则判定当前曲轴齿为疑似缺齿，eTPU通道更改为状态4，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态4；否则将B值赋予A，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态3；
5)状态4：eTPU记录当前的曲轴边沿信号和前一次的曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务之间的系统时钟计数器差值，并将所述的系统时钟计数器差值并赋值于A，判断B*R是否大于A，是则判定状态3中所述的当前曲轴齿为缺齿，eTPU通道更改为状态5，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态5；否则判定上一曲轴齿不是缺齿，eTPU通道更改为状态3，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态3；
6)状态5：eTPU记录当前曲轴边沿信号距曲轴缺齿的边沿信号之间的齿数并赋值于N，同时eTPU中的发动机角度时钟计数器开始计数，计数周期＝A/60，即为0.1°曲轴转角所对应的系统时钟计数器差值；在所述的凸轮多齿信号处理方法中找到凸轮多齿位置之前，如果所述发动机角度时钟计数器数值大于等于7200时，发动机角度时钟计数器赋值3600，eTPU通道状态保持不变，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态5。
如图7所示，所述的凸轮多齿信号处理方法包括：设定连接凸轮信号的eTPU通道配置为接收到当前的凸轮边沿信号后，将依据eTPU通道的当前状态执行相应任务，决定接收下一次凸轮边沿信号时eTPU通道的状态，决定接收下一次凸轮边沿信号时eTPU通道的状态，在下一次凸轮边沿信号来到时，eTPU执行所述状态的任务，这时eTPU通道的其他状态的任务不执行，初始化内容及各状态任务如下：
1)初始化，定义变量N0和N1，并调用eTPU处理曲轴缺齿位置时已定义的N，eTPU通道更改为状态0＇，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态0＇；
2)状态0＇：不处理当前凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务；判断eTPU是否已找到曲轴缺齿位置，是则更改为状态1＇，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态1＇，否则eTPU通道保持状态不变，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态0＇；
3)状态1＇：当前凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务时，读取所对应的N值，并赋值于N0，eTPU通道更改为状态2＇，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态2＇；
4)状态2＇：读取当前凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务时所对应的N值，并赋值于N1，判断：N0至N1的曲轴齿数是否大于18且小于22，是则判定当前凸轮齿信号边沿为正常凸轮齿信号边沿，将N1值赋予N0，eTPU通道状态保持不变，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态2＇；否则判定当前凸轮齿信号边沿为凸轮多齿信号边沿，eTPU通道更改为状态3＇，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态3＇；
5)状态3＇：eTPU处理曲轴缺齿位置算法中的所述发动机角度时钟计数大于等于7200时，继续累加计数，发动机位置已确定，eTPU通道状态保持不变，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态3＇。
如图8所示，所述的喷油脉宽信号生成方法包括：设定连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道的两个寄存器etrA和etrB分别与发动机角度时钟计数器和系统时钟计数器匹配，当etrA>＝发动机角度时钟计数器的数值发生匹配事件时，激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务，或者当etrB>＝系统时钟计数器的数值发生匹配事件时，激活eTPU处理处理第n缸喷油脉宽信号生成任务；设定连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道配置为在当前状态下，仅被当前状态设定的激活条件激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务，并依据eTPU通道的当前状态执行相应任务，决定下一次eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务的通道状态，并等待所述的下一次eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务的通道状态设定的激活条件激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务，在所设定的激活条件激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务时，eTPU执行相应通道状态的任务，这时eTPU通道的其他状态的任务不执行，初始化内容及各状态任务如下：
1)初始化，调用eTPU处理曲轴缺齿位置和凸轮多齿位置时定义的系统时钟计数器和发动机角度时钟计数器，并定义变量TCR10、ECZC、PW和SOI，其中变量ECZC为第n缸的上止点出现时所对应的发动机角度时钟计数器的数值，设定7200<ECZC的初值范围<14400，变量PW为喷油脉宽为对应的系统时钟计数器的数值，变量SOI为喷油定时，单位为：℃AATDC，eTPU通道进入状态0″；
2)状态0″：当eTPU同时判定曲轴缺齿位置和凸轮多齿位置后，向所述的连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道发送开启喷油功能的指令，激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务，当连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道接收到开启第n缸喷油功能指令后，eTPU通道进入状态1″，否则，一直保持在状态0中等待接收指令；
3)状态1″：将ECZC+10*SOI赋值于etrA，即当发动机角度时钟计数器的数值达到第n缸所需喷油的定时位置所对应的发动机角度时钟计数器的数值时，发生发动机角度时钟计数器匹配事件，所述的匹配事件激活eTPU处理的第n缸喷油脉宽信号生成任务，eTPU通道进入状态2″；
4)状态2″：当发动机角度时钟计数器数值>＝etrA时，即当发动机角度时钟计数器的数值达到第n缸所需喷油的定时位置所对应的发动机角度时钟计数器的数值后，发生发动机角度时钟计数器匹配事件，所述的匹配事件激活eTPU处理的第n缸喷油脉宽信号生成任务，此时，连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道输出有效电平，第n缸喷油器开始喷油；并记录当前系统时钟计数器的数值，赋值于TCR10；将TCR10+PW赋值于etrB，即当系统时钟计数器的数值达到第n缸所需喷油脉宽所对应的系统时钟计数器的数值时，发生系统时钟计数器匹配事件，所述的匹配事件激活eTPU处理的第n缸喷油脉宽信号生成任务，eTPU通道进入状态3″；
5)状态3″：当系统时钟计数器数值>＝etrB时，即当系统时钟计数器的数值达到第n缸所需喷油脉宽所对应的系统时钟计数器的数值后，发生系统时钟计数器匹配事件，所述的匹配事件激活eTPU处理的第n缸喷油脉宽信号生成任务，此时，连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道输出无效电平，第n缸喷油器停止喷油，eTPU通道进入状态4″；
6)状态4″：判断：当前循环第n缸是否需要进行多次喷油，是则eTPU通道返回状态1″，否则将ECZC累加7200，即对应下一发动机循环时第n缸的上止点所对应的发动机角度时钟计数器的数值，eTPU通道返回状态1″。
所述的柴油机逐缸计算控制参数任务的激活方法包括，当eTPU同时判定曲轴缺齿位置和凸轮多齿位置后，连接凸轮信号的eTPU通道接收到当前的凸轮边沿信号后，除了激活eTPU处理凸轮多齿信号任务外，还要申请主控制单元1的中断，执行柴油机逐缸计算控制参数任务，所述的柴油机逐缸计算控制参数任务激活后，通过读取设定的发动机角度时钟计数器的数值，知道柴油机当前的角度位置，判断下一个工作缸的序号，并针对该缸当前状态参数计算更新柴油机的控制参数。

Claims (15)

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。
11.一种用于权利要求1所述的基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统的控制方法，是用于曲轴齿为58正常齿+2缺齿，凸轮齿为6正常齿+1多齿的六缸共轨柴油机系统，包括基于eDMA和eQADC的模拟信号AD转换方法，基于CAN协议的整车通信方法，基于JTAG协议的PC机标定方法，其特征在于，还包括有基于eTPU的发动机位置分析示踪方法、喷油脉宽信号生成方法和柴油机逐缸计算控制参数任务的激活方法，其中所述的发动机位置分析示踪方法包括依次进行的曲轴缺齿信号处理方法和凸轮多齿信号处理方法。
12.根据权利要求11所述的用于基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统的控制方法，其特征在于，所述的曲轴缺齿信号处理方法包括：设定连接曲轴信号的eTPU通道配置为接收到当前的曲轴边沿信号后，将依据eTPU通道的当前状态执行相应任务，并决定接收下一次曲轴边沿信号时eTPU通道的状态，在下一次曲轴边沿信号到来时，eTPU执行所述状态的任务，这时eTPU通道的其他状态的任务不执行，初始化内容及各状态任务如下：
(1)初始化，定义变量A、B、N和R＝0.5，定义eTPU的TCR1为系统时钟计数器，eTPU的TCR2为发动机角度时钟计数器，TCR2赋初值3660，eTPU通道更改为状态1，并执行状态1的任务，所述3660是发动机曲轴旋转一周的时钟3600加上一个正常曲轴齿的时钟60；
(2)状态1：经过设定的时间后，曲轴边沿信号开始激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务，eTPU直接忽略所述的任务，当曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务达到设定次数后，eTPU通道更改为状态2，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态2；
(3)状态2：eTPU记录进入状态2的前两次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务之间的系统时钟计数器差值，并将所述的系统时钟计数器差值赋值于A，eTPU通道更改为状态3，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态3；
(4)状态3：eTPU记录当前的曲轴边沿信号和前一次的曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务之间的系统时钟计数器差值，并将所述的系统时钟计数器差值赋值于B，判断B*R是否大于A，是则判定当前曲轴齿为疑似缺齿，eTPU通道更改为状态4，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态4；否则将B值赋予A，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态3；
(5)状态4：eTPU记录当前的曲轴边沿信号和前一次的曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务之间的系统时钟计数器差值，并将所述的系统时钟计数器差值赋值于A，判断B*R是否大于A，是则判定状态3中所述的当前曲轴齿为缺齿，eTPU通道更改为状态5，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态5；否则判定上一曲轴齿不是缺齿，eTPU通道更改为状态3，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态3；
(6)状态5：eTPU记录当前曲轴边沿信号距曲轴缺齿的边沿信号之间的齿数并赋值于N，同时eTPU中的发动机角度时钟计数器开始计数，计数周期＝A/60，即为0.1°曲轴转角所对应的系统时钟计数器差值，在所述的凸轮多齿信号处理方法中找到凸轮多齿位置之前，如果所述发动机角度时钟计数器数值大于等于7200时，发动机角度时钟计数器赋值3600，eTPU通道状态保持不变，在下一次曲轴边沿信号激活eTPU处理曲轴缺齿信号任务到达时，执行状态5。
13.根据权利要求11所述的用于基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统的控制方法，其特征在于，所述的凸轮多齿信号处理方法包括：设定连接凸轮信号的eTPU通道配置为接收到当前的凸轮边沿信号后，将依据eTPU通道的当前状态执行相应任务，决定接收下一次凸轮边沿信号时eTPU通道的状态，在下一次凸轮边沿信号来到时，eTPU执行所述状态的任务，这时eTPU通道的其他状态的任务不执行，初始化内容及各状态任务如下：
(1)初始化，定义变量N0和N1，并调用eTPU处理曲轴缺齿位置时已定义的N，eTPU通道更改为状态0＇，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态0＇；
(2)状态0＇：不处理当前凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务；判断eTPU是否已找到曲轴缺齿位置，是则更改为状态1＇，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态1＇，否则eTPU通道保持状态不变，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态0＇；
(3)状态1＇：当前凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务时，读取所对应的N值，并赋值于N0，eTPU通道更改为状态2＇，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态2＇；
(4)状态2＇：读取当前凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务时所对应的N值，并赋值于N1，判断：N0至N1的曲轴齿数是否大于18且小于22，是则判定当前凸轮齿信号边沿为正常凸轮齿信号边沿，将N1值赋予N0，eTPU通道状态保持不变，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态2＇；否则判定当前凸轮齿信号边沿为凸轮多齿信号边沿，eTPU通道更改为状态3＇，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态3＇；
(5)状态3＇：eTPU处理曲轴缺齿位置算法中的所述发动机角度时钟计数大于等于7200时，继续累加计数，发动机位置已确定，eTPU通道状态保持不变，在下一次凸轮边沿信号激活eTPU处理凸轮多齿信号任务到达时，执行状态3＇。
14.根据权利要求11所述的用于基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统的控制方法，其特征在于，所述的喷油脉宽信号生成方法包括：设定连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道的两个寄存器etrA和etrB分别与发动机角度时钟计数器和系统时钟计数器匹配，当etrA>＝发动机角度时钟计数器的数值发生匹配事件时，激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务，或者当etrB>＝系统时钟计数器的数值发生匹配事件时，激活eTPU处理处理第n缸喷油脉宽信号生成任务；设定连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道配置为在当前状态下，仅被当前状态设定的激活条件激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务，并依据eTPU通道的当前状态执行相应任务，决定下一次eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务的通道状态，并等待所述的下一次eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务的通道状态设定的激活条件激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务，在所设定的激活条件激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务时，eTPU执行相应通道状态的任务，这时eTPU通道的其他状态的任务不执行，初始化内容及各状态任务如下：
(1)初始化，调用eTPU处理曲轴缺齿位置和凸轮多齿位置时定义的系统时钟计数器和发动机角度时钟计数器，并定义变量TCR10、ECZC、PW和SOI，其中变量ECZC为第n缸的上止点出现时所对应的发动机角度时钟计数器的数值，设定7200<ECZC的初值范围<14400，变量PW为喷油脉宽为对应的系统时钟计数器的数值，变量SOI为喷油定时，单位为：℃AATDC，eTPU通道进入状态0″；
(2)状态0″：当eTPU同时判定曲轴缺齿位置和凸轮多齿位置后，向所述的连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道发送开启喷油功能的指令，激活eTPU处理第n缸喷油脉宽信号生成任务，当连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道接收到开启第n缸喷油功能指令后，eTPU通道进入状态1″，否则，一直保持在状态0中等待接收指令；
(3)状态1″：将ECZC+10*SOI赋值于etrA，即当发动机角度时钟计数器的数值达到第n缸所需喷油的定时位置所对应的发动机角度时钟计数器的数值时，发生发动机角度时钟计数器匹配事件，所述的匹配事件激活eTPU处理的第n缸喷油脉宽信号生成任务，eTPU通道进入状态2″；
(4)状态2″：当发动机角度时钟计数器数值>＝etrA时，即当发动机角度时钟计数器的数值达到第n缸所需喷油的定时位置所对应的发动机角度时钟计数器的数值后，发生发动机角度时钟计数器匹配事件，所述的匹配事件激活eTPU处理的第n缸喷油脉宽信号生成任务，此时，连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道输出有效电平，第n缸喷油器开始喷油；并记录当前系统时钟计数器的数值，赋值于TCR10；将TCR10+PW赋值于etrB，即当系统时钟计数器的数值达到第n缸所需喷油脉宽所对应的系统时钟计数器的数值时，发生系统时钟计数器匹配事件，所述的匹配事件激活eTPU处理的第n缸喷油脉宽信号生成任务，eTPU通道进入状态3″；
(5)状态3″：当系统时钟计数器数值>＝etrB时，即当系统时钟计数器的数值达到第n缸所需喷油脉宽所对应的系统时钟计数器的数值后，发生系统时钟计数器匹配事件，所述的匹配事件激活eTPU处理的第n缸喷油脉宽信号生成任务，此时，连接第n缸喷油器控制电路的eTPU通道输出无效电平，第n缸喷油器停止喷油，eTPU通道进入状态4″；
(6)状态4″：判断：当前循环第n缸是否需要进行多次喷油，是则eTPU通道返回状态1″，否则将ECZC累加7200，即对应下一发动机循环时第n缸的上止点所对应的发动机角度时钟计数器的数值，eTPU通道返回状态1″。
15.根据权利要求11所述的用于基于MPC5554嵌入式的共轨柴油机电控系统的控制方法，其特征在于，所述的柴油机逐缸计算控制参数任务的激活方法包括，当eTPU同时判定曲轴缺齿位置和凸轮多齿位置后，连接凸轮信号的eTPU通道接收到当前的凸轮边沿信号后，除了激活eTPU处理凸轮多齿信号任务外，还要申请主控制单元(1)的中断，执行柴油机逐缸计算控制参数任务，所述的柴油机逐缸计算控制参数任务激活后，通过读取设定的发动机角度时钟计数器的数值，知道柴油机当前的角度位置，判断下一个工作缸的序号，并针对该缸当前状态参数计算更新柴油机的控制参数。
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