汽油机ECU的电磁兼容研究与设计.pdfVIP

宜昌，2013 年 7 月 2013 年 APC 联合学术年会论文集 APC2013-58 295 汽油机ECU的电磁兼容研究与设计 方利志，马增辉，周 欣，田丰民 （东风汽车公司技术中心，湖北 武汉 430058） 摘 要：本文介绍了设计研发以 Freescale MC5634 芯片为控制单元的 32 位汽油发动机电控单元，设计过 程中引入了电磁兼容设计（EMC ）的理念,采用了包括原理图的设计、元器件的布局原则和布线策略设计、 地线设计、屏蔽和隔离、去耦及滤波等许多技术措施来提高系统的电磁兼容性，优化电控单元的设计。 关键词：汽油机；电控单元；电磁兼容；屏蔽；隔离 随着汽车技术的不断进步和发展，汽车电 量）调理和模拟量调理。模拟量包括节气门入 子电器设备的应用越来越多，汽车电磁干扰的 入信号、进气温度信号、系统电压检测信号等， 特点及其产生的影响也有了巨大的变化。汽车 经过滤波、放大和整形等处理后，经过单片机 产生电磁干扰的源，不单纯是点火系统，大量 内置的A/D 转换模块，得到与其大小成正比的 应用于车辆上的各种电子电器设备也同样产 数值，供 CPU 读取。数字量包括同步信号、 生电磁干扰。从发动机零部件的电子化到发动 氧传感器信号，经过整形和滤波进入 I/O 模块， 机的电子控制，从电子收音机到车载全球定位 供 CPU 读取。 系统、移动通讯设备，汽车已经变成一个庞大 的电子系统。控制对象的多样化和控制算法的 复杂化要求电子控制单元的高频化、网络化。 同时汽车上大量的电磁开关的使用、无线设备 装置的使用使汽车电子系统的工作环境不断 恶化。这也对汽车电子产品的电磁兼容设计 （EMC ）提出了更高的要求。 ECU 电磁兼容的研究和设计是保证车辆 的运行过程中，与其它电子电器设备互不影 响，能兼容的工作。能够抵抗外来的电磁干扰， 同时又不向环境外及环境中的其他设备释放 图1 汽油机发动机电控系统模块图 超过允许范围的干扰。本文将以自主研发的汽 功率驱动模块利用 MOS 管和 IGBT 驱动 油发动机电子控制单元为例，介绍汽车发动机 执行器（喷油器和点火线圈）。经过MOS 管和 电控单元的电磁兼容研究与设计有关内容。 IGBT 驱动后执行器按照ECU 发出的命令进行 1 汽油发动机电控系统介绍 相应的动作。 电源模块将蓄电池的电压变换为 5V 输入 本文中设计的发动机电控系统采用 给 ECU ，保证ECU 的正常工作。 Freescale 公司的 MC5634 作为 MCU,系统主要 通讯模块采用 CAN 总线，采用两路 CAN 由六大模块构成：微处理器模块、输入调理模 线，一路用于动力总线及通讯，另一路用于标 块、功率驱动模块、电源模块、通讯模块和安 定。 全监控模块，如图 1 所示。 安全监控模块采用 Freescale MC9S08SG8 输入调理模块包括数字量（开关量和脉冲 芯片，监控系统的运行状况，在系统跑飞或者 作者简介：方利志（1984－ ），男，本科，研究方向：车控系统硬件电路设计。 E-mail: fa