专利名称：一种汽油发动机电子控制单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能够保证汽油发动机可靠运行于最佳状态的电子控制器，属控制技术领域。
背景技术：
发动机电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)是现代汽车发动机普遍采用的智能控制部件，它采集各种传感器(包括进气温度传感器、进气压力传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆震传感器、冷却水温度传感器等)的输出信号，并根据采集的信号，按照一定的控制策略控制发动机运转，使发动机在不同工况和外界工作条件下始终处在最佳燃烧状态，以提高汽车的燃油经济性，减少污染物的排放量。由于电路或线路板结构设计不合理，现有的发动机电子控制单元普遍存在着抗电磁干扰能力差的缺陷，当发动机在电磁干扰源较多的恶劣环境中工作时，其电子控制单元的可靠性会大大下降，严重影响了汽车的经济型、舒适性和安全性，排放也不能满足有关标准的要求。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种抗干扰能力强的高可靠性汽油发动机电子控制单元。本实用新型的目的是以下述技术方案实现的一种汽油发动机电子控制单元，构成中包括主单片机及与之相连的模拟信号调理电路、开关信号调理电路、频率信号调理电路和驱动控制电路，所述模拟信号调理电路包括十个RC滤波器，它们的输入端分别接进气压力信号、两个油门踏板信号、两个节气门位置信号、冷却水温度信号、进气温度信号、空调温度信号、上游氧传感器信号和下游氧传感器信号，输出端分别接主单片机的不同A/D端口。上述汽油发动机电子控制单元，所述开关信号调理电路包括离合器开关信号调理电路、中压开关信号调理电路、电子负载开关信号调理电路、空调开关信号调理电路、制动灯开关信号调理电路和制动开关信号调理电路，所述离合器开关信号调理电路、中压开关信号调理电路和电子负载开关信号调理电路均包括一个RC滤波器，三个滤波器的输出端分别接主单片机的EMIOSl EMI0S3端口，输入端接相应信号传感器并设置有上拉电阻； 所述空调开关信号调理电路、制动灯开关信号调理电路和制动开关信号调理电路的结构相同，均由两个电阻和一个电容构成，所述两个电阻串联连接成分压电路后接对应传感器的输出信号，它们串接点输出的信号经电容滤波后接主单片机的EMI0S4 EMI0S6端口。上述汽油发动机电子控制单元，所述频率信号调理电路包括车速信号调理电路、 凸轮轴信号调理电路和发动机转速信号调理电路，所述车速信号调理电路由电阻和电容组成，车速信号先经两个电阻分压，再经一个电容滤波后接主单片机的ETPU-A5端口，在车速信号的输入端还设置有上拉电阻；所述凸轮轴传感器信号调理电路也包括一个RC滤波器，该滤波器的输入端接凸轮轴传感器的输出信号并设置有上拉电阻，输出端接主单片机的 ETPU-Al端口 ；所述曲轴位置传感器信号调理电路包括一个L9741芯片，L9741芯片的IN-P 和IN-N端接曲轴位置传感器输出的差分正弦波信号并设置有滤波电容，OUT-VRS端经限流电阻接主单片机的ETPU-AO端口。上述汽油发动机电子控制单元，构成中还包括辅助单片机，所述辅助单片机采集与主单片机相同的传感器信号，并通过通讯端口与主单片机连接。本实用新型在各输入信号调理电路中均设置了滤波器或滤波电容，大大增加了本装置的抗电磁干扰能力，保证发动机能够在各种恶劣环境中正常工作，提高了汽车的经济型、舒适性和安全性，同时也降低了污染物的排放量。
图1是本实用新型的电原理框图；图2是模拟信号调理电路的电原理图；图3是开关信号调理电路的电原理图；图4是频率信号调理电路的电原理图。图中各标号为U1、主单片机；U2、L9741芯片；LBl LB14、RC滤波器；CO C8、电容；RO R26、电阻。
具体实施方式
参看图1 图4，本实用新型包括主单片机U1、辅助单片机、模拟信号调理电路、 开关信号调理电路、频率信号调理电路、驱动控制电路和通讯电路，主单片机Ul选用的是 Freescale公司32位PowerPC系列MPC5634 ；模拟信号调理电路包括进气压力信号调理电路、油门踏板位置信号调理电路、节气门位置信号调理电路、冷却水温度信号调理电路、进气温度信号调理电路、空调温度信号调理电路、上游氧传感器信号调理电路、下游氧传感器信号调理电路；开关信号调理电路包括离合器开关信号调理电路、中压开关信号调理电路、 电子负载信号调理电路、空调开关信号调理电路、制动开关信号调理电路、制动灯开关信号调理电路；频率信号调理电路包括凸轮轴信号调理电路、发动机转速信号调理电路、车速信号调理电路；辅助单片机选用ST公司的8位STM8A ；通讯电路包括CAN通讯模块和K-Line 通讯模块，CAN通讯模块实现和整车其他控制器之间的通讯；K-Line通讯模块实现和诊断仪之间的通讯；驱动控制电路控制发动机的运行，具体包括点火线圈驱动电路、喷油器驱动电路、节气门控制电路、继电器驱动电路、仪表指示灯控制、氧传感器加热控制电路、发动机转速输出电路。模拟信号调理电路、开关信号调理电路、频率信号调理电路使得主单片机Ul能够准确、及时地采集到进气温度、压力进气、曲轴位置、凸轮轴位置、冷却水温度等传感器的信号，也能掌握空调是否打开、离合器是否踩下、制动踏板是否踩下等车况信息，这些信息的准确、实时采集是控制器正常工作的前提。主单片机Ul和车身控制器(BCM)、自动变速器控制单元(TCU)、防抱死系统(ABS)、安全气囊控制器(SRS)、驱动防滑系统(TCS)、仪表等电控单元通过CAN网络实现通信，使得控制单元能够更加准确掌握整车状态。模拟信号调理电路[0019]参看图2，LB1 LB10为十个RC滤波器，每个滤波器由一个电阻RO和一个电容CO 构成，十个RC滤波器的输出端分别接主单片机Ul的不同A/D端口(ΑΝ0 AN9)，输入端依次接进气压力信号、两个油门踏板信号、两个节气门位置信号、冷却水温度信号、进气温度信号、空调温度信号、上游氧传感器信号和下游氧传感器信号，图中的Rl为下拉电阻，保证 LBl没有输入信号(进气压力信号)时，输出为低电平。两个油门踏板传感器和两个节气门位置传感器(对应LB2 LB5)内部有一个滑动变阻器，它们构成四个分压电路。冷却水温度传感器、进气温度传感器、空调温度传感器(对应LB6 LB8)内部是一个热敏电阻，R6 R8与这三个热敏电阻构成三个分压电路。上、下游氧传感器对应LB9 LB10，Cl和C2为滤波电容，R9和RlO为上拉电阻，提供0. 5V上拉电压，0. 5V电压可由电阻分压获得。开关信号调理电路参看图3，离合器开关信号调理电路、中压开关信号调理电路、电子负载开关信号调理电路中各有一个RC滤波器(LB 11 LB13)，R11 R13为上拉电阻，4. 8V电压可由电阻分压获得。这三种信号传感器有断开和对地短路两种状态，当其断开时，RC滤波器输出高电平；当其对地短路时，RC滤波器输出低电平。图3中的另外三个调理电路分别为空调开关信号调理电路、制动灯开关信号调理电路和制动开关信号调理电路，当开关处于断开状态时，调理电路输出低电平；当开关对电源短路时，电源电压由两个电阻(R14与R15，R16与 R17，R18与R19)分压后得到一个4.8V电压，调理电路输出高电平。C3、C4、C5对信号进行滤波。频率信号调理电路参看图4，频率信号调理电路包括车速信号调理电路、凸轮轴信号调理电路和发动机转速信号调理电路。R20、R21、R22和C3构成车速信号调理电路，车速信号是0-12V的脉冲信号，R20用于上拉，R21和R22用于分压，C3用于滤波，车速信号调理电路输出0-5V的脉冲信号。BL14和R23构成凸轮轴信号调理电路，凸轮轴信号是0-5V的脉冲信号，R23用于上拉，BL14用于滤波，凸轮轴信号调理电路输出0-5V的脉冲信号。U2、R24、R25、R26、C7 和C8构成发动机转速信号调理电路，发动机转速信号为差分信号，C7和C8对其进行滤波， R24和R25起到限流作用，差分信号经过U2 (L9741)处理，转化成0-5V的方波信号，似6起到限流作用。辅助单片机的工作原理是辅助单片机和主单片机Ul同时采集输入信号，辅助单片机判断采集结果是否一致，如果发现结果不一致，并判断主单片机是否发生问题，如果发现主单片机发生问题，辅助单片机就会发出复位信号使主单片机复位。
权利要求1.一种汽油发动机电子控制单元，其特征是，控制单元构成中包括主单片机(Ul)及与之相连的模拟信号调理电路、开关信号调理电路、频率信号调理电路和驱动控制电路，所述模拟信号调理电路包括十个RC滤波器，它们的输入端分别接进气压力信号、两个油门踏板信号、两个节气门位置信号、冷却水温度信号、进气温度信号、空调温度信号、上游氧传感器信号和下游氧传感器信号，输出端分别接主单片机(Ul)的不同A/D端口。
2.根据权利要求1所述汽油发动机电子控制单元，其特征是，所述开关信号调理电路包括离合器开关信号调理电路、中压开关信号调理电路、电子负载开关信号调理电路、空调开关信号调理电路、制动灯开关信号调理电路和制动开关信号调理电路，所述离合器开关信号调理电路、中压开关信号调理电路和电子负载开关信号调理电路均包括一个RC滤波器，三个滤波器的输出端分别接主单片机(Ul)的EMIOSl EMI0S3端口，输入端接相应信号传感器并设置有上拉电阻；所述空调开关信号调理电路、制动灯开关信号调理电路和制动开关信号调理电路的结构相同，均由两个电阻和一个电容构成，所述两个电阻串联连接成分压电路后接对应传感器的输出信号，它们串接点输出的信号经电容滤波后接主单片机 (Ul)的 EMI0S4 EMI0S6 端口。
3.根据权利要求1或2所述汽油发动机电子控制单元，其特征是，所述频率信号调理电路包括车速信号调理电路、凸轮轴信号调理电路和发动机转速信号调理电路，所述车速信号调理电路由电阻和电容组成，车速信号先经两个电阻分压，再经一个电容滤波后接主单片机(Ul)的ETPU-A5端口，在车速信号的输入端还设置有上拉电阻；所述凸轮轴传感器信号调理电路也包括一个RC滤波器，该滤波器的输入端接凸轮轴传感器的输出信号并设置有上拉电阻，输出端接主单片机(Ul)的ETPU-Al端口 ；所述曲轴位置传感器信号调理电路包括一个L9741芯片(U2)，L9741芯片(U2)的IN-P和IN-N端接曲轴位置传感器输出的差分正弦波信号并设置有滤波电容，OUT-VRS端经限流电阻接主单片机(Ul)的ETPU-AO端
4.根据权利要求3所述汽油发动机电子控制单元，其特征是，构成中还包括辅助单片机，所述辅助单片机采集与主单片机(Ul)相同的传感器信号，并通过通讯端口与主单片机连接。
专利摘要一种汽油发动机电子控制单元，它包括主单片机及与之相连的模拟信号调理电路、开关信号调理电路、频率信号调理电路和驱动控制电路，所述模拟信号调理电路包括十个RC滤波器，它们的输入端分别接进气压力信号、两个油门踏板信号、两个节气门位置信号、冷却水温度信号、进气温度信号、空调温度信号、上游氧传感器信号和下游氧传感器信号，输出端分别接主单片机的不同A/D端口。本实用新型在各输入信号调理电路中均设置了滤波器或滤波电容，大大增加了本装置的抗电磁干扰能力，保证发动机能够在各种恶劣环境中正常工作，提高了汽车的经济型、舒适性和安全性，同时也降低了污染物的排放量。
文档编号F02D43/00GK202181957SQ201120266668
公开日2012年4月4日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者仇玉林, 卢娜, 尚鑫, 张南, 张建彪, 李秋霞, 李雷, 滕景忠 申请人:长城汽车股份有限公司