汽油机ecu的电磁兼容研究与设计 (1)

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1、宜昌，2013年7月2013年APC联合学术年会论文集APC2013-58295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FreescaleMC5634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

2、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

3、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

4、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FreescaleMC9S08SG8输入调理

5、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:fanglz@dfmc.com.cn296宜昌，2013年7月方利志等：汽油机ECU的电磁兼容研究与设计程序运行不正常时自动复位系统，为系统的正3.1.1脉冲数字电路干扰常运行保驾护航。汽车上大量采用了大量的控制器，如空调控制器、车身控制器、助力转向等等。这些控2电磁兼容的基本概念和研究的意义制器都采用的单片机为核心的处理电路，处理电磁兼容是指电子设备或系统在电磁环各种数字电路，他们工作

6、于开关状态。这种数境下能正常工作，并且不对环境中任何事物构字脉冲电流和电压波形的上升包含着许多的不成能承受的电磁骚扰的能力。因此EMC包高次谐波。如微处理器的时钟振荡、数据线路和各种门电路、触发器。括两方面的要求：一方面是指设备在正常运行的过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超3.1.2开关电气设备干扰过一定的限度；另一方面是指设备具有对所在汽车上有很多的电感性的电气元件，如开环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰关空调、起动机启动开关、点火开关、发电机度，即电磁敏感性。在实际的设计中，也就是启动开关等等，它们都是含有铁芯线圈的电感说在汽油机

7、ECU系统中，数据信号线、控制性负载，当ECU控制电磁阀开关控制通断时，信号线、A/D转换接口电路、时钟振荡电路、会在电路中产生瞬变电压干扰，持续时间大概喷油器驱动电路、点火驱动电路以及点火线1ms，振荡频率在1—100MHZ之间。干扰的圈、电源模块等具有不同电气特性的部分组成主要耦合方式是传导耦合。通过公用的电源和一个互不干扰的整体。电磁兼容性正是这些特电源电线耦合到电子系统中。征量相互关系的物理表现。3.1.3线束及插接件通道发动机电控单元作为汽车发动机运行的电控单元通过线束与传感器、执行器以及指挥者，负责处理各种模拟和数字信号，通过系

8、统外接电源相连。通过线束进行通讯、信号这些信号下达执行的命令，以维持汽车正常的采集以及供电。由于线束几乎要延伸到整个发行驶。但是除了电子器件本身工作造成的干扰动机机舱的传感器和执