基于MPC564的发动机电控单元硬件设计

(2)点火控制电路

赛欧479QE型发动机的点火线圈和点火驱动器集成一体安装在发动机上，电控单元输出的点火信号经过光电隔离后送到驱动器，驱动器内的大功率驱动管在点火信号的作用下交替截止、导通，从而控制点火线圈初级电流切断与导通，实现点火功能，点火控制电路如图8所示。


(3)怠速控制阀驱动电路

怠速控制阀由两相步进电机驱动，驱动电路采用SAA1042芯片实现，该芯片内部集成了3个输入级模块，1个逻辑控制部分和2个输出级模块，可实现正转/反转和全步/半步等控制功能，其中对偏置电阻R22的合理配置可以优化电机效率。基本电路如图9所示。


(4)汽油泵、活性炭罐控制阀驱动

汽油泵与活性炭罐电磁阀的控制选用MC33385芯片，基本电路如图10所示，该芯片四个CMOS输入NON1～NON4支持输入频率0～1kHz，平均输出电流2.5A，且芯片输出端具有过电流、对地短路、负载短路和过温度的逻辑诊断识别功能，适用于电磁阀等一类执行器的驱动。


(4)通讯接口

为实现电控单元和标定软件或车内其他为控制器之间的通讯及数据共享，通讯接口的设计是必须的。MPC564集成了三路CAN2.0B控制模块，电控单元中只需增加一个收发器即可完成高速通讯，本设计中选用Philips公司的PCA82C250收发器，其传输数率高达1Mb/s，接口电路如图11所示。

当电控单元作为实验室发动机测试平台时，需对电控单元进行监控，随时改变各控制参数，或进行大量数据采集。此时电控单元作为下位机，上位机（PC）则需要增加CAN总线PC采集卡，实现MPC564与PC之间基于高速CAN总线的数据通讯。对传输速率要求不高的地方，MPC564提供了串口通讯方式，可以直接与监控PC进行通讯。

本电控单元的设计定位于高性能的发动机控制单元，融合了大量最新的电子器件和电子技术。处理器采用功能强大的32位PowerPC，具有浮点运算单元，处理速度快，内部Flash、RAM容量大，足以加载更高级的嵌入式实时操作系统，可屏蔽底层设备，提供多进程的并行操作，合理调度不同的任务，使开发者集中精力关注算法的实现。信号处理模块采用集成模块，功率驱动模块具有在线错误诊断和保护功能，大大提高了系统的可靠性、稳定性，使本系统成为高性能的发动机电子控制单元。