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混合动力汽车作为传统汽车和新能源汽车的过渡车型,因其动力系统既能降低燃油汽车的尾气排放又能解决电动汽车的续航问题,已经成为当今的研究热点。随着柴油机电控系统的发展,柴油机较汽油机在经济性和环保性方面更有优势,因此柴油机可作为混合动力汽车的动力源,而ECU作为整个柴油机电控系统的载体,其性能直接影响发动机的工作状态。以YND30TCIE1作为混合动力专用柴油机,进行ECU硬件设计。首先分析执行器、传感器、微控制器等功能需求,ECU需要采集31种传感器信号、输出13种执行器驱动信号以完成对发动机的控制。对关键芯片进行了选型,为满足控制需求和简化设计,选择了单片机AURIX TC275、电源芯片TLE6209、喷油预驱芯片L9781以及CAN收发器TJA1051/T3等集成芯片。根据功能需求提出了ECU硬件总体设计方案,并将MCU的片上资源进行合理分配。以TC275为核心,针对所要实现功能按模块进行电路设计,包括:ECU电源、MCU最小系统、传感器信号调理电路、功率驱动电路和通讯电路。在ECU电源中,为保护电路和满足电源需求,设计了防反接电路、BUCK电路以及BOOST电路。在MCU最小系统中,设计了电源电路、复位电路以及时钟电路等以保证MCU正常工作。根据传感器信号的不同类型设计了不同的调理电路,包括?型滤波电路和滞回比较电路。在功率驱动电路部分,基于L9781设计了喷油电路以实现PEAK-HOLD驱动控制;基于TLE6209设计了H桥电路以实现对ETC、EGR、VNT的控制;基于TLE8718SA设计了低边开关驱动电路以实现对预热塞和继电器的控制。对于通讯电路,以TJA1051/T3为基础设计了3路CAN通讯电路用于标定、NO_X信号传输以及整车控制单元信息交互。以绘制完成的原理图为基础进行PCB绘制,在整体布局中,不同功能电路按模块进行划分以减小相互干扰,并且将大功率器件放置在边缘以便散热;在布线时,对地线、电源线应采取加粗或覆铜的方式以满足电源需求;在进行地处理时,将不同模块的地分开且采用单点接地的方式以减少电磁干扰。为验证所设计电路的正确性和合理性,进行静态测试以后通过台架对ECU电路在不同发动机转速(怠速、1000r/min、2000r/min、3000r/min)下进行测试。测试结果显示,曲轴及凸轮轴信号调理电路输出信号电压稳定在3.6V,且噪声较小;单片机接收的轨压、加速踏板信号正常,无信号丢失;燃油计量单元上层占空比和底层占空比一致。喷油驱动电路模块在工作时波形正常,且电流上升速度和下降速度较快,在喷油开始阶段电流从0A上升到18A的时间为100μs左右,而在喷油结束阶段电流从12A降低到0A的时间只需要60μs左右。因此所设计ECU能够满足发动机的功能需求。