郁輝 汽車工程聯(lián)盟

3.5 曲軸凸輪軸磁電傳感器模塊的設(shè)計開發(fā)

通常，發(fā)動機的曲軸和凸輪軸有兩種傳感器：霍爾傳感器和磁電傳感器?；魻杺鞲衅鳎捎谳敵鍪菙?shù)字信號，不易受干擾，其處理電路由RC組成的低通濾波及分壓電路組成，這里不作重點討論。而后一種磁電傳感器，由于是模擬信號，且幅值易受曲軸或凸輪的氣隙大小影響，所以處理電路較為復(fù)雜。

圖3.6曲軸/凸輪軸磁電傳感器模塊框圖

圖3.6是磁電傳感器模塊框圖，磁電信號（差分）進入后，先經(jīng)過低通濾波器過濾掉高頻干擾，然后經(jīng)限位電路限位電壓信號，再通過放大器和比較器，最后輸出處理好之后的數(shù)字信號到主控芯片中。實際應(yīng)用中，這些功能電路已集成進專用芯片。不過，由于不同應(yīng)用的發(fā)動機曲軸和凸輪軸有差異，以及應(yīng)用氣隙也不盡相同，所以需要實際測定不同氣隙和轉(zhuǎn)速下的曲軸/凸輪軸的信號強度才能設(shè)定比較器的閾值，這也是實際應(yīng)用中的經(jīng)驗總結(jié)。

3.6 輸入輸出電路和電源模塊的設(shè)計開發(fā)

圖3.7外部模擬/數(shù)字輸入結(jié)構(gòu)

圖3.7是外部模擬/數(shù)字輸入電路的設(shè)計結(jié)構(gòu)，有上述兩種結(jié)構(gòu)，由EMI/ESD電容、上拉/下拉電阻、RC低通濾波電路組成。所有的模擬/數(shù)字輸入基本都是這兩種結(jié)構(gòu)，不同的是在電阻電容值，濾波頻率以及傳感器供電上（主動傳感器自帶電源，被動傳感器由ECU供電）。

輸出電路主要有高端輸出和低端輸出。圖3.8是低端輸出電路結(jié)構(gòu)，圖3.9是高端輸出電路結(jié)構(gòu)。

圖3.8低端輸出電路結(jié)構(gòu)

如圖3.8所示結(jié)構(gòu)的電路稱為低端輸出電路，即負載接在電源與功率管漏極之間。輸出分兩種類型，一種為高低電平輸出，一種為頻率輸出。續(xù)流二極管用于釋放關(guān)斷瞬間負載上的能量來保護功率管，電容為了改善EMI特性，功率管帶漏源齊納管保護。除續(xù)流二極管和EMI電容外，其余均集成在專用芯片內(nèi)。

圖3.9高端輸出電路結(jié)構(gòu)

類似地，圖3.9中，負載與地相連的輸出驅(qū)動，稱為高端輸出。電路由功率管，續(xù)流二極管和ESD電容組成。與低端輸出一樣，都使用N型MOSFET，區(qū)別是此處的柵極控制電壓需要使用升壓電路并高于“VB + 開通電壓”。另外，與低端輸出使用專用芯片驅(qū)動不同的是，高端輸出使用模擬電路構(gòu)成。

圖3.10電源模塊框圖

電源模塊：由專用芯片外接一些被動器件（電阻電容電感等）組成，主要提

供主芯片、其他電路供電以及噴油電路模塊需要的升壓（50V和85V兩種）。圖3.10是電源模塊框圖。

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參考文獻

[1] 郁輝，商用車發(fā)動機電控系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)的項目管理[D].復(fù)旦大學(xué), 2013年