汽车电子控制核心-ECU知识培训.ppt

汽车电子控制核心-ECU知识培训
1、ECU的基本结构与功能
2、汽车电子系统设计
3、 ECU的检测与评估

模拟信号
输入
处理
电源
A/D
数字信号
电源电路
微
处
理
器
输
出
处
理
电磁阀
电机
指示灯
输入
ECU
输出
ECU基本组成

电源电路
输出处理电路
微处理器
输入处理电路
ECU的基本体系结构
车速传感器
发动机转速传感器
输入轴转速传感器
加速器踏板传感器
离合器位置传感器
水温传感器
档位
选择器杆
节气门开关
加速器踏板开关
空调开关
制动开关巡航开关
照明开关
脉冲输入电路
模拟输入电路
接
盘
输
入
电
路
中央处理机CPU
随机存储器 RAM
多
路
转
换
器
存储器
ROM
步进电机驱动电路
电磁阀
驱动电路
指示器
驱动电路
起动器
禁止器
节气门
离合器
变速器
HSA
指示器
起动器
继电器
电源

汽车电子控制系统:硬件有电子控制单元(ECU—Electronic Control Unit)及其接口、执行机构、传感器等;软件存储在ECU中,支配电控系统完成数据采集、计算处理、输出控制、系统监控与自诊断等。
大部分ECU的电路结构大同小异,控制功能的变化则依赖于软件及输入输出模块的变化,随控制系统所完成任务的不同而不同。
输入处理电路
ECU的输入信号主要有三种形式,模拟信号、数字信号(包括开关信号)、脉冲信号。
模拟信号通过A/D转换为数字信号提供给微处理器。控制系统要求模数信号转换具有较高的分辨率和精度(>10位)。为了保证测控系统的实时性,采样间隔一般要求小于4ms。
数字信号需要通过电平转换,得到计算机接受的信号。对超过电源电压、电压在正负之间变化、带有较高的振荡或噪声、带有波动电压等输入信号,输入电路也对其进行转换处理。
ON
输
入
处
理
电
路
5V
0V
ON
OFF
5V
0V
5V
0V
t
5V
0V
+12V
0V
OFF
0V
+
_
t
5V
0V
-46V
0V
输入
电压
突变
正负交替电压
噪声信号
电涌电压
输入信号的处理
电涌:微秒量级的异常大的电流脉冲
CPU
Clock
ROM
(程序)
RAM
(数据)
特殊功能 I/O
Timer/Counter
A/D
PWM
Interrupt
SIO
地址总线
控制总线
数据总线
输入端口
输出端口
I/O端口
单片机典型结构框图
都是计数器,只不过在定时时是对微机内部时钟脉冲进行计数,作计数器时是对微机外部输入的脉冲进行计数。
微处理器
Analog-Digital模数转换单元
Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制。调整脉冲信号的占空比,从而控制充电电流。
Serial Interface I/O串行输入输出。通信使用3根线完成:地线、发送、接收。通信是异步的,端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。
中断,具有对外部异步事件的处理能力。
微处理器首先完成传感器信号的A/D转换、周期脉冲信号测量和其它有关汽车行驶状态信号的输入处理,然后计算并控制所需的输出值,按要求适时地向执行机构发送控制信号。
过去微处理器多数是8位和l 6位的,也有少数采用32位的。现在多用16位和32位机。
微处理器
微处理器
输出处理电路
微处理器输出的信号往往用作控制电磁阀、指示灯、步进电机等。
微处理器输出信号功率小,使用+5v的电压,汽车上执行机构的电源大多数是蓄电池,需要将微处理器的控制信号通过输出处理电路处理后再驱动执行机构。