汽车电子控制单元的结构原理

第五节 汽车电子操作单元的结构原理,一、电子操作器,ECU,的功用与组成,发动机操作系统,ECU,的功用是：接收各种传感器输出的发动机工况信号，根据,ECU,内部预先编制的操作程序和存储的试验数据，通过数学计算机和逻辑判断确定适应发动机工况的点火提前角、喷油时间等参数，并将这些数据转变为电信号操作各种执行元件动作，从而使发动机保持最正确运行状态。发动机除了上述操作功能之外，还具有故障自诊功能（又称为备用功能）。,1,、电子操作器,ECU,的功用,ECU,采集和处理各种传感器的输入信号，根据发动机工作的要求（喷油脉宽、点火提前角等），进行操作决策的运算，并输出相应的操作信号。当前电控发动机中除了,操作喷油,外，还,操作点火,、,EGR,、,怠速,和,增压,发动机的废气阀等，由于共用一个,ECU,对发动机进行综合操作，所以也被称为,发动机管理系统,。,电子操作器,ECU,（,Electronic Control Unit,）又称为电子操作组件或电子操作单元，通常称为车载,ECU,，简称,ECU,，是以单片机为核心而组成的电子操作装置，具有很强的 运算和逻辑判断功能，,ECU,是汽车电子操作系统的操作中心。,汽车电子操作器,ECU,主要由输入回路、单片微型计算机（单片机）和输出回路三局部组成。输入回路和输出回路一般都与单片机一起制作在一个金属盒内，固定在车内不易受到碰撞的部位，如仪表下面或座椅下面等等。,2,、汽车发动机电子操作器,ECU,的组成,操作单元的组成,组成：,输入回路、模,/,数转换器、微型计算机（微机）和输出回路。,二、电子操作器,ECU,结构原理,输入回路又称为输入接口，由,A/D,转换器和数字输入缓冲器两局部组成，缓冲器电路。主要包括整形电路、波形变换电路、限幅电路和滤波电路等等，内部结构框图如图,5-1,所示。输入回路的功用是将传感器输入的各种信号变换成微机能够接收数字信号。,1,、输入回路,模拟信号,数字信号,操作单元输入回路,各种传感器的信号输入,ECU,后，首先进入输入回路进行处理，传感器输入的信号不同，处理的方法也不同。,图,5-1,电子操作器,ECU,内部结构图,单片机是将中央处理器,CPU,（,Central Processing Unit,）存储器,M,（,Memory,）、定时器,/,计数器、输入,/,输出（,I/O,）接口电路等主要计算机部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。虽然单片机只是一块芯片，但其已经具有微型计算机的组成与功能，故称为单片微型计算机，简称单片机或微机。目前，汽车电控系统采用的单片机均为数字式单片机。,2,、单片机,输出回路是单片机与执行器之间的中继站，其功用是根据微机发出的指令，操作执行器动作。微机对采样信号进行分析、比较、运算后，由预定的程序形成操作指令并通过输出端子输出，由于微机只能输出微弱的电信号（如喷油脉冲、点火信号等），电压一般为,5V,，不能直接驱动执行元件，因此必须通过输出回路对操作指令进行功率放大，译码或,D/A,转换，变成可以驱动各种元件的强电信号。当执行器（如,EFI,旁通电磁阀、,ECT,锁止继动阀、,ECT,蓄压器背压调节阀等）需要线圈的平均电流逐渐增大或逐渐减小。因为占空比频率较高，所以流过执行器电磁线圈的平均电流不会脉远变化。,3,、输出回路,三、电子操作器,ECU,工作过程,发动机启动时，电子操作器,ECU,进入工作状态，某些运行程序或操作指令从存储器,ROM,中调入中央处理单元,CPU,。这些程序可以操作燃油喷射、点火时刻、怠速转速等等。在,CPU,的操作下，一个个指令按照预先编制的程序有条不紊地进行循环。,在程序运行过程中，所需要的发动机工况信息由各种传感器提供。当曲轴位置传感器,CPS,检测的发动机转速与转角信号（脉冲信号）、进气歧管压力传感器,MAP,检测的负荷信号输入回路进行信号处理。,下一步是将预先存储在,ROM,中的最正确试数据引入,CPU,，将传感器输入的信息与其进行比较。,CPU,将来自传感器的各种信息依次取样，与最正确试验数据进行逻辑运算，通过比较作出判定结果并发出指令信号，经,I/O,接口电路、输出回路操作执行器动作。如果是喷油器驱动信号，就操作喷油开始时刻、喷油持续时间，完成操作喷油功能；如果是点火器驱动信号，就操作点火导通角和点火时刻，完成操作点火功能。如果执行器需要线性电流量驱动，单片机就操作占空比来操作输出回路导通与截止，使流过执行器电磁线圈的平均电流线性增大与减少。,发动机工作时，微机运行速度相当快，如点火正时操作，每秒钟可以修正上百次，因此操作精度很高，点火时刻十分准确。,谢谢观看,/,欢送下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH,