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汽车电子控制单元的结构原理.pptx

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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),进行控制决策的运算,并输出相应的控 制信号。当前电控发动机中除了控制喷油外, 还控制点火、EGR、怠速和增压发动机的废气 阀等,由于共用一个ECU对发动机进行综合控 制,所以也被称为发动机管理系统。
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第五节 汽车电子控制单元的结构原理
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一、 电子控制器ECU的功用与组成
1、电子控制器ECU的功用
发动机控制系统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内部预先编制的控制程 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控制各种执行元件动作,从而使 发动机保持最佳运行状态。发动机除了上述控制功能之 外,还具有故障自诊功能(又称为备用功能)。
二、 电子控制器ECU结构原理
1、输入回路
输入回路又称为输入接口,由A/D转换器和数字输入 缓冲器两部分组成,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。
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控制单元输入回路
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。
模拟信号
数字信号
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图5-1 电子控制器ECU内部结构图
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2、单片机
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。
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下一步是将预先存储在ROM中的最佳试数据引入 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,与最佳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、 输出回路控制执行器动作。如果是喷油器驱动信号,就控 制喷油开始时刻、喷油持续时间,完成控制喷油功能;如 果是点火器驱动信号,就控制点火导通角和点火时刻,完 成控制点火功能。如果执行器需要线性电流量驱动,单片 机就控制占空比来控制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。
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒,而是机会之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5 日星期三
• 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的,但它的果实是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
• 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为,半途而废永远不行 8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:10
发动机工作时,微机运行速度相当快,如点火正时控 制,每秒钟可以修正上百次,因此控制精度很高,点火时 刻十分准确。
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• 1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist) 天才只意味着终身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:03
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2、汽车发动机电子控制器ECU的组成
电子控制器ECU(Electronic Control Unit)又称为 电子控制组件或电子控制单元,通常称为车载ECU,简 称ECU,是以单片机为核心而组成的电子控制装置,具 有很强的 运算和逻辑判断功能,ECU是汽车电子控制系 统的控制中心。
汽车电子控制器ECU主要由输入回路、单片微型计 算机(单片机)和输出回路三部分组成。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。
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控制单元组成
组成:输入回路、模/数转换器、微型计算机(微机)和输出回路。
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3、输出回路
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,控制执行器动作。微机对采样信 号进行分析、比较、运算后,由预定的程序形成控制指 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控制指令 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。
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三、 电子控制器ECU工作过程
发动机启动时,电子控制器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。这些程序可以控制燃油喷射、点火时刻、怠速 转速等等。在CPU的控制下,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。
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