汽车电子控制单元的结构原理.pptx
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电子控制系统ppt课件
精选课件
25
10、变速箱油压手动阀位置开关 （TFP）
TFP共有5个压力开关：
D4、Lo、R为常开开关
D2、D3为常闭开关
精选课件
26
油压手动阀位置开关（TFP）
用于感应不同阀体的通道上是否有油压 PCM通过TFP的开、关组合精，选课确件 定手动阀的实际位置。27
油压手动阀位置开关（TFP）功能状态
油温传感器故障：无替代信号
油温传感器的作用：
⑴.温度过低，难以挂入高档。
⑵.高于150，锁止离合器接合，液力变 扭器开始卸荷，油温开始冷却，如温度仍
处于太高状态，则继续降一档。
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15
温度越高，电阻越低。 变矩器内产生热量最多
精选课件
16
6.超速挡开关 安装在变速器操纵 手柄上，用于控制 自动变速器超速挡。
位。
精选课件
23
1)多功能开关的作用：
通过变速器档位杆位置信号，完成
⑴ 接通倒车灯；
⑵ 挂入档位后锁止起动机；
⑶ 接通和断开速度调节装置。
2)多功能开关信号故障（采用逻辑组合方式）
多功能开关信号中断，将进入应急状态， 控制单元认为变速杆处于“D”档位置。
精选课件
24
9、压力传感器
类 型：⑴压力测量；⑵压力开关。 作用：监测档位的油路油压。
精选课件
20
工作情况：
未按下超速挡开关时，超速挡控制电磁阀断电关闭， 同时2号电磁阀通电打开，来自手控阀的油压不能进入 3-4挡换挡阀上端，3-4档换挡阀将始终处于上位，变 速器只能工作在3挡。
按下超速挡开关后，超速挡控制电磁阀通电打开，同 时2号电磁阀断电关闭，来自手控阀的控制油压进入34挡换挡阀上端，迫使3-4挡换挡阀下移，接通通往制 动器B0的油压通路，变速器才能进入超速挡工作。
电子控制单元(ECU).ppt
• 3.发动机熄火：如果需要发动机熄火时,只须将钥匙开 关从位置"2"处，回转至"0"位,电控单元（ECU）停止供 电，电控单元（ECU）控制发动机熄火。注意，为使 发动机电控单元（ECU）有足够的时间存储系统的各 种数据，发动机熄火30秒后，才允许关闭电源总开关
2020/12/11
检测注意事项：
模拟信号转换处理 1—空气流量计；2—输入回路； 3—A/D转换器；4—微机
2020/12/11
(3) 微机
微机的功能：根据发动机工作的需要，把各种传感器送 来的信号用内存的程序(微机处理的程序)和数据进行运算处理 ，并把处理结果如燃油喷射控制信号、点火控制信号等送往输 出回路。
1-存储器(只读存 储器,随机存储器) 2-总线 3-输入输出接口 4-CPU
2020/12/11
ECU的组成
输入回路、A/D转换器、微型计算机和输出回路4部分组 成。
2020/12/11
(1) 输入回路
输入ECU的传感器信号有两种：一种是模拟信号，另一 种是数字信号，从传感器输出的信号输入ECU后，首先通 过输入回路，其中数字信号直接输入微机；模拟信号则由 A/D转换器转换成数字信号之后再输入微机。
• ROM是读出专用存储器，存储内容一次写入后就不能改变，但 可以调出使用。ROM存储器存储的内容，即使切断电源，其记 忆的内容也不丢失，故适用于对各种程序和数据的长期保留。 近年可编程只读存储器(EPROM)已在汽车微机中得到应用，该 存储器可由紫外线将其记忆内容消去，并可改写存储内容。
• 随机存储器RAM既能读出也能写入数据记忆在任意地址上。但 是如果切断电源，存储的数据就丢失。所以RAM只适用于暂时 保留过程中的处理数据。
2020/12/11
检测注意事项：
模拟信号转换处理 1—空气流量计；2—输入回路； 3—A/D转换器；4—微机
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(3) 微机
微机的功能：根据发动机工作的需要，把各种传感器送 来的信号用内存的程序(微机处理的程序)和数据进行运算处理 ，并把处理结果如燃油喷射控制信号、点火控制信号等送往输 出回路。
1-存储器(只读存 储器,随机存储器) 2-总线 3-输入输出接口 4-CPU
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ECU的组成
输入回路、A/D转换器、微型计算机和输出回路4部分组 成。
2020/12/11
(1) 输入回路
输入ECU的传感器信号有两种：一种是模拟信号，另一 种是数字信号，从传感器输出的信号输入ECU后，首先通 过输入回路，其中数字信号直接输入微机；模拟信号则由 A/D转换器转换成数字信号之后再输入微机。
• ROM是读出专用存储器，存储内容一次写入后就不能改变，但 可以调出使用。ROM存储器存储的内容，即使切断电源，其记 忆的内容也不丢失，故适用于对各种程序和数据的长期保留。 近年可编程只读存储器(EPROM)已在汽车微机中得到应用，该 存储器可由紫外线将其记忆内容消去，并可改写存储内容。
• 随机存储器RAM既能读出也能写入数据记忆在任意地址上。但 是如果切断电源，存储的数据就丢失。所以RAM只适用于暂时 保留过程中的处理数据。
汽车电子控制单元的结构原理.pptx
模拟信号
数字信号
汽车电子控制技术
7
汽车电子控制技术
图5-1 电子控制器ECU内部结构图
8
汽车电子控制技术
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。
• 20、No man is happy who does not think himself so.——Publilius Syrus认为自己不幸福的人就不会幸福。2020年8月5日星期三11时1分19秒11:01:195 August 2020
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。
12
ห้องสมุดไป่ตู้
汽车电子控制技术
13
• 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
8.520.8.5Wednesday, August 5, 2020
• 14、 Where there is a will , there is a way . ( Thomas Edison , American inventor )有志者，事竟成。11:01:1911:01:1911:018/5/2020 11:01:19 AM
数字信号
汽车电子控制技术
7
汽车电子控制技术
图5-1 电子控制器ECU内部结构图
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汽车电子控制技术
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。
• 20、No man is happy who does not think himself so.——Publilius Syrus认为自己不幸福的人就不会幸福。2020年8月5日星期三11时1分19秒11:01:195 August 2020
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
8.520.8.5Wednesday, August 5, 2020
• 14、 Where there is a will , there is a way . ( Thomas Edison , American inventor )有志者，事竟成。11:01:1911:01:1911:018/5/2020 11:01:19 AM
汽车电子控制单元 课件
控制总线：
微机中的器件无与控制总线连接，CPU可 通过控制总线随时掌握各个器件的状态， 并根据需要随时向某个器件发出控制指令。
输入／输出装置。其功用是根据CPU的命 令，在外部传感器和执行器之间执行数据 传送任务。（I ／ O接口）
（2）汽油喷射的控制过程
电控汽油喷射系统 的控制过程就是对 喷油正时和喷油持 续时间的控制过程。
输
I/O
ROM／RAM
入 通
输入/ 输出 (芯片)
CPU
路
微 处 理
器
A／D转换器的作用是将对计算机不能直接处理的 模拟信号转换为数字信号，输入计算机。
模拟信号有：空气流量、温度、负荷、氧传感器等 的电压信号等；
数字信号有：曲轴位置、车速等。
模
输 A／
执
拟
入 D转
输出
行
信
通 换器 通路
号
路
元 件
器
模
输 A／
执
拟
入 D转
输出
行
信
通 换器 通路
号
路
元 件
数 字 信 号
输
I/O
ROM／RAM
入 通
输入/ 输出 (芯片)
CPU
路
微 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 理
器
输入通路的作用检测的信号经I/O接口送入 计算机，使之对发动机的工况进行检测和 控制。
模
输 A／
执
拟
入 D转
输出
行
信
通 换器 通路
号
路
元 件
数 字 信 号
基本喷油持续时间控制
起动喷油控制
进气温度和电压修正
同
喷
汽车电子控制单元ECU ppt课件
二、汽车电控单元ECU的基本组成
由于汽车的配置不同，电控单元的数目也不同。低配置、手 动变速器的轿车，一般只有一个发动机电控单元；中高配置的轿 车，除发动机电控单元外，还有自动变速器电控单元、制动防抱
死ABS电控单元、全自动空调电控单元、安全气囊电控单元、智能
座椅电控单元、中央门控等电控单元，多达十几个，甚至几十个 电控单元。汽车上电控单元的组成模式是相同的，一般由传感器、 ECU、执行元件组成。
ppt课件 23
此外，ECU还要承受瞬变电压的冲击，瞬变电压是指 由于电磁感应在短时间内产生的较高的脉冲电压。较大的 电感性负载，在电流通断的瞬间都能产生很高的自感电动 势，有的可达几百伏。因此，ECU的电源电路必须具有很 好的抗干扰能力和稳压作用。 2．硬件抗干扰措施 汽车电磁设备对ECU的干扰，一般都是以脉冲的形式进 入的，抗干扰措施主要有以下几点： （1）消除电源电压波动干扰。采用稳压电源使汽车电 源经过稳压后再送给ECU；可在直流稳压器的进、出端连 接滤波器，以减小浪涌电压的干扰。
ppt课件
20
单片机输出的喷油脉冲，经放大器放大，驱动光 电隔离器G中的发光二极管发光，光电三极管将接收 到的光信号转为电信号，经三极管VT1放大，驱动大 功率三极管VT2导通接地，喷油器电磁线圈通电开阀， 达到控制喷油的目的。精确控制喷油脉冲的脉冲宽度 （例如某种发动机的喷油脉宽可在1.72ms～8.45ms间 控制），是电控燃油喷射的主要功能。
ppt课件 27
八、ECU的可靠性设计
汽车电子控制单元在总体设计时应着重考虑以下几个方面：
（1）尽量用软件代替硬件。系统中的任何硬件都有失效 问题，硬件电路越复杂可靠性越差，而软件易于修改且处理 速度快。 （2）尽可能采用定型的标准化单元电路。因为定型的标 准化电路经过了全面考核，其性能稳定、可靠，另外维修方 便。 （3）尽可能减少电子部件的个数。
汽车原理自动变速器电子控制系统ppt课件
一、传感器 5、发动机冷却液温度传感器
图12-14为一典型的 发动机冷却液温度传感器。 它的外壳以螺纹旋入发动 机冷却系统，通常是位于 冷却系中靠近节温器的地 方。
11
第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
一、传感器 6、自动变速器油温度传感器 自动变速器油温度传感器安装在自动变速器油底壳内的液压阀阀
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
三、电磁阀 1、脉冲式电磁阀 脉冲式电磁阀的结构与开关式电磁阀基本相似，也是由电磁线圈、
衔铁、阀芯等组成，如图12-23所示。其作用是控制油路中油压的大小。
19
第十二章 自动变速器电子控制系统
第三节 电控自动变速器的阀体
电液式控制系统的控制阀也是采用由各种控制阀组成的阀体， 它和液压式控制系统的阀体具有相似的结构。
5
第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
一、传感器 1、节气门位置传感器
6
第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
一、传感器 2、发动机转速传感器
7
第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
一、传感器 3、车速传感器
17
第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
三、电磁阀 1、开关式电磁阀
开关式电磁阀的作用：开启和关 闭自动变速器油路，可用于控制换挡 阀及液力变矩器的锁止离合器锁止阀。 开关式电磁阀由电磁线圈、衔铁、阀 芯和回位弹簧等组成，如图12-22所 示。
18
第十二章 自动变速器电子控制系统
33
图12-14为一典型的 发动机冷却液温度传感器。 它的外壳以螺纹旋入发动 机冷却系统，通常是位于 冷却系中靠近节温器的地 方。
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第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
一、传感器 6、自动变速器油温度传感器 自动变速器油温度传感器安装在自动变速器油底壳内的液压阀阀
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
三、电磁阀 1、脉冲式电磁阀 脉冲式电磁阀的结构与开关式电磁阀基本相似，也是由电磁线圈、
衔铁、阀芯等组成，如图12-23所示。其作用是控制油路中油压的大小。
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第十二章 自动变速器电子控制系统
第三节 电控自动变速器的阀体
电液式控制系统的控制阀也是采用由各种控制阀组成的阀体， 它和液压式控制系统的阀体具有相似的结构。
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第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
一、传感器 1、节气门位置传感器
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第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
一、传感器 2、发动机转速传感器
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第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
一、传感器 3、车速传感器
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第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
三、电磁阀 1、开关式电磁阀
开关式电磁阀的作用：开启和关 闭自动变速器油路，可用于控制换挡 阀及液力变矩器的锁止离合器锁止阀。 开关式电磁阀由电磁线圈、衔铁、阀 芯和回位弹簧等组成，如图12-22所 示。
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第十二章 自动变速器电子控制系统
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ABS系统电控单元PPT文档资料
ABS警告灯驱动电路
主要功用有3点：
a.电压转换功能：将12V或14V转换成 ABS ECU内部工作所需的5V稳定电压。
•.
•17
b.监控功能：电源电压过低、轮速传感器 电压信号失常、计算电路、电磁阀控制电路 有故障，使ABS停止工作，同时控制ABS警 告灯点亮。
c.记忆功能：当ECU检测到ABS电控系统 出现故障时，将故障信息储存在存储器中， 以便维修时调用。
•.
•13
（2)计算电路
计算电路的功用是：根据轮速传感器 信号，计算出车轮瞬时速度而后求知加 （减）速度、初始速度、参考车速及滑 移率。最后根据车轮加（减）速度和滑 移率形成相应的控制指令，向电磁阀控 制电路输出制动压力增大、保持、减小 的控制信号。
•.
•14
计算电路由两个完全相同的微处理器组成：
•.
•11
•.
•12
（1）输入电路
输入电路由滤波、整形、放大电路组成。
其功用是：将轮速传感器产生的交变电压信号进 行处理并将其模拟信号转换成数字信号，输入至计 算电路。
输入电路同时还接收点火开关、制动开关、制动 液位监测开关等外部信号，电磁阀继电器、电动回 液泵继电器工作电路监测信号，并将这些信号处理 后再送入计算电路。
其主要目的是：两个微处理器计算结果相同时， 输出指令ABS工作。计算结果不同时，关闭ABS， 防止出现错误控制。
计算电路不但能检测自己内部电路的工作过程， 而且还能监测系统中有关部件的工作状态。
如：轮速传感器、电动回液泵电机及电磁阀工作 电路等。
当监测到这些电路工作不正常时，会马上停止 ABS工作。
•.
•15
(3)输出电路（电磁阀控制电路） 输出电路的主要功用是：
整车电子电气构架pptx
02
电子电气构架类型与设计原 则
分布式电子电气构架
总结词
分布式电子电气构架是一种传统的汽车电子电气构架，它以车辆各功能单元为对 象，将各个功能单元的控制器、传感器、执行器等部件分布到车辆各个部位。
详细描述
分布式电子电气构架采用一对一的通信方式，每个部件都需要与其他部件进行通 信，因此需要大量的线束和接插件。同时，由于各部件之间的相互独立，导致整 个车辆的电子电气系统缺乏整体协调性，不利于后续的升级和维护。
高度集成化与模块化
总结词
随着汽车技术的不断发展，整车电子电气构架正朝着高度集成化和模块化的方向 前进。
详细描述
通过将各个电子控制系统集成到少数几个模块中，汽车制造商可以降低成本、提 高生产效率，同时便于维修和升级。
软件定义汽车
总结词
软件定义汽车已成为未来汽车发展的一个重要趋势，它意味 着汽车的功能和性能可以通过软件进行升级和优化。
需要防止黑客攻击
随着汽车智能化的发展，电子电气系统越来越容易受到黑客 攻击，因此需要采取措施来确保车辆的安全性。
成本挑战
高昂的研发成本
开发新的电子电气架构需要大量的研发成本，包括人力、硬件和软件成本。
需要降低生产成本
汽车制造商需要降低生产成本以保持竞争力，同时满足客户对高质量产品的 需求。
05
整车电子电气构架的发展趋 势与未来展望
质量与可靠性挑战
电子电气故障可能导致安 全问题
由于电子电气系统的高度复杂性，任何故障 都可能对车辆的安全性能产生影响。
需要满足严格的质量和可 靠性标准
汽车制造商需要确保其电子电气架构满足严 格的质量和可靠性标准，以确保车辆的安全
性和性能。
安全性挑战
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2
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。
汽车电子控制技术
汽车电子控制技术
第五节 汽车电子控制单元的结构原理
1
汽车电子控制技术
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。
6
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
汽车电子控制技术
7
汽车电子控制技术
图5-1 电子控制器ECU内部结构图
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汽车电子控制技术
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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汽车电子控制技术
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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汽车电子控制技术
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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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汽车电子控制技术
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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汽车电子控制技术
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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汽车电子控制技术
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汽车电子控制技术
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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汽车电子控制技术
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。
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。
汽车电子控制技术
汽车电子控制技术
第五节 汽车电子控制单元的结构原理
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汽车电子控制技术
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。