汽车单片机应用技术——项目一 汽车电控单元(ECU)认知

  但是随着汽车电子的迅速发展,ECU的定义也发生了巨大的变化,变成了electroniccontrolunit即电子控制单元,泛指汽车上所有电子控制系统,可以是转向ECU,也可以是调速ECU,空调ECU等,而原来的发动机ECU,有很多的公司称之为EMS(enginemanagementsystem)。

  ECU原来指的是enginecontrolunit,即发动机控制单元,特指电喷发动机的电子控制系统。

  汽车电子控制系统:硬件有电子控制单元(ECU—ElectronicControlUnit)及其接口、执行机构、传感器、显示机构等;软件存储在ECU中,支配电子控制系统完成实时测控功能。

  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。

  输入处理电路通过模/数转换器将输入的非数字信号转换为数字信号,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。

  微处理器对输入信号进行运算处理,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l6位的,也有少数采用32位的。现在多用16位和32位机。

  微处理器输出信号功率小,开云电子官方使用+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。

  ECU一般带有电池和内置电源电路,以保证微处理器及其接口电路工作在+5v的电压下。即使在发动机启动工况等使汽车蓄电池电压有较动时,也能提供+5v的稳定电压,从而保证系统的正常工作。

  在软件方面,ECU的控制程序包括以下几个方面:计算、控制、监测与诊断、管理、监控

  电动汽车相对于传统车,多了动力电池,相应的多了电池管理系统、电机控制器、车载充电机、DC/DC转换器等部件,因此ECU的控制功能也有一些不同,电动汽车的ECU控制与传统车相比有以下不同:

  随着汽车电控技术及车载网络技术的发展,集中综合控制、总线技术、汽车智能控制是未来汽车电子控制技术重点发展方向。

  大众车系发动机电控单元(ECU)J623是发动机的综合控制装置,它的功用是根据自身存储的程序对发动机各传感器输入的各种信息进行运算、处理、判断,然后输出指令,控制有关执行器动作,达到快速、准确、自动控制发动机工作的目的。

  从传感器送出的信号有相当一部分是模拟信号,经输入回路处理后,虽已变成相应的电压信号,但这些信号微机还不能直接处理,需经过相应的A/D转换器,将其模拟信号转换成数字信号后再输入微机。

  接收从传感器来的输入信号,对输入信号进行预处理,一般是去除杂波和把正弦变为矩形波后,再转换成电压信号。与J623连接的传感器有离合器温度传感器、换挡执行器行程传感器、发动机水温传感器、曲轴位置传感器、油门踏板位置传感器、氧传感器、机油压力开关爆震传感器等。

  微型计算机(单片机)是发动机电子控制的中心,它能根据需要把各种传感器送来的信号,用内存程序和数据进行运算处理,并把处理结果送往输出回路。它主要由中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口(I/O)等组成。

  它是微机(单片机)与执行器之间建立联系的一部分装置,它将微机(单片机)发出的指令转变成控制信号来驱动执行器工作。输出回路一般起着控制信号的生成和放大等功能。

  当发动机起动时,电控单元进入工作状态,某些程序和步骤从ROM中取出,进入CPU。通过CPU的控制,一个个指令逐个地进行循环。执行程序中所需的发动机信息,来自各个传感器。从传感器来的信号,首先进入输入回路,对其信号进行处理。

  如是模拟信号,还要经过A/D转换器,转换成数字信号后,才能经I/O接口进入微机(单片机)。

  大多数信息,暂存在RAM内,根据指令再从RAM送至CPU。下一步是将存储器ROM中参考数据引入CPU,使输入传感器的信息与之比较。对来自有关传感器的每个信号,依次取样,并与参考数据进行比较。CPU对这些数据比较运算后,作出决定并发出输出指令信号,经I/O接口进行放大,必要的信号还经D/A转换器变成模拟信号,最后经输出回路去控制执行器动作。