汽车电工与电子基础9剖析.ppt

单元9 汽车电子控制系统 知识目标： 1.正确描述汽车电子控制系统的组成部分，各部分的工作 过程； 2.简单叙述汽车电子控制系统各传感器、电控单元、执行 器的工作原理。 能力目标： 1.会对汽车电子控制系统进行简单电路分析； 2.能判别汽车电子控制系统各传感器、电控单元、执行器 应用了哪些汽车电工电子知识。 建议学时： 20 学时 汽车电控系统的功用是提高汽车的整体性能，包括动力性、经济性、安全性、舒适性、操纵性、通过性以及排放性能等。虽然汽车车型不同、档次不同，采用电控系统的功能和多少也不尽相同，但是汽车电子控制系统基本结构都是由传感器与开关信号、电子控制模块和执行器3个部分组成，这是电控系统共同的特点。 传感器是电脑控制系统的“眼睛”，它用于观察各种变化的物理、化学量，并将这些物理、化学量转变为电脑可识别的电信号，例如水温传感器、空气流量计等。执行器是电脑控制系统的“手”，它用于执行电脑发出的各种命令，它可把命令变成对控制对象的具体动作，例如喷油器、怠速电机、点火线圈等。控制电脑是整个控制系统的“指挥部”，它用于分析处理各种信息，并操作各个执行器来完成整个系统工作。 汽车电控技术所涵盖的范围是非常宽的，几乎遍及了汽车的各个系统，例如：电控发动机、电控自动变速器、电控制动防抱死装置、电控安全气囊、电控悬架装置等。 9.1 电子控制模块 汽车电子控制模块（Electric Control Module，ECM）通称为汽车电脑，是一个电子装置，它能够储存并处理数据，并根据数据来控制其他的装置。基本的电子控制模块（ECM）可以说就是个小型电脑，如图9-1所示。它包含7个主要部分，分别为稳压器、输入信号处理器、输入存储器、中央处理单元（CPU）、程序存储器、输出内存和输出信号处理器，7大部分内的每一个部分又分别由更小的部分所组成。 图9-1 电子控制模块的框图 稳压器负责供应电脑内各元件的稳压电源。 输入信号处理器包括运算放大器、模拟/数字转换器、交/直流电压转换器、频率/直流电压转换器。 输入存储器负责经过转换的数字式输入信号，它包括随机存取存储器和保持存储器。 中央处理单元（CPU）是整个电脑的核心，由数千个置于一微小芯片内的晶体管所构成。CPU负责将大量数据自存储器中读取和存入。CPU也被称作微处理器。 不同的发动机一般都有不同的程序设计，程序存储器中储存了维持车辆运转所需的系统程序及元件的测试参数，它们无法被删除或重写。例如：只读存储器和可编程只读存储器。 输出存储器用于存储由CPU运算后的数字控制输出信号。规格与输入存储器相同。 输出信号处理器包括数字/模拟转换器、开关晶体管、电压/占空比转换器、电压放大器。 9.1.1 输入信号处理器 对于汽车微处理器，会常有一些共同的误解，许多技术人员认为输入信号是在不经意中进入处理器的，而同时变成了输出信号。这是因为处理器的作用速度很容易使我们对它的工作情形进行简化。事实上，控制模块所接收的信号并不能以它们被接收时的形式来使用，而必须将每一个输入信号都转换成数字（或称作二进制数）式的数值信号。所谓数字数值即是一种结合了“有电压／无电压”两种信号的表示法。有电压用1表示；无电压则用0表示。如此做是因为控制模块只能在0或1两种电压间工作。 由于车上传感器的种类繁多，每种传感器所产生的信号形式都不相同，所以这些信号需要不同的转换方法，将它们所产生的信号都转换成控制模块所能接受的数字信号。输入信号处理器在电脑中的位置如图9-2所示。 图9-2 输入信号处理器在电脑（ECM）中的位置 电脑内信号处理部分最常见的转换器就是模拟/数字转换器。它主要用于将变化的直流电压信号转换成可以被微处理器使用的数字信号。模拟信号转换成数字信号的技术远比数字信号转换成模拟信号的技术复杂。汽车上所使用的开关型传感器，如挡位开关，以及模拟信号型传感器，所产生的信号，一为有电压／无电压信号；一为不规则变化性的模拟电压信号。它们都须被模拟/数字转换器转换成可使用的数字信号。 汽车电子控制系统中所使用的许多传感器都是以交流电压信号作为输出，例如检波线圈类传感器。交流电压信号无法像直流电压信号般可以直接转换成数字信号，所以必须通过交/直流电压转换器转换成直流信号后，再送到模拟/数字转换器去。 汽车上使用的一些产生频率波形的传感器，如进气歧管绝对压力传感器，此传感器用于检测出歧管内的绝对压力值，并且输出变动频率波形来代表平均读数。但是频率信号在被CPU使用前，必须先经过频率/直流电压转换器将信号转换成直流电压，之后电压紧接着被送到模拟/数字转换器去。 9.1.2 存储器 一、随机存取存储器（RAM） 二、只读存储器（ROM） 三、可编程的只读存储器（PROM） 四、保持存储器（KAM） 再经过了输入信号处理器的处理之后，信号将