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重庆大学机械学院汽车系张伟第一章 汽车电子控制系统基础知识第一节概述一、汽车电脑控制系统的组成在硬件结构上一般由三部分组成：外部传感器、电控单元和执行机构，如图2-1所示。二、汽车传感器(一)传感器的作用是一种信号转换装置，它将非电信号转换成电信号，有模拟信号和数字信号。(二)传感器的分类根据检测功能来分，使用的见表2-1

丰田车的电控系统实例重庆大学机械学院汽车系张伟

三、汽车控制用ECU重庆大学机械学院汽车系张伟主要功能接受传感器或其他装置的输入信号给传感器提供参考电压：如2v、5v、9v或2v。存储、计算、分析处理信息，存储运行信息和故障信息，分析输入信息并进行相应的计算。输出执行命令，把弱信号变为强信号的执行命令。输出故障信息。完成多种控制功能。

(二)ECU的组成重庆大学机械学院汽车系张伟ECU一般由输入接口、微处理器和输出接口组成，如图2-2所示。输入接口电路输入接口电路，主要是完成外部传感器与微处理器之间的信息传递。主要是对传感器输入信号进行预处理，使输入信号变成微处理器可以接受的信号。因为输入信号有两类：模拟信号和数字信号，所以分别有相应的输入电路进行处理。

(1)模拟信号的处理重庆大学机械学院汽车系张伟若信号不是很弱，而且在A／D所设定的量程范围内，可直接进行A／D转换。若超过了A／D转换器的量程，则需要进行电压转换，使其不超过A／D的量程范围。图2-3显示了A／D的工作过程。信号若信号很弱，则需要进行放大。然后进行模数(A／D)转换

(2)数字信号的输入。重庆大学机械学院汽车系张伟主要是来自转速传感器的转速信号和活塞上止点参考信号，它们都是脉冲信号。经过处理之后，通过I／O接口可直接送入微处理器。一般要设置放大电路和脉冲信号整形电路。微处理器目前汽车上用的微处理器主要是8位单片机或16位单片机，现在一些轿车上开始使用32位单片机。0102

单片机是指将CPU、RAM／ROM、I／O接口、定时／计数器等元件集成在一块芯片上所形成的芯片级计算机。如流行的MCS一51系列单片机外形如图2-4所示。单片机具有小型化、功能强、可靠性高、价格低、性能价格比高和功耗低等一系列优点，因而在汽车的实时控制中得到了广泛的应用。1一般采用通用的单片机，如IntelMCS8048，8049，8032，MotorolaMC6802，RCAl802等8位机及IntelMCS809716位机。也用到一些专用单片机，它是为某一领域或特定商品而开发设计的，其内部系统结构或指令系统都是特殊设计的(甚至内部已固化好程序)，如Siemens80C166，80C196KB，80535等单片机。2

3．输出接口电路重庆大学机械学院汽车系张伟输出接口电路将ECU与执行元件联系起来。它将ECU作出的决策指令转变为控制信号来驱动执行元件进行工作，它起着控制信号的生成与放大等功能。常见的输出执行元件通常是一些继电器、电磁线圈或显示器等。如图2-9是喷油器的驱动电路，在该电路中设置有功放集成电路模块LM324。它具有两个功能：一是增强输出信号的驱动能量，为大电流功放管提供足够的基极电流；二是在数字电路与模拟电路之间形成器件隔离，以抑制干扰。

四、执行元件重庆大学机械学院汽车系张伟执行元件的任务是根据ECU输出的控制信号执行某种相应的动作，以实现某种预定的功能。如燃油喷射控制中的喷油器和电动油泵、点火控制中的点火线圈、怠速控制中的步进电机、自动变速器控制中控制换挡的电磁阀、空调控制中的压缩机或电磁离合器等。各种控制系统中执行元件的使用情况如表2-2所示。

第二节在汽车控制系统中的应用克莱斯勒汽车电脑重庆大学机械学院汽车系张伟1987年前，克莱斯勒电喷汽车上有两个电脑：一个逻辑模块(如图2-10所示)和一个动力模块(如图2-11所示)。大多数输入信号都接人逻辑模块，在逻辑模块中进行分析、运算和处理，然后将指令送给动力模块。动力模块中主要有执行元件的驱动电路，并驱动相应的执行器进行工作。从1987年度开始，把逻辑模块与动力模块联合成一个单模块发动机控制器，被称为“动力控制模块PCM”(如图2-12所示)。该模块具有自适应能力，且处理信息和完成输出的速度比逻辑模块和动力模块快。

logo从1990年开始，由于电喷系统采用低阻型喷油器，它的工作电流比较大，驱动电路要用较大的散热器进行冷却，并让发动机的进气流过计算机，以更好地冷却喷油器驱动电路。到1992年，克莱斯勒公司采用高电阻喷油器，电流降低了，无需配置大散热器了，计算机体积减小，同时也不需要用进气气流进行冷却了。

二、通用汽车电脑重庆大学机械学院汽车系张伟1986年以前，动力控制模块称为160b／