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第二章汽车电子控制系统的核心—ECU2026-09-29 14:07:10

  

第二章汽车电子控制系统的核心—ECU(图1)

  用的是铂、铜、镍、铁等)A、B接成一个闭合回路, 如果两接合点温度不相等(T0≠T),则在两导体间产 生电动势,并且回路中有一定大小的电流存在,此现象 称为热电效应。 热电传感器 热敏电阻传感器

  压电式传感器是物性型的、发电式传感器。常用的 压电材料有石英晶体(SiO2)和人工合成的压电陶 瓷。压电陶瓷的压电常数是石英晶体的几倍,灵敏 度较高。

  压电爆震传感器的压电共振点制作在爆震振动频率上,爆震传感器安装在 发动机气缸外壁,发生爆震时,压电共振片发生共震,会产生较大的电压信 号输出给ECU.

  ➢ 汽车电子控制系统:包括硬件和软件两部分,硬件有 电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)及其 接口、传感器、执行机构、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。

  光电效应: 在光线作用下,电子逸出物体表面的现象,称为外光电效 应,如光电管、光电倍增管等。 在光线作用下,物体的电阻率改变的现象,称为内光电效 应,如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管等。

  在光线作用下, 物体产生一定方向电 动势的现象,称为光 生伏特现象,如光电 池。

  ➢ 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。

  ➢ 集中综合控制:单片机的类型将会启用更高位数的,各系统ECU向综 合一体发展,互联网技术将可能切入,车载PC融入……

  • 总线技术:各个ECU 通过局域网技术实现 车内互联,各ECU间 信息共享。

  • 汽车智能控制:传感 技术,图像识别技术, 导航技术将使汽车智 能控制得到发展。

  传感器:传感器是指能感受规定的物理变量,并按一定规 律转换成可用输入的电信号变量的器件或装置。简单地 说,传感器是把非电量转换成电量的装置。

  汽车控制器的种类繁多,但很大一部分都是通过电开关、电磁阀、 电动机实现控制的。 1 电开关。在汽车控制执行部分的开关有需要电隔离和不需要电隔 离2种,一般需要隔离的都选用继电器,不需要隔离的就直接选用 大功率晶体管。 2 电磁阀 电磁阀是依靠电磁力实现诸如气阀、油阀、离合器的操控的。 3 电动机 汽车控制电动机通常使用直流电动机和步进电动机两种。

  ➢ 微处理器:是将中央处理器CPU(Central Processing Unit)、存储 器(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,所以也称单片机。

  ➢ 单片机的核心部分又是中央处理器(CPU),是具有译码指令和数据 处理能力的电子部件,是汽车电子控制单元的核心,基本结构如图所 示,由运算器(Calculator)、寄存器(Register)和控制器 Controller)组成。

  • 模 换拟通信常号采必用须10通位过以A上/D,转4换ms脉 能 必器以须冲 直。下经信 接为采过号 驱了样输动,保间出电且证隔处磁电汽。理阀流车电、也控路电在制进动1需5行机m要转、A。以换指A下。示/D,灯转不等, • 对于数字信号,常需要进行电位匹配、波形修正、防颤等处理。

  ➢ 汽车上的大部分电子控制系统中的ECU电路结构大同小 异,其控制功能的变化主要依赖于软件及输入、输出 模块的功能变化,随控制系统所要完成的任务不同而 不同。

  ➢ ECU是由输入处理电路、微处理器(单片机)、输出处理 电路、系统通信电路及电源电路组成,的结构如图所示。

  ➢ 电源电路:ECU内设了稳压电源,保证不因外部 电源恶劣时影响ECU的稳定工作,同时ECU的内 置电池也保证在外部电源短时缺电时不丢失数据。

  ➢ 传感器输入到ECU的信号主要有二种:即模拟信号、数字信号 (包括开关信号)。 ➢ 输出处理电路:微处理器输出的是5V

  霍尔元件: 目前常用的霍尔材料锗(Ge)、硅(Si)、锑化铟 (InSb)、砷化铟(InAs)等 。N型锗容易加工制造, 霍尔系数、温度性能、线) 压电式传感器

  对某些电介质沿着一定方向加力而使其变形时,在 一定表面上产生电荷,当外力撤除后,又恢复到不 带电状态,这种现象称为正压电效应。在电介质的 极化方向施加电场,电介质会在一定方向上产生机 械变形或机械压力,当外电场去除后,变形或应力 随之消失,此现象称为逆压电效应。

  1) 敏感元件是指能直接感受(或响应)被测量的部分,即将被测量通过传感器的敏感 元件转换成与被测量有确定关系的非电量或其它量。

  3)测量电路的作用是将转换元件输入的电参量经过处理转换成电压、电流或频率等可 测电量,以便进行显示、记录、控制和处理的部分

  (1)磁电式传感器 磁电效应 根据法拉第电磁感应定律,线圈在磁场中运动(或线圈

  霍尔效应: 半导体或金属薄片置于磁场中,当有电流(与磁场垂直 的薄片平面方向)流过时,在垂直于磁场和电流的方向 上产生电动势,这种现象称为霍尔效应。