第一章 电控发动机概述2-汽油机电控系统的组成

1、第一章第一章 电控发动机概述电控发动机概述11 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成 实训任务实训任务 发动机电控系统总体认识发动机电控系统总体认识 13 汽油机汽油机电控系统的控制功能与方式电控系统的控制功能与方式14 电控发动机的发展趋势电控发动机的发展趋势15 汽油机电控燃油喷射系统的组成与分类汽油机电控燃油喷射系统的组成与分类1# 思考题思考题12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成 1.掌握汽油机电控系统的组成。掌握汽油机电控系统的组成。 2.掌握传感器、执行器和电控单元的主要组成。掌握传感器、执行器和电控单元的主要组成。

2、3.能在汽车上找出传感器、执行器和电控单元，能在汽车上找出传感器、执行器和电控单元，并能叙述其功能。并能叙述其功能。本节内容：本节内容： 一、一、汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成 二、传感器二、传感器 三、执行器三、执行器 四、电控单元（四、电控单元（ECU）12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成一、一、汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成 尽管汽油发动机电控系统的类型不少，品种繁多，尽管汽油发动机电控系统的类型不少，品种繁多，但都包含如下图所示部分：但都包含如下图所示部分： 传感器、传感器、 执行器、执行器、 电控单元。电控单元。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的

3、组成二、传感器二、传感器 是一种能把非电信号（物理量或化学量）转变成是一种能把非电信号（物理量或化学量）转变成电信号的器件。电信号的器件。 一般，一辆普通轿车上安装有几十到近百只传感一般，一辆普通轿车上安装有几十到近百只传感器，器， 而一辆豪华轿车则可能安装有而一辆豪华轿车则可能安装有200200余只。它们主余只。它们主要分布在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制要分布在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统中。系统中。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成二、传感器二、传感器控制系统类别控制系统类别 子系统名称子系统名称所用主要传感器种类所用主要传感器种类汽车电控系统常见传感器

4、种类及作用汽车电控系统常见传感器种类及作用 发动机控制发动机控制 底盘控制底盘控制 车身控制车身控制电控燃油电控燃油喷射系统喷射系统电控自动拔系统电控自动拔系统电控悬架系统电控悬架系统电控转向系统电控转向系统ABSABS系统系统安全气囊系统安全气囊系统防撞警告系统防撞警告系统自动空调系统自动空调系统环境监测系统环境监测系统GPS/GISGPS/GIS系统系统进气温度进气温度,进气压力进气压力,空气流量空气流量,曲轴位置曲轴位置,凸轮轴位置凸轮轴位置,转速转速,水温水温,爆震爆震,车速车速,旋转旋转位移位移,液位液位,力矩力矩,氧传感器等氧传感器等车速车速,位移位移,油温油温,节流阀传感器等节流

5、阀传感器等车高车高,车速车速,航角航角,方位方位,加速度加速度,方向盘转角传感器等方向盘转角传感器等车速车速,转向转向,转速转速,油压油压,扭矩传感器等扭矩传感器等轮速轮速,压力压力,加速度加速度,振动传感器等振动传感器等惯性加速度惯性加速度,碰撞（前碰撞（前,后后,侧）传感器等侧）传感器等接近接近,红外热成像红外热成像,超声阵列超声阵列,距离传感器等距离传感器等低压开关低压开关,温度开关温度开关,压力压力,温度传感器等温度传感器等T,气压气压,风量风量,风向风向,日照日照,雨量雨量,气体气体(COCOx x, ,NONOx x)传感器等传感器等电子罗盘电子罗盘,陀螺仪陀螺仪,车速车速,方向盘

6、转角传感器等方向盘转角传感器等12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成二、传感器二、传感器 其中，发动机电控系统中的传感器作用是：其中，发动机电控系统中的传感器作用是： 实时监测发动机的实际运行状况，实时监测发动机的实际运行状况， 并将其转化为并将其转化为电信号提供给电控单元。电信号提供给电控单元。 发动机电控系统中常见发动机电控系统中常见传感器种类及作用传感器种类及作用见见P6P6表表1-2-21-2-2。其常见的其常见的输入信号种类及作用输入信号种类及作用见见P8P8表表1-2-31-2-3。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成二、传感器二、传感器传感器名称传感器名称功能功

7、能示图示图 空气流量空气流量传感器传感器（MAFMAF） 也叫也叫空气流量计空气流量计（MAF MAF ）， 直接测直接测量单位时间内发动量单位时间内发动机进气量大小。机进气量大小。为主控信号。为主控信号。安装位置安装位置 空气滤清空气滤清器与节气门器与节气门体之间体之间 进气压力进气压力传感器传感器（MAPMAP） 节气门后进节气门后进气总管上方，气总管上方，或发动机内前或发动机内前围板上围板上(用橡胶用橡胶管从进气总管管从进气总管节气门后取节气门后取气）。气）。 根据发动机负荷根据发动机负荷测量进气歧管内的测量进气歧管内的绝对压力（即真空绝对压力（即真空度）的变化度）的变化， 计算出计算出

8、发动机进气量大小，发动机进气量大小，为主控信号。为主控信号。发动机电控系统常见传感器种类及作用发动机电控系统常见传感器种类及作用Mass Air Flow Sensor(质量、空气、流质量、空气、流动动)Manifold Absolute Pressure Sensor(流体绝对压力流体绝对压力)12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成二、传感器二、传感器传感器名称传感器名称功能功能示图示图 曲轴位置曲轴位置传感器传感器（CKPCKP） 也叫也叫发动机转速发动机转速传感器，传感器， 用于检测用于检测活塞上止点、曲轴活塞上止点、曲轴转角和发动机转速。转角和发动机转速。为主控信号。为主控信号

9、。安装位置安装位置 曲轴前端、曲轴前端、中部，飞轮中部，飞轮上方和分电上方和分电器内部器内部 凸轮轴位凸轮轴位置传感器置传感器（CMPCMP） 凸轮凸轮轴前端、轴前端、中部和后中部和后部。部。 又称又称判缸信号传判缸信号传感器，相位传感器。感器，相位传感器。其作用是检测发动其作用是检测发动机凸轮轴在发动机机凸轮轴在发动机运行过程中的位置。运行过程中的位置。发动机电控系统常见传感器种类及作用发动机电控系统常见传感器种类及作用Crankshaft Position Sensor(曲柄转角位置曲柄转角位置)Camshaft Position Sensor(凸轮转角位置凸轮转角位置)12 汽油机电控系

10、统的组成汽油机电控系统的组成二、传感器二、传感器传感器名称传感器名称功能功能示图示图 节气门位节气门位置传感器置传感器（TPSTPS）安装位置安装位置 检测节气门开度。检测节气门开度。 用于判断发动机用于判断发动机运行工况（怠速、部运行工况（怠速、部分负荷、全负荷、加分负荷、全负荷、加速速/急加（减）速）。急加（减）速）。为为ECUECU修正信号修正信号信号。信号。 节气门体节气门体上上 冷却液温冷却液温度传感器度传感器（ECECT T） 通过检测发动机通过检测发动机冷却液，为冷却液，为ECUECU提供提供修正信号。修正信号。 最能最能反映发动反映发动机温度的机温度的部位（出部位（出水管）。水

11、管）。发动机电控系统常见传感器种类及作用发动机电控系统常见传感器种类及作用throttle Position Sensor(节流阀位置节流阀位置)Engine Engine coolant coolant T Temperature emperature sensorsensor(发动机冷却液温发动机冷却液温度度)12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成二、传感器二、传感器传感器名称传感器名称功能功能示图示图 进气温度进气温度传感器传感器（IATIAT）安装位置安装位置 检测发动机进气检测发动机进气温度。温度。 作为作为喷射量喷射量和点火时刻的修正和点火时刻的修正信号信号信号。信号。 单

12、独装于空单独装于空气滤清器内，气滤清器内，或进气总管上，或进气总管上， 也可集成于也可集成于进气压力或空进气压力或空气流量传感器气流量传感器中。中。 氧传感器氧传感器（O O2 2S S） 检测发动机尾气检测发动机尾气中氧气的含量，中氧气的含量， 用于判断发动机用于判断发动机即时状态下的实际即时状态下的实际空燃比。空燃比。 控制空控制空燃比用的前燃比用的前级氧传感器级氧传感器装在排气歧装在排气歧管出口附近。管出口附近。发动机电控系统常见传感器种类及作用发动机电控系统常见传感器种类及作用 I Intake Air ntake Air T Temperature emperature Sensor

13、Sensor Oxygen Oxygen SensorSensor12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成二、传感器二、传感器传感器名称传感器名称功能功能示图示图 爆震传感爆震传感器（器（KSKS）安装位置安装位置 车速传感车速传感器（器（VSSVSS） 是进行点火提前是进行点火提前角闭环控制的重要角闭环控制的重要传感器。传感器。 其作用是其作用是检测发动机运转时检测发动机运转时的震动状况。的震动状况。 发动机缸体发动机缸体侧靠近燃烧室侧靠近燃烧室的凸台上，的凸台上， （此（此凸台应是发动凸台应是发动机爆震最敏感机爆震最敏感的位置）。的位置）。 检测行车速度，检测行车速度， 用于发动机、

14、自用于发动机、自动拨、动拨、ABSABS及及ASRASR( (驱驱动防滑动防滑) )系统、定速系统、定速和自适应巡航控制，和自适应巡航控制，车速和里程显示等。车速和里程显示等。 变速器变速器输出轴上。输出轴上。发动机电控系统常见传感器种类及作用发动机电控系统常见传感器种类及作用 knock knock sensorsensor vehicle vehicle speed speed sensorsensor12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成二、传感器二、传感器 信号名称信号名称功能功能启动信号启动信号（STASTA） ECUECU启动信号端子直接与点火开关启动接柱，或启动信号端子直

15、接与点火开关启动接柱，或启动继电器相连启动继电器相连, 用于发动机是否处于启动工况。用于发动机是否处于启动工况。以决定是否按启动工况程序控制喷油点火。以决定是否按启动工况程序控制喷油点火。 点火开关点火开关信号信号（IGSWIGSW）发动机电控系统常见输入信号的种类及作用发动机电控系统常见输入信号的种类及作用 触发触发ECUECU的控制功能：的控制功能：控制主控制主 继电器闭合，以给继电器闭合，以给ECUECU供电供电；控制燃油泵继电器闭合，以给燃油泵通电。如不控制燃油泵继电器闭合，以给燃油泵通电。如不在启动状态或发动机未正常运转，则燃油泵只工作在启动状态或发动机未正常运转，则燃油泵只工作2

16、23 3秒后，电路即被切断；秒后，电路即被切断；使怠速步进电机进入预定位置；使怠速步进电机进入预定位置；ECUECU根据进气歧管绝对压力传感器的输入电压信根据进气歧管绝对压力传感器的输入电压信号，测定大气压力号，测定大气压力。Ignition Ignition switch switch signalsignalStart Start signal signal 12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成二、传感器二、传感器 信号名称信号名称功能功能 蓄电池电蓄电池电压信号压信号（BATBAT）发动机电控系统常见输入信号的种类及作用发动机电控系统常见输入信号的种类及作用 蓄电池电压信号输入

17、蓄电池电压信号输入ECUECU的目的的目的：作为基本喷油量的修正参数，当蓄电池电压变化时，作为基本喷油量的修正参数，当蓄电池电压变化时，ECUECU将对喷油持续时间进行修正将对喷油持续时间进行修正；作为闭合角的修正参数，当蓄电池电压变化时，作为闭合角的修正参数，当蓄电池电压变化时，ECUECU将对点火线圈闭合角（初级电路接通时间）进行将对点火线圈闭合角（初级电路接通时间）进行修正修正；控制发电机励磁电流、发动机怠速转速；控制发电机励磁电流、发动机怠速转速；检测系统电压过高或过低的故障；检测系统电压过高或过低的故障；保存存储中的代码；保存存储中的代码； 动力转向开动力转向开关信号（关信号（PSP

18、S） 动力转向开关是在转向油路上的压力开关，作用动力转向开关是在转向油路上的压力开关，作用是：检测动力转向系统的工作状态，判断发动机负是：检测动力转向系统的工作状态，判断发动机负荷是否因此增加。荷是否因此增加。Battery Battery voltage voltage signal signal Power Power steering steering signal signal 12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成二、传感器二、传感器 信号名称信号名称功能功能 空调请求空调请求信号（信号（A/CA/C） 当按下当按下A/CA/C开关，空调控制模块（开关，空调控制模块（HVAC

19、HVAC）将空调）将空调请求信号请求信号发送发送给给ECUECU， 用于控制空调压缩压缩机工作用于控制空调压缩压缩机工作（当发动机处于怠速，或使转速降低时，其先提高发动（当发动机处于怠速，或使转速降低时，其先提高发动机转速，再允许空调运行）。机转速，再允许空调运行）。A/C request signal 空挡启动空挡启动开关信号开关信号（NSWNSW）发动机电控系统常见输入信号的种类及作用发动机电控系统常见输入信号的种类及作用 装有自动变速器（装有自动变速器（A/TA/T）的汽车，通常装有空）的汽车，通常装有空挡启动开关，挡启动开关，作用：作用：控制发动机只能在变速器处于控制发动机只能在变速器

20、处于P P或或N N挡时才能启动；挡时才能启动；ECUECU利用这个信号区别是否处于利用这个信号区别是否处于“P P”或或“N N”（停车或空挡），还是处于（停车或空挡），还是处于“D D”,“”,“2 2”或或“L L”状状态（行驶状态）态（行驶状态）。Neutral Neutral start start switch switch signalsignalair air conditioning conditioning request request signalsignal12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成三、执行器三、执行器 是一种受是一种受ECUECU控制，具体执行某

21、项功能的装置。控制，具体执行某项功能的装置。 根据发动机电控系统不同的控制功能，各种车型根据发动机电控系统不同的控制功能，各种车型发动机电控系统的执行器有多有少。发动机电控系统的执行器有多有少。 随着控制功能的增加，执行器的数量也将相应随着控制功能的增加，执行器的数量也将相应增多。增多。 发动机电控系统中常见执行器种类及作用见发动机电控系统中常见执行器种类及作用见P9P9表表1-2-41-2-4。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成三、执行器三、执行器执行器名称执行器名称功能功能 喷油器喷油器 按照按照ECUECU计算出的喷油计算出的喷油正时和脉宽正时和脉宽(喷油量喷油量), 向向进

22、气歧管或缸内喷油。进气歧管或缸内喷油。 为一电磁阀，为一电磁阀，ECUECU通过通过控制其电流通断时机和延控制其电流通断时机和延时长度来控制正时和脉宽。时长度来控制正时和脉宽。安装位置安装位置发动机电控系统常见执行器种类及作用发动机电控系统常见执行器种类及作用 点火线圈点火线圈 按照按照ECUECU计算出的点火计算出的点火时刻，产生足够高的电压时刻，产生足够高的电压(151520KV20KV), 进而在使火进而在使火花塞中心电极与侧电极间花塞中心电极与侧电极间放电，放电， 点燃缸内可燃混合点燃缸内可燃混合气。气。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成三、执行器三、执行器执行器名称执行器

23、名称功能功能 怠速控制怠速控制阀阀 其安装在节气门旁通其安装在节气门旁通空气道上空气道上, 根据根据ECUECU发出发出的信号，来控制怠速时旁的信号，来控制怠速时旁通气道截面积大小通气道截面积大小( (空气空气流量大小流量大小) )。 始终将怠速始终将怠速控制在最佳状态。控制在最佳状态。安装位置安装位置发动机电控系统常见执行器种类及作用发动机电控系统常见执行器种类及作用 活性炭罐活性炭罐 通过通过ECUECU根据发动机状态根据发动机状态确定的占空比确定的占空比(PWMPWM)信号信号, 来来控制活性炭罐与进气管之间控制活性炭罐与进气管之间的开关时机与时长，的开关时机与时长， 控制燃控制燃油蒸气

24、进入气缸时机和数量，油蒸气进入气缸时机和数量，降低车辆的燃油蒸气排放。降低车辆的燃油蒸气排放。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成三、执行器三、执行器执行器名称执行器名称功能功能 冷却风扇冷却风扇继电器继电器安装位置安装位置发动机电控系统常见执行器种类及作用发动机电控系统常见执行器种类及作用 燃油泵继燃油泵继电器电器 通过通过ECUECU根据发动机冷根据发动机冷却液温度的高低及是否符却液温度的高低及是否符合打开空调的条件等依据，合打开空调的条件等依据，通过控制冷却风扇继电器通过控制冷却风扇继电器来控制水箱风扇的运转。来控制水箱风扇的运转。 根据根据ECUECU控制的信号控制的信号,来

25、控来控制燃油泵的运转。制燃油泵的运转。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成三、执行器三、执行器执行器名称执行器名称功能功能 可变气门可变气门正时正时电磁阀电磁阀安装位置安装位置发动机电控系统常见执行器种类及作用发动机电控系统常见执行器种类及作用 ECUECU根据根据发动机转速、进气发动机转速、进气量、节气门开度和水温的变化，量、节气门开度和水温的变化，计算出最佳气门正时，计算出最佳气门正时， 通过控通过控制正时电磁阀动作，制正时电磁阀动作， 为正时控为正时控制器提供发动机机油，使正时制器提供发动机机油，使正时提前、保持或推后。提前、保持或推后。 空调压缩空调压缩机继电器机继电器 根据

26、根据ECUECU控制的信号控制的信号,来控来控制空调压缩机的运转。制空调压缩机的运转。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成三、执行器三、执行器执行器名称执行器名称功能功能 涡轮增压涡轮增压电磁阀电磁阀安装位置安装位置发动机电控系统常见执行器种类及作用发动机电控系统常见执行器种类及作用 根据根据ECUECU控制涡轮增压控制涡轮增压器的旁通废气量，器的旁通废气量， 或涡轮或涡轮废气进气口截面积的大小，废气进气口截面积的大小，控制增压器转速，从而控制控制增压器转速，从而控制增压压力。增压压力。 故障警告故障警告灯灯 当车辆的排放超过标准的当车辆的排放超过标准的1.5倍时，故障警告灯点亮。倍

27、时，故障警告灯点亮。 提示提示“与发动机排放有关的零与发动机排放有关的零部件部件(如传感器、执行器、如传感器、执行器、ECUECU)出现了故障出现了故障”， 要求驾驶要求驾驶员对相关零部件进行检修。员对相关零部件进行检修。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成三、执行器三、执行器执行器名称执行器名称功能功能安装位置安装位置发动机电控系统常见执行器种类及作用发动机电控系统常见执行器种类及作用 EGR(EGR(废气废气再循环再循环) )电磁阀电磁阀 ECUECU根据根据氧传感器检测情氧传感器检测情况和发动机温度、负荷的大况和发动机温度、负荷的大小，小， 在保证动力性不下降的在保证动力性不下

28、降的前提下，前提下， 通过控制通过控制EGREGR电磁阀电磁阀，将一部分废气送回进气管，和将一部分废气送回进气管，和新鲜空气混合再入气缸燃烧。新鲜空气混合再入气缸燃烧。二次空气二次空气喷射泵喷射泵( (或二次或二次空气阀空气阀) )继电器继电器 ECUECU根据第二根据第二氧传感器检氧传感器检测到的废气排放情况，测到的废气排放情况， 适时给适时给排气管吹入适量空气，排气管吹入适量空气， 从而使从而使HCHC和和COCO进一步氧化和燃烧，以进一步氧化和燃烧，以弥补冷启动时三元催化的缺位，弥补冷启动时三元催化的缺位，降低废气中有害成分的排放量。降低废气中有害成分的排放量。12 汽油机电控系统的组成

29、汽油机电控系统的组成四、四、ECUECU ECUECU原指发动机控制单元原指发动机控制单元(Engine Control Unit)(Engine Control Unit)。特指发动机电控系统，特指发动机电控系统，是一种电子综合控制的装置。是一种电子综合控制的装置。 随着汽车电子技术的迅速发展，变成了意义比较广泛随着汽车电子技术的迅速发展，变成了意义比较广泛的电控单元的电控单元(Electronic Control Unit)(Electronic Control Unit)。 用来泛指所有用来泛指所有的电控系统或汽车专用单片机。的电控系统或汽车专用单片机。 而对原来的发动机而对原来的发动机

30、ECUECU，有，有些公司称之为些公司称之为ECMECM( (EngineEngine Control Module) Control Module)，即发动机控，即发动机控制模块，制模块， 或或PCMPCM(Powertrain Control Module)(Powertrain Control Module)，即动力控，即动力控制模块制模块。 ECUECU是是汽车电子控制系统的控制中心。汽车电子控制系统的控制中心。 它采用它采用ECUECU预先预先存储的功能和算法（程序），通过由各种传感器输入的信存储的功能和算法（程序），通过由各种传感器输入的信号为基础的运算、处理、判断得出控制信号，号

31、为基础的运算、处理、判断得出控制信号， 然后通过驱然后通过驱动级将控制信号输送给执行器动级将控制信号输送给执行器( (如喷油器、换挡阀或如喷油器、换挡阀或ABSABS电电磁阀磁阀) )，实施相应的功能控制。，实施相应的功能控制。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成四、四、ECUECU ECUECU的的功能：功能： 1 1、接受传感器或其他装置的输入信号，并给传感器、接受传感器或其他装置的输入信号，并给传感器提供提供2V2V、5V5V、9V9V、12V12V不等的不等的参考参考( (基准基准) )电压电压； 然后，将输入的模拟信号转换成微机所能接受的数字信号。然后，将输入的模拟信号转换

32、成微机所能接受的数字信号。 2 2、存储、计算、分析处理信息，计算出输出值所用、存储、计算、分析处理信息，计算出输出值所用的程序，的程序， 存储该车型的特点参数，存储运算中的数据存储该车型的特点参数，存储运算中的数据( (随随存随取存随取) )，存储故障信息，存储故障信息。 3 3、运算分析。根据信息参数求出执行命令的数值信、运算分析。根据信息参数求出执行命令的数值信息，息， 并将输出的数值与标准进行对比，查出故障。并将输出的数值与标准进行对比，查出故障。 4 4、输出执行命令。把弱信号变成强信号的执行命令，、输出执行命令。把弱信号变成强信号的执行命令，输出故障信息。输出故障信息。 5 5、自

33、我修正功能（自适应功能）。、自我修正功能（自适应功能）。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成四、四、ECUECU ECUECU的的组成：组成： 简单地说，简单地说，ECUECU由微机和外围电路组成由微机和外围电路组成(P13(P13图图1-2-2)1-2-2)传传 感感 器器小的模小的模拟信号拟信号模拟模拟信号信号数字数字信号信号放大A/D转换输入处理输入接口输入接口CPUCPURAMROM输出接口输出接口输出处理输出处理微控制器微控制器(单片机单片机)执执 行行 器器电子控制单元电子控制单元ECUECU电源接电源接口口基准电基准电压调节压调节器器12 汽油机电控系统的组成汽油机电控

34、系统的组成四、四、ECUECU 微机微机就是在一块芯片上集成微处理器就是在一块芯片上集成微处理器(CPU)(CPU)、存储器、存储器和输入和输入/ /输出接口的微型计算机。输出接口的微型计算机。 外围电路外围电路由输入电路由输入电路( (电源电路和信号源电路电源电路和信号源电路) )、A/DA/D转换器转换器( (模拟模拟/ /数字信号转换数字信号转换) )和输出电路组成。和输出电路组成。 ECUECU的的组成：组成： 简单地说，简单地说，ECUECU由微机和外围电路组成由微机和外围电路组成(P13(P13图图1-2-2)1-2-2)12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成四、四、ECU

35、ECU 输入电路输入电路的的作用作用：将传感器输入的各种信将传感器输入的各种信号进行放大、滤波、整号进行放大、滤波、整形等一系列处理形等一系列处理(P13(P13图图1-2-3)1-2-3)， ECUECU的的组成：组成： 1 1、输入电路、输入电路 转换成单片转换成单片机可以识别的标准信号。机可以识别的标准信号。 输入电路输入电路的的种类种类：一般可分为模拟信号输一般可分为模拟信号输入电路和数字信号输入入电路和数字信号输入电路。电路。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成四、四、ECUECU 模拟信号处理：模拟信号处理： ECUECU的的组成：组成： 1 1、输入电路、输入电路 去除

36、杂波，去除杂波， 放大小信号，放大小信号， 变换成矩形波，变换成矩形波， 调整信号电压调整信号电压(0-(0-5V),5V), 然后进入然后进入A/D,A/D,再输再输送给微控制器。送给微控制器。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成四、四、ECUECU 数字信号处理：数字信号处理： ECUECU的的组成：组成： 1 1、输入电路、输入电路 不是所有的数字信不是所有的数字信号微机都能直接接收和号微机都能直接接收和处理。处理。 因为微机因为微机只有在只有在ECUECU的功率电路为的功率电路为5V5V时，时，才能稳定工作。才能稳定工作。 而而采集并输入给采集并输入给ECUECU的数字脉冲信

37、号类型复的数字脉冲信号类型复杂。杂。 因此，必须对输入因此，必须对输入的数字脉冲信号进行电的数字脉冲信号进行电压调整（至压调整（至0-5V0-5V间）间）。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成四、四、ECUECU 电源的处理：电源的处理： ECUECU的的组成：组成： 1 1、输入电路、输入电路 利用源转换电路利用源转换电路基准电压调节器，将蓄基准电压调节器，将蓄电池的电池的12V12V电压电压, ,变换成变换成微机能使用的工作电压。微机能使用的工作电压。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成四、四、ECUECU ECUECU的的输入信号输入信号： ECUECU的的组成：组成

38、： 2 2、A/DA/D转换器转换器 模拟信号模拟信号( (如节气门信号如节气门信号, ,温度信号温度信号, ,燃油量信号等燃油量信号等) ) 数字信号数字信号( (如空调开关信号如空调开关信号, ,其它开关及报警信号等其它开关及报警信号等) ) 脉冲信号脉冲信号( (如转速传感器信号如转速传感器信号, ,爆震信号等爆震信号等) ) 由于计算机只能识别二进制数由于计算机只能识别二进制数(0(0断电断电,1,1通电通电) )， 所所以，对于传感器输入的模拟信号，必须经过数字化处理后，以，对于传感器输入的模拟信号，必须经过数字化处理后，才能进行存储、传送及计算等处理。才能进行存储、传送及计算等处理

39、。 而对于传感器输入的而对于传感器输入的脉冲信号，也必须经过电压、波形整理和数字化处理后，脉冲信号，也必须经过电压、波形整理和数字化处理后，才能送给计算机处理。才能送给计算机处理。 因此，因此，A/DA/D转换器的功用就是：将模拟信号转换成计转换器的功用就是：将模拟信号转换成计算机能识别的数字信号，然后输入微机处理。算机能识别的数字信号，然后输入微机处理。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成四、四、ECUECU 即微控制器，即微控制器，微型计算机，或单片机微型计算机，或单片机(MCU)(MCU)，是汽车，是汽车电控单元电控单元ECUECU的控制中枢。的控制中枢。 ECUECU的的组成

40、：组成： 3 3、微机、微机 组成：组成：将包括将包括CPUCPU、存储器、定时、存储器、定时/ /计数器、输入计数器、输入/ /输输出出(IO)(IO)接口、中断系统等主要计算机部件集成在一块芯片接口、中断系统等主要计算机部件集成在一块芯片上。上。 功能：功能：能根据需要，用内存的程序和数据，对各种传能根据需要，用内存的程序和数据，对各种传感器和开关送来的、感器和开关送来的、 经输入电路处理过的信号，进行比较、经输入电路处理过的信号，进行比较、运算和修正等处理。运算和修正等处理。 然后驱动相关执行元件然后驱动相关执行元件( (器器) )完成控制完成控制功能。功能。12 汽油机电控系统的组成汽

41、油机电控系统的组成四、四、ECUECU CPU(CPU(中央处理器中央处理器) )。 ECUECU的的组成：组成： 3 3、微机、微机 CPUCPU是微机的核心，是微机的核心， 其内含运算器、控制器和寄存器其内含运算器、控制器和寄存器等。等。 其中的运算器和控制器是其中的运算器和控制器是CPUCPU的两个重要组成部分。的两个重要组成部分。 运算器的功能：运算器的功能：是实现数据的是实现数据的算术算术( (加、减、乘、除加、减、乘、除) )和和逻辑逻辑( (与、或、非、异或与、或、非、异或) )运算。运算。 计算机的数据运算和处计算机的数据运算和处理都在这里进行。理都在这里进行。 控制器的功能：

42、控制器的功能：通过其内部的定时控制电路，产生控通过其内部的定时控制电路，产生控制信号，发出指令，制信号，发出指令， 控制控制CPUCPU内部及外部有关器件进行协内部及外部有关器件进行协调动作。调动作。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成四、四、ECUECU 存储器。存储器。 ECUECU的的组成：组成： 3 3、微机、微机 存储器存储器是微机的记忆部件，是微机的记忆部件， 用于存放程序和数据。用于存放程序和数据。 存储器又分内存储器和外存储器存储器又分内存储器和外存储器。 外存储器是内存储外存储器是内存储器的扩展。器的扩展。 存储器的分类存储器的分类：随机存储器：随机存储器( (RA

43、MRAM) )和只读存储器和只读存储器( (ROMROM) )。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成四、四、ECUECU 存储器。存储器。 ECUECU的的组成：组成： 3 3、微机、微机 RAMRAM， 功用功用：用于存储计算机运行过程中的可变数据。用于存储计算机运行过程中的可变数据。 也也就是说，它所存储的数据，可根据需要随时调用或被新的就是说，它所存储的数据，可根据需要随时调用或被新的数据取代数据取代。 特点特点：既可随时写入数据，也可以随时读取数据。：既可随时写入数据，也可以随时读取数据。 断电后，所存数据将全部丢失。断电后，所存数据将全部丢失。 如：传感器信息、故障代码、空

44、燃比学习值等，都如：传感器信息、故障代码、空燃比学习值等，都存放在存放在RAMRAM中。中。 为避免点火开关断开时数据丢失，为避免点火开关断开时数据丢失，RAMRAM都通过专用的都通过专用的电源后备电路与蓄电池相连，使其不受点火开关控制。电源后备电路与蓄电池相连，使其不受点火开关控制。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成四、四、ECUECU 存储器。存储器。 ECUECU的的组成：组成： 3 3、微机、微机 ROMROM，也叫固件存储单元。，也叫固件存储单元。 功用功用：用于存储固定数据，如程序、原始数据或表格。用于存储固定数据，如程序、原始数据或表格。 也就是说，它所存储的数据，已

45、经被也就是说，它所存储的数据，已经被“固化固化”在在ROMROM内，只能读出，不能随意改写内，只能读出，不能随意改写。 特点特点：需要通过特殊方法提前写入：需要通过特殊方法提前写入数据。但一旦写入，数据。但一旦写入，就不可随意更改。就不可随意更改。 断电后，断电后，所存内容不会丢失。所存内容不会丢失。 如：喷油和点火程序就存放在如：喷油和点火程序就存放在ROMROM中。中。 定时定时/ /计数器。计数器。 功用功用：实现定时或计数，并以其实现对计算机的控制。实现定时或计数，并以其实现对计算机的控制。12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成四、四、ECUECU I/OI/O接口。接口。 E

46、CUECU的的组成：组成： 3 3、微机、微机 结构：结构：是一电子电路是一电子电路( (以以ICIC芯片或接口板形式出现芯片或接口板形式出现 ), ),由由若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成。若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成。 为什么需要为什么需要I/OI/O接口接口？ 外设的工作速度差异，决定无法按固定时序同步协外设的工作速度差异，决定无法按固定时序同步协调调； 外设种类性能差异，决定信号传递要求与格式不同；外设种类性能差异，决定信号传递要求与格式不同； 外设信号多样外设信号多样( (电流或电压，数字或模拟电流或电压，数字或模拟) )，决定信，决定信号的接收方式不同；号的接收方式不同；