ECU的硬件和ECM设计.ppt

1、3 控制系统的硬件设计,3.1 汽车电子控制系统的硬件设计框架 传感器电路 数字核心：微处理器电路 执行器驱动电路 电源电路 通讯电路 数据总线,根据控制系统的要求，确定传感器和执行器的数量和规格； 根据控制系统控制算法和实时性的要求，确定微处理器的类型和型号； 根据上述两个步骤，将传感器、微处理器和执行器代入硬件设计系统的框架中； 原理图的细化：确定设计功能细节；数字和模拟信号处理；驱动电路的仿真分析； 原理图的电磁兼容性：审核并修改设计细节； 根据原理图设计布线图：考虑振动、散热、可靠性、电磁兼容性、成本、安装、调试、版本升级和兼容,(1) 硬件设计基本步骤,(2) ECU的设计效果,(3

2、) ECU的硬件设计框架,(4) 汽油机的ECU框架,3.2 电磁兼容性分析与设计,电磁兼容性基本概念 电控单元干扰源、耦合通道和敏感设备分析 电控单元电磁兼容性设计,(1) 电磁兼容性基本概念,电磁兼容是一种能力，它在其电磁环境中能完成它的功能，而不至于在其环境中产生不能容忍的干扰国际电工委 考查电磁兼容性的三要素：电磁干扰源、耦合通道和敏感设备 提高EMC的方法：抑制这三个要素,(2)汽车系统内干扰源及耦合通道,带有控制开关的电感性电气设备干扰（辐射和传导） 无线电发射设备干扰（辐射） 脉冲数字电路和开关电路干扰（辐射和传导） 旋转设备干扰（辐射） 静电放电干扰（辐射和传导）,(3)汽车系

3、统外干扰源及耦合通道,1.无线电设施的射频干扰（辐射） 2.交通设施干扰（辐射） 3.其它自然干扰源（辐射）,(4)ECU内部干扰源及耦合通道分析,1.电磁阀驱动电路噪声（辐射和传导） 2.高频信号线上噪声（传导） 3.电控单元的接插件引入噪声（传导） 4.电源噪声（传导） 5.电控单元内部的高频电路噪声（辐射）,电控单元敏感设备,模拟信号通道 数字集成电路 印刷电路板与元器件引脚,3.2.2 电磁兼容性分析与设计,包括下述两个方面： 电路原理的电磁兼容性设计 印刷电路板的电磁兼容性设计,(1)电路原理分析与设计,接插件引脚去耦电容 两个考虑： 一、虑除高频干扰； 二、保证数字信号电平变化速度

4、 按输入信号中工作频率最高的转速信号来选取去耦电容：发动机3000rpm时转速信号频率是18KHz，选定去耦电容在这个频率下的对地容抗为1K欧姆，由容抗公式Xc1/2fC ，可得容值约0.01F,(2)电控单元电磁兼容性设计（电路原理）,电源和地线电路（示例）,(3)电控单元电磁兼容性设计（电路原理）,数字电路 数字集成电路供电电源使用去耦电容。容值计算：去耦电容要为电源电流的变化提供电荷，以维持电压稳定，所以有: CI*Tr/V 同时应保证电容的谐振频率f1/(2LC)足够大。 数字输入端采用RC滤波，同时采用上拉电阻提高高电平的噪声容限,(4)电控单元电磁兼容性设计（电路原理）,(5)平行线的交叉干扰,A,Tr,T,B,Td,2 Td,C,Tr,D,Td Tr 时信号线间交叉,产生交叉干扰的信号线,交叉干扰信号线等效电路,(4)噪声通过电源和地引入集成电路,(6)电控单元电磁兼容性设计（电路原理）,模拟电路 模拟