汽车CAN总线系统智能节点的设计.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：汽车ECU电路分析ECU电路解析正如在本章开始时我们讲到的不同厂商的汽车电脑在功能上不是完全相同的但结构组成和主要功能是基本一样的因此我们以有代表性的BOSCHMOTRONIC系统为例进行ECU的电路分析。1、BOSCHMOTRONIC系统结构图BOSCHMOTRONIC系统在电子燃油喷射系统中极具代表性国内生产的大部分车型采用的都是BOSCH电子喷射系统。图5.11为MOTRONIC系统框图在此图中介绍了曲型电子燃油喷射系统的组成各部分的联系情况对于更好的了解电脑的工作过程以至于分析故障与维修都是大有帮助的。图11Motronic系统框图1－燃油箱；2－燃油泵；3－燃油滤清器；4－燃油压力调节器；5－燃油脉动衰减器；6－电子控制单元；7－分电器；8－喷油嘴；9－冷起动喷油嘴；10－节气门；11－节气门开关门；12－空气流量计；13－氧传感器；14－热敏开关；15－水温传感器；16－辅助空气阀；17－曲轴位置传感器；18－主继电器；19－燃油泵继电器在图11中电子控制单元作为电控发动机的核心部分由一8位/16位单片微机、集成电路和相关电子元件组成英文表示为Electriccontrolunit简称ECU。其作用是接收各种传感器送来的信息以它们进行运算、处理、判断后再发出指令信号经输出电路进行功率放大后驱动想应的执行单元从而实现对发动机的各种工况的控制。这里提级的ECU是各种控制单元的统称ECM/PCM则是发机控制模组或动力控制模组的缩写是包含于ECU范围之内的。2、BOSCHMOTRONIC1.3电路分析汽车电子控制单元（ECU）不论是BOSCH的MOTRONIC福特的EECIV、V通用的P4、P6等其最终的目的只有一个让发动机工作的更出色表现为动力更强劲噪声小污染低。这是针对发动机系统而言其他系统也是一样每个系统都有自己的目标这就好像是电视机一样世界各国生产的电视机无论是哪个厂家的都是要以接收电视节目为目的。基于这样一种认识我们可以把ECU抽样化的分成几个部分见图12所示。从图中我们可以看到ECU由MCU（微处理器）、输入电路、输出电路、A/D转换器及部分组成各部分功能描述如下：（1）输入电路从传感器来的信号首先进入输入回路对于模拟信号去除杂波干扰把小信号进行放大把正弦波变成矩形波；对于数字信号进行缓冲后可直接与MCU或I/O扩展电路连接。同时输入电路还将电源电压转换成适合微机使用的工作晓以大义。即输入电路是对信号进行整形同时提供系统各部分所需要的不现的工作电压。（2）A/D转换器输入ECU的传感器信号有两种：一种是模拟信号另一种是数字信号。信号的形态不同输入ECU内的处理方法也不一样。数字信号可直接送入微处理器模拟信号则要经过A/D转换器（模拟/数字转换器）转换成数字信号才送入微处理器。早期的MCU自身没有A/D转换器功能为完成这样的转换可以通过扩展A/D转换器来实现。如奔驰的CIS－E系统的就是通过A/D0809这样一个A/D转换器来实现的。较新类型的MCU由于自身具有A/D转换功能已不需要进行外部扩展了。（3）输出电路它是微机与执行器之间的联系电路。由于微机输出的是数字信号而且电流很小一般是不能驱执行器工作的。经过输出回路后通过其中功率三极管或功率MOS管的放大作用提供足够的驱动电流大部分的负载工作于开关状态下。在汽车这个特定的工作环境大部分的执行器/驱劝器都与线圈有关从电磁喷油器到电磁阀、各种马达、继电器、包括点火线圈等等因此有人夸张的说汽车的输出电路的任务实质就是驱动线圈工作。我们不管这样的结论是不是太武断但这种描述的确比较容易理解。（4）微处理器（MCU）它是ECU的核心部分由中央处理器（CPU）、存储器（ROM－RAM）、输入/输出口（I/O）等组成。它能根据需要用内存的程序和数据对各种传感器送来的信号进行比较、运算和修正并将处理结果以指令的形式送至输出电路。驱动相关元件完成控制功能。图13、图14为德国宝马汽车所采用的MotronicM1.3系统电子控制单元的内部原理图。（3）输出电路它是微机与执行器之间的联系电路。由于微机输出的是数字信号而且电流很小一般是不能驱执行器工作的。经过输出回路后通过其中功率三极管或功率MOS管的放大作用提供足够的驱动电流大部分的负载工作于开关状态下。在汽车这个特定的工作环境大部分的执行器/驱劝器都与线圈有关从电磁喷油器到电磁阀、各种马达、继电器、包括点火线圈等等因此有人夸张的说汽车的输出电路的任务实质就是驱动线圈工作。我们不管这样的结论是不是太武断但这种描述的确比较容易理解。（4）微处理器（MCU）它是ECU的核心部分由中央处理器（CPU）、存储器（