汽車ECU電路分析ECU電路解析正如在本章開始時我們講到的，不同廠商的汽車電腦在功能上不是完全相同的，但結構組成和主要功能是基本一樣的，因此我們以有代表性的BOSCHMOTRONIC系統(tǒng)為例進行ECU的電路分析。1、BOSCHMOTRONIC系統(tǒng)結構圖BOSCHMOTRONIC系統(tǒng)在電子燃油噴射系統(tǒng)中極具代表性，國內(nèi)生產(chǎn)的大部分車型采用的都是BOSCH電子噴射系統(tǒng)。圖5.11為MOTRONIC系統(tǒng)框圖，在此圖中介紹了曲型電子燃油噴射系統(tǒng)的組成，各部分的聯(lián)系情況，對于更好的了解電腦的工作過程，以至于分析故障與維修都是大有幫助的。圖11Motronic系統(tǒng)框圖1－燃油箱；2－燃油泵；3－燃油濾清器；4－燃油壓力調(diào)節(jié)器；5－燃油脈動衰減器；6－電子控制單元；7－分電器；8－噴油嘴；9－冷起動噴油嘴；10－節(jié)氣門；11－節(jié)氣門開關門；12－空氣流量計；13－氧傳感器；14－熱敏開關；15－水溫傳感器；16－輔助空氣閥；17－曲軸位置傳感器；18－主繼電器；19－燃油泵繼電器在圖11中，電子控制單元作為電控發(fā)動機的核心部分，由一8位/16位單片微機、集成電路和相關電子元件組成，英文表示為Electriccontrolunit簡稱ECU。其作用是接收各種傳感器送來的信息，以它們進行運算、處理、判斷后再發(fā)出指令信號，經(jīng)輸出電路進行功率放大后驅動想應的執(zhí)行單元，從而實現(xiàn)對發(fā)動機的各種工況的控制。這里提級的ECU是各種控制單元的統(tǒng)稱，ECM/PCM則是發(fā)機控制模組或動力控制模組的縮寫，是包含于ECU范圍之內(nèi)的。2、BOSCHMOTRONIC1.3電路分析汽車電子控制單元（ECU），不論是BOSCH的MOTRONIC，福特的EECIV、V，通用的P4、P6等，其最終的目的只有一個，讓發(fā)動機工作的更出色，表現(xiàn)為動力更強勁，噪聲小，污染低。這是針對發(fā)動機系統(tǒng)而言，其他系統(tǒng)也是一樣，每個系統(tǒng)都有自己的目標，這就好像是電視機一樣，世界各國生產(chǎn)的電視機，無論是哪個廠家的，都是要以接收電視節(jié)目為目的?；谶@樣一種認識，我們可以把ECU抽樣化的分成幾個部分，見圖12所示。從圖中我們可以看到，ECU由MCU（微處理器）、輸入電路、輸出電路、A/D轉換器及部分組成，各部分功能描述如下：（1）輸入電路從傳感器來的信號，首先進入輸入回路，對于模擬信號，去除雜波干擾，把小信號進行放大，把正弦波變成矩形波；對于數(shù)字信號，進行緩沖后可直接與MCU或I/O擴展電路連接。同時輸入電路還將電源電壓轉換成適合微機使用的工作曉以大義。即輸入電路是對信號進行整形同時提供系統(tǒng)各部分所需要的不現(xiàn)的工作電壓。（2）A/D轉換器輸入ECU的傳感器信號有兩種：一種是模擬信號，另一種是數(shù)字信號。信號的形態(tài)不同，輸入ECU內(nèi)的處理方法也不一樣。數(shù)字信號可直接送入微處理器，模擬信號則要經(jīng)過A/D轉換器（模擬/數(shù)字轉換器）轉換成數(shù)字信號才送入微處理器。早期的MCU自身沒有A/D轉換器功能，為完成這樣的轉換，可以通過擴展A/D轉換器來實現(xiàn)。如奔馳的CIS－E系統(tǒng)的就是通過A/D0809這樣一個A/D轉換器來實現(xiàn)的。較新類型的MCU由于自身具有A/D轉換功能，已不需要進行外部擴展了。（3）輸出電路它是微機與執(zhí)行器之間的聯(lián)系電路。由于微機輸出的是數(shù)字信號，而且電流很小，一般是不能驅執(zhí)行器工作的。經(jīng)過輸出回路后，通過其中功率三極管或功率MOS管的放大作用，提供足夠的驅動電流，大部分的負載工作于開關狀態(tài)下。丟在汽車這個京特定的工作負環(huán)境，大部戲分的執(zhí)行器范/驅勸器都上與線圈有關鋤，從電磁噴對油器到電磁耳閥、各種馬旋達、繼電器站、包括點火起線圈，等等貫，因此有人看夸張的說，島汽車的輸出肥電路的任務塞實質就是驅撒動線圈工作桑。我們不管稍這樣的結論呢是不是太武楚斷，但這種圣描述的確比演較容易理解微。嗓（4）微處蒜理器（MC兄U）痛它是ECU沖的核心部分謎，由中央處以理器（CP啄U）、存儲氏器（ROM項－RAM）咬、輸入/輸配出口（I/塞O）等組成逼。它能根據(jù)捧需要，用內(nèi)侮存的程序和肚數(shù)據(jù)對各種攏傳感器送來暗的信號進行賣比較、運算罷和修正，并旋將處理結果茶以指令的形噸式送至輸出申電路。驅動名相關元件，飾完成控制功狡能。紹圖13、圖景14為德國醉寶馬汽車所凍采用的Mo略troni偏cM1.款3系統(tǒng)電子探控制單元的旗內(nèi)部原理圖壯。設（批3狡）輸出電路本它是微機與財執(zhí)行器之間嚷的聯(lián)系電路脊。由于微機草輸出的是數(shù)雜字信號，而銳且電流很小羞，一般是不懇能驅執(zhí)行鑄器工作的。鄰經(jīng)過輸出回學路后，通過涉其中功率三食極管或功率洋MOS踐管的放大作吧用，提供足夜夠的驅動電見流，大部分港的負載工作壁于開關狀態(tài)里下。榜在汽車這個段特定的工作狂環(huán)境，大部閑分的執(zhí)行器冤/宏驅勸器都與欣線圈有關，待從電磁噴油諸器到電磁閥誼、各種馬達攻、繼電器、柄包括點火線來圈，等等，廟因此有人夸蘿張的說，汽飯車的輸出電圍路的任務實輔質就是驅動攏線圈工作。片我們不管這行樣的結論是倍不是太武斷割，但這種描勻述的確比較獎容易理解。暖（壁4般）微處理器早（狼MCU午）旬它是泡ECU權的核心部分晨，由中央處碼理器（敬CPU極）、存儲器鄭（稼ROM俱－有RAM惑）、輸入鬼/原輸出口（宇I/O細）等組成。沿它能根據(jù)需恥要，用內(nèi)存劃的程序和數(shù)河據(jù)對各種傳鏈感器送來的孝信號進行比隨較、運算和兄修正，并將揉處理結果以陽指令的形式棒送至輸出電輕路。驅動相旨關元件，完慢成控制功能貢。右圖俯13話、圖愈14眨為德國寶馬貫汽車所采用糟的巧Motro枯nicM星1.3鄭系統(tǒng)電子控住制單元的內(nèi)東部原理圖。歌圖13BM厭WMot跳ronic槐M1.3鞏圖14B除MWMo挺troni圓cM1.勝3醋在BMW汁Motro旋nicM1當.3系統(tǒng)中獵，其核心器從件是SIM斬ENS公司瞎的SAB本80C51搏5，SAB土80C5極15是一8援位單片機，雕有關詳細情致況請參閱第粒三章的第二孫節(jié)。儲只讀存儲器倘S701作織為SAB8逮0C515證（S700界）的擴展程蜂序存儲器，家構成16K巧ROM，飄同樣S70候3作為擴展膛數(shù)據(jù)存儲器閣，以此來彌異補微處理器陜本身程序存料儲器和數(shù)據(jù)明存儲器空間津不足，這樣像做的好處是蠢程序可以根甜據(jù)需要進行塑調(diào)整，避免友工廠掩膜后乒ROM內(nèi)容奸無法更改的圖狀況。昆只讀存儲器跳（ROM）楊S701數(shù)代據(jù)線DO~慮D7直接與不微處理器S層700的P叢0口連接，夜數(shù)據(jù)線以上里拉連接到5連V電源。同嬌時P0口還篩直接連接到京數(shù)據(jù)存儲器湊S703的百DO~D7不、S702狂的BUS口厚。許S701的北高位地址線罪A8~A1隊4直接同S朋700的P辛2口連接，皺而低8位地塔址線A0~勤A7并沒有把直接連接到偏S700上悶，而是連接唐到S702秤的P3口。崗在這里，S艙702的這爐種接法用以蒸實現(xiàn)地址鎖腳存器的功能吩，解決了P舊0地址/數(shù)泳據(jù)復用的問鴿題。S70挺0輸出的地左址信號低8星位經(jīng)過S7聲02鎖存，舊高7位直接舊輸出到S7葛01，同樣孤，對于數(shù)據(jù)采存儲器（R駛AM）S7歇03也是一姑樣。精8根數(shù)據(jù)線燕每次可守成氏一個字節(jié)數(shù)伸據(jù)的傳輸，慌15根地址孝線，可實現(xiàn)有2搶--烘15＝32統(tǒng)768字節(jié)么即32K（失32768熊/102＝拾32）的程紙序存儲空間磁尋址。實際好采用的RO宴M芯片存儲因容量的大小楊依據(jù)程序的筋多少而定，汁對于數(shù)據(jù)存吧儲器S70普3來講，A芳0~A12督計13根地散址線，可實抖現(xiàn)213＝掀8192字剝節(jié)即8K數(shù)喝據(jù)存儲空間殺尋址。SC葉作為片選信配號，當些線表為低電平時浴，S701昆被選中，O暈E作為讀、微寫允許控制屯線，低電平縮時有效。耍S703的天用法與之類辰似。OE、喬WR用來決蹦定RAM芯粉片處在讀或睡寫的狀態(tài)，賣二者均為低春電平有效，鬧CS為芯片芬選中信號，鋸低電平時有患效，S70貨1與S70融3的片選信翁號均出自S勞550B伏OSCH沸30106塘專用芯片，冠S550在負完成片選信姥號輸出的同需時，已經(jīng)對圣芯片的地址繞進行了譯碼天。某S800、字S801作質為開關（數(shù)君字）信號輸標入緩沖電路略。與發(fā)動機灑運行狀態(tài)相掉關的開關（靠數(shù)字）信號匪輸入到EC依U中，包括刊空調(diào)請求信頌號、停車/積空檔信號、藍節(jié)氣門全閉氧信號、壓縮杯機運轉信號屆、點火提前遍角信號等。娘經(jīng)S800竭、S801植緩沖后送入膜S702可澆編程并行口哥擴展芯片，越CPU經(jīng)數(shù)淘據(jù)總線讀取粉外部相關開粒關量的狀態(tài)切，了解發(fā)動陷機的運行條輝件，包括負會荷、工況等這及時對點火辜和噴油進行潮調(diào)整，以保瓦證發(fā)動機的柔運轉處于最丘佳狀態(tài)。頭發(fā)動機冷卻涉液溫度傳感殺器、進氣溫永度傳感器、屆空氣流量傳殼感器這幾個襪發(fā)動機動轉躬的關鍵性模頃擬信號，經(jīng)際阻容元件緩版沖后，直接玉送入CPU皮的8路復用灶模擬/數(shù)字撿信號輸入口勒，在CPU謀內(nèi)部直接完骨成A/D轉緣換，將模擬水量轉換為數(shù)檔字量后參與鋪運算、處理轉。鮮S600作全為BOSC輔H的專用芯檢片，內(nèi)部零序件號為30目015，在瞞一個芯片的東內(nèi)部同時完雄成幾個功能叼，第一、完關成發(fā)動機轉徑速的運算處根理、處理后律一方面送C你PU，另外敬經(jīng)17腳輸勾出，送入儀蠅表，用以顯頭示發(fā)機的轉執(zhí)速；第二、炭完成氧傳感腫器信號接口體功能，氧傳雹感器作為一樣個特殊元件莖，其輸出曉著以大義的變舌化反映出比沉的大小，為紙使其正常工牛作，需要專發(fā)用電路接口引，而300厲15內(nèi)部集討成有這種功定能。醋同時S60疑0（300絹15）還完罰成串行數(shù)據(jù)暈轉換任務，先用來同外部垃設備（掃描鴨儀）進行連呆接，讀取E上CU中儲存尾的故障碼，旋測量車輛運庫行中主要元凱件的數(shù)據(jù)流界，MCU的笛串行接口無升法同診斷設勢備直接相連鎮(zhèn)接，必須要瓣進行轉，把皂MCU的串酒行通信信號疲轉換成為汽始車通信的標董準格式。免S300作面為ECU內(nèi)械部數(shù)字電路野電源供應電柄路，輸出兩白路5V直流兆電壓，在保腥證輸出穩(wěn)壓文電壓的同時悅，具有軟起婦動功級，R批ES為控制音端。瞧S220（諸LM290婚3）為一雙棋比較器，與添外圍阻容元爽件一起構成蛇上電復位及驚電源異常復窮位電路。S擇702（T亡A1322貨5）為可編印程并行I/水O接口，前龍面已經(jīng)提到涂的是，配合槍MCU完成獨訪問外部存售儲器時低8啦位地址信號請的鎖存，同誘時接收開關衣（數(shù)字）信際號的輸入，椒擴展MCU廈資源。繪S450為彎BOSCH客的功率半導士體器件，在介此完成怠速埋電機控制、逮碳罐凈化電翠磁閥控制、怖燃油泵繼電朽器控制、發(fā)歸動機故障燈輝控制等功能量。其輸入端已直接同內(nèi)部格端口相連，神因驅動電機跨、電磁閥等久需要較大驅材動電流，所塊以此種芯片門一般帶有較漂大散熱片。建芯片背面的瑞金屬部分直室接同散熱片筐相接觸，可融以將芯片本宣身在工作過賊程中產(chǎn)生的比熱量通過熱番片帶走，從角而降低自身純溫度，保證猴正常工作。紡同樣S40寧0與S45免0結構、功紀能、型號完引全相同，不墳現(xiàn)的是所控榴制的對象不蹤同，S40狠0將元件自醋身提供的6勾路輸入、輸保出，分成兩趕組，即輸入者E1、E2棍、E3連到饞一起，輸出爭A1、A2的、A3連到群一起；E4忍、E5、E恨6連接到一趁起，A4、鬧A5、A6棉連接到一起案。這樣并接倒的作用是可械以提供更大尋的驅動電流獎，因為這時車是用于噴油劈嘴的驅動。旦因車型的不拒同，可能需辟要驅動四個減/六個/八輕個噴油嘴，炭在Mort商nicM果1.3系統(tǒng)嫁中，采用分華組噴射形式滑，這樣每組閑要驅動的噴刊嘴數(shù)量為二洞個/三個/公四個，因此妙需要更大的基驅動電流，按這樣連的目廢的就在于此愧。錘BOSCH銳Motr辱onicM幫1.3實物茂見圖15所甩示。拾在圖4.1藥7中，左面初的S400怨和右面的S查450就是驕我們前面介顯紹的電機、畝電磁閥、噴壘油嘴驅動用跡的芯片，B女OSCH內(nèi)不部號碼為3梨0080柜4192/沸BA560排.1，外形悟見圖16芯駱片后面的鋁膨片即為散熱士片，在圖1攜8中的芯片補是負責驅動將怠速電機和宰電磁閥的S滲450，噴念油嘴驅動芯控片S400蹲在線路板的財外一側。陳圖15B皮OSCH矮Motro招nicM潔1.3控制縮單元線路板知圖1惑6怠速電點機、電磁閥鏡驅動芯片籮線路板圖與耳電原理圖紙親對照著看，默可以讓我們抵更清楚的認憂識每個元件埋，包括元件注外部形狀，債封裝形式，婚在電路板上溪的具體位置隸，這樣不僅秧有利于