第二章汽車電子控制系統(tǒng)的核心核心ECU1/6/20262演示文稿ECU的構(gòu)成A/D轉(zhuǎn)換輸入處理電路微處理器輸出電路電源A/D輸出處理微處理器電源電路輸入處理電源數(shù)字信號模擬信號電磁閥電機(jī)指示燈ECU輸入輸出1/6/20263演示文稿1.采樣保持t0vI(t)A/D轉(zhuǎn)換器t0vSTSCHSvI(t)vI’(t)t0vI’

(t)連續(xù)時間信號離散時間信號1/6/20264演示文稿

經(jīng)量化后的信號幅值均為的整數(shù)倍。A/D轉(zhuǎn)換器方式一：只舍不入量化方式0V≤vI＜1/8V則量化為0=0V；將連續(xù)的模擬電壓近似成離散的量化電平1/8V≤vI＜2/8V則量化為1=1/8V；……7/8V≤vI＜1V則量化為7=7/8V。1/82/83/84/85/86/87/80vI/Vt1思考：最大量化誤差為多少？在量化過程中會產(chǎn)生誤差，稱為量化誤差。1/6/20265演示文稿0V≤vI＜1/16V則量化為0

=0V；

A/D轉(zhuǎn)換器取兩個離散電平中的相近值作為量化電平。量化誤差為1/2

=1/16V方式二：四舍五入量化方式在實際的ADC中，大多采用舍入量化方式。

1/16V≤vI＜3/16V則量化為1

=1/8V；……13/16V≤vI＜15/16V則量化為7

=7/8V。1/82/83/84/85/86/87/80vI/Vt11/163/165/167/169/1611/1613/1615/161/6/20266演示文稿輸入處理電路模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號數(shù)字信號（包括開關(guān)信號）脈沖信號輸入處理電路+12v0v+5v0v1/6/20267演示文稿微處理器CPU核ClockＲＯＭ（程序）ＲＡＭ（數(shù)據(jù)）特殊功能Ｉ／ＯTimer/countA/DPWMOSDSIOInterruptDisplaydriver地址總線控制總線數(shù)據(jù)總線輸入端口輸出端口Ｉ／Ｏ口1/6/20268演示文稿輸出處理電路微處理器噴射信號輸出功率驅(qū)動信號噴射器功率放大1/6/20269演示文稿輸出處理電路微處理器輸出的信號往往被用作控制電磁閥的電流信號、指示燈的開／關(guān)信號、規(guī)定的周期脈沖信號、用于驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)的一系列固定周期的脈沖信號和用于比例控制的電壓信號等。一方面由于這些信號功率小，另一方面由于汽車上執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電源大多數(shù)是蓄電池，而微處理器所使用的是＋５Ｖ的電壓，所以不能直接驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，需要將微處理器的控制信號通過輸出處理電路處理后再驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。1/6/202610演示文稿電源電路蓄電池電壓＋１２v時間發(fā)動機(jī)開始啟動啟動結(jié)束０ＥＣＵ一般帶有電池和內(nèi)置電源電路以保證微處理器及其接口電路工作在＋５Ｖ的電壓下。1/6/202611演示文稿汽車電子系統(tǒng)設(shè)計汽車電子系統(tǒng)的總體設(shè)計ＥＣＵ控制程序開發(fā)過程ＥＣＵ控制程序流程ECU抗干擾設(shè)計1/6/202612演示文稿汽車電子系統(tǒng)的總體設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)綜合描述系統(tǒng)需求模型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

系統(tǒng)需求模型設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)集成設(shè)計1/6/202613演示文稿ＥＣＵ控制程序開發(fā)過程開始控制流程開始編碼源程序編輯譯碼檢查目標(biāo)程序模擬檢查ＥＰＲＯＭ寫入實際系統(tǒng)調(diào)試檢查封裝ＲＯＭ結(jié)束1/6/202614演示文稿ＥＣＵ控制程序流程系統(tǒng)加電初始化Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換開關(guān)信號輸入發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計算噴射量計算噴射輸出點火時間計算點火信號輸出油門閥角度計算油門閥角度輸出Ａ診斷處理1/6/202615演示文稿ECU抗干擾設(shè)計干擾后果：信號錯亂、程序失控、死機(jī)?？垢蓴_設(shè)計：1、硬件措施：（濾波電路、屏蔽、布線、接地）2、軟件措施：（數(shù)字濾波）1/6/202616演示文稿ECU的檢測與評估汽車用ECU的工作環(huán)境ECU的實驗室檢測ECU在實際工作環(huán)境中的檢測1/6/202617演示文稿汽車用ECU的工作環(huán)境工作環(huán)境很大程度上決定汽車電子產(chǎn)品的工作性能和工作可靠性。溫度－有高溫、且變化激烈。濕度－潮濕、且導(dǎo)致腐蝕。振動－振動加速度可能高達(dá)20g。電壓－波動大（發(fā)動機(jī)起動時）。電磁干擾－各種感性元件產(chǎn)生，通過線路或空間通路干擾。1/6/202618演示文稿ECU的實驗室檢測有相應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)溫度考核：1、操作溫度考核（室溫、低溫、高溫）2、存儲溫度考核（溫度特性、高溫工作、高溫擱置、低溫工作、低溫擱置、溫度循環(huán)測試和熱沖擊測試等）電磁干擾考核：包括線路干擾和空間干擾考核電壓波動考核：發(fā)動機(jī)起動等情況。1/6/202619演示文稿ECU在實際工作環(huán)境中的檢測汽車電子產(chǎn)品的基本要求：高可靠性和耐用性汽車電子實際使用在汽車上，必須進(jìn)行接近實際情況的綜合測試。綜合測試：以汽車作為一個整體進(jìn)行測試，要在實驗中模擬汽車行駛過程所能遇到的各種情況。1/6/202620演示文稿ＥＣＵ功能發(fā)展汽車電子系統(tǒng)綜合化ＥＣＵ芯片高度集成化、專業(yè)化現(xiàn)代理論的引入1/6/202621演示文稿汽車電子系統(tǒng)綜合化

目前，電子產(chǎn)品幾乎覆蓋了整個汽車。隨著汽車上實現(xiàn)相對獨立功能的部件控制系統(tǒng)的數(shù)量增加，較多的ＥＣＵ、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶來諸多困難。系統(tǒng)診斷和維護(hù)不便，故障多、不可靠。1/6/202622演示文稿？綜合化

為了使汽車各個控制系統(tǒng)的功能達(dá)到最優(yōu)協(xié)調(diào)與匹配，減少傳感器的使用數(shù)量，開始采用系統(tǒng)工程和機(jī)電一體化的設(shè)計方法，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過數(shù)據(jù)總線將各個ＥＣＵ聯(lián)結(jié)在一起，產(chǎn)生了汽車綜合電子控制系統(tǒng)。1/6/202623演示文稿？綜合化！

由此可充分地利用車內(nèi)空間和現(xiàn)有的電子控制功能，避免了控制功能的重復(fù)，簡化了布線和安裝，改善了故障診斷能力，同時提高了系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。1/6/202624演示文稿ＥＣＵ芯片高度專業(yè)化半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展專業(yè)控制芯片1/6/202625演示文稿半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展1196019701980199020001001000001000000000最小尺寸/um集成水平（每片元件數(shù)量）DRAM發(fā)展256M64M16M晶體管1/6/202626演示文稿控制芯片系統(tǒng)功能模塊CPURAMROM功能模塊CPURAMROM功能模塊CPURAMROM功能模塊CPURAMROM共享存儲器功能模塊CPURAMROM動力傳動控制處理器底盤控制處理器車身控制處理器后備控制