汽车电子控制系统核心

1、2022-2-5演示文稿1汽车电子控制系统的核心汽车电子控制系统的核心uECU的基本结构与功能v汽车电子系统设计wECU的检测与评估xECU功能的发展 2022-2-5演示文稿2核心核心ECU*ECUElectronic Control Unit是电子控制系统的核心，软件则存储ECU中支配电子控制系统完成实时测控功能，包括各种数据采集、计算处理、输出控制、系统控制与自诊断等。2022-2-5演示文稿3核心核心ECU2022-2-5演示文稿4ECU的构成的构成nA/D转换n输入处理电路n微处理器n输出电路n电源A/D输出处理微处理器电源电路输入处理电源数字信号模拟信号电磁阀电机指示灯ECU输入输

2、入输出输出1.采样保持采样保持t0vI(t)A / D转换器转换器t0vSTSCHSvI(t)vI( t )t0vI (t)连续时间信号连续时间信号离散时间信号离散时间信号2022-2-5演示文稿6 经量化后的信号幅值均为经量化后的信号幅值均为 的整数倍。的整数倍。A / D转换器转换器方式一：只舍不入量化方式方式一：只舍不入量化方式0VvI1/8V 则量化为则量化为0 =0V； 将连续的模拟电压近似成离散的量化电平将连续的模拟电压近似成离散的量化电平1/8VvI2/8V 则量化为则量化为1 =1/8V；7/8VvI1V 则量化为则量化为7 =7/8V。1/82/83/84/85/86/87/

3、80vI/Vt1思考：最大量化误差为多少？思考：最大量化误差为多少？在量化过程中会产生误差，称为在量化过程中会产生误差，称为量化误差量化误差。2022-2-5演示文稿70VvI1/16V 则量化为则量化为0 =0V； A / D转换器转换器取两个离散电平中的相近值作为量化电平。取两个离散电平中的相近值作为量化电平。量化误差为量化误差为1/2 =1/16V方式二：四舍五入量化方式方式二：四舍五入量化方式在实际的在实际的ADC中，大多采用舍入量化方式。中，大多采用舍入量化方式。 1/16VvI3/16V 则量化为则量化为1 =1/8V；13/16VvI15/16V 则量化为则量化为7 =7/8V。

4、1/82/83/84/85/86/87/80vI/Vt11/163/165/167/169/1611/1613/1615/162022-2-5演示文稿8输入处理电路模拟信号转换成数字信号数字信号（包括开关信号）脉冲信号输入处理电路+12v0v+5v0v2022-2-5演示文稿9微处理器微处理器CPU核Clock（程序）（数据）特殊功能Timer/countA/DPWMOSDSIOInterruptDisplay driver地址总线控制总线数据总线输入端口输出端口口2022-2-5演示文稿10输出处理电路输出处理电路微处理器喷射信号输出功率驱动信号喷射器功率放大2022-2-5演示文稿11输出

5、处理电路输出处理电路*微处理器输出的信号往往被用作控制电磁阀的电流信号、指示灯的开关信号、规定的周期脉冲信号、用于驱动步进电机的一系列固定周期的脉冲信号和用于比例控制的电压信号等。一方面由于这些信号功率小，另一方面由于汽车上执行机构的电源大多数是蓄电池，而微处理器所使用的是的电压，所以不能直接驱动执行机构，需要将微处理器的控制信号通过输出处理电路处理后再驱动执行机构。2022-2-5演示文稿12电源电路电源电路蓄电池电压v时间发动机开始启动启动结束一般带有电池和内置电一般带有电池和内置电源电路以保证微处理器及其接源电路以保证微处理器及其接口电路工作在的电压下。口电路工作在的电压下。2022-2

6、-5演示文稿13汽车电子系统设计n汽车电子系统的总体设计n控制程序开发过程n控制程序流程nECU抗干扰设计2022-2-5演示文稿14汽车电子系统的总体设计汽车电子系统的总体设计系统结构综合描述系统需求模型系统结构模型系统需求模型设计系统结构模型设计系统硬件设计系统软件设计系统集成设计2022-2-5演示文稿15控制程序开发过程控制程序开发过程开始控制流程开始编码源程序编辑译码检查目标程序模拟检查写入实际系统调试检查封装结束2022-2-5演示文稿16控制程序流程控制程序流程系统加电初始化转换开关信号输入发动机转速计算喷射量计算喷射输出点火时间计算点火信号输出油门阀角度计算油门阀角度输出诊断处

7、理2022-2-5演示文稿17ECU抗干扰设计n干扰后果：信号错乱、程序失控、死机。n抗干扰设计：n1、硬件措施： （滤波电路、屏蔽、布线、接地）n2、软件措施： （数字滤波）2022-2-5演示文稿18ECU的检测与评估n汽车用ECU的工作环境nECU的实验室检测nECU在实际工作环境中的检测2022-2-5演示文稿19汽车用ECU的工作环境n工作环境很大程度上决定汽车电子产品的工作性能和工作可靠性。n温度有高温、且变化激烈。n湿度潮湿、且导致腐蚀。n振动振动加速度可能高达20g。n电压波动大（发动机起动时）。n电磁干扰各种感性元件产生，通过线路或空间通路干扰。2022-2-5演示文稿20E

8、CU的实验室检测n有相应的检测标准n温度考核：1、操作温度考核（室温、低温、高温） 2、存储温度考核（温度特性、高温工作、高温搁置、低温工作、低温搁置、温度循环测试和热冲击测试等）n电磁干扰考核：包括线路干扰和空间干扰考核n电压波动考核：发动机起动等情况。2022-2-5演示文稿21ECU在实际工作环境中的检测n汽车电子产品的基本要求：高可靠性和耐用性n汽车电子实际使用在汽车上，必须进行接近实际情况的综合测试。n综合测试：以汽车作为一个整体进行测试，要在实验中模拟汽车行驶过程所能遇到的各种情况。2022-2-5演示文稿22功能发展$汽车电子系统综合化$芯片高度集成化、专业化$现代理论的引入20

9、22-2-5演示文稿23汽车电子系统综合化汽车电子系统综合化目前，电子产品几乎覆盖了整个汽车。随着汽车上实现相对独立功能的部件控制系统的数量增加，较多的、传感器和执行机构带来诸多困难。系统诊断和维护不便，故障多、不可靠。2022-2-5演示文稿24？综合化？综合化2为了使汽车各个控制系统的功能达到最优协调与匹配，减少传感器的使用数量，开始采用系统工程和机电一体化的设计方法，计算机网络技术，通过数据总线将各个联结在一起，产生了汽车综合电子控制系统。2022-2-5演示文稿25？综合化！？综合化！$由此可充分地利用车内空间和现有的电子控制功能，避免了控制功能的重复，简化了布线和安装，改善了故障诊断能力，同时提高了系统的可靠性和可维护性。2022-2-5演示文稿26芯片高度专业化n半导体技术的发展n专业控制芯片2022-2-5演示文稿27半导体技术的发展半导体技术的发展1196019701980199020001001000001000000000最小尺寸/ um集成水平（每片元件数量）DRAM发展256M64M16M晶体管2022-2-5演示文稿28控制芯片系统控制芯片系统功能模块CPURAMROM功能模块CPURAMROM功能模块CPURAMROM功