汽車電子控制單元

汽車電子控制單元主要由輸入電路、A/D（模/數）轉換器、微型計算機和輸出電路4部分組成。

1)輸入電路

輸入電路的主要功能是對傳感器輸入信號進行預處理，使輸入信號變成微處理器可以接受的信號。因為輸入信號有兩類，模擬信號和數字信號，所以分別由相應的輸入電路對之進行處理。

2)A/D轉換器

A/D轉換器的功用是將模擬信號轉變為數字信號，如空氣流量傳感器、水温傳感器、進氣温度傳感器、線性輸出式常氣門位置傳感器等向汽車電子控制單元輸出的是模擬信號（即連續變化的信號）。它們經輸入電路處理後，都已變成具有一定幅值的模擬電壓信號，但微型計算機不能肖接處理它，還須用A/D轉換器轉換成數字信號。

3)微型計算機

微型計算機包括CPU、存儲器、輸入輸出接口（I/O接口）、總線等。信號通過輸入接口進入CPU，經過數據處理後，把運算結果送至輸出接口，使執行器工作。

4)輸出電路

輸出電路是微型計算機與執行器之間建立聯繫的一個裝置。它的功能是將微型計算機發出的指令信號轉變成控制信號，以驅動執行器工作。 ^[1] 

汽車電子控制單元是電子控制系統的核心部件，主要有如下功能：

(1)接受傳感器或其他裝置的輸入信號，並將輸入信號處理成電腦能夠接受的信號，如將模擬信號轉換成數字信號。

(2)為傳感器提供參考電壓：如2V、5V、9V或12V。

(3)存儲、計算、分析處理信息，存儲運行信息和故障信息，分析輸入信息，分析輸入信息並進行相應的計算處理。

(4)輸出執行命令，把信號變為強信號的執行命令。

(5)輸出故障信息。

(6)完成多種控制功能。如在發動機控制中，電腦可完成點火控制、燃油噴射控制、怠速控制、排放控制、進氣控制、增壓控制等多種功能。 ^[2] 

汽車電子控制單元的工作過程複雜而有序、工作速度快捷而有條不紊。下面以發動機電控單元為例，簡要介紹電控單元的工作過程。

發動機啓動時，電子控制器ECU進入工作狀態，某些運行程序或操作指令從存儲器ROM中調入中央處理單元CPU。這些程序可以控制燃油噴射、點火時刻、怠速轉速等等。在CPU的控制下，一個個指令按照預先編制的程序有條不紊地進行循環。在程序運行過程中所需要的發動機工況信息由各種傳感器提供。

當曲軸位置傳感器CPS檢測的發動機轉速與轉角信號(脈衝信號)、進氣歧管壓力傳感器MAP檢測的負荷信號（模擬信號）()和冷卻液温度傳感器CTS檢測的温度信號(模擬信號)等輸入ECU後，首先通過輸入迴路進行信號處理。如果是數字信號，就根據CPU的安排經緩衝器和I/O接口電路直接進入CPU。如果是模擬信號，則首先經過模/數（A/D）轉換器轉換成數字信號，以便數字式單片機處理，然後才能經I/O接口電路輸入CPU。大多數信息暫時存儲在RAM中，根據控制指令再從RAM傳送到CPU。

下一步是將預先存儲在ROM中的最佳試驗數據引入CPU，將傳感器輸入的信息與其進行比較。CPU將來自傳感器的各種信息依次取樣，與最佳試驗數據進行邏輯運算，通過比較作出判定結果併發出指令信號，經I/O接口電路、輸出迴路控制執行器動作。如果是噴油器驅動信號，就控制噴油開始時刻、噴油持續時間，完成控制噴油功能；如果是點火器驅動信號，就控制點火導通角和點火時刻，完成控制點火功能。如果執行器需要線性電流量驅動，單片機就控制佔空比來控制輸出迴路導通與截止，使流過執行器電磁線圈的平均電流線性增大或減小。

發動機工作時，微機運行速度相當快，如點火時刻控制，每秒鐘可以修正上百次，因此控制精度很高，點火時刻十分準確。 ^[3] 

⑴適應ECU的具體工作環境，採用可靠性設計；

⑵電路採用模塊化設計方法；

⑶採用低功耗高性能的元器件、簡化電路、降低功耗、提高控制精度；

⑷採用車上低壓電池供電，選用先進的開關電源；

(5)系統具有較好的抗振和抗電磁干擾能力，能在各種環境温度下可靠工作；

(6)ECU硬件系統安裝調試方便，便於維修，質量輕；

(7)採用標準化開放式設計方法，便於系統的擴展、移植和修改；

(8)在軟件設計中，採用層狀結構體系和模塊化技術便於修改和擴展。