汽車電子控制系統(tǒng)核心

1、2021-10-19演示文稿1汽車電子控制系統(tǒng)的核心汽車電子控制系統(tǒng)的核心uECU的基本結構與功能v汽車電子系統(tǒng)設計wECU的檢測與評估xECU功能的發(fā)展 2021-10-19演示文稿2核心核心ECU*ECUElectronic Control Unit是電子控制系統(tǒng)的核心，軟件則存儲ECU中支配電子控制系統(tǒng)完成實時測控功能，包括各種數據采集、計算處理、輸出控制、系統(tǒng)控制與自診斷等。2021-10-19演示文稿3核心核心ECU2021-10-19演示文稿4ECU的構成的構成nA/D轉換n輸入處理電路n微處理器n輸出電路n電源A/D輸出處理微處理器電源電路輸入處理電源數字信號模擬信號電磁閥電機指

2、示燈ECU輸入輸入輸出輸出1.采樣保持采樣保持t0vI(t)A / D轉換器轉換器t0vSTSCHSvI(t)vI( t )t0vI (t)連續(xù)時間信號連續(xù)時間信號離散時間信號離散時間信號2021-10-19演示文稿6 經量化后的信號幅值均為經量化后的信號幅值均為 的整數倍。的整數倍。A / D轉換器轉換器方式一：只舍不入量化方式方式一：只舍不入量化方式0VvI1/8V 則量化為則量化為0 =0V； 將連續(xù)的模擬電壓近似成離散的量化電平將連續(xù)的模擬電壓近似成離散的量化電平1/8VvI2/8V 則量化為則量化為1 =1/8V；7/8VvI1V 則量化為則量化為7 =7/8V。1/82/83/84

3、/85/86/87/80vI/Vt1思考：最大量化誤差為多少？思考：最大量化誤差為多少？在量化過程中會產生誤差，稱為在量化過程中會產生誤差，稱為量化誤差量化誤差。2021-10-19演示文稿70VvI1/16V 則量化為則量化為0 =0V； A / D轉換器轉換器取兩個離散電平中的相近值作為量化電平。取兩個離散電平中的相近值作為量化電平。量化誤差為量化誤差為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實際的在實際的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 則量化為則量化為1 =1/8V；13/16VvI15/16V 則量化為

4、則量化為7 =7/8V。1/82/83/84/85/86/87/80vI/Vt11/163/165/167/169/1611/1613/1615/162021-10-19演示文稿8輸入處理電路模擬信號轉換成數字信號數字信號（包括開關信號）脈沖信號輸入處理電路+12v0v+5v0v2021-10-19演示文稿9微處理器微處理器CPU核Clock（程序）（數據）特殊功能Timer/countA/DPWMOSDSIOInterruptDisplay driver地址總線控制總線數據總線輸入端口輸出端口口2021-10-19演示文稿10輸出處理電路輸出處理電路微處理器噴射信號輸出功率驅動信號噴射器功率

5、放大2021-10-19演示文稿11輸出處理電路輸出處理電路*微處理器輸出的信號往往被用作控制電磁閥的電流信號、指示燈的開關信號、規(guī)定的周期脈沖信號、用于驅動步進電機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)行機構的電源大多數是蓄電池，而微處理器所使用的是的電壓，所以不能直接驅動執(zhí)行機構，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動執(zhí)行機構。2021-10-19演示文稿12電源電路電源電路蓄電池電壓v時間發(fā)動機開始啟動啟動結束一般帶有電池和內置電一般帶有電池和內置電源電路以保證微處理器及其接源電路以保證微處理器及其接口電路工作在

6、的電壓下?？陔娐饭ぷ髟诘碾妷合?。2021-10-19演示文稿13汽車電子系統(tǒng)設計n汽車電子系統(tǒng)的總體設計n控制程序開發(fā)過程n控制程序流程nECU抗干擾設計2021-10-19演示文稿14汽車電子系統(tǒng)的總體設計汽車電子系統(tǒng)的總體設計系統(tǒng)結構綜合描述系統(tǒng)需求模型系統(tǒng)結構模型系統(tǒng)需求模型設計系統(tǒng)結構模型設計系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)集成設計2021-10-19演示文稿15控制程序開發(fā)過程控制程序開發(fā)過程開始控制流程開始編碼源程序編輯譯碼檢查目標程序模擬檢查寫入實際系統(tǒng)調試檢查封裝結束2021-10-19演示文稿16控制程序流程控制程序流程系統(tǒng)加電初始化轉換開關信號輸入發(fā)動機轉速計算噴射量計算噴射輸

7、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診斷處理2021-10-19演示文稿17ECU抗干擾設計n干擾后果：信號錯亂、程序失控、死機。n抗干擾設計：n1、硬件措施： （濾波電路、屏蔽、布線、接地）n2、軟件措施： （數字濾波）2021-10-19演示文稿18ECU的檢測與評估n汽車用ECU的工作環(huán)境nECU的實驗室檢測nECU在實際工作環(huán)境中的檢測2021-10-19演示文稿19汽車用ECU的工作環(huán)境n工作環(huán)境很大程度上決定汽車電子產品的工作性能和工作可靠性。n溫度有高溫、且變化激烈。n濕度潮濕、且導致腐蝕。n振動振動加速度可能高達20g。n電壓波動大（發(fā)動機起動時）。n電磁干擾

8、各種感性元件產生，通過線路或空間通路干擾。2021-10-19演示文稿20ECU的實驗室檢測n有相應的檢測標準n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）n電磁干擾考核：包括線路干擾和空間干擾考核n電壓波動考核：發(fā)動機起動等情況。2021-10-19演示文稿21ECU在實際工作環(huán)境中的檢測n汽車電子產品的基本要求：高可靠性和耐用性n汽車電子實際使用在汽車上，必須進行接近實際情況的綜合測試。n綜合測試：以汽車作為一個整體進行測試，要在實驗中模擬汽車行駛過程所能遇到的各種情況。2021-10-19

9、演示文稿22功能發(fā)展$汽車電子系統(tǒng)綜合化$芯片高度集成化、專業(yè)化$現(xiàn)代理論的引入2021-10-19演示文稿23汽車電子系統(tǒng)綜合化汽車電子系統(tǒng)綜合化目前，電子產品幾乎覆蓋了整個汽車。隨著汽車上實現(xiàn)相對獨立功能的部件控制系統(tǒng)的數量增加，較多的、傳感器和執(zhí)行機構帶來諸多困難。系統(tǒng)診斷和維護不便，故障多、不可靠。2021-10-19演示文稿24？綜合化？綜合化2為了使汽車各個控制系統(tǒng)的功能達到最優(yōu)協(xié)調與匹配，減少傳感器的使用數量，開始采用系統(tǒng)工程和機電一體化的設計方法，計算機網絡技術，通過數據總線將各個聯(lián)結在一起，產生了汽車綜合電子控制系統(tǒng)。2021-10-19演示文稿25？綜合化?。烤C合化！$由此可充分地利用車內空間和現(xiàn)有的電子控制功能，避免了控制功能的重復，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)的可靠性和可維護性。2021-10-19演示文稿26芯片高度專業(yè)化n半導體技術的發(fā)展n專業(yè)控制芯片2021-10-19演示文稿27半導體技術的發(fā)展半導體技術的發(fā)展1196019701980199020001001000001000000000最小尺寸/ um集成水平（每片元件數量）DRAM發(fā)展256M64M16M晶體管2021-10-19演示文稿28控制芯片系統(tǒng)控制芯片系統(tǒng)功能模塊CPURAMROM功能模塊CPURAMROM功能模塊CPURAMROM