ECU--汽车电子控制系统的核心技术
一、ECU的定义及主要厂家
ECU原来指的是engine control unit,即发动机控制单元,特指电喷发动机的电子控制系统。但是随着汽车电子的迅速发展,ECU的定义也发生了巨大的变化,变成了electronic control unit即电子控制单元,泛指汽车上所有电子控制系统,可以是转向ECU,也可以是调速ECU,空调ECU等,而原来的发动机ECU有很多的公司称之为EMS,engine management system。随着汽车电子自动化程度的越来越高,汽车零部件中也出现了越来越多的ECU参与其中,线路之间复杂程度也急剧增加。为了使电路简单化,精细化,小型化,汽车电子中引进了CAN总线来解决这个问题。因为CAN总线能将车辆上多个ECU之间的信息传递形成一个局域网络。有效的解决线路信息传递所带来的复杂化问题。目前博世,德尔福,电装,大陆的VDO等都是汽车ECU行业的领导者。
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二、ECU的基本组成
简单地说,ECU由微机和外围电路组成。而微机就是在一块芯片上集成了微处理器(CPU),
存储器和输入/输出接口的单元。ECU的主要部分是微机,而核心部件是CPU。输入电路接受传感器和其它装置输入的信号,对信号进行过滤处理和放大,然后转换成一定伏特的输入电平。从传感器送到ECU输入电路的信号既有模拟信号也有数字信号,输入电路中的模/数转换器可以将模拟信号转换为数字信号,然后传递给微机。微机将上述已经预处理过的信号进行运算处理,并将处理数据送至输出电路。输出电路将数字信息的功率放大,有些还要还原为模拟信号,使其驱动被控的调节伺服元件工作。,例如继电器和开关等。因此,ECU实际上是一个“电子控制单元”(Electronic Control Unit),它是由输入处理电路、微处理器(单片机)、输出处理电路、系统通信电路及电源电路组成,的结构如图1所示
图1 
                                                                                                                                                                                                                                                                             
详细的来说,ECU一般由CPU,扩展内存,扩展IO口,CAN/LIN总线收发控制器,A/D D/A转换口(有时集成在CPU中),PWM脉宽调制,PID控制,电压控制,看门狗,散热片,和其他一些电子元器件组成,特定功能的ECU还带有诸如红外线收发器、传感器、DSP数字信号处理器,脉冲发生器,脉冲分配器,电机驱动单元,放大单元,强弱电隔离等元器件。整块电路板设计安装与一个铝质盒内,通过卡扣或者螺钉方便安装于车身钣金上。ECU一般采用通用且功能集成,开发容易的CPU;软件一般用C语言来编写,并且提供了丰富的驱动程序库和函数库,有编程器,仿真器,仿真软件,还有用于calibration的软件。下面的图2是使用较普遍的一种结构类型。
图2
三、ECU的基本机构体系
汽车电子控制系统:包括硬件和软件两部分,硬件有电子控制单元(Electronic Control Unite)及其接口、传感器、执行机构、显示机构等;软件存储在ECU中支配电子控制系统完成实时测控功能。汽车上的大部分电子控制系统中的ECU电路结构大同小异,其控制功能的变化主要依赖于软件及输入、输出模块的功能变化,随控制系统所要完成的任务不同而不同, 而ECU的基本结构体系包括输入处理电路、微处理器、输出处理电路、电源电路。