1.3 汽车电子控制系统的基本组成
汽车电子控制系统主要由信号输入装置、ECU和执行器等组成。
1.3.1 信号输入装置
信号输入装置包括各种传感器和开关。车用传感器有两类，一类用于控制汽车运行状态，另一类让驾驶员了解某些信息和状态（如冷却液温度、润滑油压力、燃油量等）。车用传感器的类型及功能见表1-2。
表1-2 车用传感器的类型和功能
输入信号主要是由传感器或开关产生的电信号，输入计算机的信号通常为电压信号，电压信号分模拟信号和数字信号两类，如图1.2所示。模拟信号是指在给定范围内无穷可变的信号，来自传感器的信号大都是模拟信号。数字信号是指通—断、高—低或有—无等3种状态中的一种。中央处理器（CPU）接收的信号为数字信号。
图1.2 输入信号
简单的数字信号发生器，如驾驶员操纵的开关，如图1.2（c）所示，当开关断开时，ECU A点处电压信号为5V；当开关闭合时，ECU A点处电压为0V。对于只需要“是—否”或“闭合—断开”的工作状态，都可以用开关作输入信号，开关通常控制搭铁。
1.3.2 控制器
控制器，即电子控制单元（ECU），由输入接口、计算机和输出接口等组成，如图1.3所示。其基本功能如下。
图1.3 ECU的基本结构
信号输入：计算机接收来自传感器或开关的电信号，并对传感器提供基准工作电压（2V、5V、9V或12V）。
图1.4 输入回路
信号处理：采集输入信息，通过逻辑电路将输入信号加工成输出信号。
储存：程序指令、车辆参数、运算数据及故障信息等被存入存储器。
信号输出：计算机将输入信号处理后，调用程序指令，向执行器发出控制命令或向仪表板输出其他信息。
1．输入接口
输入接口也称为输入回路，来自传感器的信号要经过输入回路滤波、整形、放大等处理后，才能送到CPU进行运算，如图1.4所示。由于传感器检测的信号有模拟信号和数字信号两类，而计算机只能接收数字信号，因此要用输入接口电路将模拟信号转换成数字信号，即在输入接口中采用A/D（模拟/数字）转换器，如图1.5所示。
图1.5 信号转换
1—传感器；2—模拟信号；3—放大器；4—A/D转换器；5—CPU;6—D/A转换器；7—功率晶体管（或驱动器）;8—模拟信号；9—执行器；10—存储器；11—稳压器
2．计算机
计算机（微机）由输入和输出、CPU、存储器、地址总线和数据总线等组成，如图1.6所示。
图1.6 计算机的组成
3．输出接口
计算机输出的电信号是数字信号，而有些执行器需要计算机输出模拟信号。因此，输出接口需要D/A（数/模）转换器。同时，由于计算机输出的电信号较弱，不能直接控制执行器，因此输出电路中大多采用由大功率晶体管组成的输出驱动器（图1.7），由计算机输出信号控制晶体管的导通与截止，从而控制执行器的搭铁回路。
图1.7 输出回路
1.3.3 执行器
执行器根据ECU输出的控制信号执行某项控制功能，常用执行器见表1-3。
表1-3 常用执行器
复习思考题
1．简述汽车电子控制技术的发展历程。
2．简述电子控制技术在汽车上的应用概况。
3．简述汽车电子控制系统的基本组成。
4．汽车电子控制技术的发展趋势主要有哪些？