第一章　汽车电子控制器概述

第一节　汽车电子控制器基本组成

一、汽车电子控制器组成

电子控制器（ECU），是电子控制系统的核心部件，用于对各传感器及开关等输入信号的预处理、分析、判断，并根据信号处理的结果输出控制信号，控制执行器工作。ECU由微处理器、输入电路、输出电路等组成，见图1-1。

二、输入电路

输入电路对从传感器、开关和其他输入装置的信号进行预处理，可以简单地说就是除杂波和把正弦波变为矩形波，并转换成输入电平（符合计算机要求幅值的矩形波）。

A/D转换器将模拟信号转变为数字信号。从传感器和其他输入装置输入ECU的信号有模拟信号和数字信号。空气流量传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器（线性输出式）等，向ECU输出的是模拟信号，这是变化缓慢的连续信号。它们经输入电路处理后，都已变成具有一定幅值的模拟电压信号，但微处理器不能直接处理，还必须用A/D转换器把这种信号转换成数字信号。

数字信号需要通过电平转换，得到计算机接收的信号。对超过电源电压、电压在正负之间变化、带有较高的振荡或噪声、带有波动电压等输入信号，输入电路也对其进行转换处理。电子控制器还需要通过输入电路向传感器提供稳定的5V电源，为传感器提供能正确识别被监测参量的电信号。输入电路见图1-2。

三、输出电路

微处理器输出的信号往往用作控制电磁阀、指示灯、步进电动机等。微处理器输出信号功率小，使用+5V的电压，汽车上执行机构的电源大多数是蓄电池，需要将微处理器的控制信号通过输出电路处理后再驱动执行机构。

电子控制器中输出电路的作用是将CPU经I/O输出的控制指令转换为驱动执行器工作的控制信号，使执行器按微处理器的指令动作。电子控制器输出电路通常由信号转换电路和驱动电路组成。

微处理器经I/O输出的控制信号是二进制代码，不能直接控制执行器，需由信号转换电路将微处理器的控制指令转换为相应的控制脉冲，再经驱动电路控制执行器工作。

执行器驱动电路根据执行器电源电压的不同，可分为车载电源供电方式和ECU供电方式两种。喷油器、点火线圈、继电器及各种电磁阀等执行器等，这些都是车载电源直接供电的高电压驱动电路，控制电路端子连接电子控制器。

在输出电路中，一般采用大功率三极管控制执行器电路的搭铁回路，微型计算机输出的信号控制该晶体管导通和截止。如在控制喷油器的输出电路中，大功率三极管的导通和截止为喷油器提供具有一定宽度的脉冲驱动信号。喷油器驱动电路见图1-3。

电子控制系统中的指示灯和警告灯等执行器，由控制器内部电源向执行器提供电流，这些都是电子控制单元提供的5V电压供电的低电压驱动电路。

四、微控制器

简单地说，微控制器把各种传感器、开关和其他输入装置送来的信号进行运算处理，并把处理结果送至输出电路。

微控制器首先完成传感器信号的A/D转换、周期脉冲信号测量和其他有关汽车行驶状态信号的输入处理，然后计算并控制所需的输出值，按要求适时地向执行机构发送控制信号。

五、电源电路

ECU一般带有电池和内置电源电路，以保证微处理器及其接口电路工作在+5V的电压下。即使在发动机启动工况等使汽车蓄电池电压有较大波动时，也能提供+5V的稳定电压，从而保证系统的正常工作。

如果测量+5V供电的传感器有+5V电压，则说明控制器内部电源模块正常工作，关键问题出在外部电路。如果没有+5V电压，则说明供电电路不正常。