汽車底盤電子控制系統(tǒng)主要由信號輸入裝置、電子控制單元和執(zhí)行器組成。一、信號輸入設備信號

輸入設備包括各種傳感器和開關(guān)。車輛傳感器的類型和功能見表1-2。輸入信號主要是傳感器或開關(guān)產(chǎn)生的電信號。一般輸入計算機的信號都是電壓信號，分為模擬信號和數(shù)字信號，如圖1-1所示。

模擬信號是指在給定范圍內(nèi)為無窮可變的電壓信號，來自傳感器的信號大都是模擬電壓信號。數(shù)字信號是指通—斷、高—低或有—無等兩種狀態(tài)中的一種。在汽車電控系統(tǒng)中，由于采用了計算機技術(shù)，與以往的模擬電路相比，信號處理的速度和容量都大大提高，而計算機中的中央處理器所能接收的信號為數(shù)字信號。

簡單的數(shù)字信號發(fā)生器，如由駕駛員操作的開關(guān)。當開關(guān)接通時，ECU內(nèi)A點的電壓信號為5V；當開關(guān)閉合時，電子控制單元中A點的電壓為零。該開關(guān)只能用作“是-否”或“開-停”工作狀態(tài)的輸入信號。

二.ECU由輸入接口、計算機和輸出接口組成，如圖1-2所示。1.輸入接口

輸入接口也稱為輸入循環(huán)。來自傳感器的信號經(jīng)過輸入回路的濾波、整形、放大后，才能送到CPU進行運算，如圖1-3所示。由于傳感器檢測到的信號包括模擬信號和數(shù)字信號，計算機只能接收數(shù)字信號，因此需要使用輸入接口電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，即使用輸入接口中的A/D轉(zhuǎn)換器，如圖1-4所示。2.計算機計算機

它由內(nèi)存、CPU、地址總線和數(shù)據(jù)總線組成，如圖1-5所示。計算機接收來自傳感器或開關(guān)的電信號，并向傳感器提供參考工作電壓。中央處理器收集輸入信息，通過邏輯電路將輸入信號處理成輸出信號。指令、車輛參數(shù)、操作數(shù)據(jù)和故障信息存儲在存儲器中。

1—傳感器；2-模擬信號；3—放大器；4位模數(shù)轉(zhuǎn)換器；5—CPU；6-D模數(shù)轉(zhuǎn)換器；7—功率三極管；8—模擬信號；9—致動器；10—記憶；11—調(diào)壓器計算機3的組成。輸出接口

在處理輸入信號后，計算機調(diào)用程序指令，然后向執(zhí)行器發(fā)送控制命令或向儀表板輸出其他信息。計算機輸出的電信號是數(shù)字信號，而有些執(zhí)行器需要計算機輸出模擬信號。因此，輸出接口需要一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器。同時，由于計算機輸出的電信號較弱，無法直接控制執(zhí)行機構(gòu)。因此，大多數(shù)輸出電路使用由大功率三極管組成的輸出驅(qū)動器，如圖1-6所示。計算機的輸出信號控制三極管的通斷，從而控制執(zhí)行機構(gòu)的接地電路。

第三，執(zhí)行機構(gòu)

根據(jù)電子控制單元輸出的控制信號，完成所需的機械動作，實現(xiàn)對某一系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制。執(zhí)行器將電信號轉(zhuǎn)化為機械運動的方式有很多，按實現(xiàn)機械運動的形式可分為線性執(zhí)行器和旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器。從具體結(jié)構(gòu)來看，真正實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的元器件是電磁線圈、微型電機等。圖1-6輸出電路

1.電磁線圈執(zhí)行器

常見的電磁線圈執(zhí)行器有三種:單向電磁線圈、雙向電磁線圈和交叉線圈。

單向電磁線圈如圖1-7所示。

直電磁線圈的線軸上繞有多匝漆包細銅線，柱塞芯可以在線軸上做一條直線。

通常情況下，為了減少電磁線圈的長期電流消耗，直線圈采用兩個線圈，即閉合線圈和定位線圈，如圖1-8所示。當開關(guān)閉合時，電池同時向兩個線圈供電，直到柱塞接近行程終點，一對觸點斷開，切斷閉合線圈的電路，只要定位線圈仍通電，柱塞就保持在行程終點。圖1-8單向電磁線圈1-On起動器的工作原理；2-連接蓄電池；3-關(guān)閉線圈；4—定位線圈雙作用電磁線圈，如圖1-9所示。

如果柱塞在兩個方向上線性移動，可以使用兩個差動線圈。當線圈B通電時，柱塞向右移動；當線圈A通電時，柱塞移回左側(cè)。電磁線圈產(chǎn)生的力大，可以使柱塞快速移動，但行程短，只有8毫米，因此，線圈柱塞通常連接一個突出的臂或杠桿，以增加行程，使其得到更廣泛的應用。

交叉線圈，如圖1-10所示。

由兩個正交線圈、磁性轉(zhuǎn)子和指針組成的轉(zhuǎn)子。兩個線圈L1和L2每隔90度纏繞在永磁體轉(zhuǎn)子的外側(cè)，通過線圈的電流強度和方向以及兩個線圈形成的磁場合力發(fā)生變化，使轉(zhuǎn)子在任意位置旋轉(zhuǎn)。相位為90度的正弦波電流通過線圈L1和L2，這對應于車速，并指示車速為零。2.微電機致動器

微電機執(zhí)行器根據(jù)微電機實現(xiàn)機械運動，通常分為直線微電機和旋轉(zhuǎn)微電機。直線微電機分為活動繞組電機和活動磁電機。旋轉(zhuǎn)微電機分為步進電機和伺服電機。步進電機有三種類型:永磁型、變磁阻型和混合式，常用于汽車。