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

輸入設(shè)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(hào)主要是傳感器或開關(guān)產(chǎn)生的電信號(hào)。一般輸入計(jì)算機(jī)的信號(hào)都是電壓信號(hào)，分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，如圖1-1所示。

模擬信號(hào)是指在給定范圍內(nèi)為無窮可變的電壓信號(hào)，來自傳感器的信號(hào)大都是模擬電壓信號(hào)。數(shù)字信號(hào)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(jì)算機(jī)技術(shù)，與以往的模擬電路相比，信號(hào)處理的速度和容量都大大提高，而計(jì)算機(jī)中的中央處理器所能接收的信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。

簡(jiǎn)單的數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，如由駕駛員操作的開關(guān)。當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，ECU內(nèi)A點(diǎn)的電壓信號(hào)為5V；當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電子控制單元中A點(diǎn)的電壓為零。該開關(guān)只能用作“是-否”或“開-?！惫ぷ鳡顟B(tài)的輸入信號(hào)。

二.ECU由輸入接口、計(jì)算機(jī)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(hào)經(jīng)過輸入回路的濾波、整形、放大后，才能送到CPU進(jìn)行運(yùn)算，如圖1-3所示。由于傳感器檢測(cè)到的信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)只能接收數(shù)字信號(hào)，因此需要使用輸入接口電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，即使用輸入接口中的A/D轉(zhuǎn)換器，如圖1-4所示。2.計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)

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(jì)算機(jī)接收來自傳感器或開關(guān)的電信號(hào)，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(hào)處理成輸出信號(hào)。指令、車輛參數(shù)、操作數(shù)據(jù)和故障信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。

1—傳感器；2-模擬信號(hào)；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(hào)；9—致動(dòng)器；10—記憶；11—調(diào)壓器計(jì)算機(jī)3的組成。輸出接口

在處理輸入信號(hào)后，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)輸出的電信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，而有些執(zhí)行器需要計(jì)算機(jī)輸出模擬信號(hào)。因此，輸出接口需要一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器。同時(shí)，由于計(jì)算機(jī)輸出的電信號(hào)較弱，無法直接控制執(zhí)行機(jī)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(dòng)器，如圖1-6所示。計(jì)算機(jī)的輸出信號(hào)控制三極管的通斷，從而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的接地電路。

第三，執(zhí)行機(jī)構(gòu)

根據(jù)電子控制單元輸出的控制信號(hào)，完成所需的機(jī)械動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)某一系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制。執(zhí)行器將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方式有很多，按實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的元器件是電磁線圈、微型電機(jī)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(xì)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(zhǎng)期電流消耗，直線圈采用兩個(gè)線圈，即閉合線圈和定位線圈，如圖1-8所示。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電池同時(shí)向兩個(gè)線圈供電，直到柱塞接近行程終點(diǎn)，一對(duì)觸點(diǎn)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(diǎn)。圖1-8單向電磁線圈1-On起動(dòng)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(gè)方向上線性移動(dòng)，可以使用兩個(gè)差動(dòng)線圈。當(dāng)線圈B通電時(shí)，柱塞向右移動(dòng)；當(dāng)線圈A通電時(shí)，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(dòng)，但行程短，只有8毫米，因此，線圈柱塞通常連接一個(gè)突出的臂或杠桿，以增加行程，使其得到更廣泛的應(yīng)用。

交叉線圈，如圖1-10所示。

由兩個(gè)正交線圈、磁性轉(zhuǎn)子和指針組成的轉(zhuǎn)子。兩個(gè)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(qiáng)度和方向以及兩個(gè)線圈形成的磁場(chǎng)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(duì)應(yīng)于車速，并指示車速為零。2.微電機(jī)致動(dòng)器

微電機(jī)執(zhí)行器根據(jù)微電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，通常分為直線微電機(jī)和旋轉(zhuǎn)微電機(jī)。直線微電機(jī)分為活動(dòng)繞組電機(jī)和活動(dòng)磁電機(jī)。旋轉(zhuǎn)微電機(jī)分為步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)有三種類型:永磁型、變磁阻型和混合式，常用于汽車。