第一章汽車電子控制技術概論2023/12/28第一章汽車電子控制技術概論

第一節汽車電子控制系統的應用一、電子控制系統在汽車發動機上的應用為了提高汽車的動力性、經濟性和排放性能，汽車發動機率先采用了電子控制系統。目前，汽車發動機普遍采用的電子控制系統主要有以下幾種:(1)電子控制發動機燃油噴射系統EFI(EngineFuelInjectionSystem);(2)微機控制發動機點火系統MCIS(MicrocomputerControlIgnitionSystem);(3)發動機空燃比反饋控制系統AFC(AirFuelRatioFeedbackControlSystem);(4)發動機怠速控制系統ISCS(IdleSpeedControlSystem);(5)發動機斷油控制系統SFIS(SeverFuelInjectionSystem);(6)發動機爆震控制系統EDCS(EngineDetonationControlSystem);

下一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第一節汽車電子控制系統的應用(7)加速踏板控制系統EAP(ElectronicControlAcceleratorPedalSystem);(8)發動機進氣控制系統EIACS(EngineIntakeAirControlSystem);(9)燃油蒸汽回收系統FECS(FuelEvaporativeEmissionControlSystem);(10)廢氣再循環控制系統EGR(ExhaustGasRecirculationControlSystem);(11)可變氣門定時控制系統VVT(VolatileValveTimingControlSystem);(12)汽車巡航控制系統CCS(VehicleCruiseControlSystem);(13)車載故障自診斷系統()BD(OnBoardSelf-DiagnosisSystem)下一頁上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第一節汽車電子控制系統的應用二、電子控制系統在汽車底盤上的應用在汽車底盤上采用的電子控制系統主要有以下幾種:(1)電子控制自動變速系統ECT(ElectronicControlledTransmissionSystem);(2)防抱死制動系統ABS(Anti-lockBrakingSystem或Anti-SkidBrakingSystem);(3)電子控制制動力分配系統EBD(ElectronicBrakeforceDistributingSystem);(4)電子控制制動輔助系統EBA(ElectronicBrakeAssistSystem);(5)車身穩定性控制系統VSC(VehicleStahilityControl)或車身動態穩定性控制系統DSC(DynamicStabilityControlSystem)或電子控制穩定性程序ESP(ElectronicallyControlledStahilityProgram);

下一頁上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第一節汽車電子控制系統的應用(6)驅動輪防滑轉調節系統ASR(AccelerationSlipRegulationSystem)或牽引力控制系統TCS/TRC(TractionForceControlSystem);(7)電子調節懸架系統EMS(ElectronicModulatedSuspensionSystem);(8)電子控制動力轉向系統EPS(ElectronicallyControlledPowerSteeringSystem);(9)輪胎中央充放氣系統CIDC(CentralInflateandDeflateControlSystem);(10)自動驅動管理系統ADM(AutomaticDrive-trainManagementSystem);(11)差速器鎖止控制系統VDLS(VehicleDifferentialLockControlSystem)下一頁上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第一節汽車電子控制系統的應用三、電子控制系統在汽車車身上的應用在汽車車身上采用的電子控制系統主要有以下幾種:(1)輔助防護安全氣囊系統SRS(SupplementalRestraintSystemAirBag);(2)安全帶緊急收縮觸發系統SRTS(Seat-BeltEmergencyRetractingTriggeringSystem(3)座椅位置調節系統SAMS(SeatAdjustmentPositionMemorySystem);(4)雷達車距報警系統RPW(RadarProximityWarningSystem);(5)倒車報警系統RVAS(ReverseVehicleAlarmSystem);(6)防盜報警系統DATA(GuardAgainstTheftandAlarmSystem);下一頁上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第一節汽車電子控制系統的應用(7)中央門鎖控制系統CLCS(CentralLockingControlSystem);(8)前照火J控制與清洗系統HAW(HeadlampAdjustmentandWashSystem);(9)擋風玻璃刮水與清洗控制系統WWCS(Wash/WipeControlSystem);(10)自動采暖通風與空氣調節系統AHVC(AutomaticHeatingVentilatingAir-ConditioningSystem);(11)車載局域網LAN(LocalAreaNetwork);(12)車載計算機OBC(On-BoardComputer);(13)車載電話CT(CarTelephone);(14)交通控制與通信系統TCIS(TrafficControlandInformationSystem);

下一頁上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第一節汽車電子控制系統的應用(15)信息顯示系統IDS(InformationDisplaySystem);(16)聲音復制系統ESR(ElectronicSpeechReproductionSystem);(17)液面與磨損監控系統FWMS(FluidsandFearPartsMonitoringSystems);(18)維修周期顯示系統LSID(Load-DependentServiceIntervalDisplaySystem)上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第二節汽車電子控制技術的發展一、汽車電子控制技術發展概況汽車電子控制技術的發展過程，大致可分為電子電路控制、微型計算機控制和車載局域網控制三個階段第一階段(1953-1975年):電子電路控制階段，即采用分立電子元件或集成電路組成電子控制器進行控制。汽車電子設備主要采用分立電子元件組成電子控制器，從而揭開了汽車電子時代的序幕。主要產品有二極管整流式交流發電機、電子式電壓調節器、電子式點火控制器、電子式閃光器、電子式間歇刮水控制器、晶體管收音機、數字時鐘等下一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第二節汽車電子控制技術的發展第二階段(1976-1999年):微型計算機控制階段，即采用模擬計算機或數字計算機進行控制，控制技術向智能化方向發展。汽車電子設備普遍采用8位、16位或32位字長的微處理器進行控制，主要開發研制專用的獨立控制系統和綜合控制系統。主要產品有微機控制發動機點火系統、電子控制發動機燃油噴射系統、發動機燃油噴射與點火綜合控制系統、發動機空燃比反饋控制系統、巡航控制系統、電子控制自動變速系統、防抱死制動系統、牽引力控制系統、四輪轉向控制系統、車身高度自動調節系統、輪胎氣壓控制系統、安全氣囊系統、座椅安全帶收緊系統、自動防追尾碰撞系統、前照燈光束自動控制系統、超速報警系統、車輛防盜系統、電子控制門鎖系統、自動除霜系統、通信與導航協調系統、安全駕駛監測與警告系統和故障自診斷系統等。下一頁上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第二節汽車電子控制技術的發展第三階段(2000年以后):車載局域網控制階段，即采用車載局域網LANDLocalAreaNetwork)對汽車電器與電子控制系統進行控制。汽車采用網絡技術的根本目的:一是減少汽車線束;二是實現快速通信。二、汽車技術發展面臨的問題(一)能源緊缺問題能源既是國民經濟發展的動力，也是衡量綜合國力、國家文明發達程度和人民生活水平的重要指標。人類社會發展的歷史證明，能源對生產力的發展和社會變革都帶來了重大而深遠的影響。長期以來，汽車運輸、鐵路運輸、航空運輸和航海運輸都是以石油與石油制品作為主要能源。除此之外，石油也是國防工業、化學工業、冶金工業和機械工業等各個領域的重要能源和原料。隨著人類生活條件的改善和生活水平的提高，世界汽車和國產汽車年產量、保有量及其消耗石油量逐年增加是必然的。下一頁上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第二節汽車電子控制技術的發展(二)環境保護問題目前，環境保護已經成為人類社會可持續發展戰略的核心問題。環境保護問題既是影響世界各國能源決策和科技導向的關鍵因素，同時也是促進能源科技發展的巨大動力。20世紀建立起來的龐大能源體系已無法適應未來社會對高效、清潔、經濟、安全的能源體系的要求，能源發展正面臨著巨大的挑戰。(三)交通安全問題據世界衛生組織統計，全世界一年中死于車禍的人數約100萬人，其中超過1萬人的有11個國家。下一頁上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第二節汽車電子控制技術的發展三、汽車技術發展對策(1)采用電子控制技術，提高汽車整體性能;(2)實施嚴格的油耗、排放和安全法規;(3)開發利用新能源、汽車燃用替代燃料;(4)開發電動汽車、混合動力汽車和其他新型燃料汽車。上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第三節汽車電子控制系統的分類一、按控制對象分類根據控制對象不同，汽車電子控制系統可分為發動機電子控制系統、底盤電子控制系統和車身電子控制系統三大類。具體分類情況如第一節電子技術在汽車上的應用所述。二、按控制目標分類根據控制目標不同，汽車電子控制系統可分為動力性、經濟性與排放性、安全性、舒適性、操縱性和通過性控制系統六種類型，主要控制項目和控制功能如表1-1所示。其中，經濟性與排放性控制系統具有雙重功能，既能降低燃油消耗量，又能降低有害氣體的排放量返回第一章汽車電子控制技術概論第四節汽車電子控制系統的組成一、汽車電子控制系統的基本組成汽車車型不同、檔次不同，采用電子控制系統的多少也不盡相同。但是，汽車上每一個電子控制系統的基本結構都是由傳感器(傳感元件)與開關信號、電控單元ECU(ElectronicControlUnit)和執行器(執行元件)三部分組成，如圖1一3所示，這是汽車電子控制系統的共同特點。(一)傳感器傳感器是將各種非電量(物理量、化學量、生物量等)按一定規律轉換成便于傳輸和處理的另一種物理量(一般為電量)的裝置。

下一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第四節汽車電子控制系統的組成傳感器相當于人的眼、耳、鼻、舌、身等五官。在汽車電子控制系統中，傳感器的功用是將汽車各部件運行的狀態參數(各種非電量信號)轉換成電量信號并輸送到各種電控單元。車用傳感器安裝在汽車上的不同部位。汽車型號和檔次不同，裝備傳感器的多少也不相同。有的汽車只有幾只傳感器(如發動機控制系統只有6~8只)，有的汽車裝備有50多只傳感器。一般來說，汽車裝備傳感器越多，則其檔次就越高。下一頁上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第四節汽車電子控制系統的組成(二)電控單元ECU汽車電子控制單元(ECU)簡稱電控單元，又稱為汽車電子控制器或汽車電子控制組件，俗稱“汽車電腦”。電控單元是以單片微型計算機(即單片機)為核心所組成的電子控制裝置，具有強大的數學運算、邏輯判斷、數據處理與數據管理等功能。電控單元是汽車電子控制系統的控制中心，其主要功用是分析處理傳感器采集的各種信息，并向受控裝置(即執行器或執行元件)發出控制指令。下一頁上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第四節汽車電子控制系統的組成(三)執行器執行器又稱為執行元件，是電子控制系統的執行機構。執行器的功用是接收電控單元ECU)發出的指令，完成具體的執行動作。二、汽車發動機電子控制系統的組成發動機電子控制系統EEC或EELS(EngineElectronicControlSystem)又稱為發動機管理系統EMS(EngineManagementSystem)。桑塔納2000GSi,3000型轎車采用了莫特朗尼克(Motronic)M3.8.2型發動機，其電子控制系統的結構簡圖如圖1一4所示(圖注中代號G70,G28等為原廠維修資料代號)，系統采用的控制部件及其安裝位置分別如圖1一5和圖1一6所示)下一頁上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第四節汽車電子控制系統的組成(一)發動機傳感器與開關信號1.傳感器桑塔納2000GSi,3000型轎車發動機電子控制系統采用的傳感器有空氣流量傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、怠速節氣門位置傳感器和節氣門位置傳感器(兩只傳感器與節氣門控制組件J338制作成一體)、冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、氧傳感器、爆震傳感器和車速傳感器。節氣門控制組件J338又稱為節流閥體，由怠速節氣門位置傳感器G88、節氣門位置傳感器G69、怠速控制電機V60和怠速開關F60組成。怠速節氣門位置傳感器G88安裝在節流閥體內并與怠速控制電機V60連接在一起;節氣門位置傳感器G69安裝在節氣門軸上。兩只節氣門位置傳感器的功用都是檢測節氣門開度信號并輸入電控單元J220。在M3.8.2型發動機電子控制系統中，發動機怠速時的進氣量采用了直接控制節氣門開度的方式進行控制，下一頁上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第四節汽車電子控制系統的組成所以當發動機在怠速范圍內工作時，電控單元J220將根據怠速節氣門位置傳感器G88提供的信號調節怠速時的節氣門開度;當發動機工作在怠速以外的工況時，電控單元J220將根據節氣門位置傳感器(;69提供的信號進行控制。2.開關信號在汽車電子控制系統中，不僅采用了傳感器信號，而且采用了開關信號。桑塔納2000GSi,3000型轎車發動機電子控制系統采用的開關信號有以下幾種:(1)點火開關信號IGN(IgnitionSwitch)，當點火開關接通“點火(IG)"擋位時，向電控單元(ECU輸人一個高電平信號(2)啟動開關信號STA(StartSwitch)，當點火開關接通“啟動(ST)"擋位時，向電控單元(ECU輸人一個高電平信號。

下一頁上一頁返回第一章汽車電子控制技術概論第四節汽車電子控制系統的組成(3)空調開關信號A/C(AirConditioning)，當空調開關接通時，向電控單元提供接通空調系統的信號。(4)電源電壓信號UBAT，向電控單元提供蓄電池端電壓信號(5)空擋安全開關信號NSW(NeutralSecuritySwitc