汽车电子控制系统
车辆电子控制系统-控制器ECU (2)
信息与报警
⑧ 安全气囊电子控制系统。 ⑨ 汽车安全电子防盗系统。
⑩ 汽车电子仪表。
3.3.2 ECU的基本结构 1. ECU的基本结构
❖ 功用决定结构 功用（1）:将来自传感器的输入
信号进行转换，使其成为能 够处理和分析的信息。
功用（2）:根据控制要求进行算 术运算或逻辑运算。
功用（3）：将运算结果转换成 驱动执行机构工作的信号。
a. A／D转换器(模／数转换器)：
➢ 模/数转换和数/模转换的概念： 能将数字量转换为模拟量的装置称为数/模 转换器，简称D/A转换器或DAC；能将模 拟量转换为数字量的装置称为模/数转换器， 简称A/D转换器或ADC。
DAC和ADC是联系数字系统和模拟系统 的“桥梁”，也可称之为两者之间的接
3.3.2 ECU的基本结构－输入接口 模/数和数/模转换的原理框图：
iv. 逐次比较下去，一直到最低位为止。寄存 器的逻辑状态就是对应于输入电压Ui的输 出数字量。
3.3.2 ECU的基本结构－输入接口 模拟量转换过程示例：
输 入 接 口
3.3.2 ECU的基本结构－输入接口
b. 数字输入调理器（或称数字输入缓冲器）：
➢ 对频率量的处理：
放大、
输
限幅、
整形
入
接
频压
车辆电子控制系统－控制器ECU
收 集 信 息 输入 信息处理器 输出 控 制 部 件
的传感器
(ECU)
的执行器
3.3 电子控制器ECU
3.3.1 ECU概述 ❖ ECU：Electronic Control Unit，
即电子控制单元或电子控制器。 ❖ 不同的名称：
美国通用（GM）：ECM，PCM； 美国福特（Ford）：MCU，EEC 日本丰田（TOYOTA）：EFI。
汽车电子控制系统由那些部分组成
汽车电子控制系统主要由传感器，控制单元和执行器三部分组成。
根据控制功能不同，汽车电子控制系统可为动力性，经济与排放性，安全性，舒适性,操纵性，通过性和信息控制系统七种类型。
根据汽车总体结构，汽车电子控制系统可分为发动机电子控制系统，底盘电子控制系统,车身电子控制系统和综合控制系统四大类. （1）汽车发动机电子控制系统。
它主要包括；电子控制发动机燃油喷射系统（EFI）,空燃比反馈控制系统（AFC），怠速控制系统（ISC），断油控制系统，燃油蒸汽回收控制系统，排气再循环控制系统，加速踏板控制系统（EAP)，微机控制点火系统（MCI），发动机爆震控制系统（EDC），进气控制系统,增压控制系统和汽车巡航控制系统（CCS)第二代车载故障诊断系统(OBD-11）等。
（2）汽车底盘电子控制系统。
它主要包括；电子控制自动变速系统（ECT），防抱死控制系统(ABS)，电子控制制动力分配系统（EBD），电子控制制动辅助系统（EBA），动态稳定控制系统（DSC）,驱动防滑控制系统（ASR)，电子控制动力转向系统（EPS），电子控制悬架系统(ECS）,轮胎气压控制系统（TPC），等。
(3）汽车车身电子控制系统。
它主要包括;辅助防护安全气nan系统（SRS），安全带张紧控制系统（STTS）,车辆保安系统（VESS),中央门锁控制系统（CLCS)，前照灯控制与清洗系统（HAW），刮水器与清洗器控制系统（WWCS），座椅调节系统（SAMS）。
（4）汽车综合控制系统。
它主要包括；维修周期显示系统（LSID）,液面与磨损监控系统(FWMS）,车载计算机（OBC），车载电话（CPH），交通控制与通信系统(TCIS）,信息显示系统(IDS),控制器区域网络系统（CAN），自动空调系统(ACS），雷达车距控制系统,倒车防撞报警系统（PWS)，等.。
汽车发动机电子控制系统
油耗监测与反馈
电子控制系统可以实时监 测汽车的油耗情况，并通 过反馈系统提醒 的未来发展
智能化控制
总结词
随着人工智能和机器学习技术的不断发展，汽车发动机电子控制系统的智能化程度将越来越高，能够实现更加精 准和智能的控制。
详细描述
通过集成人工智能和机器学习算法，汽车发动机电子控制系统能够实时感知车辆状态、驾驶员意图和外部环境信 息，并自动调整发动机的工作参数，以实现最优的动力输出和燃油经济性。同时，智能化控制系统还能预测驾驶 员行为和路况信息，提前进行优化控制，提高驾驶的舒适性和安全性。
量。
怠速电机
根据ECU的控制指令， 控制怠速转速。
废气再循环阀
根据ECU的控制指令， 控制废气再循环量。
04 汽车发动机电子控制系统 的应用
提高发动机性能
优化点火和喷射
电子控制系统能够精确控制点火 时间和喷射量，从而提高发动机
的燃烧效率，增强动力输出。
智能变速控制
通过电子控制系统，变速器可以 自动调整档位和传动比，以适应 不同的行驶条件，提高加速和减
提高动力性能
通过精确控制发动机的各项参数，汽车发动机电子控制系 统能够实现更佳的动力输出，提高汽车的动力性能。
实现智能化
汽车发动机电子控制系统与车载传感器、执行器和通讯模 块等配合，可以实现汽车的智能化控制和管理，提高驾驶 的安全性和舒适性。
02 汽车发动机电子控制系统 的工作原理
传感器的工作原理
03 汽车发动机电子控制系统 的组成
传感器
01
02
03
04
空气流量传感器
检测发动机进气量，将信号传 送给控制器，以调整喷油量。
节气门位置传感器
检测节气门开度，将信号传送 给控制器，以控制发动机进气
汽车电子控制系统的组成
汽车电子控制系统的组成
汽车电子控制系统是指在汽车上应用电子技术来实现对汽车运行状态的监测和控制。
其主要包括以下几个部分：
1、检测传感器：检测传感器用于检测发动机及车辆运行状态，将检测数据转换成电信号发送给ECU。
2、控制器（ECU）：控制器（ECU）是一种微处理器，它可以接收来自传感器的信号，并根据信号进行内部算法和控制，发出操作指令给执行器。
3、执行器：执行器是指用于接收ECU的控制信号，并根据控制信号进行动作的电器装置，如发动机点火控制器、燃油喷射控制器、排气正时控制器等。
4、显示仪表：通常情况下，显示仪表用于显示ECU控制的数据，如发动机转速、燃油量、温度、压力等，以便车主更好地掌握车辆运行状况。
5、控制面板：控制面板用于接收车主输入，如开关空调、启动发动机、调节温度等，并将控制指令发送给ECU。
汽车电子控制系统
• GPS卫星定位防盗器功能就更强了，几乎综合 了所有的防盗功能，并能用卫星准确定位在5米 范围内，也就是眼前。其传感器有采用无线传 感的，很难破坏。
雷达防撞系统
• 该系统有多种形式。有的在汽车行驶中， 当两车的距离小到安全距离时，即自动报 警，若继续行驶，则会在即将相撞的瞬间， 自动控制汽车制动器将汽车停住；有的是 在汽车倒车时，显示车后障碍物的距离， 有效地防止倒车事故发生。
• 其功用是采集曲轴转动角 度和发动机转速信号，并 输入电子控制单元(ECu)， 以便确定点火时刻和喷油 时刻。
进气温度及压力传感器
• 它将进气岐管压装在进气管上或空气流 量计内。
• 检测发动机的进气温度和 感应进气岐管内的真空变 化，将进气温度转变为电 压信号输入给ECU做为喷 油修正的信号。
• 它采用负温度系数的热敏 电阻作为感应元件，ECM 通过设计在自身内部的一 个电阻为冷却剂温度传感 器提供一个5V的参考信号， 并测量该电阻的压降。
氧传感器
• 氧传感器安装在排气管中， 用以检测排气中氧的浓度， 并向ECU发出反馈信号， 再由ECU控制喷油器喷油 量的增减，从而将混合气 的空燃比控制在理论值附 近。
通信系统
• 这方面真正使用且采用最多的是汽车电话， 在美国、日本、欧洲等发达国家较普及。 目前的水平在不断地提高，除车与路之间， 车与车之间，车与飞机等交通工具之间的 通话外，还可通过卫星与国际电话网相联， 实现行驶过程中的国际间电话通信，实现 网络信息交换，图像传输等。
五、附属装置
• 全自动空调EA/C • 自动座椅 • 音响/音像
四、信息通讯系统
第二章 汽车电子控制系统的核心—ECU
〔 2 〕 霍 尔 式 传 感 器
霍尔效应： 半导体或金属薄片置于磁场中，当有电流〔与磁场
垂直的薄片平面方向〕流过时，在垂直于磁场和电流 的方向上发生电动势，这种现象称为霍尔效应。 霍尔元件：
目前常用的霍尔资料锗〔Ge〕、硅〔Si〕、锑化铟 〔InSb〕、砷化铟〔InAs〕等 。N型锗容易加工制 造，霍尔系数、温度功用、线。
3〕测量电路的作用是将转换元件输入的电参量经过处置
2 常用传感器的任务原理
〔1〕磁电式传感器 磁电效应 依据法拉第电磁感应定律，线圈在磁场中运动〔或线圈
所在磁场的磁通变化〕 ，切割磁力线时，线圈中发生感应 电动势。
直线移动式磁电传感器 转动式磁电传感器
磁电式转度传感器
一款高档发起机的ECU
ECU在发动机电控系统中的应用方框图
2.3 ECU的开展趋向
➢ 集中综合控制、总线技术、汽车智能控制是未来汽车电子控制 技术重点开展方向。
➢ 集中综合控制:单片机的类型将会启用更高位数的，各系统 ECU向综合一体开展，互联网技术将能够切入，车载PC融 入……
• 总线技术：各个ECU 经过局域网技术完成 车内互联，各ECU间 信息共享。
压电式传感器是物性型的、发电式传感 器。常用的压电资料有石英晶体〔SiO2〕 压电和式人传感工器分运解用实的列压:爆电震传陶感瓷器、。平压安气电囊陶碰瓷撞传的感压器 压电减速度传感器 电常数是石英晶体的几倍，灵敏度较高。
压电爆震传感器的压电共振点制造在爆震振动频率上，爆震传感器装置在
发起机气缸外壁，发作爆震时，压电共振片发作共震，会发生较大的电压信 号输入给ECU.
➢ 汽车上的大局部电子控制系统中的ECU电路结构迥 然不同，其控制功用的变化主要依赖于软件及输入、 输入模块的功用变化，随控制系统所要完成的义务 不同而不同。
汽车发动机电子控制系统ppt课件
1. 组成： 空气滤清器 空气流量传感器（进气温度传感器） 怠速转速控制阀（怠速控制电动机） 进气歧管 动力腔 节气门体
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
一、发动机燃油喷射系统组成
空气供给系统 燃油供给系统 电子控制系统
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
（一）空气供给系统
2. 常用传感器与开关信号
（1）空气流量传感器AFS（Air Flow Sensor）或歧管压力传感器 MAP（Manifold Absolute Pressure Sensor） （2）曲轴位置传感器CPS（Crankshaft Position Sensor） （3）凸轮轴位置传感器CIS（Cylinder Identification Sensor） （4）节气门位置传感器TPS（Throttle Position Sensor） （5）冷却液温度传感器CTS（Coolant Temperature Sensor） （6）进气温度传感器IATS（Intake Air Temperature Sensor） （7）氧传感器或O2传感器（Oxygen Sensor） （8）车速传感器VSS（Vehicle Speed Sensor） （9）空档安全开关信号NSW（Neutral Start Switch） （10）点火开关信号IGN（Ignition switch） （11）空调A/C开关信号（Air Conditioning Switch）
汽车电子控制系统概述
第四章汽车电子控制系统概述第一节汽车电子技术的发展背景汽车既可作为生产运输的生产用品，又可作为代步、休闲、旅游等消费用品，汽车技术的发展是人类文明史的见证。
随着社会、经济的发展，汽车成为人类密不可分的伙伴。
当然，汽车的发展也带来了一些负面的影响，如随着汽车保有量的增加，交通条件、安全、环境污染也成了日益严重的问题。
汽车的安全、环保和节能是当今汽车技术发展的主要方向。
一、安全、环保和节能推动了汽车技术的发展汽车的安全性是人类社会的一大祸害，车辆的制动安全性、驱动安全性与行驶安全性是道路交通安全事故的三大主要根源。
全世界每年由于交通事故死亡约50万人，排在人类死亡原因的第10位；我国目前每年因交通事故死亡占全国总死亡人数的1.5%，约每年10万人。
为此，科技人员从汽车的主动安全性和被动安全性两个方面着手，设计了防滑控制系统、车辆姿态控制系统、智能防撞预警与应急保护系统、碰撞后的保护系统等一系列电子控制装置。
HC和NOx 混合在一起，在强烈的阳光照射下，会发生一系列光化学反应，产生臭氧和各种化合物。
臭氧（O3）具有很强的氧化性和毒性。
1963年美国洛杉矶地区发生了光化学烟雾事件，促使各国对大气污染的重视研究。
据统计，城市大气污染物一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）的主要污染源是汽车排气。
因此，世界各国都相继制订了日益严格的汽车排放物限制法规。
此外，随着汽车保有量的增加，汽车噪声也是环境保护的重点治理对象。
于是，现代轿车普遍装有喷油与点火控制、废气再循环及三元催化等发动机尾气控制装置。
人们还在降低机械噪声、隔振、隔音等方面进行了大量的实验与改进工作。
进入二十世纪70年代，全球的石油危机，使汽车节能问题受到世界各国高度重视，汽车耗油量被相应的法规限制，并成为汽车报废的一个主要标志。
到二十世纪末，美国政府提出了耗油为3L/100km的“3升车”计划。
传统的化油器等发动机部件虽然有了很大的改进，仍然满足不了排放和油耗两大法规的要求。
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模块四 电子控制系统
模块四 电子控制系统
三、联合电子M1.5.4型ECU 主板 M1.5.4型ECU 在吉利、五菱、昌河、铃木、哈飞、长城等国产汽 车上应用非常广泛。 1.M1.5.4型ECU 主板元件介绍如图4—2—7所示是M1.5.4型ECU 主板。M1.5.4型ECU 主板正面示意图如图4—2—8所示。
模块四 电子控制系统
阅读图4—2—1汽车ECU 电路板,分析上面元件的作用。
图4—2—1 汽车ECU 电路板
模块四 电ห้องสมุดไป่ตู้控制系统
一、ECU 的基本结构 ECU 采集和处理各种传感器的输入信号,根据发动机工作的要求(喷油 脉宽、点火提前角等),进行控制决策的运算,并输出相应的控制信号。除 了控制喷油外,还对电动汽油泵、点火、EGR、怠速、废气涡轮增压器的 废气阀、空调等进行综合控制。 汽车使用计算机一般有几个输入接口,它们是转速、负荷、温度、压力 等传感器接口。输出接口是控制接口,它们控制外部执行机构如喷油器、 点火模块、喷油泵、怠速执行器等的动作(见图4—1—2)。
(2)存储器用于存储程序和数据,它一般分为两种,即RAM 和ROM。 (3)输入/输出(I/O)接口的主要功能有数据匹配、电平匹配、时序匹 配和频率匹配等。输入/输出接口是CPU 与输入装置(传感器)、输出装 置(执行器)进行信息交流的通道。 (4)总线是CPU 与其他部件之间传送数据、地址和控制信息的公共 通道,实际上就是计算机系统中各部件之间传递信息的一组信号线的集 合。CPU、存储器、输入/输出接口等通过总线才能连接在一起。
模块四 电子控制系统
二、ECU 工作原理 当ECU 接收到点火开关接通信号时,便开始接收传感器输入的信号。 当微型计算机接收到发动机起动信号时,便进入工作状态。与此同时,根 据发动机的工作状态,CPU 从ROM 中调用某些程序(如喷油控制程序、 点火控制程序等)或数据,完成各项控制功能。如图4—2—5和图4—2— 6所示。
模块四 电子控制系统
1.输入回路 输入回路是对输入信号进行预处理。先去除传感器输入信号中 的杂波,将正弦波转变为矩形波,最后转换成5~12V 的输入电平,如 图4—2—3所示。传感器输出的信号有模拟信号和数字信号两种。 模拟信号的电压随时间连续变化,数字信号的电压是矩形波。
模块四 电子控制系统
2.微型计算机 微型计算机是单片机,由中央处理器(CentralProcessingUnit,CPU)、 存储器、定时/计数器、输入/输出(I/O)接口电路等部件集成在一块集 成电路芯片上,如图4—2—4所示。
图4—1—2 帕萨特B5发动机电子控制系统
模块四 电子控制系统
2.各种传感器分别检测进气量、发动机转速、排气中的氧含 量、冷却液温度、进气温度和大气压力、节气门位置等,并将 信息转换成电信号,ECU 根据这些信号,计算并控制该工况的最 佳点火时刻和喷油量,保证发动机工作在良好状态。
3.ECU 的功能有:电动汽油泵控制、燃油压力控制、燃油喷 射正时控制、点火正时控制、怠速转速控制、EGR控制、故障 诊断与储存功能等。现代汽车还有牵引力控制、定速巡航控制 功能。
图4—2—4 微型计算机 a)外形图 b)原理图 c)电路框图
模块四 电子控制系统
微型计算机是汽车控制系统的神经中枢,其作用是通过内存程序和 数据库,对传感器输入的信号进行分析、运算、判断等处理,然后向各 执行器输出控制指令。
(1)中央处理器CPU 主要由运算器、控制器和寄存器构成。运算器 用于进行数学运算和逻辑运算;控制器是指挥中心,根据程序控制整个 计算机系统的工作;寄存器暂时存放参与运算的数据和运算后的结果, 如图4—2—4所示。
模块四 电子控制系统
课题一 电子控制系统基础
◆ 了解电子控制系统的组成。 ◆ 能分析电子控制系统的电路图。 ◆ 能够熟练检测发动机微型计算机各端子的数据。
模块四 电子控制系统
阅读图4—1—1,试分析各种传感器安装位置和作用。
图4—1—1 发动机各种传感器安装位置
模块四 电子控制系统
一、电子控制系统的组成 1.电子控制系统由传感器、执行器和发动机控制单元ECU (微型计 算机)三部分组成,如图4—1—2所示。
模块四 电子控制系统
三、微型计算机(ECU) 端子 以天津威驰为例讲述。 1.电路原理图 如图4—1—6所示,ECU 有三个插座E4 (A)、E5 (B)、E6 (C), 表示插座 A,即插座E4;其旁边的数字,“1”表示E4的第1号端子;字母“BAT”表示该端子 的意义,是接蓄电池正极。 2.ECU 的端子位置 如图4—1—7所示,天津威驰ECU 的端子编号,从右向左,从上向下。
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图4-1-6 天津威驰ECU电路原理图
模块四 电子控制系统
3.ECU 的端子检测数据
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模块四 电子控制系统
模块四 电子控制系统 课题二 发动机微型计算机（ECU）
◆ 了解ECU 的基本结构和原理。 ◆ 能分析ECU 主板及元件。 ◆ 能够熟练检测ECU。
4.电子控制系统各元件的位置如图4—1—3所示。
模块四 电子控制系统
模块四 电子控制系统
二、电子控制系统的电路图 以凌志LS400 发动机为例介绍 发动机电控系统的电路图,如图4— 1—4 和图4—1—5所示。 1.ECU 的供电 当点火开关打到“ON”或“ST” 位时,ECU 通过IGSW 或NSW 收到 发动机工作信号,并通过MREL指令 EFI主继电器通电,EFI主继电器触 点闭合,蓄电池通过EFI熔丝、EFI 主继电器、+B和+B1给ECU 供电。
图4—1—4 凌志LS400发动机电控系统(一)
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2.执行器的供电 汽油泵、喷油器、EGR阀、ISC 阀、点火线圈和点火器、炭罐电磁 (EVAP)阀、燃油压力控制阀、氧 传感器的加热线圈都是由EFI主继 电器供电。自动变速器的执行器, 如ECT1-4号电磁线圈,则由ECU 供 12V 电源。 3.传感器的供电 有源传感器,如空气流量计、进 气温度传感器、主副节气门位置传 感器、冷却液温度传感器等,由 ECU供电,电压大多为5V。氧传感 器、爆震传感器本身能产生电压信 号。凸轮轴位置传感器、曲轴位置 传感器、转速传感器和车速传感器 是电磁式,不需要电源。