汽车电子控制技术概论
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汽车电子控制技术第一章绪论
二、汽车电子控制技术的发展史
2.第二阶段(20世纪70年代末到90年代中期):微型计算机控制 阶段 采用微处理器及单片机来完成信息的检测和处理,使得控
制系统具有了数字化和智能化的特征。该阶段的特点是,有了 一定综合性的控制系统,引入了自动控制理论,微处理器的应 用使得电子装置体积显著缩小,可靠性显著提高。
分立式半导体元件开始用于汽车交流发电机整流器、起动 电机、转速表等。主要集中于个别部件的开发,改善了汽车单个 零件的性能。1953年苏联率先在汽车上采用了二极管整流的交 流发电机,揭开了汽车电子发展的序幕。该阶段的特点是用分立 电子元件或集成电路组成电子控制器进行控制。主要电子产品 有电子电压调节器、电子式点火控制器、电子闪光器、电子式 间歇刮水控制器、晶体管收音机、数字时钟等。共同问题是价 格昂贵,可靠性差,复杂的电路使得维修费用很高,没有得到推广 应用。
二、汽车电子控制技术的发展史
3.第三阶段(20世纪90年代中期至今):集成网络化层次阶段 采用先进的微电子技术、车载网络技术、集成智能功率
器件、智能传感器、大容量电可擦可编程只读存储器 (EEPROM)或快速擦写只读编程器(FLASHROM),专用集成电路 等,形成了车上的分布式、网络化的电子控制系统。整个车被 联成一个多ECU、多节点的有机整体,控制系统的功能进一步 加强,使得其性能也更加完善。
汽车电子控制技术与系统的综合性能,直接影响整车的动 力性、燃油经济性、制动性、舒适性、通过性、平顺性、转 向性、操纵稳定性以及排放性能。能源危机、排放尾气大气 污染、交通事故、交通拥挤等问题,促进了汽车电子控制技 术的发展。
第二节 汽车电子控制技术的 发形成和发展过程分为以下三个阶段。 1.第一阶段(20世纪50年代初到70年代末):萌芽及初级阶段
汽车电子控制技术基础
04
汽车车身电子控制 系统
车身电子控制系统的组成及工作原理
组成
车身电子控制系统主要由传感器、控制器和执行器组成。传感器负责采集车身 状态和信号，控制器接收传感器信号并处理，执行器根据控制器的指令进行动 作。
工作原理
传感器将检测到的信号传输给控制器，控制器对信号进行处理并发出相应的控 制指令，执行器根据指令执行相应的动作，从而实现车身电子控制系统的功能 。
智能化
应用人工智能、机器学习 等技术，实现更加智能化 的控制。
网络化
通过车载网络，实现各个 控制系统之间的信息共享 和协同控制。
02
汽车发动机电子控 制系统
发动机电子控制系统的组成及工作原理
组成
发动机电子控制系统主要由传感器、控制器和执行器三部分 组成。传感器负责采集发动机的工作状态和参数，控制器接 收传感器信号并处理，执行器根据控制器的指令对发动机进 行控制。
根据故障类型采取相应的维修方 法，如更换部件、调整参数等。
03
汽车底盘电子控制 系统
底盘电子控制系统的组成及工作原理
总结词
底盘电子控制系统主要由传感器、控制器和执行器三 部分组成，工作原理是传感器采集信号，控制器进行 分析处理，执行器根据控制器的指令进行动作。
详细描述
底盘电子控制系统是汽车的重要组成部分，它主要包 括传感器、控制器和执行器三部分。传感器负责采集 汽车的各种信号，如车速、转速、油门踏板位置等， 并将这些信号传输到控制器。控制器接收到信号后， 会进行分析处理，并根据预设的控制策略生成控制指 令。执行器则根据控制器的指令，通过调节发动机的 供油、点火和进气等参数，实现对汽车行驶状态的实 时控制。
汽车还采用了多种传感器和执行器等设备，实现了对车辆的全面监控和控制。
汽车电子控制技术概述
排放。
汽车电子控制系统的分类
按控制功能分类
可分为发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和信息娱乐系统等。
按控制方式分类
可分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统是指ECU根据传感器信号和 预定算法计算出控制量，直接发送给执行器；闭环控制系统是指ECU根据传感器 信号和执行器反馈信号进行比较，调整控制量，以达到更好的控制效果。
用于检测汽车运行状态和驾驶员操作，并将 信号传输给电子控制单元（ECU）。
汽车电子控制系统的核心，负责接收传感 器信号、处理数据、发出控制指令。
执行器
通信总线
根据ECU发出的指令，执行相应的动作，如 喷油、点火、怠速控制等。
用于ECU与其他汽车电子系统之间的信息交 换。
汽车电子控制系统的功能
01
02
一旦传感器检测到异常情况，如有人 非法入侵或车辆被移动，防盗报警系 统会立即发出警报，提醒周边行人或 车主采取措施。
防盗报警系统通常配备各种传感器， 如震动传感器、门窗传感器等，以监 测车辆的状态。
汽车导航系统
汽车导航系统是一种车载电子设 备，用于提供行车路线指引和定
位服务。
汽车导航系统通过GPS技术实时 获取车辆位置信息，并根据预设
汽车电子控制技术概述
• 引言 • 汽车电子控制系统概述 • 汽车发动机电子控制系统 • 汽车底盘电子控制系统 • 汽车车身电子控制系统 • 汽车电子控制技术的未来发展
01
引言
主题简介
汽车电子控制技术是指应用电子技术对汽车发动机、底盘、 车身和电气设备等进行控制，以提高汽车的动力性、经济性 、安全性、舒适性和排放性能的技术。
20世纪90年代
随着计算机技术的普及，汽车电子控制技术进入智能化阶段，出现了 智能化的发动机控制系统、自动巡航系统、导航系统等。
汽车电子控制系统的分类
按控制功能分类
可分为发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和信息娱乐系统等。
按控制方式分类
可分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统是指ECU根据传感器信号和 预定算法计算出控制量，直接发送给执行器；闭环控制系统是指ECU根据传感器 信号和执行器反馈信号进行比较，调整控制量，以达到更好的控制效果。
用于检测汽车运行状态和驾驶员操作，并将 信号传输给电子控制单元（ECU）。
汽车电子控制系统的核心，负责接收传感 器信号、处理数据、发出控制指令。
执行器
通信总线
根据ECU发出的指令，执行相应的动作，如 喷油、点火、怠速控制等。
用于ECU与其他汽车电子系统之间的信息交 换。
汽车电子控制系统的功能
01
02
一旦传感器检测到异常情况，如有人 非法入侵或车辆被移动，防盗报警系 统会立即发出警报，提醒周边行人或 车主采取措施。
防盗报警系统通常配备各种传感器， 如震动传感器、门窗传感器等，以监 测车辆的状态。
汽车导航系统
汽车导航系统是一种车载电子设 备，用于提供行车路线指引和定
位服务。
汽车导航系统通过GPS技术实时 获取车辆位置信息，并根据预设
汽车电子控制技术概述
• 引言 • 汽车电子控制系统概述 • 汽车发动机电子控制系统 • 汽车底盘电子控制系统 • 汽车车身电子控制系统 • 汽车电子控制技术的未来发展
01
引言
主题简介
汽车电子控制技术是指应用电子技术对汽车发动机、底盘、 车身和电气设备等进行控制，以提高汽车的动力性、经济性 、安全性、舒适性和排放性能的技术。
20世纪90年代
随着计算机技术的普及，汽车电子控制技术进入智能化阶段，出现了 智能化的发动机控制系统、自动巡航系统、导航系统等。
第一章汽车电子控制技术概述PowerPoint演示文[1]
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第一章汽车电子控制技术概述 PowerPoint演示文[1]
•
一、开环控制
• 开环控制系统的控制方式比较简单，ECU只根据传感 器信号对执行元件进行控制，而控制的结果是否达到预期 目标对其控制过程没有影响。 • 开环控制——ECU根据传感器的信号对执行器进行控 制，但不去检测控制结果。 • 在汽车电子控制系统中，燃油喷射式发动机的启动 工况和加速工况以及汽车前照灯光束的控制就采用了开环 控制方式。 • 为了满足实际应用需要，开环控制系统必须精确校 准，并在工作过程中设法保持该校准值不发生变化。在系 统存在扰动的情况下，当被控制的输出量偏离给定量时， 开环系统就没有纠正的能力了,即控制就会降低。
第一章汽车电子控制技 术概述-PowerPoint演
示文
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2020/12/1
第一章汽车电子控制技术概述 PowerPoint演示文[1]
•
二、变速器电子控制技术的发展过程
• 自动变速器是在机械式变速器，、液力变矩器等液 力传动技术和电子控制技术的基础上发展而成的。
•
三、防抱死制动电子控制技术的发展过
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第一章汽车电子控制技术概述 PowerPoint演示文[1]
•
三、自适应控制
• 在汽车电子控制系统中，自适应控制得到了广泛地 应用，海拔高度，工作温度，点火时刻，喷油时间以及 空燃比等的控制，都采用了自适应控制方式。
•
四、学习控制
• 在发动机电子控制系统中，为了改善爆震和空燃比 控制时的相应特性，从80年代中期开始，研究人员便开 始将学习控制用于控制系统。设计了系统能将反馈值 （如氧传感器的输出电压）与参考值的偏差存入存储变 换表的一个特定区域中，该区域与执行反馈时 的发动机
汽车电子控制技术基础
四、执行元件
1987年前，克莱斯勒电喷汽车上有两个电脑：一个逻辑模块(如图 2-10所示)和一个动力模块(如图2-11所示)。大多数输入信号都接人逻辑模块，在逻辑模块中进行分析、运算和处理，然后将指令送给动力模块。动力模块中主要有执行元件的驱动电路，并驱动相应的执行器进行工作。
1
从1987年度开始，把逻辑模块与动力模块联合成一个单模块发动机控制器，被称为“动力控制模块PCM”(如图2-12所示)。该模块具有自适应能力，且处理信息和完成输出的速度比逻辑模块和动力模块快。
五、人工神经网络
1986年以前，动力控制模块称为160b／s计算机。从1986年度开始的车型，通用汽车公司采用P4型计算机，其波特串是8192。某些1995年生产的通用公司汽车，用整车控制模块VCM(如图2-13)代替了动力控制模块。整车控制模块执行原有的动力控制模块和制动防抱死模块的功能。
01
GM的动力控制模块包含一个或多个可拆卸的芯片，位于计算机的检修板下。某些波特率160的动力控制模块有两个可拆卸的芯片，一个可编程的只读存储器和一个标定软件包一CAIJAK，如图2-14所示。
确定与不确定系统 若系统的结构、参数和输入量都是确定的、已知的系统，称为确定系统。反之，当系统本身的结构或参数以及作用于该系统的信号有不确定性或模糊性时，则系统为不确定系统。现实的工程系统，多为不确定系统。
01
02
三、连续系统与离散系统
第四节 控制理论在汽车控制系统中的应用
二、最优控制
最优控制是所选的系统性能指标达到最优的一种控制方法。系统性能指标是根据工作要求选定的。例如，对远距离航行的飞行器，选取燃料消耗量作为系统性能指标；对自动导航系统，则选取定位误差的均方值最小为系统性能指标。控制系统中，最优控制的设计方法主要有极大(小)值原理和动态规划法。目前最优控制在汽车电控悬架的控制中比较常见。
1987年前，克莱斯勒电喷汽车上有两个电脑：一个逻辑模块(如图 2-10所示)和一个动力模块(如图2-11所示)。大多数输入信号都接人逻辑模块，在逻辑模块中进行分析、运算和处理，然后将指令送给动力模块。动力模块中主要有执行元件的驱动电路，并驱动相应的执行器进行工作。
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从1987年度开始，把逻辑模块与动力模块联合成一个单模块发动机控制器，被称为“动力控制模块PCM”(如图2-12所示)。该模块具有自适应能力，且处理信息和完成输出的速度比逻辑模块和动力模块快。
五、人工神经网络
1986年以前，动力控制模块称为160b／s计算机。从1986年度开始的车型，通用汽车公司采用P4型计算机，其波特串是8192。某些1995年生产的通用公司汽车，用整车控制模块VCM(如图2-13)代替了动力控制模块。整车控制模块执行原有的动力控制模块和制动防抱死模块的功能。
01
GM的动力控制模块包含一个或多个可拆卸的芯片，位于计算机的检修板下。某些波特率160的动力控制模块有两个可拆卸的芯片，一个可编程的只读存储器和一个标定软件包一CAIJAK，如图2-14所示。
确定与不确定系统 若系统的结构、参数和输入量都是确定的、已知的系统，称为确定系统。反之，当系统本身的结构或参数以及作用于该系统的信号有不确定性或模糊性时，则系统为不确定系统。现实的工程系统，多为不确定系统。
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02
三、连续系统与离散系统
第四节 控制理论在汽车控制系统中的应用
二、最优控制
最优控制是所选的系统性能指标达到最优的一种控制方法。系统性能指标是根据工作要求选定的。例如，对远距离航行的飞行器，选取燃料消耗量作为系统性能指标；对自动导航系统，则选取定位误差的均方值最小为系统性能指标。控制系统中，最优控制的设计方法主要有极大(小)值原理和动态规划法。目前最优控制在汽车电控悬架的控制中比较常见。
第一章 汽车电子控制技术概述
特点：运用计算偏差值进行控制。
应用： 爆震控制（点火提前角偏差值） 怠速控制（转速偏差值）
五、模糊控制
以人的控制经验作为控制模型，以模糊语言变量、模糊 集合以及模糊逻辑推理作为控制算法的数学工具，用计算 机来实现的一种智能控制 。
特点：输出量对系统的控制作用没有影响。
应用： 空燃比控制（无氧传
感Hale Waihona Puke ） 点火控制（无爆震传感器） 启动控制 加速控制 前照灯光束控制
二、闭环控制
定义：输出端与输入端之间存在反馈回路的控制。
特点：输出量对系统的控制作用有直接影响。
应用： 空燃比控制（有氧
传感器系统） 点火控制（有爆震
传感器系统） 排气再循环控制 防抱死制动控制
三、自适应控制
定义：随着环境条件或结构参数产生不可预计的变化， 系统本身能够自行调整或修改控制参数数值，使系统 在任何环境条件下都保持具有满意的性能的控制。
特点：系统自身具有适应能力。
应用： 海拔高度修正控制 工作温度修正控制 喷油与点火时间控制 空燃比反馈控制 防抱死制动控制
四、学习控制
定义：系统认识熟悉的情况和特点，且能运用过去学习 到的经验按最佳方式进行动作的控制。
第一章 汽车电子控制技术概述
第一节 汽车电子控制技术发展概况 第二节 汽车电子控制系统的控制方式
第一节 汽车电子控制技术发展概况
一、 汽车电子控制技术的应用情况 二、 汽车电子控制技术的发展过程 三、 汽车电子系统的类型
一、汽车电子控制技术的应用概况
二、汽车电子控制技术的发展过程
★ 机械控制 ★ 电子电路控制 ★ 模拟计算机控制 ★ 数字计算机控制
三、汽车电子控制系统的类型
根据总体结构 根据控制功能
应用： 爆震控制（点火提前角偏差值） 怠速控制（转速偏差值）
五、模糊控制
以人的控制经验作为控制模型，以模糊语言变量、模糊 集合以及模糊逻辑推理作为控制算法的数学工具，用计算 机来实现的一种智能控制 。
特点：输出量对系统的控制作用没有影响。
应用： 空燃比控制（无氧传
感Hale Waihona Puke ） 点火控制（无爆震传感器） 启动控制 加速控制 前照灯光束控制
二、闭环控制
定义：输出端与输入端之间存在反馈回路的控制。
特点：输出量对系统的控制作用有直接影响。
应用： 空燃比控制（有氧
传感器系统） 点火控制（有爆震
传感器系统） 排气再循环控制 防抱死制动控制
三、自适应控制
定义：随着环境条件或结构参数产生不可预计的变化， 系统本身能够自行调整或修改控制参数数值，使系统 在任何环境条件下都保持具有满意的性能的控制。
特点：系统自身具有适应能力。
应用： 海拔高度修正控制 工作温度修正控制 喷油与点火时间控制 空燃比反馈控制 防抱死制动控制
四、学习控制
定义：系统认识熟悉的情况和特点，且能运用过去学习 到的经验按最佳方式进行动作的控制。
第一章 汽车电子控制技术概述
第一节 汽车电子控制技术发展概况 第二节 汽车电子控制系统的控制方式
第一节 汽车电子控制技术发展概况
一、 汽车电子控制技术的应用情况 二、 汽车电子控制技术的发展过程 三、 汽车电子系统的类型
一、汽车电子控制技术的应用概况
二、汽车电子控制技术的发展过程
★ 机械控制 ★ 电子电路控制 ★ 模拟计算机控制 ★ 数字计算机控制
三、汽车电子控制系统的类型
根据总体结构 根据控制功能
《汽车电子控制技术》电子教案
《汽车电子控制技术》课程教案学院职业技术学院专业汽车维修工程教育教师王忠良河北师范大学职业技术学院机械系第三节燃油喷射电子控制系统的结构原理一、空气流量传感器作用：检测进入汽缸的空气流量。
空气流量传感器将空气流量变为电信号输入ECU，ECU根据空气流量传感信号决定基本喷油量和点火时间。
（一）空气流量传感器分类根据检测进气量的方式不同，空气流量传感器分为D型（即压力型）和L型（即空气流量型）两种类型。
“D”型来源于德文“Druck（压力）”的第一个字母，是利用压力传感器检测进气歧管内的绝对压力，测量方法属于间接测量法。
装备“D”型传感器的系统称为“D”型燃油喷射系统，控制系统利用该绝对压力和发动机转速来计算吸入汽缸的空气量。
“L”型来源于德文“Luftmengen（空气流量）”的第一个字母，是利用流量传感器直接测量吸入进气管的空气流量。
汽车采用的“L”型传感器分为体积流量型（如翼片式、涡流式）传感器和质量流量型（如热丝式和热膜式）传感器。
（二）翼片式空气流量传感器1．翼片式空气流量传感器的结构安装在空气滤清器与节气门之间的进气管路上翼片式空气流量传感器主要由翼片组件和电位计组件两部分组成。
翼片组件和电位计组件是同轴结构，轴端有盘形回位弹簧。
1）翼片组件由计量翼片和缓冲翼片构成。
计量翼片转过的角度取决于空气流速和回位弹簧的预紧力矩，当进气的作用力与弹簧的回转力平衡时，计量翼片便稳定在某一角度。
空气流量传感器进气通道的旁边还有一个旁通气道。
旁通气道的流通截面积可由一个CO调整螺钉进行调整。
汽油泵开关设置在空气流量传感器内，由滑臂控制。
2）电位计组件当翼片带动电位计转动时，电位计上的滑臂便在电阻片上滑动，使输出电阻变化。
3）工作电路与接线插座图2-194）进气温度传感器图2-192．翼片式空气流量传感器的工作原理电阻转变成ECU接收的电压信号的方法有两种（即空气流量信号的选择方法有两种）：方法一：如图所示。
第一章汽车电子控制技术概述
Ø 1938年，美国通用公司首先推出了将行星齿 轮变速器与液力耦合器组合而成的液力自动
变速器；采用液压自动变速，是现代轿车自 动变速器的雏形；此后，不断推陈出新；
Ø 1969年，雷诺采用计算机控制自动变速，成 为电控液力自动变速器的先驱；
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第一章汽车电子控制技术概述
防抱死制动系统ABS
第一章 汽车电子控制技术概述
Ø 1.1 基本的电控系统 Ø 1.2 汽车电控系统发展简介 Ø 1.3 汽车电控系统的组成 Ø 1.4 汽车电控系统的类型 Ø 1.5 汽车发动机电控系统
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第一章汽车电子控制技术概述
1.1 基本的电控系统
Ø 电控系统一般都可分为传感器、控制器和执 行器；
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第一章汽车电子控制技术概述
1.3 汽车电控系统的组成
Ø 自动控制系统的一般组成 (图1-2)
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第一章汽车电子控制技术概述
各部分功用（1）
Ø 检测反馈单元：通过各种传感器检测受控参 数或其它中间变量，经放大、转换后用以显 示或作为反馈信号。
Ø 指令及信号处理单元：该单元接受人机对话 随机指令或定值、程序指令，并接受反馈信 号，一般具有信号比较、变换、运算、逻辑 等处理功能。
排放控制
EGR；A/F反馈控制；
进气控制
进气引导通路切换；涡流控制阀；
增压控制
泄压阀；废气涡轮增压器；
自诊断与失效保护 故障警告；存储故障代码；传感器失效保护；
电控变速
发动机输出转矩；变速器换挡时机；
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第一章汽车电子控制技术概述
安全性控制
系统名称
防抱死制动系统 驱动防滑控制 安全气囊控制 座椅安全带收紧控制 动力转向控制 雷达车距控制 电子稳定性程序 四轮转向