01汽车电子控制技术3.18

容 第七章 自动变速器
第一节：发展背景 第二节：一般组成 第三节：基础知识
第八章 辅助电器系统
第九章 汽车防滑控制系统
第十章 汽车电子控制系统的检测
第十一章 汽车电子控制系统的维护与检修
第一节：汽车电子控制技术的发展背景
1.产生背景
2.发展阶段
3.发展特点与趋势
产生背景
交通事故
环境污染
能源危机
交通拥堵
三、安全行驶系统
1.安全气囊(SRS) 该系统是国外汽车上一种常见的被动安全装置。在车辆相撞时，由电控元件用 电流引爆安置在转向盘中央(有的在仪表盘板杂务箱后边也安装)等处气囊中的渗氮 物，迅速燃烧产生氮气，瞬间充满气囊。气囊的作用是在驾驶员与转向盘之间、前 座乘员与仪表板间形成一个缓冲软垫，避免硬性撞击而受伤。此装置一定要与安全 带配合使用，否则效果大为降低。 2.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。
电控单元（ECU）功用
1.给传感器提供参考电压，（2V、5V、8V、 9V、12V） 2.信号处理与输入：接受传感器或其他装 置输入的信息，将输入的信息转变为微机 所接受的信息。 3.存储：可以存储程序指令、车辆参数、 运算数据、故障信息等； 4.计算、分析、处理信息和数据 5.输出执行指令 6.自我修正功能（自我学习功能）
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课程简介
课程名称：汽车电子控制技术 课程性质：专业必修课 先修课程：汽车构造、汽车理论、汽车电器
机械工程控制基础 适用专业：汽车服务工程、车辆工程 考核方式：闭卷考试成绩比例60%，
平时成绩比例40% 课程学时：48 课程学分：3
课程简介
第一章 概述
第二章 传感器
第三章 电控汽油喷射系统
主 第四章 电子点火控制系统 要 第五章 发动机辅助电控系统 内 第六章 典型发动机集中控制系统
执行器
执行器又称执行元件， 是ECU动作命令的执行者， 汽车常用执行器包括电动 机、继电器、冷起动阀、 辅助空气阀、电磁阀、燃 油泵和喷油器、显示器等。
其功用是接受电控单元 ECU发出的指令，完成具体 的执行动作。
汽车电子控制系统简介
（一）发动机控制部分 （二）底盘控制部分 （三）行驶安全系统 （四）信息系统 （五）附属装置
简化的汽车电子控制系统
1.定义与组成
2.工作关系
3.工作原理与功用
定义与组成
定义：汽车电子控制系统是指由传感器、执行器、电子控制器和 电器开关等组成，并具有提高汽车性能的有机整体。
工作关系
ECU
ECU
传感器
传感器是将某种变化的物理量 （绝大部分是非电量）转化成 对应电信号的器件或装置，它 能感受系统运行过程中的温度、 压力、转速、位置、空气流量、 气体浓度等物理量的状态及变 化情况。
二、底盘控制部分
3.电子控制动力转向 目前电控前轮动力转向较普及，通过控制转向力，保证汽车原地或低速行驶 时转向轻便，而高速行驶时又确保安全。发展趋势为四轮转向系统。它们分别显 示出不同的优越性，如有的可获得最优化的转向作用力特性、最优化的转向回正 特性，起到改善行驶的稳定性以及节能和降低成本的作用；有的主要是为了提高 转向能力和转向响应性；有的主要用来改善高速行驶时的稳定性。
二、底盘控制部分
1 .电控自动变速器(ECT) 它能根据发动机节气门开度和车速等行驶条件，按照换档特性精确地控 制变速比，使汽车处于最佳档位。 2.防滑控制系统 防滑控制包括防抱死制动(ABS)、牵引控制(TCS)、驱动防滑(ASR)和车 辆横向稳定性控制系统(VSC)。该系统可以提高制动效能，防止汽车在制动、 起步、驱动和转弯时产生侧滑，是保证行车安全和防止事故发生的重要措施。
四、信息系统
1.信息显示与报警系统 该系统可将发动机的工况和其他信息参数，通过微处理机处理后，输出对驾驶员 更有用的信息，并用数字显示、线条显示或声光报警。 显示的信息除冷却液温度、油压、车速、发动机转速等常见的内容外，还有瞬时 耗油量、平均耗油量、平均车速、行驶里程、车外温度等。根据驾驶员的需要，可随 时调出显示这些信息。监视和报警的信息主要有：燃油温度、冷却液温度、油压、充 电、尾灯、前照灯、排气温度、制动液量、手制动、车门未关严等。 2.语言信息系统 包括语音报警和语音控制两类。 语音报警是在汽车出现不正常情况，计算机经过逻辑判断，输出信息至扬声器，发出 模拟人的声音向驾驶员报警，如“水位不正常”、“请加油”等，多数还同时用灯光 报警。 语音控制是用驾驶员的声音来指挥和控制汽车的某个部件、设备进行动作。
第二节：汽车电子控制技术的组成
1.电子系统 的一般组成
2.自动控制 系统的分类
3.汽车电子控 制系统简介
电子控制系统的一般组成
电子控制系统 就是应用控制 装置自动地、 有目的地控制、 操作机器设备 或过程，使之 有一定的状态 和性能。
自动控制系统的分类
1.按控制系统有无反馈环节分类 2.按输入量变化的规律来分类 3.按系统传输信号对时间的关系分类 4.按系统输出量和输入量的关系分类 5.简化的汽车电子控制系统模型
自动控制系统的分类
1.按控制系统有无反馈环节分类
(1)开环控制系统 若系统的输出量对 系统的控制作用不产生影响(即无检 测反馈单元)，则称为开环控制系统。 (2)闭环控制系统 系统的输出通过检 测反馈单元返回来作用于控制部分， 形成闭合回路，这种控制系统就称为 闭环控制系统，又称为反馈控制系统。
自动控制系统的分类
电控单元（ECU）
输入接口电路由信号整形电路、电平转换电路、A-D转换电路组成；
电控单元（ECU）
电控单元（ECU）
输出接口电路由驱动器、隔离电路、D-A转换电路等组成；
计算机输出的信号 是数字信号，而有些处 理器需要计算机输出的 是模拟信号，因此输出 接口需要D-A转换器， 同时由于计算机输出的 电信号较弱，不能直接 控制执行器，需增加功 率管；
(三)行驶安全系统
三、安全行驶系统
3.驱动防滑控制系统(ASR) 该系统是在防抱死制动系统的基础上开发的，两系统有许多共同组件。该系统 装置利用驱动轮上的转速传感器，当感受到驱动轮打滑时，控制元件便通过制动或 通过油门降低转速，使之不再打滑。它实质上是一种速度调节器，可以在起步和弯 道中速度发生急剧变化时，改善车轮与地面间的附着力，提高其安全性。该系统装 置在雪地或湿滑路面上，较能发挥其特性。 4.安全带控制系统 该系统在汽车发生任何撞击的情况下，可瞬间束紧安全带。有的汽车上只有当 计算机确认驾驶员和乘客安全带使用正确无误时，发动机才能被起动。 5.前照灯控制系统 该系统可在前照灯照明范围内，随着转向盘的转动而转动，并能在会车时自动 启闭和防眩。
4.按系统输出量和输入量的关系分类
(1)线性系统 线性系统的特点是，系统的输出量和输入量的关系是线性的，它的各 个环节或系统都可以用线性微分方程来描述，可以应用叠加原理和拉氏变换解决线 性系统中的问题。 (2)非线性系统 非线性系统的特点是，其中的一些环节具有非线性性质(例如出现 饱和死区、滞环等)。
2.按输入量变化的规律来分类
(1)恒值控制系统 恒值控制系统的特点是，系统的输入量是恒值，并要求系统 的输出量相应地保持恒定值。 (2)随动控制系统 随动控制系统的特点是，输入量是变化的(有时是随机的)， 并且要求系统的输出量能跟随输入量的变化而作出相应的变化，故随动系统又 称为伺服系统或跟踪系统。 (3)过程控制系统 该系统的输出量是按给定的时间函数实现控制的。 以上三种系统均属于闭环控制系统
发展特点
发展趋势
控制系统的集成化 信息传输的网络化 汽车和交通的智能化 电控系统设计的模块化
发展趋势
发展趋势
发展趋势
发展趋势
4.电控系统设计模块化 为开发具有多种功能的不同产品， 不需要对每种产品实施单独设计， 而是精心设计出多种模块，将其 经过不同方式的组合来构成不同 的产品，以解决产品品种、规格、 成本、周期之间的矛盾。
4.电控悬架(TEMS) 根据不同的路面状况，控制车辆高度，调整悬架的阻尼特性及弹性刚度，改 善车辆行驶的稳定性、操纵性和乘坐舒适性。
5.巡航控制系统(CCS) 定速行驶系统。汽车在高速公路上长时间行驶时，打开该系统的自动操纵开 关后，恒速行驶装置将根据行驶阻力自动增减节气门开度，使汽车行驶速度保持 一定。
传感器和开关的输入信号
开关信号是最简单的数字信号，虽然开关不是传感器
电控单元（ECU）
由微处理器（CPU）、 存储器（只读存储器 ROM、随机存取存储器 RAW）、输入\输出接口 （I/O）、模数转换器 （A-D）以及整形、驱 动等大规模电路组成
电控单元（ECU）
ECU由输入接口电路、MCU (微控制器) 、输出接口电路等组成；
1.主要集中于个别部件的开发， 改善汽车单个零件的性能； 2.1953年苏联—二极管整流的交 流发电机； 3.阶段特点：用分立电子元件或 集成电路组成电子控制器 4.主要电子产品：电子电压调节 器、电子式点火控制器、晶体管 收音机、数字时钟等
发展阶段
第二阶段从20世纪70年代末期到20世纪90年代中期（微型计算机控制阶段）
发展趋势
5.将12V的供电系统向42V转化
（1）将发动机内部一部分机构由机械驱动改为电驱动。 （2）由发动机驱动附件（如冷却风扇、水泵、空调压缩机等） 从发动机中分离出来，直接由电动机驱动。 （3）通过电压提升，减少电流载量，减少线束线径；促进现在 电器装备微型化，缩小体积，减轻重量； （4）为实现汽车全面电控化提供了条件；