08汽车电子控制系统与传感器
汽车构造中的电子控制系统原理与应用
汽车构造中的电子控制系统原理与应用随着科技的不断进步和人们对汽车性能的不断追求，汽车构造中的电子控制系统变得越来越重要。
本文将介绍汽车构造中电子控制系统的原理和应用。
一、背景介绍在过去的几十年里，汽车构造经历了巨大的变革。
传统的机械控制系统逐渐被电子控制系统取代。
电子控制系统通过传感器、执行器和计算单元等组成，能够对车辆的各个部分进行监测和控制，从而提高驾驶的安全性、舒适性和性能。
二、电子控制系统的原理1. 传感器传感器是电子控制系统中的重要组成部分，能够将物理量转化为电信号。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、速度传感器等。
通过传感器可以实时监测车辆的各种参数，并反馈给控制器进行处理。
2. 执行器执行器是电子控制系统中的另一个重要组成部分，用于接收控制信号并执行相应的操作。
常见的执行器包括电动机、电磁阀等。
通过控制执行器，可以实现对车辆的各个部分进行精确的控制。
3. 控制器控制器是电子控制系统的核心部件，负责接收传感器反馈的信号并进行数据处理和逻辑判断，最终生成控制信号输出给执行器。
控制器通常采用微处理器或微控制器，能够实现复杂的算法和控制策略。
三、电子控制系统的应用1. 发动机控制系统发动机控制系统是汽车电子控制系统中最重要的部分之一。
通过监测发动机温度、油压、氧气含量等参数，并根据这些参数进行计算和控制，可以提高发动机的燃烧效率、降低排放和减少能耗。
2. 刹车控制系统刹车控制系统通过监测刹车踏板的力度和车轮转速等参数，实现刹车力的分配和控制。
常见的刹车控制系统包括防抱死刹车系统（ABS）和电子制动力分配系统（EBD）等，能够提高制动的安全性和稳定性。
3. 悬挂控制系统悬挂控制系统能够通过传感器监测车身姿态、路面状况等参数，根据这些参数进行控制，调节悬挂系统的刚度和阻尼，提高车辆的操控性和舒适性。
4. 安全气囊系统安全气囊系统通过传感器监测车辆的碰撞情况，并根据数据进行判断和控制，及时充气以保护车内乘员安全。
传感器在汽车电子控制系统中的应用
传感器在汽车电子控制系统中的应用近年来，科技的飞速发展，汽车电子控制技术也在不断地发展，智能化程度越来越高。
传感器作为汽车电子控制系统的关键部分，在汽车节能、智能化等方面发挥着巨大的作用。
传感器是汽车电子控制系统中的一种重要元件，它能够检测当前的温度、压力、湿度、运动速度、振动和其他各种环境参数，并将其转换成信号输出，从而为汽车控制系统提供信号输入。
传感器的主要作用之一就是帮助汽车优化燃料消耗。
节气门传感器可以帮助汽车在不同环境条件下自动调整发动机燃烧，从而使汽车节能。
此外，还有气体传感器，能够帮助汽车辨别正确的燃油比例，有效减少汽车的排放。
另外，汽车安全防盗用的传感器也可以充分保障汽车的安全性，并避免由于非法入侵而出现的后果。
在动力系统方面，汽车电子控制系统中的传感器可以检测发动机运行时的温度、压力以及发动机运转时的各种信号。
根据这些传感器检测的信号，可以进行合理的发动机控制，实现发动机最佳性能以及最低燃料消耗。
此外，传感器还可以帮助汽车实现自动驾驶功能。
自动驾驶传感器可以完成自动导航、路径规划、自动跟踪、图像识别等功能，使汽车可以自动驾驶，实现智能化。
最后，传感器还可以用来实现车辆信息管理。
它们可以收集汽车当前运行状态的各种参数，如油耗、速度、温度等，并将其转化为信号输出，从而实现汽车的远程监控和管理，使汽车拥有更好的
安全性能。
总之，传感器在汽车电子控制系统中的应用非常重要。
它们不仅可以有效减少汽车的燃料消耗，还可以帮助汽车实现智能化和自动驾驶，提高汽车的安全性能。
随着技术的发展，传感器会发挥更大的作用，从而促进汽车电子控制系统的进一步发展。
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，汽车电子控制系统主要由传感器，控制单元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，汽车电子控制系统可为动力性，经济与排放经济与排放性，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，进气控制系统，增压控制系统和汽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
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每缸线圈分配点火
凸轮轴信号霍尔式
每缸线圈分配点火
顺序喷油控制
六缸线圈分配点火（两缸合一 个）顺序喷油控制
电子油门式
怠速旋转电磁阀控制，附加石 蜡空气阀
怠速步进电机式
踏板压力传感器
双空燃比传感器
L型和D型空气流量混合式
无废气外循环
歧管压力型检测（加气温）
非电子油门
活性碳罐控制
非电子油门
废气外循环
顺序喷油控制
大型计算机,由专家系统诊断并将诊断结果和 维修信息显示出来,并指示应进展正确的维修, 其功能框图如上图所示.非车载诊断装置的 功能主要包括: 1.检测车辆状态特征; 2.找出故障部位; 3.作出维修指示.
2.2 车载式诊断设备
为保证汽车行驶平安，车内仪表的各种显 示和报警功能都可以看成是一种车内故障诊断 装置。简单的仪表显示已经无法满足汽车复杂 的控制系统故障诊断的要求。丰田公司曾对其 平安性试验车，将汽车故障的影响分成A.B两 级，A级包括制动系，传动系，平安气囊等对 平安有直接影响的故障，B级包括发动机冷 却，风扇皮带打滑，灯光断路等间接影响平安 的故障。
线性TPS
活性碳罐控制式
L型空气流量传感器
活性碳罐控制
线性TPS
双氧传感器（前氧传感器为宽范 围，后氧为窄范围）
非废气外循环控制
单氧传感器，外加三元催化转 换器
增压压力传感器
I-VTEC控制
无VTEC、VVTI和I-VTEC控制
VVTI控制
2 . OBD-Ⅱ诊断 现代汽车的电子控制系统越来越复杂,
1.781L 81mm 9.3:1 1---3----4---2 210/1750…4600 92 正常值大于11V/ Ah 95/93 1520/mm 大约500千克 温度为-10℃~+40℃、湿度小于80%
汽车电子控制系统的原理和维修技巧
汽车电子控制系统的原理和维修技巧随着科技的发展和创新，越来越多的汽车被加入了高精度的电子控制系统，这些系统的功用包括提高安全性、节省能源、改善性能和增强舒适性等。
然而，这些复杂的系统也需要专业的知识和技能来进行维修和维护。
本文将介绍汽车电子控制系统的原理和维修技巧。
汽车电子控制系统的原理汽车电子控制系统的目的是监控车辆性能和各种参数。
它包括一个主控制器，传感器、执行器和通信系统。
主控制器可以读取传感器信息，并根据预设的程序进行计算和修改，这些计算的结果可以控制发动机、制动系统、变速器、驾驶员席位、空调和音响等。
汽车电子控制系统绝大部分都基于微处理器的控制系统，同时配有冗余电路和自我诊断能力。
汽车电子控制系统的维修技巧处理汽车维修需要精确的操作和技能。
这里介绍一些汽车电子控制系统的维修技巧。
1. 电路测试无论是故障检测还是线路检查，都需要电路测试仪。
测试仪可以帮助您查看电路是否通畅，以及有没有部件损坏。
电路测试仪也可以用于检查传感器和执行器之间的通信。
如果不熟悉电路测试仪的操作，应该先进行培训。
2. 软件更新汽车电子控制系统中的软件需要更新。
安装最新的软件和程序可以提高软件的性能和可靠性，同时还可以解决软件在进口缺陷中出现的问题。
软件更新通常需要特殊的电脑程序和接口。
3. 传感器和执行器的检查一个故障的传感器或执行器很可能会导致汽车失去动力、无法启动或其他性能问题。
检查传感器和执行器仪器是非常重要的。
检查时需要使用电路测试仪来测试连接，并使用额外的工具来检查部件的性能，例如，体积空气流量计、节气门位置传感器等。
4. 输油系统检查汽车的输油系统中包括燃料泵、油箱、燃油过滤器、燃油喷射器和燃油压力调节器等部件。
输油系统也需要进行常规检查。
需要查看燃油泵是否有足够的压力，确保没有漏油或密封不良的燃油泵，并检查燃油喷射器是否正常工作。
另外，燃油过滤器也需要定期更换。
5. 自我诊断能力汽车电子控制系统具有自我诊断能力来检测部件是否出现故障。
汽车电子控制系统的控制方式以及汽车ECU的基本特点有哪些
汽车电子控制系统的控制方式以及汽车ECU的基本特点有哪些汽车电子控制系统的控制方式汽车电子控制系统是由多个控制单元（ECU）组成的系统，负责监测和控制引擎、传动系统、制动系统、底盘等部件的工作状态。
下面介绍一些常见的汽车电子控制系统的控制方式。
阀门控制阀门控制是利用不同的气压控制阀门的开启和关闭，从而控制汽车的加速、刹车和转向等功能。
在汽车电子控制系统中，阀门控制主要是由电子控制单元（ECU）来控制。
传感器控制传感器控制，指利用各种传感器来感知汽车运行状态以及各组件的工作状态，并根据传感器的信号来控制汽车的加速、刹车、转向等功能。
常见的传感器有氧气传感器、油压传感器、发动机转速传感器等。
特斯拉控制特斯拉控制是利用高频电磁波来控制汽车的加速、刹车、转向等功能。
这种控制方式主要应用于特斯拉电动汽车上，由特斯拉电子控制单元（ECU）来控制。
自适应控制自适应控制是一种控制方式，即根据加速踏板、制动踏板的压力以及车速等参数来自适应地控制汽车的加速、刹车、转向等功能。
这种控制方式主要是由汽车电子控制单元（ECU）来控制。
汽车ECU的基本特点汽车ECU是汽车电子控制系统的一个重要组成部分，下面介绍一些汽车ECU的基本特点。
多个系统集成汽车ECU不仅可以用来控制发动机，还可以用来控制汽车的多个系统，如变速器、制动、底盘等多个系统，从而保证整个汽车的工作状态。
简化连线汽车ECU可以将外部部件或传感器的信号通过简化的方式进行控制，使得汽车的连线更简单，同时也提高了汽车的整体运行效率。
自适应功能汽车ECU还具有自适应功能，可以根据不同的行驶条件来调整发动机的性能和效率，从而保证整车的安全性和可靠性。
长期稳定性汽车ECU具有长期稳定性，即使在恶劣的工作环境下，如高温、高湿等条件下，其性能也不会受到很大的影响。
总的来说，汽车电子控制系统的控制方式和汽车ECU的基本特点都是为了能更好地控制整个汽车的运作，从而保证汽车的安全性和可靠性。
汽车电子与传感器及检测论文Microsoft Word 文档
汽车电子与传感器及检测摘要：现代汽车电子从所应用的电子元器件到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。
其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器。
它担负着发动机的燃油喷射、电子点火、怠速控制、进气控制、废气再循环、蒸汽回收及底盘部分的传动、行驶、转向、制动、电子悬架和车身部分的防盗、中央门锁、自动空调等汽车各大电子控制系统的信息采集和传输，是电子控制系统中非常重要的元件。
如果没有它的正常工作，汽车就不可能正常地行驶。
本文介绍了汽车用传感器作用、结构、原理、检测方法和它与电控系统的联系。
关键词：传感器汽车电子电控系统近几年来我国汽车工业增长迅速，发展势头很猛。
电子信息技术已经成为新一代汽车发展方向的主导因素，传感器在汽车上的使用越来越多，整个电控系统都是在传感器的基础上得以进行的。
其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器。
一、汽车电子已经经历的几个发展阶段：从分立电子元器件搭建的电路监测控制，经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统，现在已经进入了采用高速总线（目前至少有5种以上总线已开发使用），统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据，实现综合、智能调控的新阶段。
新的汽车电子系统由各个电子控制单元（ECU）组成，可以独立操控，同时又能协调到整体运行的最佳状态。
例如为使发动机处于最佳工作状态，就需要从吸入汽缸的空气流量、进气压力的测定开始，再根据水温、空气温度等工作环境参数计算出基本喷油量，同时还要通过节气门位置传感器检测节气门的开度，确定发动机的工况，进而控制，调整最佳喷油量，最后还需要通过曲轴的角速度传感器监测曲轴转角和发动机转速，最终计算出并发出最佳点火时机的指令。
这个发动机燃油喷射系统和点火综合控制系统还可以与废气排放的监控系统和起动系统等组合，构筑成可使汽车发动机功率和扭矩最大化，而同时燃油消耗和废气排放最低化的智能系统。
二、汽车发展对汽车电子的一些基本要求：1．电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠。
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由上面的分析可知：
①当某一传感器或电路产生了故障后，其信号就不 能作为汽车的控制参数，为了维持汽车的工作，微机便 从程序存储器（ROM）中调出某一固定数值，作为汽车 的应急参数，保证汽车可以继续工作。
②当微机本身出现故障时，微机便自动启动备用控 制回路对汽车进行简单控制，使汽车可以开到附近的修 理厂进行修理。
第八章、汽车电子控制系统与传感器
主要内容 汽车电子控制系统 汽车用传感器
§8-1 汽车电子控制系统
现代汽车上的发动机、自动变速器、安全装置等 均采用16位或32位微处理器控制（俗称“电脑控 制”），控制系统称为“电子控制系统” 。
电子控制系统是一 种按预定程序自动地对 各种传感器的输入信号 进行分析、比较、计算 和处理，然后产生控制 信号，控制有关执行器 工作的装置。
ROM、RAM与I/O接口之间的信息交换都是通过总线 来实现的，总线可分为数据总线、地址总线和控制总 线三种。
3、输出电路 微机输出的信号电压低（5V）、信号弱，不能直
接控制执行器，必须通过输出电路进行功率放大后才 能控制执行器按微机的指令动作。
电子控制器的输出电 路主要是由大功率三极管 组成的驱动电路。
A/D转换器采样的一般为电压信号，而汽车上的 一些传感器（如发动机水温传感器、进气温度传感器 和节气门位置传感器等）不直接产生电压信号，要由 电子控制器内的稳压电路提供电源，下图所示为传感 器电源的两种形式。
2、电子控制器（ECU） 汽车电子控制装置实质上是一个单片机系统，它
是将中央处理器（CPU）、存储器、定时/计数器、输 入/输出（I/O）接口电路等主要计算机部件集成在一 块集成电路上的微型计算机。
一、汽车电子控பைடு நூலகம்系统的组成
汽车的电子控制系统，由输入电路（传感器等）、 电子控制装置（ECU）和输出电路（执行器）等组成。
汽车电子控制系统的结构框图
1、输入电路 输入电路又称输入接口，它是将传感器、开关等输
入信号转换成计算机可接受的数字信号，汽车的输入信 号有数字信号和模拟信号二种。
⑴ 数字信号输入电路 数字信号只有高电平
①可编程只读存储器（PROM），与ROM相同。
只
读
②可改写只读存储器（EPROM），信息可擦除
存
（紫外线）和重新写入。
储
③电可擦只读存储器（EEPROM），在通电的情况
器
下可改写部分信息，便于数据的修改和升级，是汽
车只读存储器的发展方向。
随机存取的存储器（RAM）起到一个寄存器的 作用，它随时可以读出或写入数据，主要用来存放故 障代码、空燃比的修正数据等，一旦电源中断，其内 部存放的数据将全部丢失。
③当微机检测到某一执行器出现故障时，为了安全 起见，采取故障保险措施（称为“故障保险”）。
三、CAN总线系统与故障诊断
随着汽车上电气元件越来越多，线束也越来越复杂， 线束出现故障的概率也随之提高。为了解决这个问题， 汽车上采用了CAN总线数据传输系统,以简化电气线路 的线束。
和低电平两种状态（如脉 冲信号和开关信号等）， 经过数字输入电路（缓冲 器）滤波或整形或电平转 换后供微机分析计算。
⑵ 模拟信号输入电路
模拟信号是一个连续变化的电量（如电压、电流信 号等），信号的大小用幅值来表示。
模拟信号必须转换成数字信号后才能供微机分析和 计算，模拟信号输入电路实质上是一个模数转换器 （A/D转换器）。
2、电子控制系统的故障诊断与后备程序
在电子控制系统中设有后备电路（备用电路系 统），当控制系统本身出现故障时，程序就不能正常 运行。此时启用备用电路，进入后备程序简易控制运 行状态，用固定的控制信号，使车辆继续行驶。
由于备用电路系统只维持发动机运转的简单功能， 而不能替代微机的全部功能，它只按照起动信号和怠 速触点的闭合状态，以恒定的喷油持续时间和点火提 前角对喷油器和点火系统进行控制。因此，后备电路 的工作又称为 “跛行” 模式。
一旦有故障码存入随机存储 器中，在仪表板上的相应警告灯 点亮，如发动机系统有故障，则 “Check Engine” 警告灯点亮， 提醒驾驶员要及时检修。
1、传感器的故障诊断与故障运行
传感器的故障诊断只要监视传感器的输入信号是 否在正常范围内？如果超出正常范围，则ECU将此情 况以代码形式存储在随机存储器中，并点亮对应的警 告灯，同时启用备用数据，使汽车继续行驶到有关的 修理厂进行修理。
二、汽车电子控制系统的自诊断
汽车采用电子控制系统后带来了新的问题：一是 电控系统较复杂，对检修带来了一定的困难；二是电子 控制系统的安全容错处理，汽车不能因为电子控制系统 的故障而导致汽车失控或不能运行。为此，在电子控制 系统中设置了故障自诊断的功能。
故障自诊断系统能自动地、连续地监测传感器、 执行装置和微机本身的工作状态，如果发现不正常的情 况出现（此现象必须持续一定的时间），就将一系列的 警告信号以故障码（DTC）的形式存储到随机存储器。
⑶ 输入/输出（I/O）接口电路
输入/输出（I/O）接口电路是CPU与传感器或执 行器之间进行数据交换和下达控制指令的通道。由于 传感器和执行器的种类繁多，它们的信号速度、频率、 幅度、功率和工作时序等都不可能完全与CPU匹配， 通过CPU进行协调和控制。
⑷ 总线（BUS） 总线是微机内部传递信息的电路连线，CPU、
晶体管式ECU
⑴ 中央处理器（CPU）
中央处理器 是具有译码指令 和数据处理能力 的电子部件，是 汽车电子控制的 核心。
⑵ 存储器 存储器是用来存储程序指令和数据的部件，它分为
只读存储器和随机存取存储器二种。
只读存储器（ROM）是用来存储制造厂家编制的控 制程序、运行程序和原始试验数据等，它的信息一旦写 入就不可更改，只能读出。
３、执行器的故障诊断与故障保险
当执行器发生故障时，往往会对汽车的行驶和安全 造成一定的影响。要对执行器进行故障诊断，一般要设 置故障诊断电路，用来反馈执行器的执行情况。
一旦确认执行器发生故障，ECU将根据故障的严 重程度采取相应的安全措施，自动停止某些功能的执行， 这种功能称为“故障保险”。如当点火器出现故障时， 自诊断模块会切断燃油喷射系统的电源，停止喷油，以 免混合气进入排气系统引起爆炸。