汽车运用技术课件 第二章 汽车电子控制系统的使用

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第二节 汽车电子控制系统的一般组成
一、电子控制系统的一般组成
电子控制系统一般由检测反馈单元、指令及信 号处理单元、转换放大单元、执行器和动力源。
电子控制单元
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⑴检测反馈单元：通过传感器检测受控参数或其它中 间变量，放大转换后用来显示信号或者反馈信号； ⑵指令及信号处理单元：接受指令或反馈信号，进行 比较、变换、运算、逻辑推理等处理； ⑶转换放大单元：将指令信号按不同方式进行相互转 换和线性放大，使功率足以控制执行器和驱动受控 对象； ⑷执行器：直接驱动受控对象； ⑸动力源：主要为电子系统各单元提供能源。
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第三阶段（1990年～2000年）：车载网络阶段 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、大容量非易失存储器、专用集 成电路，形成汽车上的分布式、网络化的电子控制系 统。车辆通过网络连成一个多ECU、多节点的有机整 体，汽车性能更加完善。 技术特征： 功能多样化:各种智能化控制功能（自动巡航、 自动启停、自动避撞）。 技术一体化:机、液、电、磁一体化 系统集成化：各系统综合集成控制 通信网络化：以CAN总线为基础的整车各大总成 信息共享的分布式控制系统，车载移动通信
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⒋影响排放中有害气体生成的因素 ⑴空燃比(A/F) CO：低于理论空燃比14.7浓度大，16附近起数值低。 HC：17以内，随空燃比增大排放减少；大于17，燃烧 不良排放浓度增加。 NOx： 15.5～16 排放浓度 最大。
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⑵点火时刻 CO：点火时刻对CO影响不大，过分推迟没时间氧化， 排放会增加。 HC：推迟点火排气温度上升，促进氧化，HC浓度下降。 NOx：点火提前，燃烧温度增加，排放浓度增加。 ⒌排气净化的后处理 ⑴二次空气供给装置 空气送到各缸排气门附近，利用排气高温，使排放HC 和CO再燃烧。 ⑵三元催化转换器 现代汽车普遍应用，后续章节将具体介绍。 ⑶废气再循环(EGR) 31 ppt课件 用于减少NOx的排放量，后续章节将具体介绍。

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但由于该系统结构简单、调整方便、成本低， 适用于控制精度要求不高、外界扰动较小的情 况。电动汽油泵工作的控制、冷却风扇转速的 控制等均采用开环控制。
(二)闭环控制
闭环控制又称反馈控制，其控制结构如图218所示。该控制系统将输出信号通过反馈环节 在输入端与输入信号进行比较。若信号相加， 称为“正反馈”；若信号相减，称为“负反 馈”，负反馈的应用较多，修正了系统控制的 误差。对内部参数的改变和外界的干扰不敏感， 这样提高了系统的控制精度。采用闭环控制的 很多，如怠速控制、空燃比控制、自动空调的 温度控制等。
丰田车的电控系统实例
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从1990年开始，由于电喷系统采用低阻 型喷油器，它的工作电流比较大，驱动 电路要用较大的散热器进行冷却，并让 发动机的进气流过计算机，以更好地冷 却喷油器驱动电路。 到1992年，克莱斯勒公司采用高电阻喷 油器，电流降低了，无需配置大散热器 了，计算机体积减小，同时也不需要用 进气气流进行冷却了。
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第二节 在汽车控制系统中的应用

〔 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。

2)多点喷射。又可分为单节气门和多节气门两种。在每一气缸的 进气门前均安装一个喷油器,汽油直接喷射到各缸的进气门附近并与空 气混合形成混合气。多点喷射系统如图2-5所示。每缸进气门处装有一 个喷射装置,由ECU控制喷射。其燃油分配均匀性好,但控制系统复杂、 成本高,主要用于中、高级轿车。
图2-5 单节气门多点喷射系统
第一节 汽油机电子控制
2. L型EFI系统(Mass-flow Control Type,质量流量控制型)可燃混合 气的形成
利用空气流量计直接测量发动机的进气量,ECU不必进行推算,可根 据空气流量计信号计算与该空气量相应的喷油量。L型EFI系统组成框 图如图2-3所示。
图2-3 L型EFI系统组成框图
第一节 汽油机电子控制
发动机功率Pe、燃油消耗率ge与过量空气系数α的关系曲线如图2-1 所示。
图2-1 发动机功率、燃油消耗 率与过量空气系数的关系曲线
12——Pgee与与αα的的关关系系曲曲线线
第一节 汽油机电子控制
3.不同工况下发动机对可燃混合气的要求
作为车用汽油机,其工况(负荷和转速)是复杂的。例如,超车、制动、 高速行驶、汽车在红灯信号下起步或怠速运转、汽车满载爬坡等,工况 变化范围很大,负荷可以从0变化至100%,转速可以从最低变化至最高。 不同工况对可燃混合气成分的要求见表2-1。
第一节 汽油机电子控制
三、电喷汽油机可燃混合气的形成
1. D型EFI系统(Speed Density Control Type,速度密度控制型)可燃 混合气的形成
最早的电控燃油喷射系统,即传统D型系统,它的空燃比和点火提前 角采用开环控制,现在已改进为开环与闭环联合控制。D型EFI系统组成 框图如图2-2所示。