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第一章汽车电子控制技术基础共25页

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汽车电子控制技术基础

汽车电子控制技术基础

汽车电子控制技术基础汇报人：日期:•汽车电子控制技术概述•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•汽车网络与通信系统目•汽车电子控制系统实例分析录汽车电子控制技术概述01CATALOGUE汽车电子控制技术开始起步，主要应用于发动机的燃油喷射和点火系统。

20世纪60年代汽车电子控制技术逐渐成熟，开始应用于自动变速器和制动系统。

20世纪70年代汽车电子控制技术进入快速发展阶段，开始应用于车身和底盘控制系统。

20世纪80年代汽车电子控制技术进入多元化发展阶段，开始应用于智能驾驶和网络控制系统。

20世纪90年代汽车电子控制技术的发展历程汽车电子控制技术的应用范围包括燃油喷射、点火、进气、排气等控制系统，以提高发动机性能和降低燃油消耗。

发动机控制系统底盘控制系统车身控制系统智能驾驶系统包括制动、转向、悬挂等控制系统，以提高车辆操控性和稳定性。

包括安全、舒适、娱乐等控制系统，以提高车辆安全性和舒适性。

包括导航、感知、决策等控制系统，以实现自动驾驶和智能交通。

未来的汽车电子控制系统将更加高度集成化，实现各项控制功能的综合优化。

高度集成化软件化发展网络化发展未来的汽车电子控制系统将更加依赖于软件技术，实现更加智能化的控制。

未来的汽车电子控制系统将更加网络化，实现车辆与车辆、车辆与道路基础设施之间的信息交互。

03汽车电子控制技术的未来发展趋势0201汽车发动机电子控制系统02CATALOGUE发动机电子控制系统主要由传感器、控制器、执行器组成。

传感器负责采集发动机的工作状态，控制器根据采集到的信号判断发动机的工作状态，并发出控制指令，执行器根据控制指令调节发动机的工作。

组成传感器将发动机的各项参数（如温度、压力、转速等）转化为电信号，传输给控制器。

控制器根据预设的控制策略，对这些信号进行处理，并发出控制指令。

执行器根据控制指令调节发动机的工作，例如点火、喷油等。

工作原理发动机电子控制系统的组成及工作原理单点喷射（SPI）和多点喷射（MPI）策略在单点喷射系统中，所有的喷油器都连接到同一个喷射点，而在多点喷射系统中，每个气缸都配备一个喷油器。

第1章汽车电子控制技术基础29页文档

第1章汽车电子控制技术基础29页文档
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you

第1章汽车电子控制技术基础
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克

模块一 汽车电子控制技术基础共45页文档

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66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
模块一 汽车电子控制技术基础
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 பைடு நூலகம் 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生

汽车电子控制技术基础

汽车电子控制技术基础
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• (4)采用多种安全措施，实行自动的集中控制，电脑辅助驾驶， 使汽车向安全型及智能型发展。同时使用先进的通信、导航 系统，最大限度地避免车祸。汽车在各种道路上行驶时，都 能使乘员感到舒适、安全、顺利及驾驶的乐趣。主动安全技 术例如四轮驱动、四轮的技术，例如测距防撞、定位导航技 术等。被动安全性例如安全气囊、能抗弯吸收冲击的转向盘 管柱等。
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应用领域
• 1动力总成控制系统：汽油机、柴油机、自动变速 • 2底盘控制系统：、悬架、ABS、ASR、转向 • 3车身控制系统：气囊、车灯、空调、辅助设备 • 4信息与通讯系统：导航、仪表、故障诊断、CAN • 5新能源技术：醇燃料、电动车、混合动力、燃料电池 • 6新材料与新工艺：新材料、新设计、新工艺
• (2)开发新的能量转换系统及动力装置，如性能更好的增压、 中冷直喷柴油机，隔热柴油机，车用燃气涡轮，燃料电池及 飞轮电池等。以降低油耗，减少环境污染。
• （3）汽车的电子化程度更高，并实行总线控制。未来的汽 车可能从过去以机械装置为主、电子设备为辅的状态，转变 成以集成电路、电子模块为主，机械装置为辅的电子化汽车。
的输出进行监测，即不对实际输出与期望输出 的差异进行监测，如图所示。
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第三节 电子控制系统基本组成
在闭环控制系统中，电控单元通过反馈传感器和反馈电路对控制 系统的输出进行连续监测，并根据实际输出与期望输出的差异产生相 应的修正信号，使随后的实际输出更进一步向期望输出靠近，如图所 示。
闭环控制系统虽然比开环控制系统的结构复杂一些，但可以获得开环控制系统 无法获得的控制精度。所以，在汽车电子控制系统中广泛采用闭环控制系统。
RAM里的资料也就没有了！
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输出电路
根据微机的控制信号工作，使执行器按指令动 作。 电路通常是大功率三极管组成的驱动电路。

汽车电子控制技术 教学PPT课件

汽车电子控制技术 教学PPT课件
c.大规模集成电路：元件超过10万个
d.超大规模集成电路：
分类：
a.模拟型集成电路：宽带放大器，模 拟乘法器，函数发生器等
b.数字型集成电路：门电路（小规 模），存储器、微处理器和微控制器 （大规模到超大规模）
c.组合型集成电路：在同一芯片上既 有模拟电路又有数字电路
二、自动控制基础知识
（一）自动控制系统组成：三大部分
四）集成电路（IC）：产生前多为分立元件（元件+ 导线）体积大，可靠性差。60年代初，美国一家 仪器公司首创把电子元器件及导线制作在一小片 硅片上并封装起来。
优点：结构紧凑，可靠性高，成本低，功耗小， 响 应速度快。
发展：a.小规模集成电路：每块芯片上的元气 件数量
一般不超过100个
b.中规模集成电路
汽车电子控制技术
❖ 第一章 ❖ 第二章 ❖ 第三章 ❖ 第四章 ❖ 第五章 ❖ 第六章 ❖ 第七章 ❖ 第八章
概 述（基础知识） 发动机电子控制技术 电子控制自动变速系统 汽车电子防抱死制动系统 电子控制安全气囊 电子控制悬架系统 车上网络技术 汽车电控系统设计
第一章 概 述
第一节 汽车电子技术的发展历史和现状 一、汽车电子技术的发展历史：传统汽车主要由机
2. 反馈自适应控制：如果过程特性的变 化不能直接观测到，则根据系统的输 入、输出信号等参数依据自适应算法 计算出输入控制器的参数，使之适应 过程。
（六）模糊控制：不需要预先知道过程的精确数学
模型在控制过程中，首先把由各种传感器测出的 精确量转化成为适于模糊运算的模糊量，然后将 这些量在模糊控制器中加以运算，最后再将运算 结果中的模糊量转化为精确量，以便对执行器进 行具体的操作控制。
测发动机转速信号转子上有凸齿发动机运转带动信号转子转动信号转子与线圈之间的气隙发生变化通过线圈的磁通量变化便会在线圈两端产生感应电压并以脉冲形式输通常将该传感器装在分点器内分电器内的信号转子与分电器同轴旋转分电器轴又由凸轮轴驱动转子上有凸齿通常凸齿数与汽缸数相等分电器内还设有感应线圈和磁铁组成的定子旋转过程中转子凸齿正对定子磁极时磁通量变化率为零是输出负脉冲的零点将该点作为活塞到达上止点的基准信号

教学课件：第一章-汽车电子控制技术

教学课件：第一章-汽车电子控制技术
车的安全性能。
02
汽车电子控制系统组成
传感器
传感器概述
传感器是汽车电子控制系统的信息输 入装置，能够感知汽车运行状态和环 境变化，并将信息转换为电信号输出。
常见传感器类型
传感器在汽车中的应用
例如，检测发动机温度、冷却水温度、 进气压力等，为发动机管理系统提供 精确数据，提高发动机性能和燃油经 济性。
安全挑战
数据安全风险
汽车电子控制系统涉及到大量敏感数据，如车主个人信息、车辆位 置等，存在数据泄露和被滥用的风险。
网络安全威胁
汽车电子控制系统通过网络与外部进行数据交换，容易受到网络攻 击，如黑客入侵、病毒传播等。
物理安全问题
部分汽车电子控制系统与车辆硬件紧密相关，一旦出现故障，可能影 响车辆的行驶安全。
汽车电子控制技术的应用领域
发动机控制
通过电子控制装置实现对发动机 的点火、喷油、怠速等控制，提
高发动机性能和燃油经济性。
底盘控制
包括悬挂、转向、制动等方面 的控制，提高汽车的操控性和 稳定性。
车身控制
包括车灯、车门、空调等方面 的控制，提高汽车的舒适性和 安全性。
安全控制
包括安全气囊、ABS防抱死刹 车系统等方面的控制，提高汽
详细描述
悬挂系统通过调整减震器和弹簧的参数，改善汽车的平顺性和操控稳定性。转向系统通 过电子助力转向或线控转向等技术，提供更加精准和稳定的转向性能。制动系统通过 ABS、ESP等技术，提高制动性能和安全性。
车身控制系统
总结词
车身控制系统主要对汽车内部环境进行控制，包括空调系统、照明系统、门窗 等。
方案
技术挑战
1 2
技术更新迅速
汽车电子控制技术发展迅速，不断有新技术涌现， 使得教学内容难以跟上技术发展的步伐。
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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。
重庆大学机械学院汽车系 张伟
可编程只读存储器含有一些控制该汽车 运行的专门信息，如点火提前控制程序 等。备用的供油程序装在标定的软件包 芯片中。假如控制燃油供给的正规芯片 出了故障，标定软件包程序便可取而代 之。在此情况下，燃油供给可能不精确， 但汽车仍然可以行驶。 在P4型计算机中，可编程只读存储器和 标定软件包芯片合成一个“存储一标定” (MEMCAL)芯片，如图2-15所示。某些通 用汽车目前装用新一代P6型计算机。
重庆大学机械学院汽车系 张伟
(二)ECU的组成
ECU一般由输入接口、微处理器和输出接口组成， 如图2-2所示。
1．输入接口电路
输入接口电路，主要是完成外部传感器与微 处理器之间的信息传递。主要是对传感器输入 信号进行预处理，使输入信号变成微处理器可 以接受的信号。因为输入信号有两类：模拟信 号和数字信号，所以分别有相应的输入电路进 行处理。
重庆大学机械学院汽车系 张伟
四、执行元件
执行元件的任务是根据ECU输出的控 制信号执行某种相应的动作，以实现某 种预定的功能。如燃油喷射控制中的喷 油器和电动油泵、点火控制中的点火线 圈、怠速控制中的步进电机、自动变速 器控制中控制换挡的电磁阀、空调控制 中的压缩机或电磁离合器等。
各种控制系统中执行元件的使用情况 如表2-2所示。
重庆大学机械学院汽车系 张伟
(1)模拟信号的处理
信号若信号很弱，则需要进行放大。然 后进行模数( A／D )转换 若信号不是很弱，而且在A／D所设定的 量程范围内，可直接进行A／D转换。 若超过了A／D转换器的量程，则需要进 行电压转换，使其不超过 A／D的量程范 围。 图2-3显示了A／D的工作过程。
重庆号的输入。
主要是来自转速传感器的转速信号和活塞 上止点参考信号，它们都是脉冲信号。 经过处理之后，通过I／O接口可直接送 入微处理器。一般要设置放大电路和脉 冲信号整形电路。
2．微处理器
目前汽车上用的微处理器主要是8位单 片机或16位单片机，现在一些轿车上开 始使用 32位单片机。
ABS 控制 计算机
主缸电磁阀 PRV电磁阀 回流电磁阀 保持电磁阀 减压电磁阀 液压泵电机
重庆大学机械学院汽车系 张伟
三、汽车控制用ECU
(一)主要功能 (1)接受传感器或其他装置的输入信号 (2)给传感器提供参考电压：如2v、5v、9v或2v。 (3)存储、计算、分析处理信息，存储运行信息 和故障信息，分析输入信息并进行相应的计算。 (4)输出执行命令，把弱信号变为强信号的执行 命令。 (5)输出故障信息。 (6)完成多种控制功能。
一般采用通用的单片机，如Intel MCS8048， 8049，8032，Motorola MC6802， RCAl802等 8位机及IntelMCS8097 16位机。也用到一些专 用单片机，它是为某一领域或特定商品而开发 设计的，其内部系统结构或指令系统都是特殊 设计的(甚至内部已固化好程序)，如Siemens 80C166，80C196KB，80535等单片机。
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。
重庆大学机械学院汽车系 张伟
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。
重庆大学机械学院汽车系 张伟
二、通用汽车电脑
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2019 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。
重庆大学机械学院汽车系 张伟
第二节 在汽车控制系统中的应用
一、克莱斯勒汽车电脑
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。
重庆大学机械学院汽车系 张伟
单片机是指将CPU、RAM／ROM、I／O接口、 定时／计数器等元件集成在一块芯片上所形成 的芯片级计算机。如流行的MCS一51系列单片 机外形如图2-4所示。单片机具有小型化、功 能强、可靠性高、价格低、性能价格比高和功 耗低等一系列优点，因而在汽车的实时控制中 得到了广泛的应用。
重庆大学机械学院汽车系 张伟
3．输出接口电路
输出接口电路将ECU与执行元件联系起来。它 将ECU作出的决策指令转变为控制信号来驱动 执行元件进行工作，它起着控制信号的生成与 放大等功能。常见的输出执行元件通常是一些 继电器、电磁线圈或显示器等。 如图2-9是喷油器的驱动电路，在该电路中设 置有功放集成电路模块LM324。它具有两个功 能：一是增强输出信号的驱动能量，为大电流 功放管提供足够的基极电流；二是在数字电路 与模拟电路之间形成器件隔离，以抑制干扰。
丰田车的电控系统实例
电动节气门 控制计算机
节气门电机
节气门开度 传感器
辅助节气门 开度传感器
发动机 控制 计算机
TRC 控制 计算机
ABS报警灯 TRC OFF 灯 滑动喷射器
TRC开关
ABS/TRC执行元件
前右速度传感器 前左速度传感器 后右速度传感器 后左速度传感器
T/M速度传感器 加速度传感器