第一章 概述
第一节汽车电子技术发展背景
一、安全,环保和节能推动了汽车电子技术的发展
? 汽车交通事故的三大主要根源:制动安全性,驱动安全性,行使安全性
? 从汽车的主动安全性和被动安全性着手:防滑控制系统;车辆姿态控制系统;智能防
撞预警与应急系统;碰撞后保护系统等一系列电子控制装置
? 现代轿车普遍采用喷油、点火控制、废气再循环及三元催化等发动机尾气控制装置 ? 只有采用汽油喷射及电子点火等新技术,才会在油耗方面有所突破 二、电子信息技术的发展推进了汽车技术向集成与智能迈进
? 汽车电子信息的发展,以及近年来嵌入式系统、局域网和数据总线技术的成熟,使汽
车电子控制系统的集成化成为汽车技术发展的必然趋势 ? 传感技术和计算机技术的发展,加快了汽车的智能化 三、汽车电子技术应用的优越性 1.减少汽车修复时间
电子控制汽车都装有自诊断系统,提高了故障 诊断的速度和准确性 2.节油
ECU采集发动机的各种工作参数,然后进行数据处理,最终控制汽车的执行机构,这样便可使汽车在最佳工况下工作,以达到节油的目的 3.减少空气污染
采用发动机闭环控制,使发动机处于理论空燃比附近工作,加装废气再循环和三元催化装置,使排放得到大大改善 4.减少交通事故
防止主观因素方面:防止酒后驾车和驾驶员瞌睡的电子装置检查人的心里状态和反应时间的电子装置
防止客观因素方面:电子控制防滑装置、智能驾驶信息系统、汽车主要参数报警装置和安全气囊等
5.提高乘坐舒适性
根据汽车的运行情况和路况适时控制减震器的阻尼等参数 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
定义：应用控制装置自动地、有目的的控制、操作机器设备或过程，使之具有一定的状态和性能
1.检测反馈单元：
2.指令及信号处理单元： 3.转换放大单元： 4.执行器： 5.动力源
二、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: 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
? 开环控制系统的控制精度完全取决于各单元的精度,因此它主要使用在精度要求不
高并且不存在内外干扰的场合
(2)闭环控制系统:也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，并反馈给ECU。
? 能够自动纠正外部干扰和系统内参数变化引起的偏差,这样可以采用精度不太高而
成本较低的元件,组成一个较为精确的控制系统
? 由于闭环控制系统是以偏差消除偏差的,即系统要工作就必须有偏差存在,因此这种
系统不会有很高的精度,同时由于组成系统的元件有惯性,传动链的间隙等因素存在,如配合不当,将会引起反馈系统的振荡,从而系统不能稳定工作,精度和稳定性之间的 矛盾始终是闭环控制系统存在的主要矛盾
2、按输入量变化的规律分类 (1)恒值控制系统
特点:系统输入量是恒值,并且要求系统的输 出量保持恒定 (2)随动控制系统
特点: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作出相应的变化,故该系统又称伺服系统或跟踪系统 (3)过程控制
按给定的时间函数实现控制
3、按系统传输信号对时间的关系分类
(1) 连续控制系统
特点:控制作用的信号是连续量或模拟量 (2)离散控制系统
特点:作用于系统的控制信号是连续量,数字量或采样数据量 4、按系统输出量和输入量的关系分类 1)线性系统
特点:系统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,可以用应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
特点:其中的一些环节具有非线性性质
? 另外,按系统主要组成元件的物理性质,可分为电器控制系统,液压控制系统和电—
液控制系统
三、电子控制系统简介
汽车电子控制系统分为以下四部分: 1)发动机和动力传动集中控制系统 2)底盘综合控制和安全系统 3)智能车身电子系统 4)通信于信息/娱乐系统 (一)发动机控制部分
? 电控点火装置(ESA)
功用:使发动机在不同转速,进气量等因素下,在最佳点火提前角工况下工作,使发动机输出最大功率和扭矩,而将油耗和排放降到最低限度 分类:开环;闭环(通过爆震传感器进行反馈)
? 电控汽油喷射(EFI)
功用:根据各传感器输出来的信号,能有效控制混合气空燃比,使发动机在各工况下空燃比达到最佳值,从而实现降低油耗,减少排气污染等功效 分类:开环;闭环(通过氧传感器进行反馈)
? 废气再循环控制(EGR)
功用:使一部分排气中的废气再次参与燃烧,以抑制发动机有害气体氮氧化合物的生成
? 怠速控制(ISC)
汽车电子控制教案
