汽车电子控制技术基础讲义课件.pptx

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1、汽车电子控制技术第2章汽车电子控制技术基础2.1汽车电子控制系统的组成与特征2.2汽车传感器2.3汽车电子控制单元（ECU）2.4汽车电子控制系统中的执行元件2.5汽车电子控制系统中的控制理论2.6汽车综合控制2.1.1汽车电子控制系统的基本构成2.1汽车电子控制系统的组成与特征给定值传感器A/D转换器D/A转换器执行机构被控对象控制器被控参数微型计算机图2-1电子控制系统的基本框图汽车电子控制系统基本组成框图汽车计算机系统称为电子控制单元—ECU(ElectronicControlUnit)。控制系统由传感器、ECU和执行机构组成。传感器数字输入存储器A/D

2、转换器输入端口CPU存储器输出端口驱动电路执行机构输入接口图2-2汽车电子控制系统的基本组成计算机输出接口1.硬件软件分为系统软件和应用软件，核心是控制软件。系统软件一般由计算机制造厂提供，应用软件由控制系统研发人员编制。1）系统软件操作系统、语言加工系统、诊断系统等2）应用软件数据采集与传输、被控系统的模型、控制算法、故障自诊断系统等2.软件2.1.2汽车电子控制系统的特征1.目的性提高汽车行驶能力、可操纵性、稳定性和自适应性；改善汽车行驶的姿态控制、乘坐的舒适性；降低汽车的能耗、尾气排放、减少污染。2.相关性汽车上的电子控制系统是相互关联的；单一的控制系统都

3、会出现非预期的结果；各子系统的最佳，不一定能获得整个系统的最佳，甚至降低了子系统预期的性能。汽车综合控制系统悬架控制系统动力传动控制系统操纵控制系统发动机控制系统第三层第二层第一层单个装置控制子系统控制3.层次性汽车控制系统一般可分为三个层次：例：发动机控制系统4.随机性汽车在不同的环境条件下行驶，控制系统的设计必须满足动态的、不确定的或随机的动态工况。电控燃油喷射系统(EFI)点火正时控制点火提前角控制点火能量控制······怠速控制系统(ISC)废气再循环控制系统(EGR)喷油量控制喷油时间控制喷油顺序控制······电控点火系统(ESA)发动机控制系统2.

4、1.3汽车电子控制系统的工作原理1.检测汽车各部位的传感器检测不断变化工作状况信息、环境信息提供给ECU；3.执行通过执行机构对汽车的工作状况进行控制。必要时，可对汽车工作状况信息显示或报警。2.判断、决策和控制汽车电子控制系统根据检测的工作状况信息用预先存放在ECU中的指令程序、控制算法发出控制信号；ECUI/O输入回路CPU存储器A/D空气流量发动机转速节气门位置冷却水温进气温度曲轴位置车速爆震氧传启动信号空调开关输出回路喷油量控制点火正时控制怠速控制故障自诊断废气再循环其它辅助控制传感器控制项目发动机集中电子控制系统微处理器A/DA/D存储器D/A车速传感

5、器油箱传感器D/A车速表燃油液位指示仪表图2-4电子控制的车速表及燃油液位指示仪表系统指示仪表系统2.2汽车传感器汽车传感器也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。目前，一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器，而豪华轿车上多达二百余只传感器。汽车传感器主要用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中。汽车传感器是汽车电子控制系统的信息源，是汽车电子控制系统的关键部件。传感器技术的发展趋势1.多功能化一个传感器可实现多个不同种类多个参数的检测。3.集成化IC制造技术和精细加工技术制作IC式传感器。4.智能化指传感器与大规模集成电路结合，带有CP

6、U，具有智能功能，以减少ECU的复杂程度。2.数字化适应汽车控制计算机的信息输入。汽车传感器种类很多，实际应用一般按传感器输入量，即传感器检测的量分类，如2.2.1汽车传感器的分类力学量热力学量其它检测量单位检测量单位检测量单位位置或位移速度加速度转角或角位移转速力转矩爆震Mm/sm/s2radr/minNN·mPa温度压力流量,真空度KCKPaMPakg/sm3/sPa气体成分气体浓度molmol分类按能量关系主动型：传感器无需外加输入电源。如：磁电、热电、压电、光电等。被动型：传感器需外加输入电源。如：电阻、电容、电感、磁阻、热阻等。按信号转换非电量转换

7、成另一种非电量，如：弹性敏感元件、气动传感器非电量转换成电量如：热电阻、热电偶、压电式按工作原理电阻式、电容式、电感式、应变式、光电式、光敏式、压电式、热电式等按使用功能用于了解汽车工作状况；用于控制汽车运行状态；传感器的其它分类方法传感器检测工况或参数位置传感器排气再循环阀开度、油门踏板位置、燃油箱液面位置、汽车高度、海拔高度等。转角传感器节气门位置、曲轴转角、方向盘转角、前轮转角等。转速传感器检测曲轴转速、车轮转速等。速度加速度传感器检测车速（绝对值）、加速度。力学量传感器在汽车上的应用热力学量传感器在汽车上的应用传感器检测工况或参数温度传感器冷却液温度、进

8、气温度、燃油温度、排气口