汽车电子控制技术 ppt课件

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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。
二、汽油机对点火系统的要求
⒈发动机对点火系的要求 三个基本要求 ⑴能产生足以击穿火花塞电极间隙的电压 影响电压因素有：电极间隙和形状、电极温度和极 性、混合气压力和温度、发动机工况。 ⑵火花应具有足够能量 火花能量＝火花电压×火花电流×火花持续时间 发动机正常工作所需能量很小，1～5mJ； 起动、怠速、节气门急剧打开，为保证可靠点火， 需较高能量， 50 ～80mJ。
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第四阶段（2000年以后）：车际网络阶段 目前，美国、欧洲、日本在完善汽车之外的 交通、通信等平台设施，将车际通信和网络纳入整 个国家信息系统，统一进行平台建设。例如驾驶员 信息系统、智能交通系统、公路自动收费系统、定 位导航系统等。 汽车电子技术的发展趋势 汽车在满足安全、节能、环保的同时，将进 一步满足人们的生活需要，向舒适、便利、高效、 数字化、信息化、智能化发展。 ⑴汽车将成为开放分布式车上系统控制平台 ⑵车际网络技术 ⑶智能汽车和智能交通系统
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第一章 概述
本章讨论三个方面的内容： 1 汽车电子技术的发展背景 2 汽车电子控制系统的一般组成 3 汽车电子控制技术基础知识
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第一节 汽车电子技术的发展背景
一、汽车电子技术的发展历程
⒈基本概念 ⑴汽车电子的概念
汽车电子：用于汽车控制、开发和车载 设备管理的各类电子装置。狭义上讲是汽车 内部的电子系统；广义上还包括车外电子系 统、与汽车相关的交通、通信等设施和平台。
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二、自动控制系统的分类
工程自动控制系统分类方式有以下几种： ⒈按控制系统有无反馈分为 ⑴开环控制系统 ⑵闭环控制系统 ⒉按输入量变化的规律分为 ⑴恒值控制系统 ⑵随动控制系统 ⑶过程控制系统 ⒊按系统传输信号对时间的关系分为 ⑴连续控制系统 ⑵离散控制系统 ⒋按系统输入量和输出量的关系分为 ⑴线性系统 ⑵非线性系统
汽车电子控制技术
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课程概况
课程名称：汽车电子控制技术 课程性质：专业限选课 先修课程：汽车构造、汽车理论、汽车电器、 机械工程控制基础 适用专业：车辆工程 考核方式：闭卷考试成绩比例80%， 平时成绩比例20% (6次考勤2次作业) 教学邮箱：automotivesafety@ 公用密码：cheliang10
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⒊汽车电子工业的类型
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二、 汽车电子的发展背景
⒈ 安全、环保、节能要求推动汽车技术发展 ⒉ 电子信息技术发展推进汽车技术集成和智能 ⒊ 汽车电子技术应用的优越性
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ 安全：提高汽车主动和被动安全性 节能：提高燃油经济性 环保：提高排放标准 舒适：提高平顺性、空调控制等乘坐舒适性 维修:减少时间、提高诊断效率和准确性
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⑵汽车电子的分类
按照物理位置上分:车外电子（车际网络设施： 通信网络、定位导航、智能交通）；车内电子（车 载电子、汽车电子控制系统）。 按照对汽车行驶性能作用的影响分为两类： 汽车电子控制系统：汽车电子控制系统和车上 的机械系统配合使用，即机电一体化控制系统。包 括发动机、底盘和车身电子控制。 车载电子装置：是指在汽车环境条件下能够独 立使用的电子装置。和汽车本身的动力行驶性能无 关，如导航系统、音响、车载通信系统和上网设备 等。
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⑶最佳点火提前角/点火时刻 不同发动机最佳点火提前角不同， 同一发动机不同工况最佳点火提前角不同。 影响因素： 发动机转速：转速越高，最佳提前角越大。 负荷：同一转速下，负荷增大，混合气增多，燃烧 速度加快，点火最佳提前角减小。 空燃比：A/F=11.7时，燃烧速度最快，最佳提前角 最小；混合气变稀和变浓，燃烧速度都变慢，最 佳提前都增大。 进气压力：进气压力小。混合气雾化和扰流变坏， 燃烧速度都变慢，最佳提前角增大。 冷却液温度：温度低，为尽快暖机增加提前角；温 度高为减少NOx、HC的排放适当减小提前角。
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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；
电子控制单元 执行器 发动机
传感器
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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。
传感器 电子控制单元
执行器 闭环控制
发动机
氧传感器
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⒌简化的汽车电子控制系统模型
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三、汽车电子控制系统简介
汽车电子控制系统分为以下四种： ⑴发动机控制系统 发动机集中控制系统（汽油喷射控制、汽油机点火控 制、辅助控制） ⑵底盘综合控制和安全系统 自动变速控制系统、防滑控制系统、车辆稳定控制系 统、巡航控制系统、防撞控制系统 ⑶智能车身电子系统 自动座椅系统、智能照明系统、夜视系统、防盗系统 ⑷通信与信息/娱乐系统（车载电子） 导航系统、音响系统、交通信息系统等 22 ppt课件
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课程内容
课程内容两部分： 1 汽车发动机电子控制技术 ⑴ 发动机电控汽油喷射技术 ⑵ 汽油机点火控制技术 ⑶ 发动机辅助电控技术 2 汽车底盘电子控制技术 ⑴ 自动变速器技术 ⑵ 汽车防滑控制系统 ⑶ 汽车行驶控制系统
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选用教材
汽车电子控制技术（第2版） 冯渊编 机械工业出版社 2005.7
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汽车电子
车外电子 车际网络设施：通信网络 定位导航、智能交通 车载电子：导航系统、 音响、车载通信系统和上网设备 发动机电子控制 汽车电子控制系统 车内电子
底盘电子控制
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车身电子控制
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⒉ 汽车电子技术的发展历程
汽车电子的发展是在电子技术进步和汽车 工业需求推动下进行的。其发展历程分为四个 阶段。 第一阶段（1950年～1970年）：电子技术 开始应用到汽车零件的开发，其特征：晶体管， 个别零部件的应用； 第二阶段（1970年～1990年）：电子技术 应用于汽车部件的开发，其特征：微处理器， 汽车各大总成部件功能的集成，出现了大量高 可靠性、高效率的复杂电子控制系统。
传感器 （信号输入装置） 电子控制单元 （ECU） 执行器
信号输入装置——各种传感器，采集控制系统的信号， 并转换成电信号输送给ECU； 电子控制单元——ECU，给各传感器提供参考电压， 接受传感器信号，进行存储、计算和分析处理后向执 行器发出指令； 执行器——由ECU控制，执行某项控制功能的装置。
发动机电子控制系统组成
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第三节 汽车电子控制技术基础知识
一、汽油机的排放与净化 二、汽油机对点火系统的要求
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一、汽油机的排放与净化
⒈HC(碳氢化合物)的生成机理 燃料不完全燃烧、混合气过浓过稀、怠速减速暖车HC 排放增加。 ⒉CO的生成机理 局部缺氧、低温不完全燃烧、 CO含量取决于空燃比。 ⒊NOx(NO2、NO)的生成机理 空气高温反应、温度越高、高温时间越长、氧气越浓 NOx生成量越多。
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汽油机的燃烧过程
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点火提前角对气缸压力的影响
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⒉闭合角控制 闭合角指断电器触点闭合期间分电器转过的角度。 低转速，触点闭合时间长，点火线圈容易过热； 高转速，触点闭合时间短，一次线圈电流减小，二 次电压降低。 电子点火可以理想控制。 ⒊恒流控制 保证发动机在高转速下，一次电流的稳定，采用恒 流控制。
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主要参考书
汽车电子控制系统的原理与检修 王遂双编 北京理工大学出版社 2000 汽车电子控制技术 冯崇毅编 机械工业出版社 2001
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课程章节
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 概述 传感器 电控汽油喷射系统 汽油机点火控制 发动机辅助电控系统 典型发动机集中控制系统 自动变速器 汽车防滑控制系统 汽车行驶与安全控制系统