汽车电子控制技术基础讲义课件PPT课件(62页)
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汽车电子控制技术 PPT课件
有经济性规律、动力性(又称运动型)规律，而且还有一般(日 常)规律、环境温度及随外界条件变化的规律等。
将车速V 和节气门开度α的组合分成一定数量的区域，
每个区域有不同的节气门开启速率程序值。当实际值大于它时， 为动力性规律，反之为经济性规律。
2. 信号输入装置
1) 节气门位置传感器 与发动机控制系统共用。 2) 发动机转速传感器 与发动机控制系统共用。 3) 车速传感器 与发动机转速传感器工作原理相同，有电磁感应式和光电式。 4) 输入轴转速传感器 作用：检测行星齿轮变速器输入轴转速，以更精确地控制换
向，摘下1挡， 进入空挡NR1； （2）使V7换向，选 挡液压缸动作， 使选挡杆从NR1进 入N23位置，挡位 信号接通，表示 选挡到位； （3）使换挡阀V5换 向，换挡液压缸 反向动作，从而 换入2挡；
（4）换挡开关接通， ECU令离合器接合， 发动机自适应地 恢复供油。
3. 发动机执行机构 对于电喷发
发散型在大节气门开度时换挡延迟所引起的输入轴转速 的变化较大、功率利用差，但换挡次数较少、舒适性高。
带强制低挡的发散型换挡规律，使它保持了换挡次数较少、 舒适性高的优点，又克服了发散型的缺点，故它在轿车自动变 速器中应用较多。
收敛型的发动机工作转速低、燃料经济性好、噪声低、行 驶平稳舒适，它适合于功率较低的货车。
或者当车速传感器损坏时，用输入轴转速传感器来控制换 挡。
输入轴转速传感器故障：ECU停止发动机减小转矩控制。 油液温度传感器出现故障：按80℃到100℃作为代替信号 控制。
② 执行机构失效 换挡电磁阀故障:两种处理方法： a、不论有几个阀出故障，ECU均停止所有换挡电磁阀工作，
挡位由操纵手柄决定； b、其中一个失效，其他阀仍工作，仍能自动换挡，但会失
将车速V 和节气门开度α的组合分成一定数量的区域，
每个区域有不同的节气门开启速率程序值。当实际值大于它时， 为动力性规律，反之为经济性规律。
2. 信号输入装置
1) 节气门位置传感器 与发动机控制系统共用。 2) 发动机转速传感器 与发动机控制系统共用。 3) 车速传感器 与发动机转速传感器工作原理相同，有电磁感应式和光电式。 4) 输入轴转速传感器 作用：检测行星齿轮变速器输入轴转速，以更精确地控制换
向，摘下1挡， 进入空挡NR1； （2）使V7换向，选 挡液压缸动作， 使选挡杆从NR1进 入N23位置，挡位 信号接通，表示 选挡到位； （3）使换挡阀V5换 向，换挡液压缸 反向动作，从而 换入2挡；
（4）换挡开关接通， ECU令离合器接合， 发动机自适应地 恢复供油。
3. 发动机执行机构 对于电喷发
发散型在大节气门开度时换挡延迟所引起的输入轴转速 的变化较大、功率利用差，但换挡次数较少、舒适性高。
带强制低挡的发散型换挡规律，使它保持了换挡次数较少、 舒适性高的优点，又克服了发散型的缺点，故它在轿车自动变 速器中应用较多。
收敛型的发动机工作转速低、燃料经济性好、噪声低、行 驶平稳舒适，它适合于功率较低的货车。
或者当车速传感器损坏时，用输入轴转速传感器来控制换 挡。
输入轴转速传感器故障：ECU停止发动机减小转矩控制。 油液温度传感器出现故障：按80℃到100℃作为代替信号 控制。
② 执行机构失效 换挡电磁阀故障:两种处理方法： a、不论有几个阀出故障，ECU均停止所有换挡电磁阀工作，
挡位由操纵手柄决定； b、其中一个失效，其他阀仍工作，仍能自动换挡，但会失
汽车电子控制技术PPT课件
精选ppt
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2 霍尔式传感器结构及工作原理
结构原理分析：
此传感器为霍尔
效应式传感器，由
永久磁铁、霍尔元
件、信号轮、集成
磁铁
放大电路等组成。
叶轮在转动时“间 断”地阻挡磁场， 使得霍尔元件间断 地产生高低变化的 矩形波信号。
霍尔元件及 放大电路
b)磁路接通时
精选ppt
叶轮 a)磁路截断时
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2）工作原理
叶片进入气隙，磁场被旁路，霍尔电压为0，输出高电平 叶片离开气隙，磁场穿过霍尔元件，产生霍尔电压，输出 低电平。
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（5）霍尔效式传感器检修
一、常见故障：排放超标，油耗增加或运行不良等。 二、霍尔效应式传感器及其信号检查 2、线路及信号的确认：
1）拔下插座，打开点火开关，测量霍尔传感器 的三个接线端与搭铁之间的电压，应为12V或5V电 源，12V或5V信号参考电压，0V接地。任一不正 常应检查相关的电路。 2）用万用表检测信号输出电压是否正常；一般怠 速时约为2.5V或6.0V左右。人为触发时为0V和5V 间或0和12V间变化。
精选ppt
2
四、汽车电子控制系统的类型
按控制器的 结构与工作 方式分
按控制器所 具有的功能 分
模拟控制系统 由模拟电路组成，精度低， 灵活性差
数字控制系统
核心是微处理器，精度高， 扩展灵活
单功能控制系统
控制功能单一，微处理器独 立，如点火控制系统，燃油
喷射控制系统等。
多功能控制系统
具有多种控制功能，如发动 机集中控制系统，动力总成
2.测信号电压: 拆下进气歧管处的真空软管，并接在真空枪上，接通点火开 关，测信号端子PIM与搭铁E2间的信号电压,应符合标准值。
第一章汽车电子控制技术概述PowerPoint演示文
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汽车电子控制技术 安全网、挽留生命的网。21.2.1910:28:3210:28Feb-2119-Feb-21 创新是根本，质量是生命，务实是宗 旨，效 益是目 标。10:28:3210:28:3210:28Fri day, February 19, 2021 为了您全家幸福，请注意安全生产。21.2.1921.2.1910:28:3210:28:32Februar y 19, 2021 今天工作不安全，明天生活无保障。2021年2月19日 上午10时28分 21.2.1921.2.19 抱怨事件速处理，客户欢喜以满意。2021年2月19日 星期五 上午10时28分 32秒10:28:3221.2.19 质量--价值与尊严的起点。2021年2月 上午10时28分 21.2.1910:28F ebruar y 19, 2021 优质灌溉，缔造将来。2021年2月19日 星期五 10时28分32秒 10:28:3219 February 2021 雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。 上午10时28分32秒上 午10时28分10:28:3221.2.19 每天自我检讨，品质自然更好。21.2.1921.2.1910:2810:28:3210:28:32Feb- 21 培育礼仪员工，创造团队精神。2021年2月19日星期 五10时 28分32秒Friday, February 19, 2021
闭环控制系统的突出优点是精度较高。无论什么干扰， 只要被控制量的实际值偏离给定值，由于采用了反馈，对 外界扰动和系统内部参数变化引起的偏差，系统就会产生 调节作用来减少这一偏差，因此，可以采用精度不太高而 成本比较低的元件组成一个比较精确的控制系统。
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
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
《汽车电子控制技术》课件
过不断调节制动压力，使车轮始终处于滚动状态，从而保持车辆稳定性和转向能力。
电子稳定程序（ESP）
电子稳定程序的组成
由轮速传感器、转向传感器、纵向加速度传感器和横向加速度传感器等组成。这些传感器用于检测车辆的运行状 态和驾驶者的意图，电子控制单元根据这些信息计算出最佳的制动力和发动机扭矩，并控制相应的执行器。
02
学生应具备汽车电子控制系统设计、开发和应用的能力，能够
根据实际需求进行系统分析和优化。
素质目标
03
培养学生的创新意识、团队协作和沟通能力，提高学生的职业
素养和综合素质。
02
汽车电子控制系统概统定义
指通过电子电路和电子装置对汽车各 个系统进行控制的一套完整的系统。
防抱死制动系统（ABS）
防抱死制动系统的组成
由轮速传感器、制动压力调节器和电子控制单元组成。轮速传感器用于检测车轮转速， 制动压力调节器用于控制制动液压，电子控制单元负责接收传感器信号并计算最佳制动
压力。
防抱死制动系统的功能
防抱死制动系统的主要功能是在制动过程中自动调节制动压力，防止车轮抱死。在紧急 制动或路面湿滑的情况下，如果车轮抱死，会导致车辆失控或侧滑。防抱死制动系统通
车载娱乐系统
总结词
介绍车载娱乐系统的组成、工作原理及特点。
详细描述
车载娱乐系统由音响、导航、多媒体播放器等组成，能够提供音乐 、广播、电影等多种娱乐功能，满足驾乘人员的休闲需求。
总结词
分析车载娱乐系统在汽车中的重要性和应用情况。
车载娱乐系统
• 详细描述：车载娱乐系统是汽车休闲配置中的重要组成部 分，其性能优劣直接影响到驾乘人员的休闲体验。随着消 费者对汽车休闲娱乐性能需求的提高，车载娱乐系统的应 用越来越广泛。
电子稳定程序（ESP）
电子稳定程序的组成
由轮速传感器、转向传感器、纵向加速度传感器和横向加速度传感器等组成。这些传感器用于检测车辆的运行状 态和驾驶者的意图，电子控制单元根据这些信息计算出最佳的制动力和发动机扭矩，并控制相应的执行器。
02
学生应具备汽车电子控制系统设计、开发和应用的能力，能够
根据实际需求进行系统分析和优化。
素质目标
03
培养学生的创新意识、团队协作和沟通能力，提高学生的职业
素养和综合素质。
02
汽车电子控制系统概统定义
指通过电子电路和电子装置对汽车各 个系统进行控制的一套完整的系统。
防抱死制动系统（ABS）
防抱死制动系统的组成
由轮速传感器、制动压力调节器和电子控制单元组成。轮速传感器用于检测车轮转速， 制动压力调节器用于控制制动液压，电子控制单元负责接收传感器信号并计算最佳制动
压力。
防抱死制动系统的功能
防抱死制动系统的主要功能是在制动过程中自动调节制动压力，防止车轮抱死。在紧急 制动或路面湿滑的情况下，如果车轮抱死，会导致车辆失控或侧滑。防抱死制动系统通
车载娱乐系统
总结词
介绍车载娱乐系统的组成、工作原理及特点。
详细描述
车载娱乐系统由音响、导航、多媒体播放器等组成，能够提供音乐 、广播、电影等多种娱乐功能，满足驾乘人员的休闲需求。
总结词
分析车载娱乐系统在汽车中的重要性和应用情况。
车载娱乐系统
• 详细描述：车载娱乐系统是汽车休闲配置中的重要组成部 分，其性能优劣直接影响到驾乘人员的休闲体验。随着消 费者对汽车休闲娱乐性能需求的提高，车载娱乐系统的应 用越来越广泛。
汽车电子控制技术课程PPT课件
项目一 汽车电子控制技术概况
活动一 汽车电子控制技术的发展过程
现代汽车电子控制已从单一项目的控制，发展到多项内容复合的集中控 制。 始于20世纪60年代，分为三个阶段： 第一阶段：20世纪60年代中期到70年代中期，主要是为改善部分性能而对 汽车电器产品进行的技术改造，如在车上装了晶体管收音机； 第二阶段：20世纪70年代末期到90年代中期，为解决汽车安全、污染和节 能三大问题，研制出电控汽油喷射系统、电子控制防滑制动装置和电控 点火系统； 第三阶段：20世纪90年代中期以后，电子技术从发动机扩展到底盘、车身及 柴油机多个领域，各种电控系统日趋完善，汽车电子化已达到相当高的 程度。
项目十三 汽车电子防盗系统
项目十四
车载网络系统
项目一 汽车电子控制技术概况
汽车电子控制技术概况
知识目标：
1．了解汽车电子控制技术的发展情况。 2．了解汽车电子控制系统的几种不同的控制方式。 3．熟悉汽车电子控制技术的发展趋势。
项目一 汽车电子控制技术概况
汽车电子控制技术概况
活动一 汽车电子控制技术的发展情况 活动二 汽车电子控制系统的控制方式 活动三 汽车电子控制技术的发展趋势
项目一 汽车电子控制技术概况
活动一 汽车电子控制技术的发展过程
课后练习 1、通过学习本活动内容，能够了解汽车电子控制技术的发 展历史。 2、通过课外阅读等方式，进一步了解汽车采用电子控制技 术的发展情况。
项目一 汽车电子控制技术概况
活动二 汽车电子控制系统的控制方式
一、开环控制系统 开环控制系统的控制方式比较简单，ECU只根据传感器信号对执行元 件进行控制，而控制的结果是否达到预期目标对其控制过程没有影响。 开环控制——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。 在汽车电子控制系统中，燃油喷射式发动机的启动工况和加速工况以 及汽车前照灯光束的控制就采用了开环控制方式。 为了满足实际应用需要，开环控制系统必须精确校准，并在工作过程 中设法保持该校准值不发生变化。在系统存在扰动的情况下，当被控制的输 出量偏离给定量时，开环系统就没有纠正的能力了,即控制就会降低。
汽车电子控制技术基础.ppt
一、发动机电子控制系统ECCS的功能
ECCS：ENGIME ELECTRONIC CONTROL SYSTEM
发动机屯子控制系统(ECCS)的主要功能： 控制燃油喷射式发动机的空燃比和点火时刻。
其他功能： 控制发动机起动、怠速转速、极限转速、排气再 循环、闭缸工作、二次空气喷射、进气增压、爆 震、发电机输出电压、电动燃油动燃泵和系统自 诊断等辅助功能：
3．电子控制式燃油喷射系统 由电控单元直接控制燃油喷射的系统。
燃油分配器与空气计量器组合在一起构成混合气控制器、漏斗形‘空气计量器的档 板与控制器杠杆的—端接触、进气量变化时挡板产生位移，并通过杠杆机构操纵燃 油分配器柱塞移动。从而改变燃油计量槽开度的大小来控制喷油器的喷油量，达到 控制空燃比。
改变燃油分配器中燃油计量槽进口与出口之间的燃 油压差。从而调节燃油供给量．
缸内喷射的优越在于能够实现稀薄混合气燃烧有利 于降低燃油消耗和控制排放是目前发展方向。
单点和多点喷射
进气管多点喷射系统分为D型、L型、LH型和M型燃油喷射系统. 其中D利L分别来源于德文的Druck(压力)和Luftmengen(空气流量)，
Lh型和M在L形基础上改进而成的燃油喷射统。
D 型：进气量的大小由驾驶员操纵加速踏板进行控制。节气门开度不 向，进气量就不同，进气歧管内的压力也就不同。在发动机转速相问 的情况下，歧管压力与进气量成一定比例关系，歧管压力传感器将进 气歧管内的进气压力变为电信号输入电控单元ECU，ECU根据信号电压 高低即可计算出发动机的进气量。
作。 (1)电动燃油泵：供给燃油喷射系统规定压力的燃油。 (2)电磁喷油器。据ECU的喷油脉冲信号，精确计量燃油喷射量。 (3)冷起动喷油器及热限时开关：
据ECU的喷油脉冲信号和发动机冷却液温度信号，控制发动机 起动时的喷油量利喷油持续时间 (4)怠速控制阀ISC(ISCV) 控制发动机的怠速转速。 控制内容包括两个方面:在发动机正常怠速运转时稳定怠速转 速，达到防止熄火和降低燃油消耗之目的；发动机怠速运转状 态下，当发动机负载增加(如接通空调器、动力转向器或液力 变矩器等)时，白动提高怠速转速(即快怠速)，防止发动机熄 火。 (5)活性炭罐及其电磁阀 根据ECU的控制指令传号，回收发动机内部的燃油蒸汽，以便 减少排气污染。点之后，仍可 利用进气气流的惯性继 续充气一段时间，从而 增加充气量。
ECCS：ENGIME ELECTRONIC CONTROL SYSTEM
发动机屯子控制系统(ECCS)的主要功能： 控制燃油喷射式发动机的空燃比和点火时刻。
其他功能： 控制发动机起动、怠速转速、极限转速、排气再 循环、闭缸工作、二次空气喷射、进气增压、爆 震、发电机输出电压、电动燃油动燃泵和系统自 诊断等辅助功能：
3．电子控制式燃油喷射系统 由电控单元直接控制燃油喷射的系统。
燃油分配器与空气计量器组合在一起构成混合气控制器、漏斗形‘空气计量器的档 板与控制器杠杆的—端接触、进气量变化时挡板产生位移，并通过杠杆机构操纵燃 油分配器柱塞移动。从而改变燃油计量槽开度的大小来控制喷油器的喷油量，达到 控制空燃比。
改变燃油分配器中燃油计量槽进口与出口之间的燃 油压差。从而调节燃油供给量．
缸内喷射的优越在于能够实现稀薄混合气燃烧有利 于降低燃油消耗和控制排放是目前发展方向。
单点和多点喷射
进气管多点喷射系统分为D型、L型、LH型和M型燃油喷射系统. 其中D利L分别来源于德文的Druck(压力)和Luftmengen(空气流量)，
Lh型和M在L形基础上改进而成的燃油喷射统。
D 型：进气量的大小由驾驶员操纵加速踏板进行控制。节气门开度不 向，进气量就不同，进气歧管内的压力也就不同。在发动机转速相问 的情况下，歧管压力与进气量成一定比例关系，歧管压力传感器将进 气歧管内的进气压力变为电信号输入电控单元ECU，ECU根据信号电压 高低即可计算出发动机的进气量。
作。 (1)电动燃油泵：供给燃油喷射系统规定压力的燃油。 (2)电磁喷油器。据ECU的喷油脉冲信号，精确计量燃油喷射量。 (3)冷起动喷油器及热限时开关：
据ECU的喷油脉冲信号和发动机冷却液温度信号，控制发动机 起动时的喷油量利喷油持续时间 (4)怠速控制阀ISC(ISCV) 控制发动机的怠速转速。 控制内容包括两个方面:在发动机正常怠速运转时稳定怠速转 速，达到防止熄火和降低燃油消耗之目的；发动机怠速运转状 态下，当发动机负载增加(如接通空调器、动力转向器或液力 变矩器等)时，白动提高怠速转速(即快怠速)，防止发动机熄 火。 (5)活性炭罐及其电磁阀 根据ECU的控制指令传号，回收发动机内部的燃油蒸汽，以便 减少排气污染。点之后，仍可 利用进气气流的惯性继 续充气一段时间，从而 增加充气量。
汽车电子控制技术基础 ppt课件
ppt课件 14
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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ppt课件 9
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。
ppt课件 8
第二节 在汽车控制系统中的应用
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。
ppt课件 8
第二节 在汽车控制系统中的应用
第八章汽车电子控制技术基础
进气量愈大，气流对测量片 的推力力矩愈大，测量片的开启 角度也就愈大，电位计电阻变 小，输出电压信号降低，故空气 流量与信号电压成反比。
第八章汽车电子控制技术基础
（3）翼片式流量传感器输出特性
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第八章汽车电子控制技术基础
为了避免电源电压UB对信号电压的影响,将信号电压 US与电源电压UB的比值来计算进气量QA
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第八章汽车电子控制技术基础
ห้องสมุดไป่ตู้
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第八章汽车电子控制技术基础
②检测原理 光电检测涡旋式流量传感器，其内有一只发光二 极管和一只光敏三极管（在反光镜上部）。发光二极管发出 的光束被一片反光镜反射到光敏三极管上，使光敏三极管导 通。反光镜安装在一个很薄的金属簧片上，金属簧片用细薄 的张紧带张紧在导压腔的外表面上。金属簧片在进气气流旋 涡的压力作用下产生振动，其振动频率与单位时间内产生的 旋涡数量相同。反光镜随簧片一同振动，因此被反射的光束 也以相同的频率变化，致使光敏三极管也随光束以同样的频 率导通、截止。ECU根据光敏三极管导通、截止的频率即可 计算出进气量。
进气温度传感器为负温度系数热敏电阻。
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第八章汽车电子控制技术基础
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传感器工作原理：传感器测量片的 推力力矩与测量片轴上复位卷簧 弹力力矩的作用。
当发动机工作时，进气气流 经过空气流量计推动测量片偏转， 使其开启。测量片开启角度的大 小取决于进气气流对测量片的推 力力矩与测量片轴上复位卷簧弹 力力矩的平衡状况。进气量的大 小由驾驶员操纵节气门来改变。
翼片式空气流量传感器是一种利用力矩平衡原理 开发的流量传感器。
特点：结构简单、价格低、可靠性较高。如丰田 CAMRY(佳美)小轿车、丰田PREVIA(大霸王)小客车、 马自达MPV多用途汽车等采用。
第八章汽车电子控制技术基础
（3）翼片式流量传感器输出特性
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第八章汽车电子控制技术基础
为了避免电源电压UB对信号电压的影响,将信号电压 US与电源电压UB的比值来计算进气量QA
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第八章汽车电子控制技术基础
ห้องสมุดไป่ตู้
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第八章汽车电子控制技术基础
②检测原理 光电检测涡旋式流量传感器，其内有一只发光二 极管和一只光敏三极管（在反光镜上部）。发光二极管发出 的光束被一片反光镜反射到光敏三极管上，使光敏三极管导 通。反光镜安装在一个很薄的金属簧片上，金属簧片用细薄 的张紧带张紧在导压腔的外表面上。金属簧片在进气气流旋 涡的压力作用下产生振动，其振动频率与单位时间内产生的 旋涡数量相同。反光镜随簧片一同振动，因此被反射的光束 也以相同的频率变化，致使光敏三极管也随光束以同样的频 率导通、截止。ECU根据光敏三极管导通、截止的频率即可 计算出进气量。
进气温度传感器为负温度系数热敏电阻。
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第八章汽车电子控制技术基础
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传感器工作原理：传感器测量片的 推力力矩与测量片轴上复位卷簧 弹力力矩的作用。
当发动机工作时，进气气流 经过空气流量计推动测量片偏转， 使其开启。测量片开启角度的大 小取决于进气气流对测量片的推 力力矩与测量片轴上复位卷簧弹 力力矩的平衡状况。进气量的大 小由驾驶员操纵节气门来改变。
翼片式空气流量传感器是一种利用力矩平衡原理 开发的流量传感器。
特点：结构简单、价格低、可靠性较高。如丰田 CAMRY(佳美)小轿车、丰田PREVIA(大霸王)小客车、 马自达MPV多用途汽车等采用。
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汽车电子控制系统基本组成框图
给定值
控制器
微型计算机
D/A 转换器
执行 机构
被 控 被控参数 对象
A/D 转换器
传感器
图2-1 电子控制系统的基本框图
1.硬件
汽车计算机系统称为电子控制单元 — ECU (Electronic Control Unit)。
控制系统由传感器、ECU和执行机构组成。
传 感
息、环境信息提供给ECU；
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；
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。
发动机集中电子控制系统
传感器
ห้องสมุดไป่ตู้
ECU
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
2.2.3 汽车传感器的选用原则
气体浓度 氧气、二氧化碳、NOx 、HC、柴油烟度。 传感器
2.2.2 汽车传感器的性能要求
汽车传感器工作环境 高温、低温、振动、冲击、潮湿、蒸汽、盐雾
腐蚀、油泥污染
汽车传感器的性能要求 1）环境的适应性； 2）工作的稳定性和可靠性；关键 3）检测的精度和重复性； 4）小型化、便于安装、易于检测识别； 5）具有批量生产和通用性、符合有关标准。
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。
非电量转换成另一种非电量， 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
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
用于了解汽车工作状况； 用于控制汽车运行状态；
佳，甚至降低了子系统预期的性能。
3.层次性 汽车控制系统一般可分为三个层次：
第
一
汽车综合控制系统
层
第 二 层
发动机 控制系统
动力传动 控制系统
操纵 控制系统
悬 架 子系统 控制系统 控 制
第 三 层
单个装置 控制
例：发动机控制系统
发动机控制系统
电控燃油 喷射系统
(EFI)
怠速 控制系统
(ISC)
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 汽车电子控制系统的组成与特征
2.1.1 汽车电子控制系统的基本构成
电控 点火系统
(ESA)
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
··· ···
点火正时控制 点火提前角控制 点火能量控制
··· ···
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。
2.1.3 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
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。
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。
2.数字化 适应汽车控制计算机的信息输入。
A/D 转换器
输 入
CPU
输 驱执 出 动行
器
数字输入 存储器
端 口
端 存储器 口
电机 路构
输入接口
计算机
输出接口
图2-2 汽车电子控制系统的基本组成
2. 软件
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
输
A/D 输
入
出
回
I/O 回
路
路
CPU
存储器
控制项目 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
指示仪表系统
车速 传感器 油箱 传感器
A/D
微
D/A
处
理
A/D
器
D/A
存储器
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
2.2 汽车传感器
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。
力学量传感器在汽车上的应用
传感器
检测工况或参数
位 置 排气再循环阀开度、油门踏板位置、燃油箱液 传感器 面位置、汽车高度、海拔高度等。
转角 传感器
转速 传感器
速度 加速度 传感器
节气门位置、曲轴转角、方向盘转角、前轮转 角等。 检测曲轴转速、车轮转速等。
检测车速（绝对值）、加速度。
热力学量传感器在汽车上的应用
传感器
温度 传感器
检测工况或参数
冷却液温度、进气温度、燃油温度、排气口和 排气管的温度、空调蒸发器和冷凝器温度等。
压 力 进气岐管压力、燃油压力、机油压力、增压压 传感器 力、自动变速器油压等。
流 量 吸入空气流量、燃油流量、废气再循环流量、 传感器 制冷剂流量等。
液 量 燃油量、冷却液量、机油量、制动液量等。 传感器
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
2.1.2 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
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CPU，
具有智能功能，以减少ECU的复杂程度。
2.2.1 汽车传感器的分类
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
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
M m/s m/s2 rad r/min N N·m Pa
温度 压力 流量, 真空度
K C KPa MPa kg/s m3/s Pa
气体成分 mol 气体浓度 mol
传感器的其它分类方法
按能量 关系
按信号 转换
按工作 原理 按使用 功能
分类