汽车电子控制技术基础教案课件
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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。
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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。
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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。
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第二节 在汽车控制系统中的应用
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❖ 1.3.4 脉动衰减器 ❖ 1.3.5 油压调节器
❖ 1.3.6 喷油器
❖ 轴针式喷油器的一端为进油口 ，与分配油管连接；另一端为 喷油口，插入进气支管中，两 端分别用O形密封圈密封。
❖ 喷油器是由喷油器体、衔铁、 针阀、电磁线圈、回位弹簧等 组成。
❖ 喷油器内部有一个电磁线圈， 经线束与电子控制单元连接。
❖ （4）电控柴油喷射系统
❖ （5）自适应巡航控制系统（ACC）
二、汽车电子技术应用的发展趋势
❖ 1．微处理机技术 ❖ 2．传感器技术 ❖ 3．软件新技术应用 ❖ 4．智能汽车及智能交通系统（ITS）的研究及应用 ❖ 5．数据传输载体方面的电子新技术应用 ❖ 6．汽车车载电子网络
第1章 电子控制汽 油喷射系统
❖ 压力转换元件是硅膜片。
❖ 硅膜片一面是真空室，另一面导入进气 压力。在压力作用下硅膜片产生变形， 使扩散在硅膜片上电阻的阻值发生变化 。进气管内压力越高，变形量越大。
❖ 利用惠斯登电桥将硅膜片的电阻变化转 换成电压信号。输出的电压信号很微小 ，经IC放大处理后的电信号，作为进气 压力信号送到ECU，ECU根据此信号和 转速信号，即可计算进气量。
汽车电控技术
绪论
一、现代汽车电子技术应用状况
❖ 2．在底盘上的应用
❖ 1．在发动机上的应用
❖ （1）电控自动变速器（ECT）
❖ （1）电子控制喷装置（EFI） ❖ （2）电子转向助力系统
❖ （2）电控点火系统（ESA） ❖ （3）汽车防滑控制系统
❖ （3）怠速控制系统（ISC） ❖ （4）适时调节的自适应悬挂系统
❖ 一般喷油器每次打开喷油的时间 为2～10ms。时间越长，喷油量 就越大。
（a）电压驱动回路
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汽车电控技术
绪论
一、现代汽车电子技术应用状况
❖ 2．在底盘上的应用
❖ 1．在发动机上的应用
❖ （1）电控自动变速器（ECT）
❖ （1）电子控制喷油装置（EFI） ❖ （2）电子转向助力系统
❖ （2）电控点火系统（ESA） ❖ （3）汽车防滑控制系统
❖ （3）怠速控制系统（ISC） ❖ （4）适时调节的自适应悬挂系统
❖ 电控汽油喷射系统的分类与组成 ❖ 电控汽油喷射发动机空气供给系统的组成、结构、工作原理 ❖ 电控汽油喷射发动机燃油供给系统的组成、结构、工作原理 ❖ 电控汽油喷射发动机电子控制系统的组成、结构、工作原理 ❖ 智能型电子节气门的结构、工作原理 ❖ 汽油机缸内直喷系统的结构、工作原理
1.1 概述
❖ 1.1.1 电控汽油喷射系统的分类
❖ 1.1.2 电控汽油喷射系统的组成
❖ 电控汽油喷射系统由3个子系统组成： ❖ 空气供给系统 ❖ 燃油供给系统 ❖ 电子控制系统
❖ 电子控制系统 ❖ 传感器 ❖ 开关信号 ❖ 电子控制单元 ❖ 执行器
1.2 电控汽油喷射的空气供给系统
❖ 1.2.1 空气计量装置
❖ 1．空气流量计（AFS）
❖ （4）电控柴油喷射系统
❖ （5）自适应巡航控制系统（ACC）
二、汽车电子技术应用的发展趋势
❖ 1．微处理机技术 ❖ 2．传感器技术 ❖ 3．软件新技术应用 ❖ 4．智能汽车及智能交通系统（ITS）的研究及应用 ❖ 5．数据传输载体方面的电子新技术应用 ❖ 6．汽车车载电子网络
第1章 电子控制汽 油喷射系统
❖ 电控汽油喷射系统对汽油泵运转控制的基本要求是：只有当 发动机处于运转状态时，汽油泵才运转，若发动机不工作， 即使接通点火开关，汽油泵也不工作。
绪论
一、现代汽车电子技术应用状况
❖ 2．在底盘上的应用
❖ 1．在发动机上的应用
❖ （1）电控自动变速器（ECT）
❖ （1）电子控制喷油装置（EFI） ❖ （2）电子转向助力系统
❖ （2）电控点火系统（ESA） ❖ （3）汽车防滑控制系统
❖ （3）怠速控制系统（ISC） ❖ （4）适时调节的自适应悬挂系统
❖ 电控汽油喷射系统的分类与组成 ❖ 电控汽油喷射发动机空气供给系统的组成、结构、工作原理 ❖ 电控汽油喷射发动机燃油供给系统的组成、结构、工作原理 ❖ 电控汽油喷射发动机电子控制系统的组成、结构、工作原理 ❖ 智能型电子节气门的结构、工作原理 ❖ 汽油机缸内直喷系统的结构、工作原理
1.1 概述
❖ 1.1.1 电控汽油喷射系统的分类
❖ 1.1.2 电控汽油喷射系统的组成
❖ 电控汽油喷射系统由3个子系统组成： ❖ 空气供给系统 ❖ 燃油供给系统 ❖ 电子控制系统
❖ 电子控制系统 ❖ 传感器 ❖ 开关信号 ❖ 电子控制单元 ❖ 执行器
1.2 电控汽油喷射的空气供给系统
❖ 1.2.1 空气计量装置
❖ 1．空气流量计（AFS）
❖ （4）电控柴油喷射系统
❖ （5）自适应巡航控制系统（ACC）
二、汽车电子技术应用的发展趋势
❖ 1．微处理机技术 ❖ 2．传感器技术 ❖ 3．软件新技术应用 ❖ 4．智能汽车及智能交通系统（ITS）的研究及应用 ❖ 5．数据传输载体方面的电子新技术应用 ❖ 6．汽车车载电子网络
第1章 电子控制汽 油喷射系统
❖ 电控汽油喷射系统对汽油泵运转控制的基本要求是：只有当 发动机处于运转状态时，汽油泵才运转，若发动机不工作， 即使接通点火开关，汽油泵也不工作。
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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。
【精品课件】汽车电子控制技术基础共71页PPT
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容
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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
【精品课件】汽车电子控制技术基础
6
、
露
凝
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游
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，
天
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风
景澈。Fra bibliotek7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
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
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。
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。
《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。
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4.智能化 指传感器与大规模集成电路结合，带有，
具有智能功能，以减少的复杂程度。
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 M
速度
加速度
2
转角或角位移
转速
N
力
N·m
2.2.3 汽车传感器的选用原则
指标 量程 灵敏度 分辨率 误差 重复性 过载 可靠度 线性度
响应时间
传感器指标定义 被检测量上限和下限的代数差。 输出变化值与被测量的变化值之比。 检测出被测量的最小变化值。 检测值与被测量的真实值之差。 重复测量时，测量结果的一致性。 允许检测被测量的最大值。 规定条件下，传感器正常工作的可能性。 输入/输出曲线与其拟合直线之间的偏差度。 接受阶跃输入信号，传感器输出值达到稳定 值的最小规定百分数(如95％)时所需的时间。
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
2）应用软件 数据采集与传输、被控系统的模型、控制算
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
转矩
爆震
温度 K C
压力
流量, m3
真空度
气体成分 气体浓度
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
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
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 汽车汽电车子传控感制器系也统是的汽关车键电部子件技。术领域研究的核心 内容之一。
息、环境信息提供给；
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
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
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2.测数。字化
适应汽车控制计算机的信息输入。
3.集成化 制造技术和精细加工技术制作式传感器。
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（） 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
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 — ( )。
控制系统由传感器、和执行机构组成。
传 感
A/D 转换器
输 入
CPU
输 驱执 出 动行
器
数字输入 存储器
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
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；
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
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
气体浓度 氧气、二氧化碳、 、、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。
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
检测工况或参数
温 度 冷却液温度、进气温度、燃油温度、排气口和 传感器 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。
具有智能功能，以减少的复杂程度。
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 M
速度
加速度
2
转角或角位移
转速
N
力
N·m
2.2.3 汽车传感器的选用原则
指标 量程 灵敏度 分辨率 误差 重复性 过载 可靠度 线性度
响应时间
传感器指标定义 被检测量上限和下限的代数差。 输出变化值与被测量的变化值之比。 检测出被测量的最小变化值。 检测值与被测量的真实值之差。 重复测量时，测量结果的一致性。 允许检测被测量的最大值。 规定条件下，传感器正常工作的可能性。 输入/输出曲线与其拟合直线之间的偏差度。 接受阶跃输入信号，传感器输出值达到稳定 值的最小规定百分数(如95％)时所需的时间。
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
2）应用软件 数据采集与传输、被控系统的模型、控制算
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
转矩
爆震
温度 K C
压力
流量, m3
真空度
气体成分 气体浓度
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
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
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 汽车汽电车子传控感制器系也统是的汽关车键电部子件技。术领域研究的核心 内容之一。
息、环境信息提供给；
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
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
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2.测数。字化
适应汽车控制计算机的信息输入。
3.集成化 制造技术和精细加工技术制作式传感器。
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（） 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
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 — ( )。
控制系统由传感器、和执行机构组成。
传 感
A/D 转换器
输 入
CPU
输 驱执 出 动行
器
数字输入 存储器
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
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；
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
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
气体浓度 氧气、二氧化碳、 、、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。
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
检测工况或参数
温 度 冷却液温度、进气温度、燃油温度、排气口和 传感器 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。