汽车电控系统结构与维修(第2版) 1 汽车电子控制技术概论

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思考
1. 发展内燃机汽车目前面临的三大问题是什么？就目前技术 2. 3. 由于城市污染严重，因此，我国大城市交通民警的平均寿 4. 汽车电子控制技术的发展过程大致可分为哪几个阶段？发 5. 汽车电子控制系统的功用是提高汽车的整体性能，其中包
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思考
6. 汽车整车电子控制系统包含有若干个电子控制系统，这些 7. 根据汽车的总体结构不同，汽车电子控制系统可分为哪几 8. 9. 10. 根据控制功能不同，汽车电子控制系统可分为哪几种类
磁阀 （7） 各种微型电动机，如步进电机、直流电机
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第四节 汽车电子控制系统的分类
一、
根据控制功能不同，汽车电子控制系统可分为动力性、经济 与排放性、安全性、舒适性、操纵性、通过性、娱乐与信息 控制系统等七种类型。
二、
根据汽车总体结构，汽车电子控制系统可分为发动机电子控 制系统、底盘电子控制系统、车身电子控制系统和综合控制
（1） （2） （3） （4）
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第二节 汽车电子控制技术的应用 与发展
一、 汽车电子控制技术的应用概况
随着电子工业的发展，电子控制技术在汽车上的应用越来越 广泛，新型车用电子装置犹如雨后春笋般的涌现，特别是大 规模集成电路和微机控制技术的应用，给汽车控制装置带来 了划时代的变革。在解决汽车油耗、安全、排放等问题方面， 汽车电子控制技术正起着举足轻重的作用。例如：采用电子 控制燃油喷射系统和微机控制点火系统，不仅可以节油，而 且还能大大提高排气净化性能；采用电子控制防抱死制动系 统，不仅可使汽车在泥泞路面上安全行驶，而且可以在紧急 制动时防止车轮抱死滑移，保证汽车安全制动；采用安全气 囊系统，每年可以挽救成千上万人的生命；在实现操纵自动 化和提高舒适性等方面，汽车电子控制技术也扮演着重要角 色。
型？
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第二节 汽车电子控制技术的应用 与发展
汽车采用网络技术的根本目的：一是减少汽车线束；二是实 现快速通讯。
国内外中高档轿车目前都已开始采用车载局域网LAN技术。 电子控制器网络化的多路集中控制系统不仅是汽车电器线束
分布方式和电子控制系统控制技术的发展方向，而且也是火 车、船舶、机器人、机械制造、医疗器械以及电力自动化等
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第三节 汽车电子控制系统的组成
（6） 进气温度传感器IATS （7） 氧传感器或氧传感器EGO （8） 爆震传感器EDS （9） 车速传感器VSS 000型轿车发动机电子控制系统采用的开关信号有以下几种：
（1） 点火开关信号IGN （2） 启动开关信号STA （3） 空调开关信号A/C （4） 电源电压信号UBAT （5） 空挡安全开关信号NSW
发动机采用的电子控制系统主要有：电子控制发动机燃油喷 射系统EFI、空燃比反馈控制系统AFC、怠速控制系统ISC、 断油控制系统、加速踏板控制系统EAP、微机控制点火系统 MCI、发动机爆震控制系统EDCS或DCS
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第四节 汽车电子控制系统的分类
底盘电子控制系统主要有：电子控制自动变速系统ECT、防 抱死制动系统ABS、驱动防滑控制系统ASR、电子控制动力 转向控制系统EPS、电子控制悬架系统ECS、轮胎气压控制 系统TPC
地球上的“温室效应”与能源的生产、消费密切相关。导致 温室效应的原因一半以上是来自全球目前的能源体系，即含 碳化石燃料燃烧后所释放的二氧化碳。
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第一节 汽车发展面临的问题与对策
3ห้องสมุดไป่ตู้ 据世界卫生组织统计，全世界一年中死于车祸的人数约100
万人，其中超过1万人的有11个国家。例如，1994年美国 死于车祸约4万人，我国4.6 我国2002年发生道路交通事故773 137次，死亡109 381人，受伤562 074人，经济损失超过33亿人民币，每 万辆汽车死亡人数约为53人。然而，2002年汽车年产量排 名第一、第二的美国（12 274 917辆）、日本（10 257 690辆），其每万辆汽车死亡人数仅为2～3 交通事故造成了巨大的生命财产和经济损失，已经发展成为 社会公害。汽车交通安全与车辆、人员、环境（道路、设施 等）及法制（交通规则、制度及法律等）有关。
一、
1 在汽车电子控制系统中，传感器的功用是将各种非电量信号
转换成为便于电控单元ECU处理的电信号。
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图1-5 桑塔纳2000GSi、3000型轿车发 动机电子控制系统控制部件组成
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图1-6 桑塔纳2000GSi、3000型轿车发 动机电子控制系统控制部件安装位置
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第三节 汽车电子控制系统的组成
制组件，俗称“汽车电脑”
ECU是以单片微型
计算机（即单片机）为核心所组成的电子控制装置，具有强
大的数学运算、逻辑判断、数据处理与数据管理等功能。电
控单元ECU是汽车电子控制系统的控制中心，其功用是分析
处理传感器采集到的各种信息，并向受控装置发出控制指令。
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第三节 汽车电子控制系统的组成
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第二节 汽车电子控制技术的应用 与发展
二、
纵观汽车电子控制技术的发展过程，大致可分为分立电子元 件控制、集成电路控制、微型计算机控制和车载局域网控制 四个阶段。就目前发展局势来看，汽车采用车载局域网LAN
第一阶段（1953—1980）：即分立电子元件控制阶段。 第二阶段（1981—1990）：即集成电路控制阶段。 第三阶段（1991—2000）：即微型计算机控制阶段。 第四阶段（2001— ）：即车载局域网控制阶段。
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第二节 汽车电子控制技术的应用 与发展
在提高动力性、经济性和排放性能方面，现代汽车采用的电 子控制系统主要包括：电子控制发动机燃油喷射系统EFI、 微机控制点火系统MCI、发动机爆震控制系统EDCS、怠速 控制系统ISC、空燃比反馈控制系统AFC、加速踏板控制系 统EAP、第二代车载故障诊断系统OBD-Ⅱ等等。
三、
执行器又称为执行元件，是电子控制系统的执行机构。执行 器的功用是根据电子控制单元EC
U的指令完成具体的操作动作。汽车电子控制系统常用的执
（1） 电动燃油泵 （2） 电磁喷油器 （3） 怠速控制阀ISC或ISCV （4） 活性炭罐电磁阀 （5）
点火控制器和点火线圈 （6） 各种电磁阀，如自动变速系统的换挡电磁阀、锁止电
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第一节 汽车发展面临的问题与对策
二、
综上所述，地球环境遭受的污染愈来愈严重。如不严加防治， 就会给人类特别是子孙后代造成灾难。正因如此，如今世界 各地“救救地球，救救人类”，“既要使现代人生活得好， 又要使后代生活幸福”的呼声日益高涨。内燃机汽车的发展 正面临着能源、环保和安全的严峻挑战。就目前技术水平而
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第二节 汽车电子控制技术的应用 与发展
在提高安全性、操纵方便性方面，现代汽车采用的电子控制 系统主要包括： 防抱死制动统ABS、 驱动防滑控制系统 ASR或牵引力控制系统TCS或TRC、 电子控制制动力分配 系统EBD、电子控制制动辅助系统EBA、动态稳定控制系统 DSC、辅助防护安全气囊系统SRS、安全带张紧控制系统 STTS、车辆保安系统VESS、巡航控制系统CCS、电子控 制动力转向控制系统EPS、防盗报警系统GATA、中央门锁 控制系统CLCS、前照灯控制与清洗系统HAW、气体放电车 灯GDL、轮胎气压控制系统TQC、刮水器与清洗器控制系统 WWCS、维修周期显示系统LSID、液面与磨损监控系统 FWMS
车身电子控制系统主要有：辅助防护安全气囊系统SRS、安 全带张紧控制系统STTS、车辆保安系统VESS、中央门锁 控制系统CLCS、前照灯控制与清洗系统HAW、刮水器与清 洗器控制系统WWCS、座椅调节系统SAMS
综合控制系统主要有：维修周期显示系统LSID、液面与磨 损监控系统FWMS、车载计算机OBC、车载电话CPH、交 通控制与通讯系统TCIS、信息显示系统IDS、控制器区域 网络系统CAN、自动空调系统ACS、车距报警系统PWS等
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第三节 汽车电子控制系统的组成
汽车电子控制系统的功用是提高汽车的整体性能，包括动力 性、经济性、安全性、舒适性、操纵性、通过性以及排放性 能等。虽然汽车车型不同、档次不同，采用电子控制系统的 功能和多少也不尽相同，但是，汽车电子控制系统基本结构 如图1-3所示，都是由传感器（传感元件）与开关信号、电 控单元ECU（Electronic Control Unit）和执行器（执 行元件）三部分组成，这是电子控制系统的共同特点。
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第三节 汽车电子控制系统的组成
2
电子控制系统都是批量装备汽车使用的。因此，所用传感器 不仅测量范围、测量精度、分辨能力、响应特性等基本要素 必须符合汽车使用条件的要求，而且还要考虑传感器的互换 性、耐久性和经济性。
二、 电控单元ECU
电控单元ECU可称为电子控制器（Controller）或电子控
一、
1 在汽车电子控制系统中，传感器的功用是将各种非电量信号
转换成为便于电控单元ECU处理的电信号。 由图1-4至图1-6可见，桑塔纳2000GSi、3000型轿车发
（1） 空气流量传感器AFS （2） 曲轴位置传感器CPS （3） 凸轮轴位置传感器CPS （4） 节气门位置传感器TPS （5） 冷却液温度传感器CTS
在提高乘坐舒适性方面，现代汽车采用的电子控制系统主要 包括：电子控制悬架系统ECS、自动空调系统ACS、座椅调 节系统SAMS、车距报警系统PWS等等。
在提高信息技术、保障娱乐信息和通讯能力方面，现代汽车 采用的电子控制系统主要包括：车载计算机OBC、车载电话 CT、交通控制与通讯系统TCIS、信息显示系统IDS、声音 复制系统ESR等等。
汽车整车电子控制系统包含有若干个电子控制子系统。随着 汽车电子控制技术的发展与进步，世界各大汽车公司或点子 技术公司开发研制的电子控制系统千差万别。
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第三节 汽车电子控制系统的组成
M3.8.2型发动机电子控制系统控制部件的组成如图1-5所 示，控制部件的安装位置如图1-6所示。M3.8.2型发动机 电子控制系统不仅具有闭环控制多点燃油喷射与点火正时功 能，而且还有怠速控制、空燃比控制、超速断油控制、爆震 控制、曲轴箱通风控制、应急保护控制和故障自诊断测试等 辅助控制功能。
第一章 汽车电子控制技术概论
第一节 汽车发展面临的问题与对策 第二节 汽车电子控制技术的应用
与发展 第三节 汽车电子控制系统的组成 第四节 汽车电子控制系统的分类
第一节 汽车发展面临的问题与对策
一、
1 21世纪是高科技、高技术时代，随着汽车工业、国防工业、
化学工业、冶金工业和机械工业的高速发展，人类将面临十 分严峻的能源短缺挑战。图1-1所示为全球可用能源与能源 消耗情况示意图。 自1973年出现石油危机以来，世界上一些权威机构与专家 对世界石油资源进行了较多的统计、分析与预测。大多数能 源机构与权威人士认为：现已查明的易开采石油可维持50年 左右，一部分液体燃料的需求到2030年要从煤提炼出的合 成燃料来满足。
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图1-1 全球可用能源与能源消耗情况示 意图
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第一节 汽车发展面临的问题与对策
2 目前，环境保护已经成为人类社会可持续发展战略的核心问
题。环境保护问题既是影响世界各国能源决策和科技导向的 关键因素，同时也是促进能源科技发展的巨大动力。20世纪 建立起来的庞大能源体系已无法适应未来社会对高效、清洁、 经济、安全的能源体系的要求，能源发展正面临着巨大的挑