汽车电子控制技术 教学课件 作者 于京诺 第3章 汽车行驶稳定性控制系统
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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。
ESP系统 汽车电子控制技术 教学PPT课件
装备ESP，则同时具有TCS/ASR、EDL、ABS 功能。
装备TCS，则同时具有EDL、ABS功能。
（二）ESP功能特点 1.实时监控：ESP能够实时监控驾驶者的操控动作路面 反应，汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指 令。 2.主动干预：ABS等安全技术主要是对驾驶者的动作起 干预作用，但不能调控发动机。ESP则可以通过主动调控发 动机的转速，并调整每个轮子的驱动力和制动力，来修正汽 车的过度转向和转向不足。 3.事先提醒：当驾驶者操作不当或路面异常时，ESP会 用警告灯警示驾驶者。换句话说ESP实际上是一种牵引力控 制系统，与其他牵引力控制系统比较，ESP不但控制驱动轮， 而且可控制从动轮。如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况， 此时后轮失控而甩尾，ESP便会刹慢外侧的前轮来稳定车子； 在转向过少时，为了校正循迹方向，ESP则会刹慢内后轮， 从而校正行驶方向。
图6-5 ESP ECU
图6-6 ESP结构组成
（二）工作原理与功能
1、基本原理
ESP的工作原理是当汽车行驶过程中，ESP系统 通过不同传感器实时监控驾驶者转弯方向，车速、 油门开度、刹车力以及车身倾斜度和侧倾速度，以 此判断汽车正常安全行驶和驾驶者操纵汽车意图的 差距。然后通过调整发动机的转速和车轮上面的刹 车力分布，修正过度转向或转向不足。其控制如图 6-12所示。
2.国内外应用现状
ESP 能改善在湿滑路面及紧急避让时的操纵稳定性与行 驶安全性，是主动安全技术的一项突破。许多独立的国际机 构，如：美国高速公路安全保险协会、国家高速公路道路安 全局、德国戴姆勒-克莱斯勒、大众汽车，瑞典国家公路管理 局、科隆大学、日本丰田汽车以及国家车辆安全及受害者援 助机构都曾对ESP的有效性做过研究。虽然数字之间略有不 同，但其结果都明确地显示了ESP在提升车辆行驶安全性方 面的巨大潜力：平均30%以上的事故可以避免，50%的严重 事故可以避免，而在经济方面的受益值也是巨大的，比如在 美国每年可以避免大约82-112亿欧元的损失。
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当传感器的固有振荡频率与发动机爆燃时的振动频率相同时，传 感器输出最大信号。
(2) 压电式爆燃传感器
① 共振型压电式爆燃传感器
原理：选择振荡片的固有频率与被测发动机爆燃时的振动频率 一致，则当爆燃发生时两者共振，压电元件有最大谐振输出。
② 非共振型压电式爆燃传感器
当发动机产生爆燃时，配重块就以一正比于加速度的交变力施加在压 电片上，从而产生输出信号。 这种爆燃传感器在爆燃时输出的电压较无爆燃时无明显增加，爆燃是 否发生是靠滤波器检出传感器输出信号中有无爆燃频率来判别的。
转子的齿数、形式、线圈的数目有多种形式： ② G信号由一个两齿转子和一个线圈检测，Ne信号由一个24 齿转子和一个线圈检测。
转子的齿数、形式、线圈的数目有多种形式： ③ G信号由单齿转子和一个线圈检测。Ne信号由一个四齿 转子和一个线圈检测。
(2) 霍尔式传感器
霍尔效应：
RH IB UH= d
(2) 二氧化锆(ZrO2)氧传感器
（c）特性
输出电压在理论空燃比附近有突变 ，过量空气系数α =1时突变，α ＞1时输出几乎为零，α ＜1时输出电压接 近1V。
8) 爆燃传感器
功用：把爆燃时传到缸体上的机械振动转化成电压信号，输 入ECU作为爆燃控制信号。 分类：分磁致伸缩式和压电式两种；其中压电式又可分为共 振型和非共振型 (1) 磁致伸缩式爆燃传感器
(3) 空调信号(A/C)
A/C空调信号用来检测空调压缩机是否工作。
3. 执行器
在发动机控制系统中的执行器：电磁式喷油器；点火控制 器(点火模块)；怠速控制阀、怠速电机；EGR阀等
控制方式：一般是由ECU控制执行器电磁线圈的搭铁回路 （如喷油器），也有的是由ECU控制的某些电子控制电路，如 电子点火器等。
《汽车电子控制技术》电子教案
《汽车电子控制技术》电子教案第一章：绪论1.1 课程简介1.2 汽车电子控制技术的发展历程1.3 学习目标与内容安排第二章：汽车电子控制系统的组成与工作原理2.1 汽车电子控制系统的组成2.2 汽车电子控制系统的工作原理2.3 学习目标与内容安排第三章：发动机电子控制系统3.1 发动机电子控制系统的组成与工作原理3.2 发动机电子控制单元（ECU）3.3 发动机传感器及其信号处理3.4 发动机执行器及其控制3.5 学习目标与内容安排第四章：自动变速器电子控制系统4.1 自动变速器电子控制系统的组成与工作原理4.2 自动变速器控制策略与换挡规律4.3 自动变速器传感器及其信号处理4.4 自动变速器执行器及其控制4.5 学习目标与内容安排第五章：汽车电子控制系统的故障诊断与维修5.1 故障诊断方法与工具5.2 故障诊断流程与注意事项5.3 发动机电子控制系统故障诊断与维修5.4 自动变速器电子控制系统故障诊断与维修5.5 学习目标与内容安排第六章：汽车ABS系统6.1 ABS系统概述6.2 ABS系统的工作原理6.3 ABS传感器及其信号处理6.4 ABS执行器及其控制6.5 学习目标与内容安排第七章：汽车空调系统7.1 汽车空调系统概述7.2 汽车空调系统的工作原理7.3 汽车空调系统的控制策略7.4 汽车空调系统的维修与故障诊断7.5 学习目标与内容安排第八章：汽车安全气囊系统8.1 汽车安全气囊系统概述8.2 汽车安全气囊系统的工作原理8.3 汽车安全气囊系统的控制策略8.4 汽车安全气囊系统的维修与故障诊断8.5 学习目标与内容安排第九章：汽车电子稳定程序9.1 汽车电子稳定程序概述9.2 汽车电子稳定程序的工作原理9.3 汽车电子稳定程序的控制策略9.4 汽车电子稳定程序的维修与故障诊断9.5 学习目标与内容安排第十章：新能源汽车电子控制技术10.1 新能源汽车电子控制技术概述10.2 新能源汽车电子控制技术的工作原理10.3 新能源汽车电子控制技术的控制策略10.4 新能源汽车电子控制技术的维修与故障诊断10.5 学习目标与内容安排第十一章：汽车网络通信技术11.1 汽车网络通信技术概述11.2 控制器局域网络（CAN）11.3 局域网络（LAN）与车载网络11.4 汽车网络通信技术的故障诊断与维修11.5 学习目标与内容安排第十二章：动力电池管理系统12.1 动力电池管理系统概述12.2 动力电池的工作原理与特性12.3 动力电池管理系统的工作原理12.4 动力电池管理系统的故障诊断与维修12.5 学习目标与内容安排第十三章：电机驱动与控制技术13.1 电机驱动与控制技术概述13.2 直流电机驱动与控制13.3 交流电机驱动与控制13.4 电机驱动与控制的故障诊断与维修13.5 学习目标与内容安排第十四章：新能源汽车充电技术14.1 新能源汽车充电技术概述14.2 充电设施与充电模式14.3 新能源汽车充电系统的控制策略14.4 新能源汽车充电系统的故障诊断与维修14.5 学习目标与内容安排第十五章：新能源汽车的售后服务与市场发展15.1 新能源汽车售后服务体系建设15.2 新能源汽车维修与保养15.3 新能源汽车市场发展趋势15.4 新能源汽车政策与产业环境15.5 学习目标与内容安排重点和难点解析本文档详细介绍了《汽车电子控制技术》电子教案，共包含十五个章节。
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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
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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。
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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。
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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
第3章 电子稳定程序(ESP)
3.2.2 横摆角速度传感器
横摆角速 度传感器的基 本工作原理可 以简化成图34所示的双调 节叉结构，上 端调节叉为激 励叉，下端调 节叉为测量叉。
图3-4 横摆角速度传感器的结构原理
图3-5 横摆角速度传感器的工作原理 a）激励叉共振 b）调节叉扭曲
3.2.3 侧向加速度传感器
图3-6 加速度传感器的原理 1-霍尔传感器 2-永久磁铁 3-片状弹簧 4-阻尼板 5-IW涡流（阻 尼） UH-霍尔电压 U0-电源电压 Φ-磁场 a-检测的侧向加速度
3.1.2 ESP的基本组成和基本原理
• ESP工作时，首先通过转向盘转角传感器、轮速传感 器信号识别转弯方向、角度、速度，从而判断驾驶员的驾 驶意图；与此同时，ESP通过横摆角速度传感器、侧向加 速度传感器识别车辆绕其垂直轴转动的方向、角速度以及 旋转角度等，从而确定车辆的实际运动方向。ECU将车辆 实际运动方向与驾驶员的驾驶意图进行比较，如果车辆实 际绕其垂直轴转动的角度小于由转向盘转角和轮速确定的 车辆应该绕其垂直轴的转角，则判断为不足转向，ECU立 即指令执行器使汽车内侧后轮制动，地面制动力将对汽车 产生一个与转向方向相同的力矩，纠正不足转向，使汽车 回到正常的路线，按照驾驶员的驾驶意图行驶（图3-1b）。
• 2.侧向加速度传感器G200零点平衡
• • • • 1）将车停在水平路面上。 2）连接V.A.G1551或V.A.S5051，输入“03”地址码。 3）登录“11”，“Q”，“40168”，“Q”。 4）输入功能代码“04”，“Q”，输入显示组号“063”， “Q”，ABS警告灯闪亮。 • 5）输入功能代码“06”退出，ABS和ESP警告灯亮约2s。 • 6）若显示该功能不能执行，说明登录有误；若显示基本 设定关闭，说明超出零点平衡允许公差。输入功能代码 “08”读取测量数据块“004”，（测量数据块第二显示区 静止时±1.5；转向盘转至止点，以20km/h车速左/右转弯， 测量值应均匀上升）及故障记忆。然后重新进行设定。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。