新電控技術(shù)第一章

1、 學(xué)習(xí)目的：學(xué)習(xí)目的： 1.1.了解電子控制技術(shù)在汽車上的應(yīng)用概況；了解電子控制技術(shù)在汽車上的應(yīng)用概況； 2 2發(fā)展概況和發(fā)展趨勢；發(fā)展概況和發(fā)展趨勢； 3.3.熟悉汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成。熟悉汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成。 重點內(nèi)容：重點內(nèi)容： 1.1.汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展特點與發(fā)展趨勢；汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展特點與發(fā)展趨勢； 2. 2. 汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成。汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成。 難點：汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成。難點：汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成。 汽車電子控制技術(shù)汽車電子控制技術(shù)簡稱簡稱汽車電控技術(shù)，汽車電控技術(shù)，是是指以電器技術(shù)、指以電器技術(shù)、微電子技術(shù)、液壓傳動技術(shù)

2、、新材料和新工藝為基礎(chǔ)，以解微電子技術(shù)、液壓傳動技術(shù)、新材料和新工藝為基礎(chǔ)，以解決能源緊缺、環(huán)境保護和交通安全等社會問題為目的，決能源緊缺、環(huán)境保護和交通安全等社會問題為目的，旨在旨在提高汽車整車性能提高汽車整車性能（包括動力性、經(jīng)濟性、排放性、安全性（包括動力性、經(jīng)濟性、排放性、安全性舒適性、操縱性、通過性等）的新技術(shù)。舒適性、操縱性、通過性等）的新技術(shù)。 第一節(jié)汽車電控技術(shù)的應(yīng)用第一節(jié)汽車電控技術(shù)的應(yīng)用 汽車技術(shù)、建筑技術(shù)與環(huán)境保護技術(shù)是衡量一個國家工汽車技術(shù)、建筑技術(shù)與環(huán)境保護技術(shù)是衡量一個國家工業(yè)化水平高低的三大標(biāo)志。業(yè)化水平高低的三大標(biāo)志。汽車技術(shù)不僅代表著社會物質(zhì)生汽車技術(shù)不僅代表

3、著社會物質(zhì)生活水平發(fā)展，而且代表著科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平?；钏桨l(fā)展，而且代表著科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平。 20世紀世紀80年代以來，年代以來，提高汽車性能、節(jié)約能源和保護環(huán)提高汽車性能、節(jié)約能源和保護環(huán)境，主要取決于電子控制技術(shù)。境，主要取決于電子控制技術(shù)。汽車電子控制技術(shù)已廣泛應(yīng)汽車電子控制技術(shù)已廣泛應(yīng)用于用于汽油機控制、柴油機控制、汽車底盤控制、汽汽油機控制、柴油機控制、汽車底盤控制、汽車車身控制和汽車故障診斷車車身控制和汽車故障診斷等技術(shù)領(lǐng)域。等技術(shù)領(lǐng)域。電子控制技術(shù)在轎車上的應(yīng)用概況如圖電子控制技術(shù)在轎車上的應(yīng)用概況如圖1-1所示。所示。 當(dāng)今世界衡量汽車先進當(dāng)今世界衡量汽車先進 水平和檔次高低的

4、重要水平和檔次高低的重要標(biāo)志主要是汽車品牌、汽車外觀和汽車電子化程度標(biāo)志主要是汽車品牌、汽車外觀和汽車電子化程度的高低的高低。汽車制造商普遍認為：汽車制造商普遍認為：增加汽車電子裝置增加汽車電子裝置的數(shù)量，促進汽車電子化是奪取未來汽車市場的有的數(shù)量，促進汽車電子化是奪取未來汽車市場的有效手段。效手段。汽車設(shè)計人員普遍認為：汽車設(shè)計人員普遍認為：電子技術(shù)在汽車電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，已經(jīng)成為汽車設(shè)計研究部門考慮汽車結(jié)上的應(yīng)用，已經(jīng)成為汽車設(shè)計研究部門考慮汽車結(jié)構(gòu)革新的重要手段。構(gòu)革新的重要手段。 汽油機應(yīng)用電控噴油技術(shù)，能夠精確控制空燃比和實現(xiàn)汽油機應(yīng)用電控噴油技術(shù)，能夠精確控制空燃比和實現(xiàn)閉環(huán)

5、控制，如果再加裝三元催化器，就可使汽油機的有害排閉環(huán)控制，如果再加裝三元催化器，就可使汽油機的有害排放物降低放物降低95%以上；柴油機應(yīng)用高壓共軌式電噴技術(shù)，能夠以上；柴油機應(yīng)用高壓共軌式電噴技術(shù)，能夠精確控制噴油量和高達精確控制噴油量和高達160200MP的柴油壓力，不僅能夠的柴油壓力，不僅能夠降低油耗和減少排放，而且還能提高動力性；汽車應(yīng)用防抱降低油耗和減少排放，而且還能提高動力性；汽車應(yīng)用防抱死制動技術(shù)，可使在濕滑或冰雪路面上的事故發(fā)生率降低死制動技術(shù)，可使在濕滑或冰雪路面上的事故發(fā)生率降低24%28%。 21世紀以來，世紀以來，發(fā)動機電控噴油技術(shù)、汽油機電控點火技發(fā)動機電控噴油技術(shù)、汽

6、油機電控點火技術(shù)、防抱死制動技術(shù)和安全氣囊技術(shù)等國內(nèi)外轎車都已普遍術(shù)、防抱死制動技術(shù)和安全氣囊技術(shù)等國內(nèi)外轎車都已普遍應(yīng)用。應(yīng)用。在國內(nèi)生產(chǎn)的中高檔轎車上，每輛轎車電子裝置的平在國內(nèi)生產(chǎn)的中高檔轎車上，每輛轎車電子裝置的平均成本已占整車的均成本已占整車的30%35%，在一些豪華轎車上，電子產(chǎn)，在一些豪華轎車上，電子產(chǎn)品的成本已占整車的品的成本已占整車的50%以上。以上。 近半個世紀以來，汽車技術(shù)的發(fā)展主要是汽車電器技術(shù)、近半個世紀以來，汽車技術(shù)的發(fā)展主要是汽車電器技術(shù)、電子控制技術(shù)和車身技術(shù)的發(fā)展，汽車電子化（即自動化、電子控制技術(shù)和車身技術(shù)的發(fā)展，汽車電子化（即自動化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化）是汽車

7、發(fā)展的必由之路。智能化和網(wǎng)絡(luò)化）是汽車發(fā)展的必由之路。 隨著電子工業(yè)的發(fā)展，電子控制技術(shù)在汽車上的應(yīng)用越隨著電子工業(yè)的發(fā)展，電子控制技術(shù)在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛，特別是大規(guī)模集成電路和微電子技術(shù)的應(yīng)用，在來越廣泛，特別是大規(guī)模集成電路和微電子技術(shù)的應(yīng)用，在解決汽車油耗、排放和安全等問題方面，汽車電子控制技術(shù)解決汽車油耗、排放和安全等問題方面，汽車電子控制技術(shù)具有舉足輕重的作用。例如具有舉足輕重的作用。例如采用電控燃油噴射技術(shù)和微機控采用電控燃油噴射技術(shù)和微機控制點火技術(shù)，不僅能夠節(jié)油制點火技術(shù)，不僅能夠節(jié)油5%10%，而且還能大大提高動，而且還能大大提高動力性和排放凈化性能；采用電子防抱死制動

8、技術(shù)，不僅可使力性和排放凈化性能；采用電子防抱死制動技術(shù)，不僅可使汽車在泥濘路面上安全行駛，而且可以在緊急制動時防止車汽車在泥濘路面上安全行駛，而且可以在緊急制動時防止車輪抱死滑移，保證汽車安全制動；采用安全氣囊，每年可以輪抱死滑移，保證汽車安全制動；采用安全氣囊，每年可以挽救成千上萬人的生命。挽救成千上萬人的生命。在實現(xiàn)汽車操縱自動化、提高舒適在實現(xiàn)汽車操縱自動化、提高舒適性和通過性等方面，電子控制技術(shù)也起著重要作用。性和通過性等方面，電子控制技術(shù)也起著重要作用。 汽車電子控制技術(shù)發(fā)展的動力和原因包括兩個方面：汽車電子控制技術(shù)發(fā)展的動力和原因包括兩個方面： 一方面是全球能源緊缺、環(huán)境保護和交

9、通安全問題，促使一方面是全球能源緊缺、環(huán)境保護和交通安全問題，促使汽車油耗法規(guī)、排放法規(guī)和安全法規(guī)的要求不斷提高；另一汽車油耗法規(guī)、排放法規(guī)和安全法規(guī)的要求不斷提高；另一方面是電子技術(shù)水平不斷提高。方面是電子技術(shù)水平不斷提高。汽車油耗法規(guī)和排放法規(guī)促汽車油耗法規(guī)和排放法規(guī)促進了汽車發(fā)動機電子控制技術(shù)的發(fā)展；汽車安全法規(guī)促進了進了汽車發(fā)動機電子控制技術(shù)的發(fā)展；汽車安全法規(guī)促進了汽車底盤和車身電子控制技術(shù)的發(fā)展。汽車底盤和車身電子控制技術(shù)的發(fā)展。隨著汽車油耗法規(guī)、隨著汽車油耗法規(guī)、排放法規(guī)和安全法規(guī)的要求不斷提高，排放法規(guī)和安全法規(guī)的要求不斷提高，汽車發(fā)動機燃油噴射汽車發(fā)動機燃油噴射電子控制系統(tǒng)、

10、防抱死制動系統(tǒng)和安全氣囊系統(tǒng)已經(jīng)成為國電子控制系統(tǒng)、防抱死制動系統(tǒng)和安全氣囊系統(tǒng)已經(jīng)成為國內(nèi)外轎車的標(biāo)準裝備。內(nèi)外轎車的標(biāo)準裝備。 二、二、汽車電控技術(shù)的發(fā)展過程汽車電控技術(shù)的發(fā)展過程 電子控制技術(shù)的發(fā)展，大致可分為電子電路控制、微型計電子控制技術(shù)的發(fā)展，大致可分為電子電路控制、微型計算機控制和車載局域網(wǎng)控制三個階段。算機控制和車載局域網(wǎng)控制三個階段。 第一階段（第一階段（20世紀世紀60年代中期至年代中期至70年代末）：年代末）：是汽車電是汽車電子技術(shù)萌芽及初即發(fā)展階段。其主要特點是改善汽車單個零子技術(shù)萌芽及初即發(fā)展階段。其主要特點是改善汽車單個零部件的部件的性能，即性能，即比較有代表性技術(shù)

11、有比較有代表性技術(shù)有電子收音機電子收音機、發(fā)電機硅整流器發(fā)電機硅整流器（二極管整二極管整流式交流發(fā)電機流式交流發(fā)電機）、電子式電壓調(diào)節(jié)器（、電子式電壓調(diào)節(jié)器（電壓調(diào)節(jié)器電壓調(diào)節(jié)器）、電子式）、電子式點火控制器（點火控制器（晶體管無觸點電子點火器晶體管無觸點電子點火器）、電子式閃光器、電子）、電子式閃光器、電子式間歇刮水控制器、電子控制燃油噴射式間歇刮水控制器、電子控制燃油噴射等。等。 第二階段（第二階段（20世紀世紀70年代末到年代末到90年代中期）：是汽車電年代中期）：是汽車電子控制子控制技術(shù)的大發(fā)展階段。技術(shù)的大發(fā)展階段。開始出現(xiàn)具有一定綜合性能的汽開始出現(xiàn)具有一定綜合性能的汽車電子控制系

12、統(tǒng)，車電子控制系統(tǒng)，即采用模擬計算機或數(shù)字計算機進行控即采用模擬計算機或數(shù)字計算機進行控制，控制技術(shù)向智能化方向發(fā)展制，控制技術(shù)向智能化方向發(fā)展. 該階段主要產(chǎn)品該階段主要產(chǎn)品有微機控制發(fā)動機點火系統(tǒng)、電子控有微機控制發(fā)動機點火系統(tǒng)、電子控制發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)、發(fā)動機燃油噴射點火綜合控制系統(tǒng)制發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)、發(fā)動機燃油噴射點火綜合控制系統(tǒng)發(fā)動機空燃比反饋控制系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)、電子控制自動發(fā)動機空燃比反饋控制系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)、電子控制自動變速系統(tǒng)、防抱死控制系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)、四輪轉(zhuǎn)向控變速系統(tǒng)、防抱死控制系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)、四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、車身高度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、輪胎氣壓控制系統(tǒng)、

13、安全制系統(tǒng)、車身高度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、輪胎氣壓控制系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、座椅安全帶收緊系統(tǒng)、自動防追尾碰撞系統(tǒng)、前氣囊系統(tǒng)、座椅安全帶收緊系統(tǒng)、自動防追尾碰撞系統(tǒng)、前照燈光束自動控制系統(tǒng)、超速報警系統(tǒng)、車輛防盜門鎖系統(tǒng)照燈光束自動控制系統(tǒng)、超速報警系統(tǒng)、車輛防盜門鎖系統(tǒng)自動除霜系統(tǒng)、通信與導(dǎo)航協(xié)調(diào)系統(tǒng)、安全駕駛檢測與警告自動除霜系統(tǒng)、通信與導(dǎo)航協(xié)調(diào)系統(tǒng)、安全駕駛檢測與警告系統(tǒng)和故障自診斷系統(tǒng)等。系統(tǒng)和故障自診斷系統(tǒng)等。 第三階段（第三階段（2000年以后）：車載局域網(wǎng)控制階段，年以后）：車載局域網(wǎng)控制階段，即采即采用車載局域網(wǎng)（用車載局域網(wǎng)（Locl Area Network, LAN）對汽車電器與

14、）對汽車電器與電子控制系統(tǒng)進行控制。電子控制系統(tǒng)進行控制。國內(nèi)外中高檔轎車目前都已開始采國內(nèi)外中高檔轎車目前都已開始采用車載局域網(wǎng)用車載局域網(wǎng)LAN技術(shù)。采用技術(shù)。采用LAN技術(shù)的國外轎車有奔馳、技術(shù)的國外轎車有奔馳、寶馬、大眾、保時捷、美洲豹、勞斯萊斯等系列汽車。例如寶馬、大眾、保時捷、美洲豹、勞斯萊斯等系列汽車。例如在在BMW AG（寶馬公司）（寶馬公司）2004年推出的年推出的BMW 7系列轎車上系列轎車上就裝備了就裝備了70多個微處理器（電控單元），利用了多個微處理器（電控單元），利用了8種車載局種車載局域網(wǎng)分別按這些電控單元的作用連接起來。其中，連接多媒域網(wǎng)分別按這些電控單元的作用連

15、接起來。其中，連接多媒體裝置的網(wǎng)絡(luò)就選用了多媒體定向系統(tǒng)傳輸網(wǎng)（體裝置的網(wǎng)絡(luò)就選用了多媒體定向系統(tǒng)傳輸網(wǎng)（MOST）。）。MOST協(xié)議是協(xié)議是21世紀車載多媒體設(shè)備不可缺少的高速網(wǎng)絡(luò)協(xié)世紀車載多媒體設(shè)備不可缺少的高速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。議。國內(nèi)采用國內(nèi)采用LAN技術(shù)的有一汽大眾奧迪技術(shù)的有一汽大眾奧迪A6L、上海帕薩特、上海帕薩特BS、廣州本田、東風(fēng)雪鐵龍等轎車。、廣州本田、東風(fēng)雪鐵龍等轎車。電子控制器網(wǎng)絡(luò)化的電子控制器網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展，而且也是火車、船舶、機器人、機器系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展，而且也是火車、船舶、機器人、機器制造、醫(yī)療器械以及電力自動化等領(lǐng)域控制技術(shù)的發(fā)展方向制造、醫(yī)療器械以及電力

16、自動化等領(lǐng)域控制技術(shù)的發(fā)展方向 三、汽車電控技術(shù)的發(fā)展趨勢三、汽車電控技術(shù)的發(fā)展趨勢 1.新能源汽車新能源汽車 是指具有新型動力系統(tǒng)或燃用新燃料的汽車。是指具有新型動力系統(tǒng)或燃用新燃料的汽車。具有新型具有新型動力系統(tǒng)的汽車包括動力系統(tǒng)的汽車包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車等；汽車等；燃用新型燃料的汽車包括燃用新型燃料的汽車包括天然氣汽車、液化石油氣天然氣汽車、液化石油氣汽車、汽車、 醇醚類燃料汽車、生物燃料汽車與合成燃料汽車等。醇醚類燃料汽車、生物燃料汽車與合成燃料汽車等。 2.汽車輕量化技術(shù)汽車輕量化技術(shù) 是指在使用要求和成本控制的前提條件約束下，

17、能夠減是指在使用要求和成本控制的前提條件約束下，能夠減輕輕汽車自身質(zhì)量的材料、設(shè)計和技術(shù)。汽車自身質(zhì)量的材料、設(shè)計和技術(shù)。 3.智能化和網(wǎng)絡(luò)化智能化和網(wǎng)絡(luò)化 汽車電子控制技術(shù)的汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢是智能化和網(wǎng)絡(luò)化。發(fā)展趨勢是智能化和網(wǎng)絡(luò)化。主要主要研研究與開發(fā)究與開發(fā)智能傳感器技術(shù)、微處理器技術(shù)、光導(dǎo)纖維技術(shù)、智能傳感器技術(shù)、微處理器技術(shù)、光導(dǎo)纖維技術(shù)、模塊化設(shè)計技術(shù)、主動安全技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。模塊化設(shè)計技術(shù)、主動安全技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。狀態(tài)信息，而且狀態(tài)信息，而且還能對信號進行放大和處理，對溫度漂移、還能對信號進行放大和處理，對溫度漂移、時間漂移和非線性數(shù)據(jù)進行自動校正，時間漂移

18、和非線性數(shù)據(jù)進行自動校正，具有較強的抗電池干具有較強的抗電池干擾能力。即使在惡劣的條件下仍能保持較高的測量精度。擾能力。即使在惡劣的條件下仍能保持較高的測量精度。 （2 2）微處理器技術(shù)）微處理器技術(shù) 微處理微處理 器已廣泛用于汽車發(fā)動機、器已廣泛用于汽車發(fā)動機、底盤、車身和故障診斷控制系統(tǒng)。底盤、車身和故障診斷控制系統(tǒng)。汽車智能化發(fā)展的一個重汽車智能化發(fā)展的一個重要趨勢就是大量使用要趨勢就是大量使用微處理微處理 器，器，用以改善汽車的整體性能。用以改善汽車的整體性能。 （3 3）智能交通系統(tǒng)）智能交通系統(tǒng) 智能交通系統(tǒng)（智能交通系統(tǒng)（Intelligent Tra-Intelligent T

19、ra-ffic System ITSffic System ITS）是將機器視覺、環(huán)境感知、衛(wèi)星定位、是將機器視覺、環(huán)境感知、衛(wèi)星定位、信息融合、決策與控制等相關(guān)技術(shù)相融合信息融合、決策與控制等相關(guān)技術(shù)相融合 ，使汽車自動篩選，使汽車自動篩選最佳行駛路線。最佳行駛路線。 （4 4）光導(dǎo)纖維技術(shù)）光導(dǎo)纖維技術(shù) 光導(dǎo)纖維不僅具有柔性好、易于光導(dǎo)纖維不僅具有柔性好、易于連接、質(zhì)量輕、成本低、彎曲半徑小、數(shù)值孔徑大、耦合效連接、質(zhì)量輕、成本低、彎曲半徑小、數(shù)值孔徑大、耦合效率高等優(yōu)點，而且還有電氣絕緣性能好、抗電磁干擾和抗輻率高等優(yōu)點，而且還有電氣絕緣性能好、抗電磁干擾和抗輻射能力強等優(yōu)異的傳輸特性。

20、射能力強等優(yōu)異的傳輸特性。有多種功能的不同產(chǎn)品，有多種功能的不同產(chǎn)品，不需要對每種產(chǎn)品進行單獨設(shè)計，不需要對每種產(chǎn)品進行單獨設(shè)計，而是精心設(shè)計出多種模塊，將其進過不同方式的組合來構(gòu)成而是精心設(shè)計出多種模塊，將其進過不同方式的組合來構(gòu)成不同的產(chǎn)品，不同的產(chǎn)品， （6）電壓倍增技術(shù)）電壓倍增技術(shù) 2008年，歐盟國家已經(jīng)開始實車年，歐盟國家已經(jīng)開始實車應(yīng)用應(yīng)用42V電源電壓技術(shù)。理論與實踐證明：電源電壓技術(shù)。理論與實踐證明：在電器負載功率在電器負載功率不變的情況下，電源電壓提高不變的情況下，電源電壓提高2倍，負載電流可以減小倍，負載電流可以減小2/3。因此，提高汽車電源電壓，就可大大減小汽車電器或

21、電子控因此，提高汽車電源電壓，就可大大減小汽車電器或電子控制部件的電流，汽車導(dǎo)線、電纜、電動機、驅(qū)動線圈就可以制部件的電流，汽車導(dǎo)線、電纜、電動機、驅(qū)動線圈就可以減小尺寸、減輕質(zhì)量。同理，在負載電流大小不變的情況下減小尺寸、減輕質(zhì)量。同理，在負載電流大小不變的情況下提高汽車電源電壓，可以增大汽車電器或電子控制部件的功提高汽車電源電壓，可以增大汽車電器或電子控制部件的功率，電控螺線管驅(qū)動可變氣門定時、電控電動轉(zhuǎn)向、電控氣率，電控螺線管驅(qū)動可變氣門定時、電控電動轉(zhuǎn)向、電控氣動閥機構(gòu)、動閥機構(gòu)、 （7）主動安全技術(shù)）主動安全技術(shù) 汽車最新主動安全系統(tǒng)包括汽車最新主動安全系統(tǒng)包括車身車身動態(tài)綜合管理系

22、統(tǒng)、速度與車距自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、車輛碰撞預(yù)動態(tài)綜合管理系統(tǒng)、速度與車距自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、車輛碰撞預(yù)警系統(tǒng)、紅外夜視系統(tǒng)、輪胎壓力預(yù)警系統(tǒng)和駕駛環(huán)境控制警系統(tǒng)、紅外夜視系統(tǒng)、輪胎壓力預(yù)警系統(tǒng)和駕駛環(huán)境控制系統(tǒng)等。系統(tǒng)等。 第三節(jié)第三節(jié) 汽車電控系統(tǒng)的組成汽車電控系統(tǒng)的組成 汽車電控系統(tǒng)是汽車電子控制系統(tǒng)的簡稱，汽車電控系統(tǒng)是汽車電子控制系統(tǒng)的簡稱，是指由傳感器是指由傳感器電控單元和執(zhí)行器元件組成的、能夠提高整車性能的機電一電控單元和執(zhí)行器元件組成的、能夠提高整車性能的機電一體化控制系統(tǒng)。體化控制系統(tǒng)。 汽車電控系統(tǒng)的汽車電控系統(tǒng)的主要功能是提高汽車的整體性能，包括主要功能是提高汽車的整體性能，包括動力性

23、、經(jīng)濟性、排放性、安全性、舒適性、操縱性與通過動力性、經(jīng)濟性、排放性、安全性、舒適性、操縱性與通過性。性。 一、汽車電控系統(tǒng)的基本組成一、汽車電控系統(tǒng)的基本組成 在一輛汽車上配置有若干個電子控制系統(tǒng)。每一個電子在一輛汽車上配置有若干個電子控制系統(tǒng)。每一個電子控制系統(tǒng)，都能實現(xiàn)不同的控制功能?？刂葡到y(tǒng)，都能實現(xiàn)不同的控制功能。電控系統(tǒng)的基本組成電控系統(tǒng)的基本組成 下一頁信號輸入裝置信號輸入裝置（各種傳感器）（各種傳感器）電子控制單元電子控制單元（ECU）執(zhí)行元件執(zhí)行元件 1.傳感器傳感器 傳感器是將各種非電量（物理量、化學(xué)量、生物量等）按傳感器是將各種非電量（物理量、化學(xué)量、生物量等）按一定規(guī)律

24、轉(zhuǎn)換成便于傳輸和處理的另一種物理量（一般為電一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于傳輸和處理的另一種物理量（一般為電量）的裝置。量）的裝置。 按檢測項目不同，汽車電子控制系統(tǒng)采用的傳感器可分按檢測項目不同，汽車電子控制系統(tǒng)采用的傳感器可分為為 （1）流量傳感器）流量傳感器 （2）位置傳感器）位置傳感器 （3）壓力傳感器）壓力傳感器 （4）溫度傳感器）溫度傳感器 （5）濃度傳感器）濃度傳感器 （6）速度傳感器）速度傳感器 2.2.電控單元電控單元 汽車電子控制單元簡稱電控單元，又稱為汽車電子控制單元簡稱電控單元，又稱為汽車電子控制汽車電子控制器或汽車電子控制組件器或汽車電子控制組件。 電控單元是以單片微型計算機（即

25、單片機）為核心組成電控單元是以單片微型計算機（即單片機）為核心組成的電阻控制裝置，具有強大的數(shù)學(xué)運算、邏輯判斷、數(shù)據(jù)處的電阻控制裝置，具有強大的數(shù)學(xué)運算、邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理等功能。理與數(shù)據(jù)管理等功能。 電控單元是汽車電子控制系統(tǒng)的控制中心，其主要功用電控單元是汽車電子控制系統(tǒng)的控制中心，其主要功用是分析處理傳感器采集的各種信息，并向受控裝置（即執(zhí)行是分析處理傳感器采集的各種信息，并向受控裝置（即執(zhí)行器或執(zhí)行元件）發(fā)出控制指令。器或執(zhí)行元件）發(fā)出控制指令。 3.3.執(zhí)行器執(zhí)行器 又稱為執(zhí)行元件，是電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。又稱為執(zhí)行元件，是電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行器的執(zhí)行器的功用是功

26、用是接受電控單元發(fā)出的指令，完成具體的執(zhí)行動作。接受電控單元發(fā)出的指令，完成具體的執(zhí)行動作。 發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)的執(zhí)行器的執(zhí)行器有電動燃油泵和電磁噴油器有電動燃油泵和電磁噴油器發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)的的執(zhí)行器是怠速控制閥；執(zhí)行器是怠速控制閥；燃油蒸氣回收燃油蒸氣回收系統(tǒng)系統(tǒng)的的執(zhí)行器是活性碳罐電磁閥；執(zhí)行器是活性碳罐電磁閥；微機控制點火系統(tǒng)微機控制點火系統(tǒng)的的執(zhí)行執(zhí)行器有點火控制器和點火線圈；器有點火控制器和點火線圈；防抱死制動系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng)的的執(zhí)行器有兩執(zhí)行器有兩位兩通電磁閥或三位三通電磁閥、制動液回液泵電動機位兩通電磁閥或三位三通電磁閥、制動液回液泵電動

27、機；安安全氣囊系統(tǒng)全氣囊系統(tǒng)的的執(zhí)行器是氣囊點火器執(zhí)行器是氣囊點火器；座椅安全帶收緊系統(tǒng)座椅安全帶收緊系統(tǒng)的的執(zhí)行器是收緊器點火器；執(zhí)行器是收緊器點火器；自動變速系統(tǒng)自動變速系統(tǒng)的的執(zhí)行器有油泵、換執(zhí)行器有油泵、換擋電磁閥；擋電磁閥；汽車巡航控制系統(tǒng)汽車巡航控制系統(tǒng)的執(zhí)行器有的執(zhí)行器有巡航控制電動機或巡航控制電動機或巡航控制電磁閥。巡航控制電磁閥。 二、汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)組成二、汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)組成 發(fā)動機電子控制系統(tǒng)發(fā)動機電子控制系統(tǒng)（Engine Electronic Control System EEC或或EECS）又稱發(fā)動機管理系統(tǒng)又稱發(fā)動機管理系統(tǒng)（ Engine Manageme

28、nt System ），），其主要功能是提高汽車的動其主要功能是提高汽車的動 以桑塔納以桑塔納2000GSi/30002000GSi/3000轎車為例，本車采用了莫特朗轎車為例，本車采用了莫特朗尼克（尼克（MotrnicMotrnic）M3.8.2M3.8.2發(fā)動機電子控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的組發(fā)動機電子控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的組成如圖成如圖1-31-3所示，器結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，器結(jié)構(gòu)簡圖如圖1-41-4所示，控制部件的安裝所示，控制部件的安裝位置如圖位置如圖1-51-5所示。所示。 （一）發(fā)動機傳感器與開關(guān)信號（一）發(fā)動機傳感器與開關(guān)信號 1.傳感器傳感器 桑塔納桑塔納2000GSi/30002000G

29、Si/3000轎車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)采用的轎車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)采用的傳感器有空氣流量傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳傳感器有空氣流量傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、怠速節(jié)氣門位置傳感器和節(jié)氣門位置傳感器（兩只傳感器、怠速節(jié)氣門位置傳感器和節(jié)氣門位置傳感器（兩只傳感器與節(jié)氣門控制組件感器與節(jié)氣門控制組件J338J338制成一體）、冷卻液溫度傳感制成一體）、冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、氧傳感器、爆燃傳感器和車速傳感器器、進氣溫度傳感器、氧傳感器、爆燃傳感器和車速傳感器節(jié)氣門控制組件節(jié)氣門控制組件J338J338又稱節(jié)流閥體，由怠速節(jié)氣門位置傳又稱節(jié)流閥體，由怠速節(jié)氣門位置傳感

30、器感器G88G88、節(jié)氣門位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器G69G69、怠速控制電動機、怠速控制電動機V60V60和和3）電子控制式（電子控制式（EFI型）型）流閥體內(nèi)并與怠速控制電動機怠速控制電動機V60V60連接在一起；節(jié)氣門位置連接在一起；節(jié)氣門位置傳感器傳感器G69G69安裝在節(jié)氣門軸上。兩只節(jié)氣門位置傳感器的功安裝在節(jié)氣門軸上。兩只節(jié)氣門位置傳感器的功用都是檢測節(jié)氣門開度信號并輸入電控單元用都是檢測節(jié)氣門開度信號并輸入電控單元J220.J220.在在M3.8.2M3.8.2型發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中，發(fā)動機怠速時的進氣量采用了直型發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中，發(fā)動機怠速時的進氣量采用了直接控制節(jié)氣門

31、開度的方式進行控制，所以當(dāng)發(fā)動機在怠速范接控制節(jié)氣門開度的方式進行控制，所以當(dāng)發(fā)動機在怠速范圍內(nèi)工作時，電控單元圍內(nèi)工作時，電控單元J220J220將根據(jù)怠速節(jié)氣門位置傳感器將根據(jù)怠速節(jié)氣門位置傳感器G88G88提供的信號調(diào)節(jié)怠速時的節(jié)氣門開度；當(dāng)發(fā)動機工作在提供的信號調(diào)節(jié)怠速時的節(jié)氣門開度；當(dāng)發(fā)動機工作在怠速以外的工況時，電控單元怠速以外的工況時，電控單元J220J220將根據(jù)節(jié)氣門位置傳感將根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器器G69G69提供的信號進行控制。提供的信號進行控制。 (1)(1)熱膜式空氣流量傳感器（熱膜式空氣流量傳感器（Air Flow Sensor, AFSAir Flow Sensor

32、, AFS） 安裝在發(fā)動機空氣濾清器與節(jié)氣門之間的進氣道上，直接安裝在發(fā)動機空氣濾清器與節(jié)氣門之間的進氣道上，直接檢測吸入發(fā)動機氣缸的進氣量，以便計算確定噴油量的大小檢測吸入發(fā)動機氣缸的進氣量，以便計算確定噴油量的大?。? 2）磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器）磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器(Crankshaft Position (Crankshaft Position Senson, CPS)Senson, CPS)安裝在發(fā)動機靠近離合器一側(cè)的缸體側(cè)面，安裝在發(fā)動機靠近離合器一側(cè)的缸體側(cè)面，直接檢測發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，以便控制噴油提前角和直接檢測發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，以便控制噴油提前角和點火提前角的大

33、小。點火提前角的大小。 （3）霍爾式凸輪軸位置傳感器（）霍爾式凸輪軸位置傳感器（Camshaft PositionSensor, CPS） 安裝在發(fā)動機凸輪軸的前端，直接檢測安裝在發(fā)動機凸輪軸的前端，直接檢測第一缸活塞相對于壓縮行程上止點和排氣行程上止點的位置第一缸活塞相對于壓縮行程上止點和排氣行程上止點的位置以便確定開始噴油時刻和開始點火時刻，故又稱為氣缸判別以便確定開始噴油時刻和開始點火時刻，故又稱為氣缸判別傳感器傳感器（Cylinder Identification Sensor, CPS）。）。 （4）可變電阻式節(jié)氣門位置傳感器（）可變電阻式節(jié)氣門位置傳感器（Throttle Posi

34、tionSensor , TPS） 安裝在發(fā)動機進氣道上節(jié)氣門軸的一端安裝在發(fā)動機進氣道上節(jié)氣門軸的一端檢測節(jié)氣門開度（發(fā)動機負荷的大?。?，如節(jié)氣門關(guān)閉、部檢測節(jié)氣門開度（發(fā)動機負荷的大小），如節(jié)氣門關(guān)閉、部分開啟和全開等。此外，分開啟和全開等。此外，電控單元通過計算節(jié)氣門位置傳感電控單元通過計算節(jié)氣門位置傳感器信號的變化率，便可得到汽車加速或減速信號。器信號的變化率，便可得到汽車加速或減速信號。 （5）熱敏電阻式進氣溫度傳感器（）熱敏電阻式進氣溫度傳感器（Intake Air Tempera-ture Sensor, IATS） 安裝在發(fā)動機進氣歧管上，安裝在發(fā)動機進氣歧管上，直接檢直接檢測

35、吸入發(fā)動機氣缸空氣的溫度，用于修正噴油量。測吸入發(fā)動機氣缸空氣的溫度，用于修正噴油量。Sensor, EGOS) 安裝在發(fā)動機排氣管上距離排氣歧管不安裝在發(fā)動機排氣管上距離排氣歧管不超過超過1m的位置，的位置，檢測排氣管排除廢氣中氧離子的含量來反檢測排氣管排除廢氣中氧離子的含量來反映可燃混合氣空燃比的大小，以便修正噴油量并實現(xiàn)空燃映可燃混合氣空燃比的大小，以便修正噴油量并實現(xiàn)空燃比閉環(huán)的控制。比閉環(huán)的控制。 （8）壓電式爆燃傳感器（）壓電式爆燃傳感器（Engine Detonation Sensor,EDS） 這兩只傳感器均安裝在發(fā)動機排氣管一側(cè)的缸體上這兩只傳感器均安裝在發(fā)動機排氣管一側(cè)的缸

36、體上第第1缸與第缸與第2缸之間安裝一只，第缸之間安裝一只，第3缸與第缸與第4缸之間安裝一只，缸之間安裝一只，分別檢測各氣缸是否產(chǎn)生爆燃現(xiàn)象，以便修正點火提前角并分別檢測各氣缸是否產(chǎn)生爆燃現(xiàn)象，以便修正點火提前角并實現(xiàn)點火提前角閉環(huán)控制。實現(xiàn)點火提前角閉環(huán)控制。 （9）舌簧開關(guān)式車速傳感器（）舌簧開關(guān)式車速傳感器（Vehicle Speed Sensor,VSS） 安裝在變速器輸出軸上，檢測汽車行駛速度，用于安裝在變速器輸出軸上，檢測汽車行駛速度，用于判定汽車的狀態(tài)，以便實現(xiàn)怠速控制。判定汽車的狀態(tài)，以便實現(xiàn)怠速控制。 上述傳感器中，空氣流量傳感器上述傳感器中，空氣流量傳感器G70、曲軸位置傳感

37、器、曲軸位置傳感器中傳感器是控制燃油噴射與點火時刻最重要的傳感器，其結(jié)中傳感器是控制燃油噴射與點火時刻最重要的傳感器，其結(jié)構(gòu)性能與工作狀況直接影響控制系統(tǒng)的控制精度和控制效果構(gòu)性能與工作狀況直接影響控制系統(tǒng)的控制精度和控制效果2、開關(guān)信號、開關(guān)信號 桑塔納桑塔納2000GSi/300型轎車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)采用的開型轎車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)采用的開關(guān)信號有：關(guān)信號有： （1）點火開關(guān)信號）點火開關(guān)信號(Ignition Switch, IGN)當(dāng)點火開關(guān)當(dāng)點火開關(guān)接通接通“點火（點火（IG）”檔位時，向電控單元輸入一個高電平信檔位時，向電控單元輸入一個高電平信號。號。 （2）起動開關(guān)信號（）起動

38、開關(guān)信號（Start Switch, STA） 當(dāng)點火開當(dāng)點火開關(guān)接通關(guān)接通“起動（起動（ST）”檔位時，向電控單元輸入一個高電平檔位時，向電控單元輸入一個高電平信號。信號。 3）空調(diào)開關(guān)信號（）空調(diào)開關(guān)信號（Air Conditioning ,A/C） 當(dāng)空調(diào)當(dāng)空調(diào)開關(guān)接通時，向電控單元提供接通空調(diào)系統(tǒng)的信號。開關(guān)接通時，向電控單元提供接通空調(diào)系統(tǒng)的信號。 （4）電源電壓信號）電源電壓信號UBAT 向電控單元提供蓄電池端電壓向電控單元提供蓄電池端電壓信號。信號。 （5）空擋安全開關(guān)信號（）空擋安全開關(guān)信號（Neutral Security Switch,NSS） 在裝備自動變速器的汽車上，用

39、于檢測自動變速在裝備自動變速器的汽車上，用于檢測自動變速器的檔位選擇開關(guān)是否處于空擋位置。器的檔位選擇開關(guān)是否處于空擋位置。 （二）發(fā)動機執(zhí)行器（二）發(fā)動機執(zhí)行器 桑塔納桑塔納2000GSi/3002000GSi/300型轎車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)采用的型轎車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)采用的執(zhí)行器有：執(zhí)行器有：電動燃油泵、電磁噴油器、怠速控制電動機（在電動燃油泵、電磁噴油器、怠速控制電動機（在節(jié)氣門控制組件節(jié)氣門控制組件J338J338內(nèi)）、活性碳罐電磁閥、點火控制器內(nèi)）、活性碳罐電磁閥、點火控制器和點火線圈。和點火線圈。 （1 1）電動燃油泵）電動燃油泵 用于供給發(fā)動機電子控制系統(tǒng)規(guī)定壓用于供給發(fā)動機電

40、子控制系統(tǒng)規(guī)定壓力的燃油。力的燃油。 （2 2）電磁噴油器）電磁噴油器 用于接收用于接收ECUECU發(fā)出的噴油脈沖信號，發(fā)出的噴油脈沖信號，計計量燃油噴射量。量燃油噴射量。 3）怠速控制電動機）怠速控制電動機 用于調(diào)節(jié)發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速。用于調(diào)節(jié)發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速?？乜刂瓢▋蓚€方面，制包括兩個方面，一方面是在發(fā)動機正常怠速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定怠一方面是在發(fā)動機正常怠速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定怠速轉(zhuǎn)速，達到防止發(fā)動機熄火和降低燃油消耗之目的；另一速轉(zhuǎn)速，達到防止發(fā)動機熄火和降低燃油消耗之目的；另一方面是在發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，當(dāng)發(fā)動機負荷增加（方面是在發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，當(dāng)發(fā)動機負荷增加（如接如接通空調(diào)器、動力轉(zhuǎn)向器或

41、液力變矩器等）通空調(diào)器、動力轉(zhuǎn)向器或液力變矩器等）時，自動時，自動提高怠速轉(zhuǎn)速，防止發(fā)動機熄火。提高怠速轉(zhuǎn)速，防止發(fā)動機熄火。 （4 4）活性碳罐電磁閥）活性碳罐電磁閥 用于控制回收發(fā)動機內(nèi)部（曲軸用于控制回收發(fā)動機內(nèi)部（曲軸箱、氣門室、燃油箱等）的燃燒蒸氣，減少碳氫化合物的排箱、氣門室、燃油箱等）的燃燒蒸氣，減少碳氫化合物的排放，從而減少排氣污染。放，從而減少排氣污染。 （5 5）點火控制器和點火線圈）點火控制器和點火線圈 用于接收電控單元發(fā)出的用于接收電控單元發(fā)出的控制指令，控制指令，適時接通或切斷點火線圈初級電流，并產(chǎn)生高壓適時接通或切斷點火線圈初級電流，并產(chǎn)生高壓電點燃混合氣。電點燃混

42、合氣。 汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)是一個綜合控制系統(tǒng)，并具有汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)是一個綜合控制系統(tǒng)，并具有多種控制功能。多種控制功能。 在汽車電子控制系統(tǒng)中，發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的控制部在汽車電子控制系統(tǒng)中，發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的控制部件最多、控制參數(shù)最多、控制功能最強、控制過程最復(fù)雜。件最多、控制參數(shù)最多、控制功能最強、控制過程最復(fù)雜。 一、按控制目標(biāo)分類一、按控制目標(biāo)分類 根據(jù)控制目標(biāo)不同，汽車電子控制系統(tǒng)可分為動力性、經(jīng)根據(jù)控制目標(biāo)不同，汽車電子控制系統(tǒng)可分為動力性、經(jīng)濟性與排放性、安全性、舒適性、操縱性和通過性控制系統(tǒng)濟性與排放性、安全性、舒適性、操縱性和通過性控制系統(tǒng)六種類型，其主要控制項

43、目和控制目標(biāo)如表六種類型，其主要控制項目和控制目標(biāo)如表1-1所示。其中所示。其中經(jīng)濟性與排放性控制系統(tǒng)具有雙重功能，既能降低燃油消耗經(jīng)濟性與排放性控制系統(tǒng)具有雙重功能，既能降低燃油消耗又能減小有害物質(zhì)的排放。又能減小有害物質(zhì)的排放。 表表1-1汽車電子控制系統(tǒng)主要的控制項目與控制目標(biāo)汽車電子控制系統(tǒng)主要的控制項目與控制目標(biāo)按按控制對象控制對象分分發(fā)動機發(fā)動機電控系統(tǒng)電控系統(tǒng)底盤底盤電控系統(tǒng)電控系統(tǒng)車身車身電控系統(tǒng)電控系統(tǒng)按按控制目標(biāo)控制目標(biāo)分分動力性動力性控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)經(jīng)濟型經(jīng)濟型控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)排放性排放性控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)安全性安全性控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)舒適性舒適性控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)操縱性操縱性

44、控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)通過性通過性控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 二、按控制對象分類二、按控制對象分類 根據(jù)控制對象不同，汽車電子控制系統(tǒng)可分為發(fā)動機電子根據(jù)控制對象不同，汽車電子控制系統(tǒng)可分為發(fā)動機電子控制系統(tǒng)、底盤電子控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)三大類。控制系統(tǒng)、底盤電子控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)三大類。 1.汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng) 1）電子控制發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)（）電子控制發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)（Engine Fuel Injection System, EFI）。）。 2）微機控制發(fā)動機點火系統(tǒng)（）微機控制發(fā)動機點火系統(tǒng)（Microcomputer ControlIgnition Syst

45、em, MCI ）。）。 3）發(fā)動機空燃比反饋控制系統(tǒng)（）發(fā)動機空燃比反饋控制系統(tǒng)（Air Fuel Ratio Feed-Back Control System, AFC）。）。 4）發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)（）發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)（Idle Speed Control System, ISCS）。）。 5）發(fā)動機斷油控制系統(tǒng)（）發(fā)動機斷油控制系統(tǒng)（Sever Fuel Injection System ,SFIS）。）。 6）發(fā)動機爆燃控制系統(tǒng)（）發(fā)動機爆燃控制系統(tǒng)（Engine Detonation Control System, EDCS ）。）。ator Pedal System, EAP)。 8）發(fā)動機進氣控制系統(tǒng)（）發(fā)動機進氣控制系統(tǒng)（Engine Intake Air Control System, IACS）。）。 9）燃油蒸氣回收系統(tǒng)（）燃油蒸氣回收系統(tǒng)（Fuel Emission Control System, FECS ）。）。 10）電控廢氣在循環(huán)系統(tǒng)（）電控廢氣在循環(huán)系統(tǒng)（Electronic Control ExhaustGas Recirculation System, ECS）。）。 11）可變氣門定時控制系統(tǒng)（