汽車電子控制技術(shù)：汽車電子控制技術(shù)概述

汽車電子控制技術(shù)教學(xué)課件項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況項(xiàng)目四汽油發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制系統(tǒng)項(xiàng)目三電控點(diǎn)火系統(tǒng)項(xiàng)目二電控汽油噴射系統(tǒng)項(xiàng)目五柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)汽車電子控制技術(shù)課件首頁項(xiàng)目六電子控制自動(dòng)變速器項(xiàng)目七電子控制自動(dòng)防抱死系統(tǒng)

項(xiàng)目八電子控制驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)

項(xiàng)目九電子控制懸架系統(tǒng)

項(xiàng)目十電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)項(xiàng)目十一巡航控制系統(tǒng)項(xiàng)目十二電子控制安全氣囊系統(tǒng)項(xiàng)目十三汽車電子防盜系統(tǒng)項(xiàng)目十四車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)知識(shí)目標(biāo)：

1．了解汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展情況。2．了解汽車電子控制系統(tǒng)的幾種不同的控制方式。3．熟悉汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況汽車電子控制技術(shù)概況活動(dòng)一汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展情況活動(dòng)二汽車電子控制系統(tǒng)的控制方式活動(dòng)三汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況汽車電子控制技術(shù)概況

一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展

在世界上第一輛汽車中，所謂的“電氣系統(tǒng)”僅僅是由卡爾.本茨設(shè)計(jì)的由點(diǎn)火線圈和蓄電池所組成的點(diǎn)火裝置。在隨后生產(chǎn)的汽車中又增設(shè)了前燈和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)電機(jī)這類的電器設(shè)備。汽車電子技術(shù)的第一次出現(xiàn)是本世紀(jì)30年代早期安裝在轎車內(nèi)的真空電子管收音機(jī)。由于電子管收音機(jī)有不抗震、體積大、耗電多等弊病，成為在汽車上推廣應(yīng)用的主要障礙，但是在汽車中安裝收音機(jī)的設(shè)想始終沒有消失。1948年晶體管的發(fā)明及1958年第一塊集成電路（IC）的出現(xiàn)才真正開創(chuàng)了汽車電子技術(shù)的新紀(jì)元。

1955年晶體管收音機(jī)問世后，采用晶體管收音機(jī)的汽車迅速增加，并作為標(biāo)準(zhǔn)部件安裝在德國(guó)大眾汽車上。從20世紀(jì)60年代起，轎車中開始使用半導(dǎo)體元器件。在汽車中首先使用的半導(dǎo)體元件是硅二極管，作為功率晶體管來替代原有的像電壓調(diào)節(jié)器之類的電磁接觸器等元器件。功率晶體管元件的應(yīng)用極大地改善了汽車的性能和可靠性。20世紀(jì)60年代是汽車電子化的活躍時(shí)代?；顒?dòng)一汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展情況項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況

標(biāo)志著汽車電子技術(shù)真正發(fā)展的是在1967年首次將集成電路元件應(yīng)用到汽車中，其結(jié)果是電子技術(shù)與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)相結(jié)合，開發(fā)出如車用發(fā)電機(jī)集成電路調(diào)壓器、集成電路點(diǎn)火器等汽車電子產(chǎn)品。在同一時(shí)期，電子技術(shù)也有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，導(dǎo)致一系列利用模擬電路的汽車電子產(chǎn)品的研制與開發(fā)。如發(fā)動(dòng)機(jī)噴油系統(tǒng)控制、車輛行駛控制、防鎖死剎車系統(tǒng)和變速控制系統(tǒng)均已成功地應(yīng)用于實(shí)際。由于當(dāng)時(shí)集成電路元器件的價(jià)格昂貴，對(duì)汽車用戶而言，采用電子控制技術(shù)所能得到的收益并不是很大，從而使得所開發(fā)的這些電子控制系統(tǒng)不能廣泛地在汽車中得到應(yīng)用。活動(dòng)一汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展過程項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況

二、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展

1960年，克萊斯勒和日產(chǎn)汽車公司開始采用二極管整流的交流發(fā)電機(jī)，此后開始采用晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點(diǎn)火裝置，接著又逐步實(shí)現(xiàn)其集成化。

1973年，通用汽車公司采用了集成電路（IC）點(diǎn)火裝置。

1974年，通用汽車公司開始裝備加大火花塞電極間隙、增強(qiáng)點(diǎn)火能量的高能點(diǎn)火系統(tǒng)(HEI)。

1976年，克萊斯勒公司首先創(chuàng)立了模擬計(jì)算機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)刻進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)。

1977年，通用汽車公司開始采用數(shù)字點(diǎn)火時(shí)刻控制系統(tǒng)。同年，福特汽車公司開發(fā)了能同時(shí)控制點(diǎn)火時(shí)刻、廢氣再循環(huán)和二次空氣噴射的電子控制系統(tǒng)。隨后，日本、歐洲一些國(guó)家也相繼開發(fā)了自己的發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)。

1967年，博世公司研制成功了K-Jetronic機(jī)械式汽油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，并相繼開發(fā)了D型和L型電子控制燃油噴射系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，燃油噴射技術(shù)得到不斷的改進(jìn)和完善，從20世紀(jì)60年代后半期開始，電控燃油噴射技術(shù)經(jīng)歷了從晶體管、集成電路到微處理器控制，從模擬計(jì)算機(jī)到數(shù)字計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展過程。

20世紀(jì)70年代，逐步發(fā)展了以微機(jī)為基礎(chǔ)的電子控制燃油噴射系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣控制、排氣控制、后備電路、自診斷系統(tǒng)等電子控制功能相繼開發(fā)和成熟。

活動(dòng)一汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展過程項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況

現(xiàn)代汽車電子控制已從單一項(xiàng)目的控制，發(fā)展到多項(xiàng)內(nèi)容復(fù)合的集中控制。始于20世紀(jì)60年代，分為三個(gè)階段：第一階段：20世紀(jì)60年代中期到70年代中期，主要是為改善部分性能而對(duì)汽車電器產(chǎn)品進(jìn)行的技術(shù)改造，如在車上裝了晶體管收音機(jī)；第二階段：20世紀(jì)70年代末期到90年代中期，為解決汽車安全、污染和節(jié)能三大問題，研制出電控汽油噴射系統(tǒng)、電子控制防滑制動(dòng)裝置和電控點(diǎn)火系統(tǒng)；第三階段：20世紀(jì)90年代中期以后，電子技術(shù)從發(fā)動(dòng)機(jī)擴(kuò)展到底盤、車身及柴油機(jī)多個(gè)領(lǐng)域，各種電控系統(tǒng)日趨完善，汽車電子化已達(dá)到相當(dāng)高的程度?；顒?dòng)一汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展過程項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況

三、變速器電子控制技術(shù)的發(fā)展自動(dòng)變速器自從1939年由美國(guó)通用汽車公司首先在奧茲莫比爾(Oldsmobile)轎車上應(yīng)用以來(這種變速器被認(rèn)為是現(xiàn)代自動(dòng)變速器的雛形)，發(fā)展速度很快，尤其是電子技術(shù)和微處理機(jī)應(yīng)用于換檔變速之后，自動(dòng)變速技術(shù)進(jìn)入了迅速發(fā)展的嶄新時(shí)期。自動(dòng)變速器正朝著省油、降低排放污染、操縱方便、行駛舒適等方向發(fā)展。目前世界上使用最多的汽車自動(dòng)變速器主要有3種類型：液力自動(dòng)變速器(AT)、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)和機(jī)械無級(jí)自動(dòng)變速器(CVT)。液力自動(dòng)變速器是最早的自動(dòng)變速器，是根據(jù)車速和負(fù)荷(油門踏板的行程)來進(jìn)行雙參數(shù)控制，檔位根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)來自動(dòng)升降。AT的結(jié)構(gòu)與手動(dòng)變速器(MT)相比，液力自動(dòng)變速器在結(jié)構(gòu)和使用上有很大的不同。MT主要由齒輪和軸組成，通過不同的齒輪組合產(chǎn)生變速變矩；而AT是由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩。其中液力變矩器是AT最重要的部件，它是由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，通過液體動(dòng)量矩的變化來改變轉(zhuǎn)矩的一種傳動(dòng)元件，它除了起離合器的作用外，還具有無級(jí)連續(xù)變速和改變轉(zhuǎn)矩的能力，對(duì)外負(fù)載有良好的自動(dòng)調(diào)節(jié)和適應(yīng)性。AT的技術(shù)已相對(duì)成熟，是目前汽車裝備自動(dòng)變速器的主流。項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況活動(dòng)一汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展過程課后練習(xí)1、通過學(xué)習(xí)本活動(dòng)內(nèi)容，能夠了解汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展歷史。2、通過課外閱讀等方式，進(jìn)一步了解汽車采用電子控制技術(shù)的發(fā)展情況?；顒?dòng)一汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展過程項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況

一、開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)的控制方式比較簡(jiǎn)單，ECU只根據(jù)傳感器信號(hào)對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行控制，而控制的結(jié)果是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)對(duì)其控制過程沒有影響。開環(huán)控制——ECU根據(jù)傳感器的信號(hào)對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行控制，但不去檢測(cè)控制結(jié)果。在汽車電子控制系統(tǒng)中，燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)工況和加速工況以及汽車前照燈光束的控制就采用了開環(huán)控制方式。為了滿足實(shí)際應(yīng)用需要，開環(huán)控制系統(tǒng)必須精確校準(zhǔn)，并在工作過程中設(shè)法保持該校準(zhǔn)值不發(fā)生變化。在系統(tǒng)存在擾動(dòng)的情況下，當(dāng)被控制的輸出量偏離給定量時(shí)，開環(huán)系統(tǒng)就沒有糾正的能力了,即控制就會(huì)降低。

活動(dòng)二汽車電子控制系統(tǒng)的控制方式項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況

二、閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制——也叫反饋控制，在開環(huán)的基礎(chǔ)上，它對(duì)控制結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，并反饋給ECU。閉環(huán)控制系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)是精度較高。無論什么干擾，只要被控制量的實(shí)際值偏離給定值，由于采用了反饋，對(duì)外界擾動(dòng)和系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)變化引起的偏差，系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用來減少這一偏差，因此，可以采用精度不太高而成本比較低的元件組成一個(gè)比較精確的控制系統(tǒng)。在汽車電子控制系統(tǒng)中，空燃比反饋控制、發(fā)動(dòng)機(jī)爆震控制、排氣再循環(huán)（EGR）控制、制動(dòng)防抱死制動(dòng)控制等都采用了閉環(huán)控制方式?？杖急?A/F)和點(diǎn)火提前角反饋控制，所采用的傳感器分別是氧傳感器和爆震傳感器。氧傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上，用來檢測(cè)排氣中氧離子的濃度；爆震傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上，用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)是否產(chǎn)生爆震。項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況活動(dòng)二汽車電子控制系統(tǒng)的控制方式

空燃比反饋控制系統(tǒng)有氧傳感器測(cè)量排氣中剩余氧離子的含量，間接測(cè)量出每一瞬間進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣的濃度，并檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入電控單元ECU與設(shè)定的目標(biāo)空燃比進(jìn)行比較，電控單元再根據(jù)比較結(jié)果控制噴油量增加或減少。從而將空燃比（A/F）控制在設(shè)定的目標(biāo)值附近。當(dāng)混合氣過稀時(shí)，排氣中氧離子含量多，電控單元就控制噴油器增加噴油量;反之，當(dāng)混合氣過濃時(shí)，排氣中氧離子含量少，電控單元就控制噴油器減少噴油量，如此不斷循環(huán)進(jìn)行控制。為使三元催化裝置對(duì)排氣凈化處理得到最佳效果，閉環(huán)控制的空燃比應(yīng)當(dāng)控制在理論空燃比（A/F=14.7）附近的狹窄范圍內(nèi)。因此對(duì)起動(dòng)、加速及全負(fù)荷等需要加濃混合氣的工況，則需采用開環(huán)控制。項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況活動(dòng)二汽車電子控制系統(tǒng)的控制方式課后練習(xí)1、通過學(xué)習(xí)能夠知道電子控制系統(tǒng)的兩種不同的控制方式及其具體控制方法。

2、分析比較開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別。項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況活動(dòng)二汽車電子控制系統(tǒng)的控制方式

一、集成化近年來嵌入式系統(tǒng)、局域網(wǎng)控制和數(shù)據(jù)總線技術(shù)的成熟，使汽車電子控制系統(tǒng)的集成成為汽車技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。將發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)，集成為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制；將制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)綜合在一起進(jìn)行制動(dòng)控制；通過中央底盤控制器，將制動(dòng)、懸架、轉(zhuǎn)向、動(dòng)力傳動(dòng)等控制系統(tǒng)通過總線進(jìn)行連接，控制器通過復(fù)雜的控制運(yùn)算，對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，將車輛行駛性能控制到最佳水平，形成一體化底盤控制系統(tǒng)。二、智能化智能化傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，加快了汽車的智能化進(jìn)程。汽車智能化相關(guān)的技術(shù)問題已受到汽車制造商的高度重視。其主要技術(shù)中“自動(dòng)駕駛儀”的構(gòu)想必將依賴于電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)。智能交通系統(tǒng)（ITS）的開發(fā)將與電子、衛(wèi)星定位等多個(gè)交叉學(xué)科相結(jié)合，它能根據(jù)駕駛員提供的目標(biāo)資料，向駕駛員提供距離最短而且能繞開車輛密度相對(duì)集中處的最佳行駛路線。它裝有電子地圖，可以顯示出前方道路、并采用衛(wèi)星導(dǎo)航。從全球定位衛(wèi)星獲取沿途天氣、車流量、交通事故、交通堵塞等各種情況，自動(dòng)篩選出最佳行車路線?；顒?dòng)三汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)項(xiàng)目一汽車電子控制技術(shù)概況

三、網(wǎng)絡(luò)化隨著電控器件在汽車上越來越多的應(yīng)用，車載電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信變得越來越重要。以分布式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造汽車車載電子