现代汽车电子技术

现代汽车电子技术汽车电子控制系统主要包括：发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和信息与通信系统。汽车电子控制系统主要由：信号输入装置、电控单元（ECU）和执行器等组成。信号输入装置包括各种传感器和开关。车用传感器有两类，一类用于控制汽车运行状态，另一类让驾驶员了解某些状态（如冷却液温度、润滑油压力、燃油量等）。输入计算机的信号通常为电压信号，电压信号分模拟信号和数字信号。执行器包括:开关、继电器、电动机和电磁阀等。控制系统类型：开环控制系统（电动汽油泵工作的控制、冷却风扇转速的控制）；闭环控制系统（怠速控制、空燃比控制、爆燃控制、自动空调的温度控制）控制理论在汽车电子控制系统中的应用：1、PID控制2、最优控制3、自适应控制、4模糊控制、5人工神经网络。近年，汽车领域中开展了神经控制的应用研究：在自动换挡、四轮转向控制、制动控制、自动牌照识别等方面取得了显著成果。电子燃油喷射（EFI）：有效地提高和改善发动机的动力性、经济性，达到排气净化的目的。多点燃油喷射系统（MPI）。按喷油器喷油部位分类：1、缸内喷射系统。2、进气管喷射系统。按空气量的检测方式分类：直接检测式和间接检测式。直接检测式称为质量—流量方式，间接检测式为速度—密度方式。分组喷射：大部分中、低档轿车采用分组喷射方式喷油，如夏利、起亚、由于发动机某些工况（如启动、暖机、加速、怠速、满负荷）需要控制系统提供较浓的混合气来保证其性能，因此发动机电控系统通常采用开环与闭环相结合的控制方式。稳定工况：是指发动机已经完全预热，正常运转，且在一定时间内转速和负荷没有突发变化的情况。加速和减速工况：加速时，节气门突然开大，进气管压力随之增加，由于汽油的流动惯性和进气管压力增大后汽油蒸发量的减少，大量的汽油颗粒被沉积在进气管壁面上，形成较厚油膜，而进入气缸内的实际混合气则瞬时被稀释，严重时会出现过稀，使发动机转速下降。为此，应向进气管喷入一些附加汽油，以获得良好的加速性能。减速时，节气门突然关闭，由于惯性作用发动机仍然保持很高的转速，因此进气管真空度急剧增高，促使附着在进气管壁面上的汽油蒸发汽化，并在空气量不足的情况下进入气缸，造成混合气过浓，严重时甚至熄灭，应供给较稀的混合气。燃油喷射系统的组成：空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统组成。超声波检测式卡门涡旋是AFS，P29.曲轴与凸轮轴位置传感器分为磁感应式、霍尔式和光电式。氧传感器功用：氧传感器是排气氧传感器（EGO）的简称，又称为氧量传感器，通过监测排气中氧里子的含量获得混合气的空燃比信号，并将空燃比信号转变为电信号输入发动机ECU。ECU根据EGO信号对喷油时间进行修正，实现空燃比反馈控制（闭环控制），从而精确地控制空燃比。分类：EGO分为氧化钛（TiO2）式和氧化锆（ZrO2）式。喷油器功用：电磁喷油器简称喷油器，俗称喷嘴，用于计量燃油喷油喷射系统的喷油量。分类:按喷油器电磁线圈电阻的不同，喷油器可分为高电阻型（13~18欧）和低电阻型（1~3欧）；按结构不同，喷油器克分为轴针式、球阀式和片阀式，目前主要采用球阀式喷油器。发动机断油控制：断油控制是ECU在某些特殊工况下，暂时中断燃油喷射，以满足发动机运行的特殊要求。断油控制包括发动机超速断油控制、减速断油控制和清除溢流控制等。减速断油控制:是指当汽车在高速行驶中突然松开加速踏板减速时，ECU立即控制喷油器中断燃油喷射。当高速行驶的汽车突然松开加速踏板减速时，发动机将在汽车惯性力的作用下高速旋转，由于节气门已经关闭，进入气缸的空气很少。因此，如不停止喷油，混合气将会很浓而导致燃烧不完全，同时排气中的有害气体成分将急剧增加。减速断油控制的目的就是节约燃油，并减少有害气体的排放量。磁致伸缩式爆燃传感器：主要由感应线圈、伸缩杆、永久磁铁和外壳组成。点火提前角由初始点火提前角、基本点火提前角和修正点火提前角3部分组成。发动机爆燃的控制：发动机工作时，缸体振动频繁、剧烈，为使检测到的爆燃信号准确无误，在发出点火信号后的一定范围内进行爆燃监测，因为发动机产生爆燃的最大可能是在点火的一段时间内。废气再循环（EGR）：是指在发动机工作时将一部分废气引入进气管，与新鲜空气混合后吸入气缸内再次进行燃烧。EGR通过降低燃烧室的燃烧温度抑制NOx的生成，是降低NOx的一种有效方法。催化转化器：功用，发动机排放中的CO、HC和NOx，在温度高于1000摄氏度时，可以很容易变成无害气体，但在排放系统中药维持如此高的温度不可能。含有（Pt）、（Pb）或（Rh）等贵金属的催化剂可以在较低的温度（30~900摄氏度）下，不改变自身的情况加快排气中的化学反应速率，将这些排放物转化为无害气体。类型：氧化转化器、三元催化转化器、双床式转化器。可变配气相位控制：现在轿车发动机上的VVT-I、VTEC-i、VVL、VVTL-i等技术标号都代表发动机采用了可变配气技术。包括可变气门正时和可变气门升程两大类。汽车防抱死制动系统（ABS）组成及功能，P129.对能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。ABS的控制方法主要有逻辑门限值控制（多数采用）、最优控制和滑动模态变结构控制等。电磁感应式轮速传感器结构简单、成本低，但输出信号的幅值随转速的变化而变化。霍尔效应式轮速传感器:具有输出信号不受转速影响、频率响应高、抗电磁波干扰能力强等优点，广泛用于ABS轮速检测及其他控制系统的转速检测。汽车驱动防滑转系统（ASR）:ASR是ABS功能的完善和补充，ASR可独立设立，但大多数与ABS组合在一起。ASR的优点：1、在汽车起步、行驶过程中提供最佳驱动力，从而提高了汽车的动力性，尤其是在附着系数较小的路面上，起步、加速性能和爬坡能力良好。2、能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽车的转向控制能力。3、减少轮胎磨损和降低发动机油耗。电子制动力分配（EBD）配置EBD的ABS能较大地减少工作时的震噪感，提高车辆紧急制动时的舒适性，并能在很大程度上提高车辆制动时的安全性和稳定性。EBD的特点：（1）EBD只采用滑移率进行控制，不采用车轮减速度来检测车轮的抱死趋势。（2）降低前轮制动器的热负荷。（3）前、后摩擦制动衬片磨损均匀。（4）在相同的制动踏板作用力时，有较大的汽车减速度。（5）在汽车寿命期内制动力分配不变。（6）可以失效报警，而机械式结构无此功能。（7）EBD是一个闭环系统，适用于所有可能的制动情况和车辆条件。（8）后桥附着系数利用率高，不受载荷分布变化、温度和制动钳及制动盘磨损的影响和限制。（9）制动液消耗少、由于电磁阀工作少，液压泵不工作，因而噪声小，制动舒适性好。ABS也能够保证后轮的稳定性，但ABS工作时舒适性差。（10）在各种载荷状况，弯道、上山和下山以及动力传动系统变化（如离合器接合、离合器分离、自动变速）时都能得到最佳的汽车行驶稳定性。辅助制动系统（BAS，简称BA）是针对紧急情况下，汽车驾驶员踩制动踏板时缺乏果断而设计的。汽车电子稳定程序（ESP）用于恒时监控汽车的行驶状态，在紧急躲避障碍物或转弯时出现不足转向或过度转向时，使车辆避免偏离理想轨迹。使驾驶员操作轻松，汽车容易控制，并减少交通事故。电控悬架根据其是否有源控制，可分半主动悬架和全主动悬架两大类。压电式减震器主要由压电传感器、压电执行器和阻尼力变换阀三部分组成。利用压电效应原理进行工作。系统控制功能：1）正常行驶减震控制2)防车尾下坐控制3）防侧倾控制4）防车头下沉控制5）高速控制6）防换挡时车尾下坐车身高度控制有两种类型：一种是对汽车全部车轮的悬架系统进行高度控制；另一种是仅对两个后轮的悬架系统进行高度控制。油气弹簧悬架：油气弹簧以气体作为弹性介质，而用油液作为传力介质，一般由气体弹簧和相当于液力减振器的液压缸组成。带路况预测传感器的主动悬架系统：具有路况预测传感器的主动悬架系统可在汽车到达之前对路面情况进行预测处理，因而大大改善了悬架的工作性能。电控动力转向系统（EPS）：提高车辆的操纵轻便性和行车安全性。可分为液压式和电动式。四轮转向（4WS）汽车：是指四个车轮都是转向车轮的汽车或四个车轮都能起转向作用的汽车，其控制方式有转向角比例控制、横摆角速度比例控制盒车速前馈控制。工作原理：P231