汽车电子技术的发展

第一章概述一、汽车电子技术的发展背景1、安全、环保和节能推动了汽车技术的发展2、电子信息技术推进了汽车技术向集成与智能迈进3、汽车电子技术应用的优越性1．减少汽车修复时间2．节油3．减少空气污染4．减少交通事故5．提高乘坐舒适性二、汽车电子控制系统的一般组成1、电子控制系统的一般组成（1）、检测反馈单元通过各种传感器检测受控参数或其它中间变量，经放大、转换后用以显示或作为反馈信号。（2）．指令及信号处理单元该单元接受人机对话随机指令或定值、程序指令，并接受反馈信号，一般具有信号比较、变换、运算、逻辑等处理功能。传统的指令及信号处理单元多采用模拟电路，随着微电子技术和计算机技术的发展，为工程控制系统提供了采用数字计算机指令和信号处理单元的可能性。汽车上所用的指令及信号处理单元多为微处理机。（4）．执行器直接驱动受控对象的部件，可以是电磁元件，如电磁铁、电动机等；也可以是液压或气动元件，如液压或气压工作缸及马达。为了使驱动特性与受控对象的负荷特性相互匹配，还可附加变速机构，如液压马达和行星齿轮传动的组合。（5）．动力源动力源为各单元提供能源，通常包括电气动力源和流体动力源两类。（3）．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，使放大后的功率足以控制执行器并驱动受控对象。2、自动控制系统的分类连续控制系统离散控制系统按信号对时间的关系分按有无反馈环节分开环控制系统闭环控制系统按输入量变化分恒值控制系统随动控制系统过程控制系统按输出、输入的关系分线性系统非线性系统简化的汽车电子控制系统模型ECU传感器执行器向ECU提供汽车运行状况和发动机工况接收来自传感器的信息，经信息处理后发出相应的控制指令给执行器执行ECU的专项指令，从而完成控制目的3、电子控制系统简介汽车电子控制系统可分为以下四个部分：1）发动机和动力传动集中控制系统。2）底盘综合控制和安全系统。3）智能车身电子系统。4）通讯与信息/娱乐系统。目前较多见且较成熟的电子控制装置发动机控制部分电控点火装置（ESA）电控汽油喷射(EFI)废气再循环控制（EGR）怠速控制（ISC）底盘控制部分电控自动变速器（ECT）防滑控制系统电子控制动力转向电控悬挂(TEMS)巡航控制系统(CCS)行驶安全系统安全气囊（SRS)雷达防撞系统驱动防滑控制系统（ASR）安全带控制系统前照灯控制系统信息系统信息显示与报警系统语言信息系统车用导航系统与定位系统通信系统附属装置全自动空调（EA/C）自动座椅音响／音像4、ECU的功能与组成（1）输入回路输入ECU的传感器信号有两种：模拟信号数字信号输入回路的作用是将传感器输入的信号，在除去杂波和把正弦波转变为矩形波后，再转换成输入电平（2）A/D转换器（模拟/数字转换器）由传感器输入的模拟信号，微机不能直接处理，故要用A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，再输入微机。（3）微型计算机微机的功用是根据发动机工作的需要，把各种传感器送来的信号用内存的程序（微机处理的顺序）和数据进行运算处理，并把处理结果如汽油喷射控制信号、点火控制信号等送往输出回路。三、汽车电子控制技术基础知识1、汽油机的排放与净化1）、HC的生成机理HC产生的原因除燃料的不完全燃烧外，缸壁淬冷也是排气中HC的主要来源2）、CO的生成机理CO是燃料燃烧的中间产物。排气中CO主要是在局部缺氧或低温下由于烃的不完全燃烧产生的。3）、NOx的生成机理NOx是空气在燃烧室的高温条件下，由氧和氮的反应所形成的影响排放中有害气体的生成因素1）、空燃比CO的排放量基本决定于空燃比空燃比小于17时，随空燃比增大，H便下降。继续增大时，HC排放浓度迅速增加。用空燃比为15.5~16时，NOx浓度最高，浓或稀的混合气，NOx的排放浓度均不高。2）、点火时刻推迟点火时间，使排气污染物有所下降加大点火提前角，均使NOx的排放浓度增加排气净化的后处理1）、二次空气供给装置2）、三元催化转换器3）、废气再循环控制（EGR）2、汽油机对点火系统的要求发动机对点火系的要求1）、能产生足以击穿火花塞电极间隙的电压2）、火花应具有足够的能量3）、最佳点火提前角/点火时刻（点火提前角）3、汽车制动与侧滑汽车制动性能的评价指标制动效能制动效能的恒定性制动时的方向稳定性。4、驱动与侧滑制动状态时用轮速传感器来计算或估计参考车速，误差很大。但在驱动状态却不存在此问题，由于非驱动车轮近于自由滚动，根据非驱动车轮转速所确定的参考车速就可以认为是实际车速，由此通过计算获得的驱动车轮参考滑动率与实际滑动率就较为接近。因此，在驱动过程中确定驱动车轮的滑动率则较为方便和精确。5、转向系、传动系与操纵稳定性影响侧偏特性的因素有:垂直载荷、轮胎气压、切向力等。汽车的三种稳态转向特性为：不足转向、中性转向和过多转向转向系的功能：一是操纵车轮转动来操纵汽车运动的方向；二是借方向盘的反作用力反馈轮胎运动、受力及整车状况（通常称为路感，RoadFeeling）。传动系与操纵稳定性转向行驶的前驱动车辆，急松节气门（或制动），汽车有过多转向的增量，车辆的不足转向趋势减弱，大功率发动机或制动力度过大还可能出现过多转向，出现“卷入”现象。反之，在弯道上行驶的车辆急加速，则有不足转向增量出现，易发生“驶出”现象。Theend