汽车电子技术概述

汽车电子技术第1章汽车电子技术概述第1节汽车电子技术的发展概况1.概述从第一辆汽车诞生到现在已有100多年的历史。现代汽车技术是现代高科技迅速发展的集中表现，它实际上是机械、电子、计算机、控制工程、材料工程、生物工程和信息技术等多学科技术交叉的产物。现代汽车是架在四个车轮上的计算机控制系统。汽车电子技术附：计算机发展史1946年，美国物理学家莫奇利任总设计师，研制成功世界上第一台电子管计算机ENIAC;第二代晶体管计算机(1956-1963);第三代集成电路计算机(1964-1971);第四代大规模集成电路计算机(1971-现在)2.汽车电子技术发展史汽车电子技术第1章汽车电子技术概述汽车电子技术汽车电子技术汽车电子技术汽车电子技术汽车电子技术第1章汽车电子技术发展概述第2节汽车电子技术发展阶段始于20世纪60年代，分为三个阶段：第一阶段，从20世纪60年代中期到70年代中期，主要是为了改善部分性能而对汽车产品进行的技术改造，如在车上装了晶体管收音机；第二阶段，从20世纪70年代末期到90年代中期，为解决安全、污染、和节能三大问题，研制出电控汽油喷射系统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统；第三阶段，20世纪90年代中期以后，电子技术广泛的应用在底盘、车身、和车用柴油发动机多个领域。汽车电子技术第三阶段•动力传动总成控制系统•制动、转向、悬架整体控制系统•车身电子控制系统•综合信息显示系统•在线故障诊断系统•通信和导航系统•多路传输和智能电源第二阶段•发动机电子管理系统•自动变速系统•制动防抱死系统•软/硬悬架•巡航控制•电子仪表群•小气候控制第一阶段•车载收音机•发电机硅整流器•晶体管无触点点火•燃油喷射控制•电子时钟二极管晶体管TORS模拟IC数字IC4/8位微型计算机16位微型计算机灵巧电源灵巧传感器大容量E2PROMS19601970198019902000汽车电子技术汽车电子技术汽车电子技术汽车电子技术汽车电子技术日本世界贸易和工业部在“21世纪汽车世界的高技术展望”资料中对未来汽车的技术展望如图所示，最终目标是最大程度地满足用户和社会的需要。汽车电子技术电控技术对发动机性能的影响1.提高发动机的动力性2.高发动机燃油经济性3.降低排放污染4.发动机的加速和减速性能5.改善发动机的起动性能汽车电子技术目前汽车上采用的电子技术可分成四类：发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统及信息与通讯系统。汽车电子技术汽车电子技术1、电子燃油喷射系统2、电控点火系统3、怠速控制系统4、排放控制系统5、进气控制系统6、增压控制系统7、巡航控制系统8、警告系统9、自诊断与报警系统10、失效保护系统11、应急备用系统应用发动机上的电子控制系统汽车电子技术功用：根据进气量确定基本喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号等对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性。1、电子燃油喷射系统（EFI）汽车电子技术功用：是点火提前角控制。根据各相关传感器信号，判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，从而改善发动机的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。2、电控点火系统（ESA）汽车电子技术功用：是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等，通过怠速控制阀对发动机的进气量进行控制，使发动机随时以最佳怠速转速运转。3、怠速控制系统（ISC）汽车电子技术功用：主要是对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。排放控制的项目主要包括：废气再循环（EGR）控制，活性炭罐电磁阀控制，氧传感器和空燃比闭环控制，二次空气喷射控制等。4、排放控制系统汽车电子技术功用：主要是根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的进气进行控制，以提高发动机的充气效率，从而改善发动机动力性。5、进气控制系统汽车电子技术功用：是对发动机进气增压装置的工作进行控制。在装有废气涡轮增压装置的汽车上，ECU根据检测到的进气管压力，对增加装置进行控制，从而控制增压装置对进气增压的强度。6、增压控制系统汽车电子技术功用：设定巡航控制模式后，ECU根据汽车运行工况和运行环境信息，自动控制发动机工作，使汽车自动维持一定车速行驶。7、巡航控制系统汽车电子技术功用：由ECU控制各种指示和报警装置，一旦控制系统出现故障，该系统能及时发出信号以警告提示。8、警告提示汽车电子技术功用：用来提示驾驶员发动机有故障；同时，系统将故障信息以设定的数码（故障码）形式储存在存储器中，以便帮助维修人员确定故障类型和范围。9、自诊断与报警系统汽车电子技术功用：主要是当传感器或传感器线路发生故障时，控制系统自动按电脑中预先设定的参考信号值工作，以便发动机能继续运转。10、失效保护系统汽车电子技术功用：是当控制系统电脑发生故障时，自动启用备用系统（备用集成电路），按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，以防车辆停驶在路途中。11、应急备用系统汽车电子技术一、电控系统的基本组成与类型二、传感器的类型及功用三、电子控制单元（ECU）的基本功能四、执行元件的类型第3节发动机电控系统的基本组成汽车电子技术电控系统的基本组成基本组成任何一种电子控制系统，其主要组成都可分为信号输入装置、电子控制单元（ECU）和执行元件三部分。一、电控系统的基本组成与类型信号输入装置（各种传感器）电子控制单元（ECU）执行元件汽车电子技术信号输入装置——各种传感器，采集控制系统的信号，并转换成电信号输送给ECU；电子控制单元——ECU，给各传感器提供参考电压，接受传感器信号，进行存储、计算和分析处理后执行器发出指令；执行元件——由ECU控制，执行某项控制功能的装置。汽车电子技术类型：开环控制系统的控制方式比较简单，ECU只根据传感器信号对执行元件进行控制，而控制的结果是否达到预期目标对其控制过程没有影响。开环控制——ECU根据传感器的信号对执行器进行控制，但不去检测控制结果；闭环控制——也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，并反馈给ECU。汽车电子技术1．空气流量计——测量发动机的进气量，将信号输入ECU。2．进气绝对压力传感器——测量进气管内气体的绝对压力，将信号输入ECU。3．节气门位置传感器——检测节气门的开度及开度变化，信号输入ECU。4．凸轮轴位置传感器——提供曲轴转角基准位置信号。5．曲轴位置传感器——检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号。6．进气温度传感器——检测进气温度信号。7．冷却液温度传感器——给ECU提供冷却液温度信号。8．车速传感器——检测汽车的行驶速度，给ECU提供车速信号（SPD信号）。二、传感器的类型及功用：汽车电子技术9．氧传感器——检测排气中的氧含量。10．爆燃传感器——检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。11．空调开关——当空调开关打开，空调压缩机工作，发动机负荷加大时，由空调开关向ECU输入信号。12．档位开关——自动变速器由空档挂入其他档时，向ECU输入信号。13．启动开关——发动机启动时，给ECU提供一个启动信号。14．制动灯开关——制动时，向ECU提供制动信号。15．动力转向开关——当方向盘由中间位置向左右转动时，由于动力转向油泵工作而使发动机负荷加大，此时向ECU输入信号。16．巡航控制开关——当进入巡航控制状态时，向ECU输入巡航控制状态信号。汽车电子技术给传感器提供电压，接受传感器和其他装置的输入信号，并转换成数字信号；储存该车型的特征参数和运算所需的有关数据信号；确定计算输出指令所需的程序，并根据输入信号和相关程序计算输出指令数值；将输入信号和输出指令信号与标准值进行比较，确定并存储故障信息。向执行元件输出指令，或根据指令输出自身已储存的信息；自我修正功能（学习功能）。三、电子控制单元（ECU）的基本功能汽车电子技术喷油器、点火器、怠速控制阀、巡航控制电磁阀、节气门控制电动机、EGR阀、进气控制阀、二次空气喷射阀、活性炭罐排泄电磁阀、油泵继电器、风扇继电器、空调压缩继电器、自诊断显示与报警装置、仪表显示器等。四、执行元件的类型