发动机电控系统整体认知

《汽车电控系统检修》汽车工程系《汽车电控系统检修》汽车工程系检验评估制定计划实施计划收集信息接受任务总结提高学习过程《汽车电控系统检修》汽车工程系•第一章汽车电子化与发动机电控技术《汽车电控系统检修》汽车工程系一、汽车电子化发展概况•汽车电子化是建立在电子学的发展基础之上，从真空管、晶体管、集成电路、大规模集成电路到超大规模集成电路的技术进步，出现了计算机等各种各样的电子装置，汽车电子化也随着逐年的深化与发展，而且有的汽车电子装置占整车造价的1／3，高级轿车有的就装几十个微控器、上百个传感器。电子化的程度可以说是衡量汽车高档与否的主要标志。《汽车电控系统检修》汽车工程系二、汽车电控发展简介•1、汽油机•第一阶段：1952-1957，特征：以提高动力性，应用喷射和机械控制•第二阶段：1957-1979，特征：以减少污染和减少能量消耗为目的•第三阶段：1979年后，特征：发动机集中管理系统•2、柴油机•第一阶段：70-80年代中期，电控取代机械控制•第二阶段：80年代中期后特征：发动机集中管理系统《汽车电控系统检修》汽车工程系三、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《汽车电控系统检修》汽车工程系•权威机构预测结果显示：轿车内的平均电子设备含量将从现有的22％增加到2010年的35％。据统计，在一些豪华轿车上，使用单片微型计算机的数量已经达到48个，电子产品占到整车成本的50％以上。在不久的将来，中小型车也将面临着整车全面电子化的变革。当电子产品成为一辆汽车主要构成成本的时候，汽车工业被颠覆的时代也将到来。（1)电子设备含量《汽车电控系统检修》汽车工程系（2）汽车电子产品•汽车电子产品通常被归纳为两类：•一类是汽车电子控制装置，例如电子燃油喷射系统、电子动力转向系统等，由于与汽车的性能联系紧密，被认为是今后不可缺少的汽车电子产品；•另一类是车载汽车电子装置，包括行车电脑、导航系统、车载通信系统、上网设备等，这些装置与汽车的性能无关，但由于被赋予了附加价值，也被认为是今后汽车电子行业发展的方向。《汽车电控系统检修》汽车工程系四、发展趋势•1、目前电子技术发展的方向向集中综合控制发展：将发动机管理系统和自动变速器控制系统，集成为动力传动系统的综合控制（PCM）；将制动防抱死控制系统（ABS）、牵引力控制系统（TCS）和驱动防滑控制系统（ASR）综合在一起进行制动控制；通过中央底盘控制器，将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接。控制器通过复杂的控制运算，对各子系统进行协调，将车辆行驶性能控制到最佳水平，形成一体化底盘控制系统（UCC）。《汽车电控系统检修》汽车工程系2、汽车的机械结构的变化•汽车的各种操纵系统向电子化和电动化发展，实现“线操控”。用导线代替原来的机械传动机构，例如“导线制动”、“导线转向”、“电子油门”等。《汽车电控系统检修》汽车工程系3、汽车12伏供电系统向42伏转化•随着汽车电子装置越来越多，消耗的电能正在大幅度地增加。现有的12伏动力电源，已满足不了汽车上所有电气系统的需要。今后将采用集成起动机－发电机42伏供电系统，发电机最大输出功率将会由目前的1千瓦提高到8千瓦左右，发电效率将会达到80％以上。42伏汽车电气系统新标准的实施，将会使汽车电器零部件的设计和结构发生重大的变革，机械式的继电器、熔丝式保护电路将被淘汰。《汽车电控系统检修》汽车工程系4、汽车更加智能化•智能汽车装备有多种传感器，能够充分感知驾车者和乘客的状况，交通设施和周边环境的信息，判断乘员是否处于最佳状态，车辆和人是否会发生危险，并及时采取对应措施。《汽车电控系统检修》汽车工程系•今天，社会进入了信息网络时代，人们希望汽车不仅仅是一种代步工具，更希望在汽车是生活及工作范围的一种延伸，在汽车上就像呆在自己的办公室和家里一样，可以收听广播，打电话，上互联网，处理工作。随着数字技术的进步，汽车也将步入多媒体时代。利用windows操作系统开发的车载计算机多媒体系统，具有信息处理、通讯、导航、防盗、语言识别、图像显示和娱乐等功能。可以预见到的将来，汽车装置自动导航和辅助驾驶系统，驾驶员可把行车的目的地输入到汽车电脑中，汽车就会沿着最佳行车路线行驶到达目的地。人们可以通过语言识别系统操纵着车内的各种设施，一边驾驶着汽车，一边欣赏着音乐电视，还可上网预定饭桌、机票等《汽车电控系统检修》汽车工程系五、电子控制系统分类•汽车电子控制系统可分为以下几个部分：•1）发动机电子控制。•2）底盘电子控制。•3）车身电子系统。•4）主被动安全技术。•5）智能汽车与智能交通(ITS)技术。•6）整车控制技术。•7）车载通讯娱乐系统。《汽车电控系统检修》汽车工程系5.1发动机电子控制系统•目前，汽油机的电子控制技术已经日趋完善，而国内外的柴油机电于控制技术则发展迅猛，新技术层出不穷。近年来，高压燃油直喷系统和高压共轨喷射系统的发展使柴油机的燃油经济性和排放性都有了很大的改善。发动机管理系统则对喷油和进气过程进行综合控制，保证发动机能够在保持良好动力性的基础上，达到最优的燃油经济性和排放性，同时降低噪声和振动。发动机管理系统的核心技术是单片机(MCU)，为汽车动力传动系统从机械系统向电子系统转变提供了更强的计算处理能力。目前，单片机技术的发展趋势是低电压、低功耗、高速度、高集成度。《汽车电控系统检修》汽车工程系5.2底盘系统电子控制系统•5.2.1自动变速器电子控制系统采用自动变速器，从而可以有效的提高驾驶方便性。目前得到广泛采用的自动变速器主要有三种类型：液力机械式自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)和电控机械式无级变速器(CVT)。自动变速器的自动变速控制需要大量采用电子控制芯片和电控驱动装置。5.2.2电控悬架目前，汽车的悬架系统一般是弹簧刚度和减振器阻尼特性不能改变的被动悬架，它不能根据使用工况和路面输入的变化进行控制和调整，故难以满足汽车平顺性和操纵稳定性的更高要求。近年来，随着电控和随动液压技术的发展，弹簧刚度和减振器阻尼特性参数可调的电控主动和半主动悬架，在汽车上逐步得到应用和发展。《汽车电控系统检修》汽车工程系5.3汽车主被动安全系统•5.3.1操纵稳定性的电子控制系统提高汽车的操纵稳定性，过去一直局限于通过改进轮胎、悬架、转向与传动系的性能来实现。随着计算机、传感器和执行机构的迅速发展，研发了各种显著改善操纵稳定性和安全性的电子控制系统如防抱死制动系统(Anti―LockBrakingSystem简称ABS)、牵引力控制系统(TractionControlSystem简称TCS，也称ASR)、四轮转向系统(4WS)、车辆动力学控制系统(VehicleDynamicControl简称VDC，也称VSC、ESP。其中，VDC是在ABS和TCS的基础上，增加汽车转向行驶时横摆运动的角速度传感器，通过ECU控制各个车轮的驱动力和制动力，确保汽车行驶的横向稳定性，防止转向时车辆被推离弯道或从弯道甩出。《汽车电控系统检修》汽车工程系•5.3.2轮胎压力检测系统轮胎压力检测系统(TirePressureMonitoringSystem简称TPMS)是在每一个轮眙上安装高灵敏度的传感器，在行车状态下实时监视轮胎的各种数据，通过无线方式发射到接收器，并在显示器上显示各种数据，任何原因(如铁针扎入轮胎、气门芯漏气)等导致的轮胎漏气、温度升高，系统都会自动报警。从而确保汽车行驶中的安全，延长轮胎的使用寿命。5.3.3汽车安全气囊和座椅安全带控制系统汽车安全气囊的合理触发以及座椅安全带的及时束紧，需要安全系统的对汽车行驶状况的及时监测和判断。汽车安全气囊和座椅安全带控制系统将采用越来越多的先进电子传感器、控制芯片以及电子控制装置。《汽车电控系统检修》汽车工程系5.4车身电子控制系统•汽车车身电子控制技术所涉及的内容很多，如汽车的视野性、方便性、舒适性、娱乐性、通信功能等。视野控制技术指的是对汽乍照明灯(包括前照灯、铝匙孔照明灯、车门灯和日光灯)和转向信号灯的电子控制，以及对电动刮水器、洗涤器和除霜器等的电子控制；方便性除指驾驶员、乘员进出车厢和行李货物装卸方便外，还包括对汽车电动门窗、电动门锁与点火钥匙锁、电动后视镜、电动车顶(天窗)等的控制；车身电控设备主要包括照明系统、自动座椅系统(如存储式座椅)、自动空调系统、自动雨刮和车窗系统、多媒体系统等。目前车身电控技术呈现如下的发展趋势：进一步满足用户个性化的需求；先进的驾驶和乘坐信息系统，如车辆遥控检测、智能型汽车防盗、乘座适应性控制、42伏电子系统、环保设计系统等等。《汽车电控系统检修》汽车工程系5.5智能交通系统•智能交通系统(IntelligentTransportationSystem简称ITS)是指将先进的电子技术、计算机技术、通讯技术、传感技术、运筹学等有效的综合用十“道路―车辆一行人”系统中，以形成统一、高效的汽车智能系统。它具有自动控制车速、自主寻路、自动导航、主动避撞、自动电子收费、无人驾驶等功能。智能汽车是今后国内外汽车发展的热点领域，是未来汽车发展的必由之路。《汽车电控系统检修》汽车工程系5.6整车控制技术•5.6.1汽车CAN/LIN通讯系统CAN(ControllerAreaNetwork)即控制器局域网络，是国际上应用最广泛的现场总线之一。起先，CAN总线被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。LIN(LOCal1nterconnectNetwork)是一种低成本的串行通讯网络，用于实现汽车中的分布式电子系统控制。LIN的目标是为现有汽车网络(例如CAN总线)提供辅助功能。5.6.2电控驾驶控制系统电控驾驶控制系统是没有机械和液力后备系统的，传统的机械和液力系统由于结构的原因(间隙、运动惯量等)，从控制指令发出到指令执行会有一定的延迟，这在极限情况下是不能允许的。电控驾驶控制系统主要由三部分组成：控制系统，执行系统，通讯系统。控制系统的功能是根据驾驶员的意图和车辆行驶状况，对执行器给出执行的设定值。执行系统的功能是在控制系统的控制下，完成具体的执行动作(转向、制动等)。预计，到2010年40%的欧洲生产的汽车将采用电控驾驶控制系统。《汽车电控系统检修》汽车工程系5.7车载通讯、导航和娱乐系统•随着信息时代和信息高速公路的发展，汽车的通讯功能已不只限于收听广播和用车载电话通话，还能显示信息和日程表、让你阅读或发送电子邮件和传真、收看天气预报和股市行情、访问互联网络。人们在车内将能使用办公室中的一切，例如数据库、电话号码、通讯录、约会记录、笔记本、参考资料、寻呼机、计算器以及银行业务等。汽车导航及巡航控制系统包括：惯性导航系统；卫星定位汽车导航系统；导向行驶系统；无线电定向定位导航；无线路标导航系统；自动调节速度和车距系统以及智能驾驶系统等。汽车导航系统是指车辆道路交通信息通讯系统，包括微机及显示屏、同步卫星定位系统、雷达等。它在微机内存储有大量的与道路相关的系统资料，用安装在道路上的雷达测定车辆间距及数量等交通信息，传输到电脑控制中心并发射到通讯卫星上，卫星把交通信号发回汽车接收器，驾驶员便可从车内显示屏上掌握交通信息。《汽车电控系统检修》汽车工程系六、汽车行业现状及汽车维修技术的发展趋势••世界发达国家汽车制造业高新技术的不断扩大应用，大大促进了世界各国公路交通事业的突飞猛进。现在，我国高速公路建设已突破两万公里，居世界第二。我国汽车工业重组完成，形成三大――(一汽、上汽、东风)六小――(广州本田、重庆长安、北京现代、沈阳华晨、南京菲亚特、浙江吉利)的格局；汽车制造业发展迅速，汽车年产量300多万辆，目前的汽车保有量已达3000万辆，2010年将达到5600万辆，到2025年，中国汽车市场将超过美国成为世界第一大汽车市场。科学