汽车电控技术课件

汽汽 车车 新新 术术 概概 述述英文缩写英文缩写汽车安全技术集成化,智能化,系统化的集成化将汽车主动安全技术与被动安全技术进行融合,得到更好的安全保护效果。在 2000 年世界汽车年会上,德尔福公司推出了“集成安全系统(ISS)”，该系 统涵盖了汽车上所有的主要子系统,由 50 种不同的技术组成。汽车是移动的电脑平台,智能制动,智能减速和智能转向将是未来智能汽车的基本特征。系统化将汽车、道路、人作为一个系统来分析研究，让三者相互协调，达到各自性能的最佳匹配，实现驾驶行为特征、车辆机械特性及道路设施和交通法规之间的最佳协调，达到系统整体的最佳效益。智能化所谓的汽车智能化，是指汽车通过智能化技术进步并与车辆整合，可以实现自动驾驶、人工智能等功能。车辆搭载的各种智能辅助设备，可以让车辆驾驶以及乘坐变得安全、便捷以及更具娱乐性。1.距离警示系统帮助驾驶员保持与前车的安全距离。当该系统启动后，驾驶员预先设定与前车的间距，当汽车与前车的距离小于设定值时，汽车会发出警告，如果驾驶员不采取措施，汽车将自动刹车。2.行驶中打瞌睡集中报警系统该系统通过仪表板处安装的小型摄像机及夜间红外线扫描装置，监视驾驶员的面部表情，通过计算机来判断驾驶员是否疲劳驾驶或者精力不集中，并向精力不集中的驾驶员提出警报，防止疲劳驾驶造成的交通事故。3.视觉增强系统去除风挡玻璃上的雨水和雾气。三种措施：除水防护薄膜，使水不易形成；斥水玻璃，使水珠快速集结成大水滴溜走；使用超声波技术使风挡玻璃上的水雾化消失。4.轮胎气压报警系统轮胎气压过低会使行驶性能变坏，加速轮胎磨损，增加燃料消耗，甚至造成行车事故。当轮胎气压过低时，报警系统可以及时的通知驾驶员采取措施。英国哈蒙雷塑料研究所研制一种自动吸气轮胎，当轮胎气压越大，吸收度气体越多，当轮胎气压降低时，它会释放出一部分气体，始终保持一定的轮胎气压。5.自动巡航系统普通的巡航系统，驾驶员设定汽车行驶速度，汽车会保持该速度行驶，不用踩油门。当遇到情况是，驾驶员必须踩制动踏板以防止事故发生，危情解除后驾驶员必须重新设定巡航速度。自动巡航系统有高度的智能化，利用汽车自带的GPS系统会时时提醒自动巡航系统，在汽车1公里范围内可能出现的物体，并使汽车按最佳的车速行驶，待确定潜伏的危机解除后又恢复的设定的车速。6.汽车偏离行驶路线报警系统当汽车偏离正常的行驶路线时，如果驾驶员不采取措施，报警系统会报警，直至汽车回到正常的行驶路线。三菱汽车采用车载摄像机识别道路上的白线，当汽车偏离白线太远时报警，如果驾驶员不采取措施，汽车将自动回到正常的行驶路线。7.一体化底盘控制系统通过底盘控制器，将制动、悬架、转向、动力传动控制等控制系统进行综合控制。电脑通过运算，对各个子系统进行协调，已获得车辆整体和稳定性控制达到最佳，保持汽车在任何行驶状态下的平稳行和快速转弯时的可控性，减少颠簸和转弯离心力造成的冲击。8.8.电子制动辅助系统电子制动辅助系统EBA指的是Electronic Brake Assist(电子制动辅助系统),在非常紧急的事件中，驾驶者往往不能迅速地踩下刹车踏板。该系统利用传感器感应驾驶者对制动踏板踩踏的力度与速度大小，然后通过电脑判断驾驶者此次刹车意图。如果属于非常紧急的制动，EBA此时就会指示制动系统产生更高的油压使ABS发挥作用，从而使制动力快速产生，减少制动距离。而对于正常情况刹车，EBA则会通过判断不予启动ABS。通常情况下，EBA的响应速度都会远远快于驾驶者，这对缩短刹车距离，增强安全性非常有利。对于脚力较差的妇女及高龄驾驶者闪避紧急危险的刹车，也帮助很大。有关测试表明，EBA可以使车速高达200公里/小时的汽车完全停下的距离缩短21米之多，尤其是对在高速公路行驶的车辆，EBA可以有效防止常见的“追尾”意外。9.智能安全气囊智能安全气囊配备的气体发生器为多级的，具有更多的传感系统，可以自动的感知成员的体重、身高、坐姿、座椅的移动情况、成员离位情况（离安全气囊的距离）以及成员是否系好安全带等信息，以确定打开时不同充气级别，避免成员被爆炸的气囊冲击，达到最佳的保护效果。10.汽车黑匣子记录汽车碰撞前后的瞬间以及汽车行驶通中各种传感器信号的变化情况，一遍准确的分析故障原因。汽车电子控制技术基础汽车电子控制技术基础知识要求知识要求1.掌握汽掌握汽车传感器的感器的结构和作用原理。构和作用原理。2.掌握掌握输入入电路的路的组成以及各部分的作用。成以及各部分的作用。3.掌握汽掌握汽车执行器的行器的结构和作用原理。构和作用原理。能力要求能力要求1.了解汽了解汽车传感器感器进行行检测的方法。的方法。2.了解汽了解汽车执行器行器进行行检测的方法。的方法。电控系统由电子控制单元(ECU)、相关传感器和执行器、自诊断串连接口、连接线路等组成。一、传感器一、传感器汽车传感器根据功能不同，设置在各个不同部位。汽车传感器根据功能不同，设置在各个不同部位。它是电控系统感知状态信息的触角，负责采集汽车它是电控系统感知状态信息的触角，负责采集汽车在不同运行状况下的相关信息。同时也是一种信号在不同运行状况下的相关信息。同时也是一种信号转换装置，它将非电信号转换成电信号，再向控制转换装置，它将非电信号转换成电信号，再向控制单元提供各种不同工况的相关信息。汽车上传感器单元提供各种不同工况的相关信息。汽车上传感器的种类和结构形式很多，既便是相同功能的传感的种类和结构形式很多，既便是相同功能的传感器，在不同车型上也有不同的结构形式，传感器向器，在不同车型上也有不同的结构形式，传感器向汽车电脑提供的电信号有模拟和数字两种。汽车电脑提供的电信号有模拟和数字两种。二、电子控制单元二、电子控制单元ECUECU为控制中心，具有存储、处理和控制等功能。为控制中心，具有存储、处理和控制等功能。内部硬件主要由输入和输出接口、微处理器内部硬件主要由输入和输出接口、微处理器(CPU)(CPU)、存储器、存储器、定时器计数器、数据传输总线和电源等部分组成。在一般定时器计数器、数据传输总线和电源等部分组成。在一般情况下情况下ECUECU必须要能在环境温度必须要能在环境温度-30-30+60+60，蓄电池电压，蓄电池电压101015V15V的条件下无故障地工作。的条件下无故障地工作。电控发动机电脑十大功能电控发动机电脑十大功能1.1.输入电路输入电路 电子控制装置输入电路的作用是将传感器、电子控制装置输入电路的作用是将传感器、开关等各种形式的输入信号进行预处理，转开关等各种形式的输入信号进行预处理，转换为微机可接受的数字信号。换为微机可接受的数字信号。ECUECU的输入信号主要有的输入信号主要有3 3种形式，即数字信号种形式，即数字信号（包括开关信号）、模拟信号和脉冲信号。（包括开关信号）、模拟信号和脉冲信号。模拟信号必须通过模拟信号必须通过A AD D转换为数字信号后才转换为数字信号后才能被微机处理。能被微机处理。（1 1）数字信号输入电路）数字信号输入电路数字信号只有高电平和低电平两种状态，信数字信号只有高电平和低电平两种状态，信息由矩形波的个数或疏密来表示。它通过输息由矩形波的个数或疏密来表示。它通过输入接口输入给微处理器，为脉冲信号（矩形入接口输入给微处理器，为脉冲信号（矩形波和正弦波）和开关信号。波和正弦波）和开关信号。对于无杂波的矩形波信号和开关对于无杂波的矩形波信号和开关信号，输入电路的作用一般是将信号，输入电路的作用一般是将其电平转换为微处理器的输入电其电平转换为微处理器的输入电平。对于有杂波的正弦波信号需平。对于有杂波的正弦波信号需通过输入电路的滤波、整形和电通过输入电路的滤波、整形和电平转换后才能输入微机。平转换后才能输入微机。模拟信号是一个连续变化的电量，模拟信号是一个连续变化的电量，:往往用信号电压的幅值往往用信号电压的幅值来表示信息的最值，如发动令却液温度传感器、热式空气流来表示信息的最值，如发动令却液温度传感器、热式空气流量传感器等输出信号。模拟信号需模数转换量传感器等输出信号。模拟信号需模数转换A/DA/D转化为相应转化为相应的数字信号后才能被微处理器接受。的数字信号后才能被微处理器接受。A/DA/D转换过程包括采样、转换过程包括采样、量化、编码。量化、编码。（2 2）模拟信号输入电路）模拟信号输入电路量化量化通过舍入或去尾的方法将采样幅值变为一个有效数字。通过舍入或去尾的方法将采样幅值变为一个有效数字。采样采样A/DA/D转换器以一固定的时间间隔对连续变化的模拟信转换器以一固定的时间间隔对连续变化的模拟信号进行扫描，取得一系列离散的采样采样幅值。号进行扫描，取得一系列离散的采样采样幅值。编码编码-将这些代表各采样幅值的将这些代表各采样幅值的有效数字变为二进制。有效数字变为二进制。（3 3）传感器电源）传感器电源除电磁感应式传感器和氧化锆型氧传感等传感器除电磁感应式传感器和氧化锆型氧传感等传感器外，许多传感器需要有一个电压稳定的电源。各传外，许多传感器需要有一个电压稳定的电源。各传感器所需刚的电源电压为感器所需刚的电源电压为5v,5v,由电子控制器内的稳由电子控制器内的稳压电路提供。压电路提供。对于象热敏电阻式传感器对于象热敏电阻式传感器（如温度传感器）、电位计（如温度传感器）、电位计式传感器（如节气门位置传式传感器（如节气门位置传感器）等，电子控制器提供感器）等，电子控制器提供的电源电压还是信号的基准的电源电压还是信号的基准电压，因此电源电压的波动电压，因此电源电压的波动将直接影响信号的准确性。将直接影响信号的准确性。2.微机 电子控制器ECU中微机的作用是根据传感器经输入电路送来的信号，用存储器中的控制程序和数据进行运算处理后，输出控制信号，并通过输出电路控制执行器。微机主要由中央微处理器（CPU）、存储器、输入输出接口（I/O）等组成。（1 1）中央微处理器）中央微处理器运算器运算器控制器控制器寄存器寄存器运算器运算器用于对数据进行算术运算和逻辑运算。用于对数据进行算术运算和逻辑运算。控制器控制器按事先编排的程序发出控制脉冲，控制按事先编排的程序发出控制脉冲，控制计算机系统各部分自动协调工作。计算机系统各部分自动协调工作。寄存器寄存器用于暂时存储运算器的中间运算数据。用于暂时存储运算器的中间运算数据。CPUCPU在控制器控制脉在控制器控制脉冲的控制下，按其时冲的控制下，按其时钟脉冲的节拍自动协钟脉冲的节拍自动协调地进行数据的运算、调地进行数据的运算、寄存、传送等操作。寄存、传送等操作。（2 2）存储器）存储器（1 1）只读存储器（）只读存储器（ROMROM）存储控制程序，控制标准参数等一些固定的信息，在制造时存储控制程序，控制标准参数等一些固定的信息，在制造时一次写入后不能更改。工作时只供读取，电源切断时其内部一次写入后不能更改。工作时只供读取，电源切断时其内部的信息也不会消失。的信息也不会消失。（2 2）随机存储器（）随机存储器（RAMRAM）储存控制器工作过程中的运行数据。工作时随时可存人或读储存控制器工作过程中的运行数据。工作时随时可存人或读取信息，电源切断后，信息随即消失。自诊断系统的故障信取信息，电源切断后，信息随即消失。自诊断系统的故障信息（故障码）和电子控制系统白适应学习修正参数都用息（故障码）和电子控制系统白适应学习修正参数都用RAMRAM储存，这些信息需要在点火开关断开后仍然保留，因此电子储存，这些信息需要在点火开关断开后仍然保留，因此电子控制器通常有一条不通过点火开关控制的电源连接线，使得控制器通常有一条不通过点火开关控制的电源连接线，使得储存故障和适应修正信息的储存故障和适应修正信息的RAMRAM在点火开关断开时仍然保持在点火开关断开时仍然保持通电。通电。存储器的作用是记忆数据和程序，主要由只读存存储器的作用是记忆数据和程序，主要由只读存储器储器ROMROM和随机存储器和随机存储器RAMRAM组成。组成。输入输出接口（I/O）“I/O接口”是计算机CPU与外部设备进行数据交换的接口，即Input/Output，“输入/输出”，对于计算机的CPU来说，硬盘、鼠标、键盘、打印机、显示器等等都属于外部设备，需要通过编程的方式进行数据交换。（3）输出电路 微机经输出接口输出的控制信号一般不能直接控制执行器，输出电路的作用就是根据微机的控制信号，使执行器按微机的指令动作。一些执行器的电源是蓄电池，其工作的驱动电路就是将其搭铁电路接通。闪此，电了控制器中的输出电路通常是由大功率三极管组成的驱动电路。1-CPU的控制信号；2-执行器（4）总线 CAN（控制单元区域网络)，是控制单元通过网络交换数据，由于CAN数据总线包含大量的数据信息，故数据总线又称BUS线。在微机系统中，在微机系统中，CPUCPU、存储器和、存储器和I/OI/O接口之间要进行大最的信接口之间要进行大最的信息交换和数据传递，若上述各功能部件之问采用点对点的信息交换和数据传递，若上述各功能部件之问采用点对点的信息和数据传输线路方式，则信息传输速度高，传输过程简息和数据传输线路方式，则信息传输速度高，传输过程简单，但整个系统所需要的信息传输线路量很大，且传输线路单，但整个系统所需要的信息传输线路量很大，且传输线路利用率低，故在微机系统中的信息传输线路均采用多点连接利用率低，故在微机系统中的信息传输线路均采用多点连接方式，即在上述各功能部件之间设置公共的信息传输线路，方式，即在上述各功能部件之间设置公共的信息传输线路，这便是总线这便是总线(BUS)(BUS)。各功能部件间通过总线的信息传递由。各功能部件间通过总线的信息传递由CPUCPU统一控制。总线利用数据、储存地址以及控制信号来对统一控制。总线利用数据、储存地址以及控制信号来对系统中的各个器件进行控制与操作。系统中的各个器件进行控制与操作。采用这种连接总线的方式还便于扩充系统的存储器与输入采用这种连接总线的方式还便于扩充系统的存储器与输入输出（输出（I/OI/O）接口）接口 。总线总线CANCAN数据传输总线的优点是当汽车上的控制单元数目增多数据传输总线的优点是当汽车上的控制单元数目增多时，其传输的方式变得更加简单，不需要许多传输线来完成。时，其传输的方式变得更加简单，不需要许多传输线来完成。CANCAN数据总线是控制单元间的一种数据传递形式，它与各控数据总线是控制单元间的一种数据传递形式，它与各控制单元连接在一起就成为数据传输系统。制单元连接在一起就成为数据传输系统。总线总线如果一个控制单元从整个系如果一个控制单元从整个系统中获得的信息越多，它控统中获得的信息越多，它控制车身的功能就会越全面。制车身的功能就会越全面。在动力传动系统中，发动机控制单元、自动在动力传动系统中，发动机控制单元、自动变速器控制单和变速器控制单和ABSABS控制单元组成了一个完整控制单元组成了一个完整的的CANCAN系统；在舒适系统中，中央控制单元系系统；在舒适系统中，中央控制单元系统和车门控制单元组成了一个完整的统和车门控制单元组成了一个完整的CANCAN系统。系统。CANCAN数据传输系统中，每块控制单元的内部数据传输系统中，每块控制单元的内部增加了一个增加了一个CANCAN控制器，一个控制器，一个CANCAN收发器，每收发器，每块控制单元外部连接了两条块控制单元外部连接了两条CANCAN数据总线。数据总线。在系统中作为终端的在系统中作为终端的两块控制单元，其内两块控制单元，其内部装有一个数据传递部装有一个数据传递终端（有时数据传递终端（有时数据传递终端安装在控制单元终端安装在控制单元外部）。外部）。CAN控制器-接收控制单元中微处理器发出的数据，处理数据并传给CAN收发器。同时，CAN控制器也接收收发器收到的数据，处理数据并传给微处理器。CAN收发器-是一个发送器和接收器的组合，它将CAN控制器提供的数据转化成电信号并通过数据总线发送出去，同时，它也接收总线数据，并将数据传到CAN控制器。数据传递终端-是一个电阻，作用是避免数据传输终了反射回来，产生反射波而使数据遭到破坏。CAN数据总线-用以传输数 据的双向数据线，分为 CAN高位 (CAN-high)和低位(CAN-low)数据 线。数据没有指定接收器，数据通过数据总线发送给 各控制单元，各控制单元 接收后进行计算。三、三、执行器执行器作用：严格按照电子控制器输出的控制信号来动作，将控制参量迅速调整到设定的值，使控制对象在设定的状态下工作。按照使执行机构动作的电动部分的结构原理不同主要分为电动机、电磁阀两大类。还有一类执行器不产生动作，比如点火线圈、加热电阻等。1.1.电动机类执行器电动机类执行器普通直流电动机通电后产生持续的旋转普通直流电动机通电后产生持续的旋转运动，通过机械传动带动执行机构工作。运动，通过机械传动带动执行机构工作。直流电动机直流电动机步进电动机步进电动机步进电动机步进电动机步进电动机主要由定子、转子和螺杆组成。转子内步进电动机主要由定子、转子和螺杆组成。转子内有大螺距的内螺纹，当转子转动时将带动螺杆转动有大螺距的内螺纹，当转子转动时将带动螺杆转动并轴向移动。并轴向移动。怠速控制阀转子转子永久磁铁构成，有永久磁铁构成，有8 8对磁极，其对磁极，其N N极和极和S S极在圆极在圆周上相间排列。周上相间排列。定子定子有有A A、B B两个线圈，每个定子由具有两个线圈，每个定子由具有8 8对爪极的对爪极的铁芯和两组绕向相反的线圈组成。当一个线圈通电铁芯和两组绕向相反的线圈组成。当一个线圈通电后，后，A A、B B两定子便形成两定子便形成1616对（对（3232个）磁极。个）磁极。1-转子；2-定子A；3-定子B；4-爪机；5-定子线圈；6-定子极性分布步进电动机的工作过程当定子的一个线圈通电时，定子的32个磁极与转子磁极同性相斥、异性相吸，在此磁力的作用下，使转子转动，直到转子的N、S极与定子的异性磁极相对应的位置。定子的4个线圈按1、2、3、4的顺序逐个通电，就可使电动机正向转动。每次通电，定子磁极改变一次，转子转动一步（132圈）。按4、3、2、1的顺序通电，电机反转。怠速阀控制电路怠速阀控制电路2.电磁阀类执行器喷油器、真空阀等。51写在最后写在最后成功的基础在于好的学习习惯成功的基础在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habitsThe foundation of success lies in good habits 结束语结束语当当你尽了自己的最大努力你尽了自己的最大努力时时，失败失败也是伟大也是伟大的，所以不要放的，所以不要放弃，坚持就是正确的。弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The Stick To The EndEnd演讲演讲人：人：XXXXXX XXXXXX 时时 间：间：XXXX年年XXXX月月XXXX日日