汽車電子控制技術(shù)簡介

1、 汽車電子控制技術(shù)簡介汽車電子控制技術(shù)簡介汽車電子控制技術(shù)概述汽車電子控制技術(shù)概述一單片機與電子控制單元單片機與電子控制單元二v了解汽車電子控制系統(tǒng)的發(fā)展過程了解汽車電子控制系統(tǒng)的發(fā)展過程v掌握汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成掌握汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成v了解電子控制系統(tǒng)的元件組成了解電子控制系統(tǒng)的元件組成 v了解汽車電控系統(tǒng)常用傳感器了解汽車電控系統(tǒng)常用傳感器v了解汽車單片機應(yīng)用的特點了解汽車單片機應(yīng)用的特點v了解汽車單片機在實踐中的應(yīng)用技術(shù)了解汽車單片機在實踐中的應(yīng)用技術(shù)一一 汽車電子控制技術(shù)概述汽車電子控制技術(shù)概述 了解汽車電子控制技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)越性。了解汽車電子控制技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)越性。 掌握汽

2、車電子控制系統(tǒng)的掌握汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成基本組成。 了解汽車電子控制系統(tǒng)了解汽車電子控制系統(tǒng)各個部分的作用各個部分的作用。 認(rèn)知電子控制系統(tǒng)的元件組成。認(rèn)知電子控制系統(tǒng)的元件組成。（一）（一） 汽車電子控制技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)越性汽車電子控制技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)越性1. 減少汽車修復(fù)時間減少汽車修復(fù)時間2. 節(jié)油節(jié)油3. 減少空氣污染減少空氣污染4. 減少交通事故減少交通事故 5. 提高乘坐舒適性提高乘坐舒適性（二）（二） 汽車電子控制系統(tǒng)簡介汽車電子控制系統(tǒng)簡介1.電子控制組件（電子控制組件（ECU） 圖圖8-1 汽車電子控制單元汽車電子控制單元ECU的組成示意圖的組成示意圖 2. 傳感器傳感器 現(xiàn)代

3、汽車電子控制系統(tǒng)中，傳感器廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)中，傳感器廣泛應(yīng)用在發(fā)動發(fā)動機機、底盤底盤和和車身車身各個系統(tǒng)中。汽車傳感器在這些系統(tǒng)中各個系統(tǒng)中。汽車傳感器在這些系統(tǒng)中承擔(dān)著承擔(dān)著信息采集和傳輸信息采集和傳輸功能，它采集的信息經(jīng)電腦（電功能，它采集的信息經(jīng)電腦（電子控制單元）進行處理后形成向執(zhí)行器發(fā)出的指令，完子控制單元）進行處理后形成向執(zhí)行器發(fā)出的指令，完成電子控制。成電子控制。 傳感器按照工作時是否需要外界電源的支持可以分傳感器按照工作時是否需要外界電源的支持可以分為為有源式有源式和和無源式無源式兩種。汽車上使用的大多數(shù)傳感器都兩種。汽車上使用的大多數(shù)傳感器都是有源式的，需要外加

4、電源才能產(chǎn)生電信號。是有源式的，需要外加電源才能產(chǎn)生電信號。 （1） 進氣壓力傳感器進氣壓力傳感器 進氣壓力傳感器，一進氣壓力傳感器，一般安裝在節(jié)氣門后方，進般安裝在節(jié)氣門后方，進氣總管或共振腔附近，其氣總管或共振腔附近，其作用是反映進氣歧管內(nèi)的作用是反映進氣歧管內(nèi)的絕對壓力大小的變化，是絕對壓力大小的變化，是向向ECU（發(fā)動機電控單元（發(fā)動機電控單元）提供計算噴油持續(xù)時間）提供計算噴油持續(xù)時間的基準(zhǔn)信號。的基準(zhǔn)信號。 圖圖8-2 進氣壓力傳感器進氣壓力傳感器（2） 空氣流量計空氣流量計 常用的熱膜式空常用的熱膜式空氣流量傳感器，其氣流量傳感器，其作用是測量發(fā)動機作用是測量發(fā)動機吸入的空氣量，

5、提吸入的空氣量，提供給供給ECU作為噴油作為噴油時間的基準(zhǔn)信號。時間的基準(zhǔn)信號。 圖圖8-3 熱膜式空氣流量計熱膜式空氣流量計 （3） 節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器 又稱為節(jié)氣門開度又稱為節(jié)氣門開度傳感器或節(jié)氣門開關(guān)。傳感器或節(jié)氣門開關(guān)。其作用是測量節(jié)氣門打其作用是測量節(jié)氣門打開的角度，提供給開的角度，提供給ECU作為斷油、控制燃油作為斷油、控制燃油/空氣比、點火提前角修空氣比、點火提前角修正的基準(zhǔn)信號。它實質(zhì)正的基準(zhǔn)信號。它實質(zhì)上是一只可變電阻器和上是一只可變電阻器和幾個開關(guān)，安裝于節(jié)氣幾個開關(guān)，安裝于節(jié)氣門體上。門體上。圖圖8-4 節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器 （4） 曲軸位置傳感

6、器曲軸位置傳感器 通常安裝在分電器內(nèi)或發(fā)通常安裝在分電器內(nèi)或發(fā)動機曲軸前端，是控制系統(tǒng)中動機曲軸前端，是控制系統(tǒng)中最重要的傳感器之一。其作用最重要的傳感器之一。其作用是檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速，因此又稱是檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速，因此又稱為轉(zhuǎn)速傳感器；檢測活塞上止為轉(zhuǎn)速傳感器；檢測活塞上止點位置，故也稱為上止點傳感點位置，故也稱為上止點傳感器，包括檢測用于控制點火的器，包括檢測用于控制點火的各缸上止點信號、用于控制順各缸上止點信號、用于控制順序噴油的第一缸上止點信號。序噴油的第一缸上止點信號。 圖圖8-5 磁電感應(yīng)式曲軸位置傳感器磁電感應(yīng)式曲軸位置傳感器 （5） 氧傳感器氧傳感器 其作用是檢測排氣中的氧濃其作用是

7、檢測排氣中的氧濃度，提供給度，提供給ECU作為控制燃油作為控制燃油/空空氣比在最佳值（理論值）附近的氣比在最佳值（理論值）附近的基準(zhǔn)信號。氧傳感器一般包括一基準(zhǔn)信號。氧傳感器一般包括一根加熱氧化鋯元件的熱棒，加熱根加熱氧化鋯元件的熱棒，加熱棒受（棒受（ECU）電腦控制，當(dāng)進氣）電腦控制，當(dāng)進氣量?。ㄅ艢鉁囟鹊停r電流流向量?。ㄅ艢鉁囟鹊停r電流流向加熱棒加熱傳感器，使能精確檢加熱棒加熱傳感器，使能精確檢測氧氣濃度。測氧氣濃度。 圖圖8-6 氧傳感器氧傳感器（6） 進氣溫度傳感器進氣溫度傳感器 它安裝在進氣管路中，其它安裝在進氣管路中，其功用是檢測進氣溫度，并將溫功用是檢測進氣溫度，并將溫度信號

8、變換為電信號輸送給度信號變換為電信號輸送給ECU。進氣溫度傳感器信號是。進氣溫度傳感器信號是各種控制功能的修正信號。如各種控制功能的修正信號。如果進氣溫度傳感器信號中斷，果進氣溫度傳感器信號中斷，就會導(dǎo)致熱（冷）起動困難、就會導(dǎo)致熱（冷）起動困難、廢氣排放量增大。廢氣排放量增大。 圖圖8-7 進氣溫度傳感器進氣溫度傳感器 （7） 冷卻液溫度傳感器冷卻液溫度傳感器 通常稱為水溫傳感器，安通常稱為水溫傳感器，安裝在發(fā)動機冷卻液出水管上，裝在發(fā)動機冷卻液出水管上，其功用是檢測發(fā)動機冷卻液的其功用是檢測發(fā)動機冷卻液的溫度，并將溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡姕囟?，并將溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斔徒o信號輸送給ECU。ECU

9、根據(jù)發(fā)根據(jù)發(fā)動機的溫度信號修正噴油時間動機的溫度信號修正噴油時間和點火時間，從而使發(fā)動機處和點火時間，從而使發(fā)動機處于最佳工況下運行。于最佳工況下運行。 圖圖8-8 冷卻液溫度傳感器冷卻液溫度傳感器 （8） 爆燃傳感器爆燃傳感器 一般安裝在缸體一般安裝在缸體上專門檢測發(fā)動機的上專門檢測發(fā)動機的爆燃狀況，提供給爆燃狀況，提供給ECU，根據(jù)信號調(diào)整，根據(jù)信號調(diào)整點火提前角。點火提前角。 圖圖8-9 爆燃傳感器爆燃傳感器 3. 執(zhí)行器執(zhí)行器 執(zhí)行器用來精確無誤地執(zhí)行執(zhí)行器用來精確無誤地執(zhí)行ECU發(fā)出的命令信號。因此，執(zhí)發(fā)出的命令信號。因此，執(zhí)行器工作的精確與否將最終影響電子控制的成敗。目前，汽車電行

10、器工作的精確與否將最終影響電子控制的成敗。目前，汽車電控系統(tǒng)的執(zhí)行器類型繁多，有電磁閥、電動機、壓電元件、點火控系統(tǒng)的執(zhí)行器類型繁多，有電磁閥、電動機、壓電元件、點火器、電磁繼電器、熱電偶等，結(jié)構(gòu)與功能不盡相同。執(zhí)行器的發(fā)器、電磁繼電器、熱電偶等，結(jié)構(gòu)與功能不盡相同。執(zhí)行器的發(fā)展方向是智能化執(zhí)行器和固態(tài)智能動力裝置。展方向是智能化執(zhí)行器和固態(tài)智能動力裝置。 在汽車電子控制系統(tǒng)中在汽車電子控制系統(tǒng)中傳感器作為輸入部分，用于測量物理傳感器作為輸入部分，用于測量物理信號（溫度、壓力等），將其轉(zhuǎn)換為電信號信號（溫度、壓力等），將其轉(zhuǎn)換為電信號；ECU接收傳感器的接收傳感器的輸入信號，并按設(shè)定的程序進行

11、計算處理，輸出處理結(jié)果輸入信號，并按設(shè)定的程序進行計算處理，輸出處理結(jié)果；執(zhí)行執(zhí)行器則根據(jù)器則根據(jù)ECU輸出的電信號驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，使之按要求動作。輸出的電信號驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，使之按要求動作。 （三）（三） 汽車發(fā)動機電控技術(shù)及應(yīng)用汽車發(fā)動機電控技術(shù)及應(yīng)用 7. 故障保險系統(tǒng)及故障備用控制系統(tǒng)故障保險系統(tǒng)及故障備用控制系統(tǒng) 6. 故障自診斷系統(tǒng)故障自診斷系統(tǒng) 5增壓電控系統(tǒng)增壓電控系統(tǒng) 4廢氣再循環(huán)（廢氣再循環(huán)（EGR）電控系統(tǒng)）電控系統(tǒng) 3怠速控制（怠速控制（ISC）系統(tǒng)）系統(tǒng) 2. 電子點火控制系統(tǒng)電子點火控制系統(tǒng) 1電控汽油噴射（電控汽油噴射（EFI）系統(tǒng)）系統(tǒng) （1 1） 進氣渦流電控系統(tǒng)

12、。進氣渦流電控系統(tǒng)。 其他電控系統(tǒng)其他電控系統(tǒng) （2 2） 可變進氣控制系統(tǒng)。可變進氣控制系統(tǒng)。 （3 3） 進氣溫度預(yù)熱控制系統(tǒng)。進氣溫度預(yù)熱控制系統(tǒng)。 （4 4） 燃油蒸發(fā)電控系統(tǒng)。燃油蒸發(fā)電控系統(tǒng)。 （5 5） 曲軸箱強制通風(fēng)電控系統(tǒng)。曲軸箱強制通風(fēng)電控系統(tǒng)。 （6 6） 二次空氣噴射系統(tǒng)。二次空氣噴射系統(tǒng)。1 1工作目標(biāo)工作目標(biāo) （1）了解節(jié)氣門體在車輛上的安裝位置。）了解節(jié)氣門體在車輛上的安裝位置。 （2）掌握節(jié)氣門體的清洗方法。）掌握節(jié)氣門體的清洗方法。 節(jié)氣門體的清洗節(jié)氣門體的清洗 2需用器材需用器材 節(jié)氣門體、化油器清洗劑和專用拆裝工具。節(jié)氣門體、化油器清洗劑和專用拆裝工具。

13、3. 3. 工作過程工作過程（1 1）把相關(guān)工具和清洗劑，軟布紙巾等用具準(zhǔn)備好。）把相關(guān)工具和清洗劑，軟布紙巾等用具準(zhǔn)備好。（2 2）先斷開電瓶負(fù)極，目的是清洗后做好初始化。）先斷開電瓶負(fù)極，目的是清洗后做好初始化。（3 3）卸開進氣軟管。）卸開進氣軟管。（4 4）拔下電器連接裝置。）拔下電器連接裝置。（5 5）卸下節(jié)氣門。）卸下節(jié)氣門。（6 6）進行清洗，反步驟安裝。）進行清洗，反步驟安裝。（7 7）進行初始化，點火驗證車輛是否正常。）進行初始化，點火驗證車輛是否正常。4. 4. 故障分析故障分析 通過研究調(diào)查，發(fā)現(xiàn)節(jié)氣門積碳的成因和積碳后的通過研究調(diào)查，發(fā)現(xiàn)節(jié)氣門積碳的成因和積碳后的車輛具

14、體表現(xiàn)。車輛具體表現(xiàn)。5. 5. 工作評價工作評價8.1結(jié)束結(jié)束二二 單片機與電子控制單元單片機與電子控制單元1.1.了解汽車單片機應(yīng)用的現(xiàn)狀。了解汽車單片機應(yīng)用的現(xiàn)狀。2.2.了解汽車單片機在實踐中的應(yīng)用技術(shù)。了解汽車單片機在實踐中的應(yīng)用技術(shù)。（一）單片機簡介（一）單片機簡介 單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（控制器（Microcontroller Unit，MCU）。）。圖圖8-10 8051單片機的基本組成單片機的基本組成 （二）（二） 單片機在汽車電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用單片機在汽車電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 據(jù)統(tǒng)計，目前汽車中據(jù)統(tǒng)計，目

15、前汽車中90%的新發(fā)明都與電子器件的的新發(fā)明都與電子器件的運用直接相關(guān)。某些歐洲高檔車型運用直接相關(guān)。某些歐洲高檔車型(如如BMW7系列）中系列）中的電子控制單元的電子控制單元(ECU）已多達）已多達80個以上。這些個以上。這些ECU依依靠網(wǎng)絡(luò)相互通訊聯(lián)系，形成一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)。它們靠網(wǎng)絡(luò)相互通訊聯(lián)系，形成一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)。它們的工作情況，直接影響到汽車的性能。眾所周知，每個的工作情況，直接影響到汽車的性能。眾所周知，每個ECU中一般至少有一個中一般至少有一個“大腦大腦”單片機。這些單片單片機。這些單片機的性能、功能和可靠性，對機的性能、功能和可靠性，對ECU能否正常工作是至關(guān)能否正常工作

16、是至關(guān)重要的。重要的。 （三）（三） 汽車單片機實用技術(shù)汽車單片機實用技術(shù) 汽車汽車ECU的生產(chǎn)廠商均為國際跨國企業(yè)，因車輛均銷售至世的生產(chǎn)廠商均為國際跨國企業(yè)，因車輛均銷售至世界各地使用，而每個國家汽油品質(zhì)、溫度、大氣壓力、濕度、引擎界各地使用，而每個國家汽油品質(zhì)、溫度、大氣壓力、濕度、引擎形式上的差異，形式上的差異，ECU程序軟件設(shè)定上須符合不同條件來使用。因程序軟件設(shè)定上須符合不同條件來使用。因此，汽車廠商在調(diào)校發(fā)動機參數(shù)時一般是要考慮發(fā)動機在最惡劣的此，汽車廠商在調(diào)校發(fā)動機參數(shù)時一般是要考慮發(fā)動機在最惡劣的環(huán)境或者是長時間不保養(yǎng)狀態(tài)下也能使汽車正常使用，也就是說廠環(huán)境或者是長時間不保養(yǎng)

17、狀態(tài)下也能使汽車正常使用，也就是說廠商會按最保守的方式來設(shè)計發(fā)動機輸出，所以，在原車設(shè)定和該車商會按最保守的方式來設(shè)計發(fā)動機輸出，所以，在原車設(shè)定和該車所能承受的極限還有很多的空間。車主只要能保證定期給汽車做保所能承受的極限還有很多的空間。車主只要能保證定期給汽車做保養(yǎng)，在絕大部分地區(qū)完全可以通過重新調(diào)校發(fā)動機電腦來還原汽車養(yǎng)，在絕大部分地區(qū)完全可以通過重新調(diào)校發(fā)動機電腦來還原汽車最佳的動力性和經(jīng)濟性，從而獲得更大的駕駛樂趣。最佳的動力性和經(jīng)濟性，從而獲得更大的駕駛樂趣。 1 1工作目標(biāo)工作目標(biāo) （1）了解汽車）了解汽車ECU在汽車運行中的作用。在汽車運行中的作用。 （2）了解）了解ECU的程

18、序更新方法。的程序更新方法。 標(biāo)致標(biāo)致206轎車轎車ECU升級升級 2需用器材需用器材 標(biāo)致標(biāo)致206轎車轎車ECU一塊、電烙鐵、數(shù)據(jù)線、筆一塊、電烙鐵、數(shù)據(jù)線、筆記本電腦一臺以及專業(yè)拆裝工具。記本電腦一臺以及專業(yè)拆裝工具。 3. 3. 工作過程工作過程（1）斷開汽車蓄電池負(fù)極。）斷開汽車蓄電池負(fù)極。（2）拆下）拆下ECU總成，如圖總成，如圖8-11所示。所示。（3）打開）打開ECU外殼，焊接數(shù)據(jù)線，如圖外殼，焊接數(shù)據(jù)線，如圖8-12所示。所示。圖圖8-11 ECU總成總成 圖圖8-12 數(shù)據(jù)線焊接數(shù)據(jù)線焊接 3. 3. 工作過程工作過程（4）連接電源線，將）連接電源線，將ECU接駁到電腦通訊端口，如圖接駁到電腦通訊端口，如圖8-13所示。所示。 （5）用專用軟件（）用專用軟件（CHIPTRONIC）讀取）讀取ECU數(shù)據(jù)，如圖數(shù)據(jù)，如圖8-14所示。所示。圖圖8-13