汽車電子控制技術(shù)簡(jiǎn)介

1、 汽車電子控制技術(shù)簡(jiǎn)介汽車電子控制技術(shù)簡(jiǎn)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(jī)與電子控制單元單片機(jī)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(jī)應(yīng)用的特點(diǎn)了解汽車單片機(jī)應(yīng)用的特點(diǎn)v了解汽車單片機(jī)在實(shí)踐中的應(yīng)用技術(shù)了解汽車單片機(jī)在實(shí)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(gè)部分的作用各個(gè)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(shí)間減少汽車修復(fù)時(shí)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(jiǎn)介汽車電子控制系統(tǒng)簡(jiǎn)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(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)、底盤底盤和和車身車身各個(gè)系統(tǒng)中。汽車傳感器在這些系統(tǒng)中各個(gè)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(jìn)行處理后形成向執(zhí)行器發(fā)出的指令，完子控制單元）進(jìn)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(shí)是否需要外界電源的支持可以分傳感器按照工作時(shí)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(wú)源式無(wú)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(hào)。是有源式的，需要外加電源才能產(chǎn)生電信號(hào)。 （1） 進(jìn)氣壓力傳感器進(jìn)氣壓力傳感器 進(jìn)氣壓力傳感器，一進(jìn)氣壓力傳感器，一般安裝在節(jié)氣門后方，進(jìn)般安裝在節(jié)氣門后方，進(jìn)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(jìn)氣歧管內(nèi)的作用是反映進(jìn)氣歧管內(nèi)的絕對(duì)壓力大小的變化，是絕對(duì)壓力大小的變化，是向向ECU（發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元（發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元）提供計(jì)算噴油持續(xù)時(shí)間）提供計(jì)算噴油持續(xù)時(shí)間的基準(zhǔn)信號(hào)。的基準(zhǔn)信號(hào)。 圖圖8-2 進(jìn)氣壓力傳感器進(jìn)氣壓力傳感器（2） 空氣流量計(jì)空氣流量計(jì) 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(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)作用是測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)間的基準(zhǔn)信號(hào)。時(shí)間的基準(zhǔn)信號(hào)。 圖圖8-3 熱膜式空氣流量計(jì)熱膜式空氣流量計(jì) （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(cè)量節(jié)氣門打其作用是測(cè)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(diǎn)火提前角修空氣比、點(diǎn)火提前角修正的基準(zhǔn)信號(hào)。它實(shí)質(zhì)正的基準(zhǔn)信號(hào)。它實(shí)質(zhì)上是一只可變電阻器和上是一只可變電阻器和幾個(gè)開關(guān)，安裝于節(jié)氣幾個(gè)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(dòng)機(jī)曲軸前端，是控制系統(tǒng)中動(dòng)機(jī)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(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，因此又稱是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，因此又稱為轉(zhuǎn)速傳感器；檢測(cè)活塞上止為轉(zhuǎn)速傳感器；檢測(cè)活塞上止點(diǎn)位置，故也稱為上止點(diǎn)傳感點(diǎn)位置，故也稱為上止點(diǎn)傳感器，包括檢測(cè)用于控制點(diǎn)火的器，包括檢測(cè)用于控制點(diǎn)火的各缸上止點(diǎn)信號(hào)、用于控制順各缸上止點(diǎn)信號(hào)、用于控制順序噴油的第一缸上止點(diǎn)信號(hào)。序噴油的第一缸上止點(diǎn)信號(hào)。 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(cè)排氣中的氧濃其作用是

7、檢測(cè)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(hào)。氧傳感器一般包括一基準(zhǔn)信號(hào)。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(jìn)氣）電腦控制，當(dāng)進(jìn)氣量小（排氣溫度低）時(shí)電流流向量?。ㄅ艢鉁囟鹊停r(shí)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(cè)氧氣濃度。測(cè)氧氣濃度。 圖圖8-6 氧傳感器氧傳感器（6） 進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器 它安裝在進(jìn)氣管路中，其它安裝在進(jìn)氣管路中，其功用是檢測(cè)進(jìn)氣溫度，并將溫功用是檢測(cè)進(jìn)氣溫度，并將溫度信號(hào)

8、變換為電信號(hào)輸送給度信號(hào)變換為電信號(hào)輸送給ECU。進(jìn)氣溫度傳感器信號(hào)是。進(jìn)氣溫度傳感器信號(hào)是各種控制功能的修正信號(hào)。如各種控制功能的修正信號(hào)。如果進(jìn)氣溫度傳感器信號(hào)中斷，果進(jìn)氣溫度傳感器信號(hào)中斷，就會(huì)導(dǎo)致熱（冷）起動(dòng)困難、就會(huì)導(dǎo)致熱（冷）起動(dòng)困難、廢氣排放量增大。廢氣排放量增大。 圖圖8-7 進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)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(dòng)機(jī)冷卻液出水管上，裝在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出水管上，其功用是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的其功用是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡姕囟龋囟刃盘?hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸送給信號(hào)輸送給ECU。ECU

9、根據(jù)發(fā)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度信號(hào)修正噴油時(shí)間動(dòng)機(jī)的溫度信號(hào)修正噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)處和點(diǎn)火時(shí)間，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工況下運(yùn)行。于最佳工況下運(yùn)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(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的上專門檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的爆燃狀況，提供給爆燃狀況，提供給ECU，根據(jù)信號(hào)調(diào)整，根據(jù)信號(hào)調(diào)整點(diǎn)火提前角。點(diǎn)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(lái)精確無(wú)誤地執(zhí)行執(zhí)行器用來(lái)精確無(wú)誤地執(zhí)行ECU發(fā)出的命令信號(hào)。因此，執(zhí)發(fā)出的命令信號(hào)。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(dòng)機(jī)、壓電元件、點(diǎn)火控系統(tǒng)的執(zhí)行器類型繁多，有電磁閥、電動(dòng)機(jī)、壓電元件、點(diǎn)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(dòng)力裝置。展方向是智能化執(zhí)行器和固態(tài)智能動(dòng)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(cè)量物理傳感器作為輸入部分，用于測(cè)量物理信號(hào)（溫度、壓力等），將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)信號(hào)（溫度、壓力等），將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；ECU接收傳感器的接收傳感器的輸入信號(hào)，并按設(shè)定的程序進(jìn)行

11、計(jì)算處理，輸出處理結(jié)果輸入信號(hào)，并按設(shè)定的程序進(jìn)行計(jì)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(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使之按要求動(dòng)作。輸出的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使之按要求動(dòng)作。 （三）（三） 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)及應(yīng)用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)及應(yīng)用 7. 故障保險(xiǎn)系統(tǒng)及故障備用控制系統(tǒng)故障保險(xiǎn)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(diǎn)火控制系統(tǒng)電子點(diǎn)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(jìn)氣渦流電控系統(tǒng)

12、。進(jìn)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(jìn)氣控制系統(tǒng)。可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)。 （3 3） 進(jìn)氣溫度預(yù)熱控制系統(tǒng)。進(jìn)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(qiáng)制通風(fēng)電控系統(tǒng)。曲軸箱強(qiáng)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(jìn)氣軟管。）卸開進(jìn)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(jìn)行清洗，反步驟安裝。）進(jìn)行清洗，反步驟安裝。（7 7）進(jìn)行初始化，點(diǎn)火驗(yàn)證車輛是否正常。）進(jìn)行初始化，點(diǎn)火驗(yàn)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(píng)價(jià)工作評(píng)價(jià)8.1結(jié)束結(jié)束二二 單片機(jī)與電子控制單元單片機(jī)與電子控制單元1.1.了解汽車單片機(jī)應(yīng)用的現(xiàn)狀。了解汽車單片機(jī)應(yīng)用的現(xiàn)狀。2.2.了解汽車單片機(jī)在實(shí)踐中的應(yīng)用技術(shù)。了解汽車單片機(jī)在實(shí)踐中的應(yīng)用技術(shù)。（一）單片機(jī)簡(jiǎn)介（一）單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，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(jī)的基本組成單片機(jī)的基本組成 （二）（二） 單片機(jī)在汽車電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用單片機(jī)在汽車電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前汽車中據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(yùn)用直接相關(guān)。某些歐洲高檔車型運(yùn)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(dá)）已多達(dá)80個(gè)以上。這些個(gè)以上。這些ECU依依靠網(wǎng)絡(luò)相互通訊聯(lián)系，形成一個(gè)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(gè)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(gè)的工作情況，直接影響到汽車的性能。眾所周知，每個(gè)ECU中一般至少有一個(gè)中一般至少有一個(gè)“大腦大腦”單片機(jī)。這些單片單片機(jī)。這些單片機(jī)的性能、功能和可靠性，對(duì)機(jī)的性能、功能和可靠性，對(duì)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(jī)實(shí)用技術(shù)汽車單片機(jī)實(shí)用技術(shù) 汽車汽車ECU的生產(chǎn)廠商均為國(guó)際跨國(guó)企業(yè)，因車輛均銷售至世的生產(chǎn)廠商均為國(guó)際跨國(guó)企業(yè)，因車輛均銷售至世界各地使用，而每個(gè)國(guó)家汽油品質(zhì)、溫度、大氣壓力、濕度、引擎界各地使用，而每個(gè)國(guó)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(lái)使用。因程序軟件設(shè)定上須符合不同條件來(lái)使用。因此，汽車廠商在調(diào)校發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)時(shí)一般是要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)在最惡劣的此，汽車廠商在調(diào)校發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)時(shí)一般是要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)在最惡劣的環(huán)境或者是長(zhǎng)時(shí)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(zhǎng)時(shí)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(huì)按最保守的方式來(lái)設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，所以，在原車設(shè)定和該車商會(huì)按最保守的方式來(lái)設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)電腦來(lái)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(dòng)機(jī)電腦來(lái)還原汽車最佳的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，從而獲得更大的駕駛樂趣。最佳的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)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(yùn)行中的作用。在汽車運(yùn)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(jí)升級(jí) 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(tái)以及專業(yè)拆裝工具。記本電腦一臺(tái)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?。┳x取ECU數(shù)據(jù)，如圖數(shù)據(jù)，如圖8-14所示。所示。圖圖8-13