汽车电子控制技术简介

1、 汽车电子控制技术简介汽车电子控制技术简介汽车电子控制技术概述汽车电子控制技术概述一单片机与电子控制单元单片机与电子控制单元二v了解汽车电子控制系统的发展过程了解汽车电子控制系统的发展过程v掌握汽车电子控制系统的基本组成掌握汽车电子控制系统的基本组成v了解电子控制系统的元件组成了解电子控制系统的元件组成 v了解汽车电控系统常用传感器了解汽车电控系统常用传感器v了解汽车单片机应用的特点了解汽车单片机应用的特点v了解汽车单片机在实践中的应用技术了解汽车单片机在实践中的应用技术一一 汽车电子控制技术概述汽车电子控制技术概述 了解汽车电子控制技术应用的优越性。了解汽车电子控制技术应用的优越性。 掌握汽

2、车电子控制系统的掌握汽车电子控制系统的基本组成基本组成。 了解汽车电子控制系统了解汽车电子控制系统各个部分的作用各个部分的作用。 认知电子控制系统的元件组成。认知电子控制系统的元件组成。（一）（一） 汽车电子控制技术应用的优越性汽车电子控制技术应用的优越性1. 减少汽车修复时间减少汽车修复时间2. 节油节油3. 减少空气污染减少空气污染4. 减少交通事故减少交通事故 5. 提高乘坐舒适性提高乘坐舒适性（二）（二） 汽车电子控制系统简介汽车电子控制系统简介1.电子控制组件（电子控制组件（ECU） 图图8-1 汽车电子控制单元汽车电子控制单元ECU的组成示意图的组成示意图 2. 传感器传感器 现代

3、汽车电子控制系统中，传感器广泛应用在现代汽车电子控制系统中，传感器广泛应用在发动发动机机、底盘底盘和和车身车身各个系统中。汽车传感器在这些系统中各个系统中。汽车传感器在这些系统中承担着承担着信息采集和传输信息采集和传输功能，它采集的信息经电脑（电功能，它采集的信息经电脑（电子控制单元）进行处理后形成向执行器发出的指令，完子控制单元）进行处理后形成向执行器发出的指令，完成电子控制。成电子控制。 传感器按照工作时是否需要外界电源的支持可以分传感器按照工作时是否需要外界电源的支持可以分为为有源式有源式和和无源式无源式两种。汽车上使用的大多数传感器都两种。汽车上使用的大多数传感器都是有源式的，需要外加

4、电源才能产生电信号。是有源式的，需要外加电源才能产生电信号。 （1） 进气压力传感器进气压力传感器 进气压力传感器，一进气压力传感器，一般安装在节气门后方，进般安装在节气门后方，进气总管或共振腔附近，其气总管或共振腔附近，其作用是反映进气歧管内的作用是反映进气歧管内的绝对压力大小的变化，是绝对压力大小的变化，是向向ECU（发动机电控单元（发动机电控单元）提供计算喷油持续时间）提供计算喷油持续时间的基准信号。的基准信号。 图图8-2 进气压力传感器进气压力传感器（2） 空气流量计空气流量计 常用的热膜式空常用的热膜式空气流量传感器，其气流量传感器，其作用是测量发动机作用是测量发动机吸入的空气量，

5、提吸入的空气量，提供给供给ECU作为喷油作为喷油时间的基准信号。时间的基准信号。 图图8-3 热膜式空气流量计热膜式空气流量计 （3） 节气门位置传感器节气门位置传感器 又称为节气门开度又称为节气门开度传感器或节气门开关。传感器或节气门开关。其作用是测量节气门打其作用是测量节气门打开的角度，提供给开的角度，提供给ECU作为断油、控制燃油作为断油、控制燃油/空气比、点火提前角修空气比、点火提前角修正的基准信号。它实质正的基准信号。它实质上是一只可变电阻器和上是一只可变电阻器和几个开关，安装于节气几个开关，安装于节气门体上。门体上。图图8-4 节气门位置传感器节气门位置传感器 （4） 曲轴位置传感

6、器曲轴位置传感器 通常安装在分电器内或发通常安装在分电器内或发动机曲轴前端，是控制系统中动机曲轴前端，是控制系统中最重要的传感器之一。其作用最重要的传感器之一。其作用是检测发动机转速，因此又称是检测发动机转速，因此又称为转速传感器；检测活塞上止为转速传感器；检测活塞上止点位置，故也称为上止点传感点位置，故也称为上止点传感器，包括检测用于控制点火的器，包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。序喷油的第一缸上止点信号。 图图8-5 磁电感应式曲轴位置传感器磁电感应式曲轴位置传感器 （5） 氧传感器氧传感器 其作用是检测排气中的氧浓其作用是

7、检测排气中的氧浓度，提供给度，提供给ECU作为控制燃油作为控制燃油/空空气比在最佳值（理论值）附近的气比在最佳值（理论值）附近的基准信号。氧传感器一般包括一基准信号。氧传感器一般包括一根加热氧化锆元件的热棒，加热根加热氧化锆元件的热棒，加热棒受（棒受（ECU）电脑控制，当进气）电脑控制，当进气量小（排气温度低）时电流流向量小（排气温度低）时电流流向加热棒加热传感器，使能精确检加热棒加热传感器，使能精确检测氧气浓度。测氧气浓度。 图图8-6 氧传感器氧传感器（6） 进气温度传感器进气温度传感器 它安装在进气管路中，其它安装在进气管路中，其功用是检测进气温度，并将温功用是检测进气温度，并将温度信号

8、变换为电信号输送给度信号变换为电信号输送给ECU。进气温度传感器信号是。进气温度传感器信号是各种控制功能的修正信号。如各种控制功能的修正信号。如果进气温度传感器信号中断，果进气温度传感器信号中断，就会导致热（冷）起动困难、就会导致热（冷）起动困难、废气排放量增大。废气排放量增大。 图图8-7 进气温度传感器进气温度传感器 （7） 冷却液温度传感器冷却液温度传感器 通常称为水温传感器，安通常称为水温传感器，安装在发动机冷却液出水管上，装在发动机冷却液出水管上，其功用是检测发动机冷却液的其功用是检测发动机冷却液的温度，并将温度信号转变为电温度，并将温度信号转变为电信号输送给信号输送给ECU。ECU

9、根据发根据发动机的温度信号修正喷油时间动机的温度信号修正喷油时间和点火时间，从而使发动机处和点火时间，从而使发动机处于最佳工况下运行。于最佳工况下运行。 图图8-8 冷却液温度传感器冷却液温度传感器 （8） 爆燃传感器爆燃传感器 一般安装在缸体一般安装在缸体上专门检测发动机的上专门检测发动机的爆燃状况，提供给爆燃状况，提供给ECU，根据信号调整，根据信号调整点火提前角。点火提前角。 图图8-9 爆燃传感器爆燃传感器 3. 执行器执行器 执行器用来精确无误地执行执行器用来精确无误地执行ECU发出的命令信号。因此，执发出的命令信号。因此，执行器工作的精确与否将最终影响电子控制的成败。目前，汽车电行

10、器工作的精确与否将最终影响电子控制的成败。目前，汽车电控系统的执行器类型繁多，有电磁阀、电动机、压电元件、点火控系统的执行器类型繁多，有电磁阀、电动机、压电元件、点火器、电磁继电器、热电偶等，结构与功能不尽相同。执行器的发器、电磁继电器、热电偶等，结构与功能不尽相同。执行器的发展方向是智能化执行器和固态智能动力装置。展方向是智能化执行器和固态智能动力装置。 在汽车电子控制系统中在汽车电子控制系统中传感器作为输入部分，用于测量物理传感器作为输入部分，用于测量物理信号（温度、压力等），将其转换为电信号信号（温度、压力等），将其转换为电信号；ECU接收传感器的接收传感器的输入信号，并按设定的程序进行

11、计算处理，输出处理结果输入信号，并按设定的程序进行计算处理，输出处理结果；执行执行器则根据器则根据ECU输出的电信号驱动执行机构，使之按要求动作。输出的电信号驱动执行机构，使之按要求动作。 （三）（三） 汽车发动机电控技术及应用汽车发动机电控技术及应用 7. 故障保险系统及故障备用控制系统故障保险系统及故障备用控制系统 6. 故障自诊断系统故障自诊断系统 5增压电控系统增压电控系统 4废气再循环（废气再循环（EGR）电控系统）电控系统 3怠速控制（怠速控制（ISC）系统）系统 2. 电子点火控制系统电子点火控制系统 1电控汽油喷射（电控汽油喷射（EFI）系统）系统 （1 1） 进气涡流电控系统

12、。进气涡流电控系统。 其他电控系统其他电控系统 （2 2） 可变进气控制系统。可变进气控制系统。 （3 3） 进气温度预热控制系统。进气温度预热控制系统。 （4 4） 燃油蒸发电控系统。燃油蒸发电控系统。 （5 5） 曲轴箱强制通风电控系统。曲轴箱强制通风电控系统。 （6 6） 二次空气喷射系统。二次空气喷射系统。1 1工作目标工作目标 （1）了解节气门体在车辆上的安装位置。）了解节气门体在车辆上的安装位置。 （2）掌握节气门体的清洗方法。）掌握节气门体的清洗方法。 节气门体的清洗节气门体的清洗 2需用器材需用器材 节气门体、化油器清洗剂和专用拆装工具。节气门体、化油器清洗剂和专用拆装工具。

13、3. 3. 工作过程工作过程（1 1）把相关工具和清洗剂，软布纸巾等用具准备好。）把相关工具和清洗剂，软布纸巾等用具准备好。（2 2）先断开电瓶负极，目的是清洗后做好初始化。）先断开电瓶负极，目的是清洗后做好初始化。（3 3）卸开进气软管。）卸开进气软管。（4 4）拔下电器连接装置。）拔下电器连接装置。（5 5）卸下节气门。）卸下节气门。（6 6）进行清洗，反步骤安装。）进行清洗，反步骤安装。（7 7）进行初始化，点火验证车辆是否正常。）进行初始化，点火验证车辆是否正常。4. 4. 故障分析故障分析 通过研究调查，发现节气门积碳的成因和积碳后的通过研究调查，发现节气门积碳的成因和积碳后的车辆具

14、体表现。车辆具体表现。5. 5. 工作评价工作评价8.1结束结束二二 单片机与电子控制单元单片机与电子控制单元1.1.了解汽车单片机应用的现状。了解汽车单片机应用的现状。2.2.了解汽车单片机在实践中的应用技术。了解汽车单片机在实践中的应用技术。（一）单片机简介（一）单片机简介 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（控制器（Microcontroller Unit，MCU）。）。图图8-10 8051单片机的基本组成单片机的基本组成 （二）（二） 单片机在汽车电子控制系统中的应用单片机在汽车电子控制系统中的应用 据统计，目前汽车中据统计，目

15、前汽车中90%的新发明都与电子器件的的新发明都与电子器件的运用直接相关。某些欧洲高档车型运用直接相关。某些欧洲高档车型(如如BMW7系列）中系列）中的电子控制单元的电子控制单元(ECU）已多达）已多达80个以上。这些个以上。这些ECU依依靠网络相互通讯联系，形成一个庞大复杂的系统。它们靠网络相互通讯联系，形成一个庞大复杂的系统。它们的工作情况，直接影响到汽车的性能。众所周知，每个的工作情况，直接影响到汽车的性能。众所周知，每个ECU中一般至少有一个中一般至少有一个“大脑大脑”单片机。这些单片单片机。这些单片机的性能、功能和可靠性，对机的性能、功能和可靠性，对ECU能否正常工作是至关能否正常工作

16、是至关重要的。重要的。 （三）（三） 汽车单片机实用技术汽车单片机实用技术 汽车汽车ECU的生产厂商均为国际跨国企业，因车辆均销售至世的生产厂商均为国际跨国企业，因车辆均销售至世界各地使用，而每个国家汽油品质、温度、大气压力、湿度、引擎界各地使用，而每个国家汽油品质、温度、大气压力、湿度、引擎形式上的差异，形式上的差异，ECU程序软件设定上须符合不同条件来使用。因程序软件设定上须符合不同条件来使用。因此，汽车厂商在调校发动机参数时一般是要考虑发动机在最恶劣的此，汽车厂商在调校发动机参数时一般是要考虑发动机在最恶劣的环境或者是长时间不保养状态下也能使汽车正常使用，也就是说厂环境或者是长时间不保养

17、状态下也能使汽车正常使用，也就是说厂商会按最保守的方式来设计发动机输出，所以，在原车设定和该车商会按最保守的方式来设计发动机输出，所以，在原车设定和该车所能承受的极限还有很多的空间。车主只要能保证定期给汽车做保所能承受的极限还有很多的空间。车主只要能保证定期给汽车做保养，在绝大部分地区完全可以通过重新调校发动机电脑来还原汽车养，在绝大部分地区完全可以通过重新调校发动机电脑来还原汽车最佳的动力性和经济性，从而获得更大的驾驶乐趣。最佳的动力性和经济性，从而获得更大的驾驶乐趣。 1 1工作目标工作目标 （1）了解汽车）了解汽车ECU在汽车运行中的作用。在汽车运行中的作用。 （2）了解）了解ECU的程

18、序更新方法。的程序更新方法。 标致标致206轿车轿车ECU升级升级 2需用器材需用器材 标致标致206轿车轿车ECU一块、电烙铁、数据线、笔一块、电烙铁、数据线、笔记本电脑一台以及专业拆装工具。记本电脑一台以及专业拆装工具。 3. 3. 工作过程工作过程（1）断开汽车蓄电池负极。）断开汽车蓄电池负极。（2）拆下）拆下ECU总成，如图总成，如图8-11所示。所示。（3）打开）打开ECU外壳，焊接数据线，如图外壳，焊接数据线，如图8-12所示。所示。图图8-11 ECU总成总成 图图8-12 数据线焊接数据线焊接 3. 3. 工作过程工作过程（4）连接电源线，将）连接电源线，将ECU接驳到电脑通讯端口，如图接驳到电脑通讯端口，如图8-13所示。所示。 （5）用专用软件（）用专用软件（CHIPTRONIC）读取）读取ECU数据，如图数据，如图8-14所示。所示。图图8-13