发动机电控系统整体认知

1、项目1 汽车电控系统的整体认知 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 汽车工程系第一章 汽车电子化与发动机电控技术 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13，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。 汽车工程系二、 汽车电控发展简介1、汽油机第一阶段：1952-19

2、57，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

3、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。 汽车工程系四、

4、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。

5、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。 汽车工程系今天，

6、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 汽车工程系五、电

7、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

8、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

9、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(AntiLockBrakingSystem简称ABS)、牵引力控制系统 (TractionControl System简称TCS，也称ASR)、四轮转向系统

10、(4WS)、车辆动力学控制系统(Vehicle Dynamic Control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。 汽车工程系 5.3.2 轮胎压力检测系统 轮胎压力检测系统(Tire Pressure Monitoring System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

11、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

12、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

13、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。 汽车工程系5.6 整车控制技术5.6.1 汽车CAN/LIN通讯系统 CAN(ControllerArea Network)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(LOCal 1nterconnect Network)是一种低成本的串行通讯网络，用于实

14、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。 汽车工程系5.7 车载通讯、导航

15、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

16、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

17、场将超过美国成为世界第一大汽车市场。科学技术的发展，进一步推动了汽车工业的进步，汽车的设计制造水平和性能越来越高，电子化、智能化、网络化等技术已被广泛采用到汽车上，汽车智能交通系统(ITS)、电控防滑转系统(ASR)、电控燃油喷射系统(EFI)、防抱死系统(ABS)以及电控自动变速器(ECT)、安全气囊系统(SRS)等高新技术的运用已把汽车工业的发展推向崭新的阶段。随着我国改革进程的加快，必将会有更多性能优越、价格低廉的进口汽车和服务更周到的国外汽车公司进入国内市场，这给我国汽车制造业和汽车维修业带来了新的机遇和挑战。传统的维修设备和检测手段将被现代汽车新技术、新设备、新工艺所替代，各种现代化

18、检测诊断仪器、设备和新的维修技术应运而生。建立在先进的传感技术与数据处理技术基础之上的故障诊断系统在汽车上大量应用，对汽车维修提出了更新、更高的要求：维修人员必须同时掌握传统的机械维修技术和现代的电子维修技术，相关的检测和维修技术。汽车维修正演变成为“性能检测故障诊断换件修理”这样一种模式。CANBUS远程诊断技术将成为汽车维修的时尚。高质量、快速修车的维修方式，已成为汽车维修业的服务准则。 汽车工程系七、汽车维修技术人才的紧缺现状1、全国汽车维修行业每年需要新增近30万从业人员；汽车维修人员的紧缺不仅仅由于汽车抱有量的增加而造成，它与多种因素有关。较长时期以来，我国汽车维修技术人才的培养大部

19、分是通过师傅带徒弟这种原始、落后的方式培养出来的，汽车从业者综合素质不够高，小部分来自交通系统中专和技工学校等中等职业学校。近几年才逐渐出现高职汽修专业，这种不合理的结构导致了人才短缺的现象，人才短缺问题已成为困扰我国汽车维修业持续发展的瓶颈和障碍。现代汽车的高技术含量和维修工艺规程化，决定了直接参与汽车维修人员，必须以实用技术型为主，要求技术工人逐步向“一专多能，机电合一”的方向发展。 汽车工程系嘉创汽训专业。价值。满意汽车后市场简介 汽车销售给消费者以后，围绕用车、养车、换车等一系列环节所需要的服务统称为汽车售后服务，由此产生的消费市场，即称为“汽车后市场”。 一般来说：汽车维修保养、二手

20、车经营、洗车、钣金、喷涂、美容、金融服务。保险、救援、租赁、信息、咨询、汽车文化等项目都属于汽车后市场的范畴。 汽车工程系嘉创汽训专业。价值。满意汽车后市场主要商业模式4S店模式汽车4S店模式整合4项功能的汽车服务企业SalesService维修服务Spare parts零配件供应Survey信息反馈新车销售 汽车工程系嘉创汽训专业。价值。满意汽车后市场未来商业模式品牌连锁模式中心站店中店快修店维修站 汽车工程系嘉创汽训专业。价值。满意企业级人才的定义1认可企业核心价值观23持续为企业创造价值具备职业素养较高工作技能 汽车工程系嘉创汽训专业。价值。满意企业对人才的要求核心价值观：判断事务时依据

21、的是非标准，遵循的行为准则。（企业有不同的核心价值观，但共同的要求是服从、执行）职业素养：指职业内在的规范和要求,是在职业过程中表现出来的综合品质，包含职业道德、职业技能、职业行为、职业作风和职业意识等方面 。 （企业对员工职业素养的最基本要求是：责任、团队）工作技能：主要指专业技能。（熟练应知应会，记忆并按标准流程操作） 汽车工程系2、 2014年差异化理念将引领汽车后市场 2013年中国汽车售后服务市场规模已经超过4500亿元，预计2015年整个售后服务市场规模将超过7660亿元。汽车后市场正在成为整个产业链条上的新兴增长点。业内人士指出，2014年将是汽车后市场的洗牌之年，拥有资金、技术

22、、管理等优势的厂商逐渐发力，汽车后市场发展将更加规范，其中，能体现出差异化服务理念的品牌将很可能在后市场乱战中脱颖而出。市场观察人员强调，中国的车辆保有量已经突破1亿，这个数字背后是巨大的售后服务需求，这种需求本身就是以差异化存在的，所以后市场品牌树立差异化服务理念尤为关键。据某专业汽车投诉网站消息，2013年上半年仅针对服务问题产生的投诉占总投诉的20.52%，另外有30.78%的车主同时对质量和服务进行投诉，说明有51.30%的投诉涉及服务问题，欺诈行为的投诉占比15.76%，成为最为突出的服务投诉。 汽车工程系3、技术类岗位对工作经验要求普遍较高招聘岗位对工作经验要求情况平均为1：0.6

23、3（需要工作经验为1，不需要为0.63）。不同岗位对工作经验的要求有较大差别。机械制造、工程技术、财务管理等专业对工作经验要求较高，保险、普工/技工、市场营销等专业对工作经验要求相对较低。 汽车工程系第二章汽油机电控概述电控系统的基本组成及控制功能电控汽油喷射系统的分类 汽车工程系一 电控发动机系统的基本组成及控制功能概念：电子技术对发动机进行控制标志：Bosch D-Jetronic发展：模拟电路 数字电路 简单控制 微机控制 单一控制 综合控制 汽车工程系1.系统的基本组成：信号输入装置主控信号转速信号负荷信号修正信号 电子控制单元 ECU执行器喷油点火怠速排放自诊发动机反馈信号传感器（控

24、制基础）ECU（控制核心） 执行器（控制对象） 汽车工程系(1).传感器：任务：将与发动机运行工况有关的各种非电量信号转变为相应的模拟或数字电信号数目：取决于控制功能的数目和控制精度(2).电控单元(ECU)：任务：接受、转换、运算分析、输出执行命令(3).执行器：任务：受ECU控制，用于完成某项控制功能控制方式：ECU直接控制执行元件电磁线圈的搭铁回路 ECU控制的电子控制电路操纵执行器 汽车工程系A、开环控制传感器信号 ECU 执行器开环控制,根据事先设计好的程序操作，在这个过程中，这个程序不需要改动，控制结果是否达到预期目标对其控制过程无影响。 汽车工程系B、闭环控制 传感器信号 ECU

25、 执行器 氧传感器反馈 闭环控制，具有开环控制功能，还对控制结果进行检测，并将结果输入ECU，根据反馈信号对控制误差进行修正。 汽车工程系2发动机电子控制系统 1）汽油喷射控制 2）点火控制4）排气净化 5）进气控制6）故障自诊断带故障运行控制 3）怠速控制 汽车工程系 喷油正时1）汽油喷射控制 喷油持续时间 停油 电动汽油泵 ECU主要根据进气量确定基本的喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器）信号对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气。 汽车工程系电控点火装置(ESA) ESA的功能是点火提前角控制。根据各相关传感器信号，判断发动机的运行

26、工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，从而改善发动机的燃烧过程。 点火正时：最佳点火提前角2）点火控制 闭合角 ：初级点火 爆震反馈：特有 汽车工程系发动机电子控制系统3）怠速控制 氧传感器反馈控制排气净化 EGR 二次空气喷射 活性碳罐清洗控制 谐振增压5）进气控制 进气涡流 配气定时 增压控制6）故障自诊断带故障运行控制 氧传感器反馈控制 EGR 二次空气喷射 活性碳罐清洗控制三元催化转化器 4）排气净化 汽车工程系二 电控汽油喷射系统的分类 汽车工程系2.2.1按喷射位置的不同分类缸内直接喷射式进气道喷射式多点喷射系统（MPI）：多点喷射系统是指在每一个气缸的进气门前均安装一

27、只喷油器,喷油器适时喷油。单点喷射系统（SPI）：单点喷射系统是指在节流阀体上安装一只或两只喷油器,向进气歧管中喷油形成燃油混合气,进气行程时燃油混合气被吸入气缸内。 汽车工程系 汽车工程系 汽车工程系 汽车工程系 汽车工程系2.2.2 喷射系统的时序分类(1)连续喷射特点：喷油器在发动机整个工作过程中不间断喷油，不考虑各缸工作顺序和喷油时刻，控制简单。 应用：缸外喷射，机械式汽油喷射系统 (2) 间歇喷射 特点：喷射不连续，每次喷射有固定的喷射持续期和间歇期，喷油持续期长短控制了喷油量的大小。 同步喷射：喷油器的开启时间与发动机各缸工作循环间保持一定的相对关系。 异步喷射：喷油器的开启时间与

28、发动机各缸工作循环间没有固定的相对关系。 汽车工程系同步喷射分类：A、同时喷射所有喷油器并联，同时喷油。两次喷完一个循环的供油量。不需对各缸工作情况进行判断，因此喷油器结构简单，驱动回路通用性好。只用于缸外喷射。进气压缩作功排气排气进气压缩作功作功排气进气压缩压缩作功排气进气13421803605407200喷油喷油 汽车工程系 汽车工程系B、分组喷射将气缸分为两组或三组，所需燃油一次喷完。进气压缩作功排气排气进气压缩作功作功排气进气压缩压缩作功排气进气13421803605400喷油喷油 汽车工程系 汽车工程系C、顺序喷射按各缸的进气顺序间歇喷油。各缸喷油器相对独立，可根据各缸每次燃烧所需的

29、燃油量为各缸设定一个最佳喷油量和喷油时间，因此可采用更稀薄的混和气，获得更佳的经济性和排放性。但系统结构复杂。进气压缩作功排气排气进气压缩作功作功排气进气压缩压缩作功排气进气13421803605400喷油喷油 汽车工程系 汽车工程系 汽车工程系二 电控汽油喷射系统的分类（2） 汽车工程系1.按控制方式分类：(1).机械控制式汽油喷射系统（K, KE）气流感知板通过机械机构控制供油管路油压，从而控制汽油喷射量连续喷射机电混合控制系统 汽车工程系 汽车工程系(2).电控汽油喷射系统（EFI）特点：喷油器由电磁线圈驱动，喷油量和时机完全由电控单元控制1）据控制功能分：单一电控汽油喷射系统；发动机集中管理系统 汽车工程系 汽车工程系 汽车工程系 汽车工程系2.2.4按空气量的检测方式分类间接测量方式（通过其他参数的测量值推算出空气流量）直接测量方式（ 通过空气流量计直接测量单位时间内发动机吸入的空气量，后据发动机转速计算每一循环的空气量，从而计算出循环基本喷射量） 汽车工程系(1)间接测量方式（通过其他参数的测量值推算出空气流量）节气门开度测量方式：又称为节流-速度方式。这种方式是根据用节气门传感器测量的节气门开度和发动机转速推算出吸入空气量