汽车电子控制技术简介.ppt

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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1.1.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。2

2、.2.掌握汽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。3.3.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。4.4.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

3、 现现代代汽汽车车电电子子控控制制系系统统中中，传传感感器器广广泛泛应应用用在在发发动动机机、底底盘盘和和车车身身各各个个系系统统中中。汽汽车车传传感感器器在在这这些些系系统统中中承承担担着着信信息息采采集集和和传传输输功功能能，它它采采集集的的信信息息经经电电脑脑（电电子子控控制制单单元元）进进行行处处理理后后形形成成向向执执行行器器发发出出的的指指令令，完完成电子控制。成电子控制。传传感感器器按按照照工工作作时时是是否否需需要要外外界界电电源源的的支支持持可可以以分分为为有有源源式式和和无无源源式式两两种种。汽汽车车上上使使用用的的大大多多数数传传感感器器都都是有源式的，需要外加电源才能产

4、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 进进气气压压力力传传感感器器，一一般般安安装装在在节节气气门门后后方方，进进气气总总管管或或共共振振腔腔附附近近，其其作作用用是是反反映映进进气气歧歧管管内内的的绝绝对对压压力力大大小小的的变变化化，是是向向ECU（发发动动机机电电控控单单元元）提提供供计计算算喷喷油油持持续续时时间间的的基准信号。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 常常用用的的热热膜膜式式空空气气流流量量传传感感器器，其其作作用用是是测测量量发发动动机机吸吸入入的的空空气气量量，提提供供给给ECU作

5、作为为喷喷油油时间的基准信号。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 又又称称为为节节气气门门开开度度传传感感器器或或节节气气门门开开关关。其其作作用用是是测测量量节节气气门门打打开开的的角角度度，提提供供给给ECU作作为为断断油油、控控制制燃燃油油/空空气气比比、点点火火提提前前角角修修正正的的基基准准信信号号。它它实实质质上上是是一一只只可可变变电电阻阻器器和和几几个个开开关关，安安装装于于节节气气门门体上。体上。图图8-4 节气门位置传感器节气门位置传感器（4）曲轴位置传感器曲轴位置传感器 通通常常安安装装在在分分电电器器内内或

6、或发发动动机机曲曲轴轴前前端端，是是控控制制系系统统中中最最重重要要的的传传感感器器之之一一。其其作作用用是是检检测测发发动动机机转转速速，因因此此又又称称为为转转速速传传感感器器；检检测测活活塞塞上上止止点点位位置置，故故也也称称为为上上止止点点传传感感器器，包包括括检检测测用用于于控控制制点点火火的的各各缸缸上上止止点点信信号号、用用于于控控制制顺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 其其作作用用是是检检测测排排气气中中的的氧氧浓浓度度，提提供供给给ECU作作为为控控制制燃燃油油/空空气气比

7、比在在最最佳佳值值（理理论论值值）附附近近的的基基准准信信号号。氧氧传传感感器器一一般般包包括括一一根根加加热热氧氧化化锆锆元元件件的的热热棒棒，加加热热棒棒受受（ECU）电电脑脑控控制制，当当进进气气量量小小（排排气气温温度度低低）时时电电流流流流向向加加热热棒棒加加热热传传感感器器，使使能能精精确确检检测氧气浓度。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 它它安安装装在在进进气气管管路路中中，其其功功用用是是检检测测进进气气温温度度，并并将将温温度度信信号号变变换换为为电电信信号号输输送送给给ECU。进进气气温温度度传传感感器器信信号号是是各各种种控控制制

8、功功能能的的修修正正信信号号。如如果果进进气气温温度度传传感感器器信信号号中中断断，就就会会导导致致热热（冷冷）起起动动困困难难、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 通通常常称称为为水水温温传传感感器器，安安装装在在发发动动机机冷冷却却液液出出水水管管上上，其其功功用用是是检检测测发发动动机机冷冷却却液液的的温温度度，并并将将温温度度信信号号转转变变为为电电信信号号输输送送给给ECU。ECU根根据据发发动动机机的的温温度度信信号号修修正正喷喷油油时时间间和和点点火火时时间间，从从而而使使发发动动机机处处于最佳工况下运行

9、。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 一一般般安安装装在在缸缸体体上上专专门门检检测测发发动动机机的的爆爆燃燃状状况况，提提供供给给ECU，根根据据信信号号调调整整点火提前角。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 执执行行器器用用来来精精确确无无误误地地执执行行ECU发发出出的的命命令令信信号号。因因此此，执执行行器器工工作作的的精精确确与与否否将将最最终终影影响响电电子子控控制制的的成成败败。目目前前，汽汽车车电电控控系系统统的的执执行行器器类类型型繁繁多多，有有电电磁磁阀阀、电电动动机机、压压电电元元件件、点点

10、火火器器、电电磁磁继继电电器器、热热电电偶偶等等，结结构构与与功功能能不不尽尽相相同同。执执行行器器的的发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。在在汽汽车车电电子子控控制制系系统统中中传传感感器器作作为为输输入入部部分分，用用于于测测量量物物理理信信号号（温温度度、压压力力等等），将将其其转转换换为为电电信信号号；ECU接接收收传传感感器器的的输输入入信信号号，并并按按设设定定的的程程序序进进行行计计算算处处理理，输输出出处处理理结结果果；执执行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

11、。（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。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

12、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。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

13、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 通通过过研研究究调调查查，发发现现节节气气门门积积碳碳的的成成因因和和积积碳碳后后的的车辆具体表现。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

14、技术。（一）单片机简介（一）单片机简介 单单片片微微型型计计算算机机简简称称单单片片机机，是是典典型型的的嵌嵌入入式式微微控制器（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 据据统统计计，目目前前汽汽车车中中90%的的新新发发明明都都与与电电子子器器件件的的运运用用直直接接相相关关。某某些些欧欧洲洲高高档档车车型型(如如BMW7系系列列）中中的的电电子子控控制制单单元元(ECU）已已多多达达80个个以以上上。这这些些ECU依依靠靠网网络络相相互

15、互通通讯讯联联系系，形形成成一一个个庞庞大大复复杂杂的的系系统统。它它们们的的工工作作情情况况，直直接接影影响响到到汽汽车车的的性性能能。众众所所周周知知，每每个个ECU中中一一般般至至少少有有一一个个“大大脑脑”单单片片机机。这这些些单单片片机机的的性性能能、功功能能和和可可靠靠性性，对对ECU能能否否正正常常工工作作是是至至关关重要的。重要的。（三）（三）汽车单片机实用技术汽车单片机实用技术 汽汽车车ECU的的生生产产厂厂商商均均为为国国际际跨跨国国企企业业，因因车车辆辆均均销销售售至至世世界界各各地地使使用用，而而每每个个国国家家汽汽油油品品质质、温温度度、大大气气压压力力、湿湿度度、引

16、引擎擎形形式式上上的的差差异异，ECU程程序序软软件件设设定定上上须须符符合合不不同同条条件件来来使使用用。因因此此，汽汽车车厂厂商商在在调调校校发发动动机机参参数数时时一一般般是是要要考考虑虑发发动动机机在在最最恶恶劣劣的的环环境境或或者者是是长长时时间间不不保保养养状状态态下下也也能能使使汽汽车车正正常常使使用用，也也就就是是说说厂厂商商会会按按最最保保守守的的方方式式来来设设计计发发动动机机输输出出，所所以以，在在原原车车设设定定和和该该车车所所能能承承受受的的极极限限还还有有很很多多的的空空间间。车车主主只只要要能能保保证证定定期期给给汽汽车车做做保保养养，在在绝绝大大部部分分地地区区

17、完完全全可可以以通通过过重重新新调调校校发发动动机机电电脑脑来来还还原原汽汽车车最最佳佳的动力性和经济性，从而获得更大的驾驶乐趣。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

18、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 将将ECU接通电源线接通电源线 图图8-14 数据读取过程数据读取过程3.3.工作过程工作过程（6）将读取的数据上传程序供应商，有供应商将修改好的程序发送）将读取的数据上传程序供应商，有供应商将修改好的程序发送回来，再将修改好的程序写入回来，再将修改好的程序写入ECU，完成升级，如图，完成升级，如图8-15所示。所示。图图8-15 ECU程序写入程序写入（7）将数据线去除，复装）将数据线去除，复装ECU，试车。，试车。4.4.注意事项注意事项通过查阅资料，分组讨论升级通过查阅资料，分组讨论升级ECU时的注意事项。时的注意事项。5.5.工作评价工作评价