汽车网络分布图课件

1汽车电子控制技术一.现代汽车的网络化

信息娱乐及媒体系统安全舒适/便利系统动力传动系统图l一1车载网络结构1汽车电子控制技术一.现代汽车的网络化图l一1车载网络结构12二.当今汽车电子控制的关键技术1、线控技术(control-by-wire)图1-2线性控制转向系统汽车电子控制技术2二.当今汽车电子控制的关键技术图1-2线性控制转向系统23汽车电子控制技术2.车载网络技术一般来说，汽车通信网络可以划分为四个不同的领域，每个领域都有其独特的要求。现有的主流汽车总线协议都无法适应所有的要求：(1)信息娱乐系统(2)高安全的线控系统（X-By-Wire）(3)车身控制系统(4)低端控制系统3汽车电子控制技术2.车载网络技术34汽车电子控制技术第一节汽车电子控制系统基础一、电子自动控制系统的一般组成图1-4电子控制系统的一般组成4汽车电子控制技术第一节汽车电子控制系统基础图1-445汽车电子控制技术二、电子自动控制系统的分类电子工程自动控制系统的分类方式很多，一般有以下几种。

1．按控制系统有无反馈环节分类

2．按输入量变化的规律来分类

3．按系统传输信号对时间的关系分类4．按系统输出量和输入量的关系分类另外，按系统主要组成元件的物理性质，可将控制系统分为电气控制系统、液压控制系统和电一液控制系统。5汽车电子控制技术二、电子自动控制系统的分类56汽车电子控制技术三、汽车电子控制系统汽车电子控制系统可从两个方面进行分类：控制原理、车载集中控制系统信息传输。

1.控制原理

图1-5汽车电子控制系统的基本组成6汽车电子控制技术三、汽车电子控制系统图1-5汽车电子控制67汽车电子控制技术2．车载集中控制系统信息传输图1-13汽车电子控制系统的三个层次7汽车电子控制技术2．车载集中控制系统信息传输图1-1378汽车电子控制技术四、汽车电控单元的连接方式

汽车电子控制系统是由多个控制单元（ECU）构成的复杂系统。每个电子控制单元其功能各不相同，它们相互配合才能完成整个任务。这些控制单元需要按一定的方式连接起来才能进行通信，常见是总线传输方式。在汽车内部用基于总线的网络结构，可以达到信息共享、减少布线、降低成本以及提高总体可靠性的目的。（第二章详细介绍车载网络系统）8汽车电子控制技术四、汽车电控单元的连接方式89汽车电子控制技术第二章车载网络控制系统

第一节车载网络控制系统概述一、车载网络控制系统的发展历程二、汽车网络技术的前景展望1．网络技术迅速在汽车中得到应用

2．高速、实时、容错网络控制技术

3．多媒体、高带宽的网络

4．统一网络协议9汽车电子控制技术第二章910汽车电子控制技术三、车载网络控制系统的术语1．控制局域网(CAN-ControllerAreaNetwork)

2．多路传输3．模块

4．数据总线图2-1BUS总线10汽车电子控制技术三、车载网络控制系统的术语图2-1B1011汽车电子控制技术6．通信接口7．通信协议8．帧9.报文图2-2总线系统之间的通信11汽车电子控制技术6．通信接口图2-2总线系统之间的通1112汽车电子控制技术四、CAN—BUS的组成CAN—BUS由控制器、收发器、数据传输终端、传输线组成。如图2-3所示。图2-3CAN—BUS的组成12汽车电子控制技术四、CAN—BUS的组成图2-3CA1213汽车电子控制技术

1.CAN总线的连接(图1-2所示)13汽车电子控制技术1.CAN总线的连接(图1-2所示)1314汽车电子控制技术第二节CAN数据总线的传输原理与过程一、CAN数据总线的传输原理图2-8

大众途安汽车CAN总线系统原理框图14汽车电子控制技术第二节CAN数据总线的传输原理与过程图1415汽车电子控制技术二、CAN总线的数据传递过程

1．信息格式转换与请求发送信息图2-9CAN数据格式图2-10CAN信息15汽车电子控制技术二、CAN总线的数据传递过程1．信息格1516汽车电子控制技术

3．发送信息如果总线空闲下来，事先存在发送存储器的“发动机转速信息”就会被发送出去，如图2-12所示。

图2-12信息发送16汽车电子控制技术3．发送信息1617汽车电子控制技术4．接收过程图2-13接收过程17汽车电子控制技术4．接收过程图2-13接收过程1718汽车电子控制技术图2-13确认位(应答场)图2-14监控层工作原理(数据正确)(所有控制单元)图2-15接受层工作原理(可用仪表控制单元)18汽车电子控制技术图2-13确认位(应答场)图2-141819汽车电子控制技术第三节车载网络系统各个控制单元连接图2-19汽车数据总线拓扑结构19汽车电子控制技术第三节19汽车电子控制技术汽车电子控制技术2021汽车电子控制技术一、动力传动系统CAN总线中的控制单元1.动力传动系统总线的连接图2-20动力传动系统总线的连接21汽车电子控制技术一、动力传动系统CAN总线中的控制单2122汽车电子控制技术2.动力传动系统中控制单元的组成位置图2-21所示，为动力传动系统中控制单元的组成及其位置。图2-2122汽车电子控制技术2.动力传动系统中控制单元的组成位置图22223汽车电子控制技术二、舒适/便利功能CAN总线控制单元1.舒适/便利功能CAN总线连接图2-22舒适/便利系统总线的连接23汽车电子控制技术二、舒适/便利功能CAN总线控制2324汽车电子控制技术2.舒适/便利系统控制单元的组成位置图2-23所示，为舒适/便利系统控制单元的组成及其位置。图2-23汽车电子控制技术24汽车电子控制技术2.舒适/便利系统控制单元的组成位2425汽车电子控制技术三、信息娱乐系统CAN总线中的控制单元1.信息娱乐系统CAN总线的连接图2-24信息娱乐系统总线的连接25汽车电子控制技术三、信息娱乐系统CAN总线中的控制单2526汽车电子控制技术2.信息娱乐系统中的控制单元的位置图2-25所示，为信息娱乐系统控制单元的组成及其位置。图2-2526汽车电子控制技术2.信息娱乐系统中的控制单元的位置图22627汽车电子控制技术第四节LIN-BUS一、概述

二、主要特性三、LIN的通信规则四、应用第五节CAN-BUS局域网自我诊断

27汽车电子控制技术第四节LIN-BUS2728汽车电子控制技术2．按喷射时序分(1)同时喷射(2)分组喷射图1-4同时喷射图1-5分组喷射28汽车电子控制技术2．按喷射时序分图1-4同时喷射图1-52829汽车电子控制技术

(3)顺序喷射图3-6顺序喷射29汽车电子控制技术(3)顺序喷射图3-6顺序喷射2930汽车电子控制技术3．按空气量的检测方式分可将燃油喷射系统分为速度—密度型(D型)、体积一流量型(L型、LD型)和质量一流量型(LH型)三种。图1-7压力型(D型)l一空气滤清器；2一节气门；3一进气总管；4一进气歧管绝对压力传感器；5一发动机控制模块图1-8翼片式(L型)l一空气滤清器；2一测量叶片；3一进气总管；4一缓冲叶片；5一电位计；6一ECU30汽车电子控制技术3．按空气量的检测方式分图1-7压力型(3031汽车电子控制技术图1-9卡门涡流式(LD)型l一空气滤清器；2一ECU；3、6一超声波传感器；4一进气总管；5一节气门；7一涡流发生体图1-10热线式(LH型)1一空气滤清器；2一热线；3一节气门；4一进气总管；5一热线式空气流量计；6一ECU31汽车电子控制技术图1-9卡门涡流式(LD)型图1-103132汽车电子控制技术图1-11

MotronicME7.1.1

系统简图1-活性碳罐；2-空气切断阀；3-碳罐电磁阀；4-歧管压力传感器；5-喷油器；6-点火线圈和火花塞；7-凸轮轴位置传感器；8-二次空气泵；9-二次空气阀；10-空流量气计；11-节气门体；12-EGR阀；13-爆震传感器；14-曲轴位置传感器；15-冷却液温度传感器；16-氧传感器17-电控单元；18-诊断接口19-故障灯；20-防盗系统；21-油箱压力传感器；22-油箱；23-加速踏板；24-蓄电池32汽车电子控制技术图1-11MotronicME73233汽车电子控制技术五、发动机管理系统的工作过程图1-14

发动机控制单元与整个网络系统33汽车电子控制技术五、发动机管理系统的工作过程图1-143334汽车电子控制技术图1-16发动机电子控制系统34汽车电子控制技术图1-16发动机电子控制系统3435汽车电子控制技术第二节燃油闭环控制子系统一、燃油闭环控制子系统的组成图1-17燃油喷射系统气缸组I1发动机控制单元13燃油泵14燃油泵25喷油器，气缸组I7带进气温度传感器的空气质量流量计19

氧传感器，气缸组I11节气门控制单元113加速踏板模块14温度传感器G6215发动机转速传感器16油箱17滤清器18燃油轨19燃油压力调节器气缸组II2发动机控制单元26喷油器，气缸组II8带进气温度传感器的空气质量流量计210氧传感器，气缸组II12节气门控制单元215发动机转速传感器35汽车电子控制技术第二节燃油闭环控制子系统图1-173536汽车电子控制技术5.曲轴位置/凸轮轴位置传感器曲轴位置传感器亦称点火信号发生器，用于点火正时控制。传统点火系统中的曲轴位置传感器是分电器凸轮轴和断电器。这里所说曲轴位置传感器是指用于电子点火系统的。无论传统的、还是电子曲轴位置传感器，除用于点火正时控制外，还是检测发动机转速的信号源。（1）电磁感应式图1-34

电磁感应式曲轴和凸轮轴位置传感器36汽车电子控制技术5.曲轴位置/凸轮轴位置传感器图1-343637汽车电子控制技术图1—35电磁感应式曲轴和凸轮轴位置传感器信号电压37汽车电子控制技术图1—35电磁感应式曲轴和凸轮轴位置3738汽车电子控制技术图1—42光电效应式凸轮轴位置传感器1一驱动轮；2一遮光盘；3一分火头38汽车电子控制技术图1—42光电效应式凸轮轴位置传感3839汽车电子控制技术图1-43

光电效应式曲轴和凸轮轴位置传感器信号39汽车电子控制技术图1-43光电效应式曲轴和凸轮轴位3940汽车电子控制技术6.氧传感器（1）两点式氧传感器图1—44

600℃工作温度时两点式λ探针的特性线a一浓混合气，空气不足；b一稀混合气，空气过剩40汽车电子控制技术6.氧传感器图1—44600℃工作温4041汽车电子控制技术7.加速踏板信号图1—53

加速踏板传感器结构形式(a)单独的；(b)吊挂式；(c)座式FMPI1一传感器；2一汽车专用踏板；3～踏板支座41汽车电子控制技术7.加速踏板信号图1—53加速踏板传4142汽车电子控制技术8.燃油泵图1-58燃油泵工作示意图图1—59电动汽油泵42汽车电子控制技术8.燃油泵图1-58燃油泵工作示意图4243汽车电子控制技术9.喷油器发动机控制单元根据气缸作功顺序启动喷油器。发动机控制单元1启动气缸组I的喷油器，如图1-64所示，所有喷油器用固定夹直接固定在一根共用燃油轨上，并在相应进气门入口前直接喷射微小的雾化燃油颗粒,根据发动机的工况，喷入适量的燃油。发动机控制单元2启动气缸组II的喷油器。图1-64喷油器43汽车电子控制技术9.喷油器图1-64喷油器4344汽车电子控制技术10.燃油箱液面传感器燃油箱燃油液面传感器的任务是检测燃油箱中当前燃油的液面状态，并将相应的信号发送给控制单元和仪表盘上的指示仪表。除了电动燃油泵、燃油滤清器等部件外，还有燃油箱燃油液面传感器，它也是汽油箱或柴油箱总成中的一个部件，以保证燃油能无故障地供给发动机(图1—69)。图1—69

燃油箱燃油液面传感器1-燃油箱；2-电动燃油泵；3-燃油箱燃油液面传感器；4-浮子44汽车电子控制技术10.燃油箱液面传感器图1—69燃油4445汽车电子控制技术图1—70

燃油箱燃油液面传感器结构1一插头；2一滑动触头弹簧；3一触头铆接点；4一电阻底板；5一定位销；6一双触头；7一浮子杠杆；8一浮子；9一燃油箱底板45汽车电子控制技术图1—70燃油箱燃油液面传感器结构4546汽车电子控制技术第三节点火闭环控制子系统一、点火系统发展概况

电子控制点火系统主要由传感器、电脑(ECU)和点火执行器三部分组成,如图1-71所示。图1-71电子控制点火系统46汽车电子控制技术第三节4647汽车电子控制技术三、电子控制点火系统的分类1．按有无分电器分(1)有分电器式电子控制点火系统(2)无分电器式电子控制点火系统(又称直接点火系统)2.按控制方式分（1）闭环控制(2)开环控制47汽车电子控制技术三、电子控制点火系统的分类4748汽车电子控制技术电子控制点火系统，图1-72点火控制系统气缸组I1发动机控制单元13气缸组1带输出级的单火花点火线圈5气缸组1火花塞7带进气温度传感器的空气质量流量计19发动机转速传感器10温度传感器11节气门控制单元1，气缸组I13爆震传感器1与2，气缸组I15霍尔（凸轮轴）传感器1与3，气缸组I气缸组II2发动机控制单元24气缸组II带输出级的单火花点火线圈6气缸组II火花塞8带进气温度传感器的空气质量流量汁29发动机转速传感器12节气门控制单元2，气缸组II14爆震传感器3与4，气缸组II16霍尔（凸轮轴）传感器2与4，气缸组II48汽车电子控制技术电子4849汽车电子控制技术四、爆震控制爆震控制是发动机ECU根据爆震传感器提供的爆震信号的强度和频度相应地推迟点火时间，防止爆震发生的控制。

1．磁致伸缩式爆震传感器图1—73

磁致伸缩式爆震传感器49汽车电子控制技术四、爆震控制1．磁致伸缩式爆震传感器4950汽车电子控制技术

2．压电式爆震传感器图1—74压电式爆震传感器的结构与安装l一压电陶瓷；2一振动质量；3一壳体；4一螺钉；5一接触片；6一插头；7一发动机体；ν—振动速度图1—75爆震传感器的电压信号a一缸内气体压力；b一滤波的压力信号；c一爆震传感器的电压信号50汽车电子控制技术2．压电式爆震传感器图1—74压电5051汽车电子控制技术五、点火线圈此大众的点火线圈为单火花点火线圈，按点火系统分类属于无触点点火系统，除了无触点点火系统外还有有触点点火系统。1．有分电器式点火控制系统有分电器式点火系统电路如图1-76所示。图1-76

有分电器式点火系统电路1一信号发生器2一ECU3一点火控制器4一点火线圈5一点火开关51汽车电子控制技术五、点火线圈图1-765152汽车电子控制技术2．无分电器的点火控制系统无分电器的点火控制系统有二极管分配式和点火线圈分配式两大类。

(1)二极管分配式图1-77二极管分配式同时点火的无分电器点火系统工作原理图l一1、4缸触发信号2一电子点火控制器3一控制部分4一稳压器

5、8一一次线圈6一高压二极管7一二次线圈9—2、3缸触发信号52汽车电子控制技术2．无分电器的点火控制系统图1-775253汽车电子控制技术

(2)点火线圈分配式点火线圈分配式无分电器点火系统是将来自点火线圈的高压电直接分配给火花塞，有同时点火和单独点火两种形式。图1—78点火线圈分配式同时点火的无分电器点火系统1)同时点火图1—78

点火线圈分配式同时点火的无分电器点火系统53汽车电子控制技术(2)点火线圈分配式点火线圈分配式无分5354汽车电子控制技术

2)单独点火图1—79单独点火式无分电器点火系统54汽车电子控制技术2)单独点火图1—79单独点火式5455汽车电子控制技术第四节充气效率控制子系统充气效率控制有以下措施：可变气门、谐波增压、废气涡轮增压。一、可变气门可变气门技术包括可变配气正时技术和可变气门升程技术两部分。可变配气正时(variablevalvetiming，VVT)指的是发动机进(排)气门的开启时刻和开启持续时间能随发动机工况的不同而发生改变；而可变气门升程(variablevalvelife，VVL)指的是进(排)气门的升程能随发动机工况的不同而发生改变。可变气门技术的核心目的是充分利用气流的惯性和压差，实现进气充分和排气彻底，以提高发动机的动力性和经济性。正时、重叠角以及升程是调节气门的三个重要参数,大众辉腾可变正时调节如图1-80所示。

55汽车电子控制技术5556汽车电子控制技术图1-80大众辉腾正时调节管理系统气缸组I1发动机控制单元13凸轮轴正时调节阀，气缸组I5带进气温度传感器的空气质量流量计17发动机转速传感器8温度传感器G629霍尔传感器1与3，气缸组I11机油温度气缸组II2发动机控制单元24凸轮轴正时调节阀，气缸组II6带进气温度传感器的窄气质量流量计27发动机转速传感器10霍尔传感器2与4，气缸组II56汽车电子控制技术图1-80大众辉腾正时调节管理系统气5657汽车电子控制技术二、发动机排放污染物的控制措施

1.燃油蒸发控制系统图1—92广州本田雅阁乘用车燃油蒸发(EVAP)控制系统57汽车电子控制技术二、发动机排放污染物的控制措施图1—925758汽车电子控制技术

2.排气再循环系统排气再循环量通常以EGR率来表示，它反映再循环废气量占总进气量的百分率。图1—94不同占空比脉冲电压控制的排气再循环系统58汽车电子控制技术2.排气再循环系统图1—94不同占空5859汽车电子控制技术第六节巡航控制子系统一、巡航控制系统（CCS）图1-105计算机巡航控制系统59汽车电子控制技术第六节巡航控制子系统图1-1055960汽车电子控制技术二、自动车距控制（APC）自动车距控制系统（简称APC）是传统的定速巡航装置（CCS）的扩展。CCS将车速调节到驾驶员预设的车速。APC系统以同样的方式实现驾驶舒适功能。另外，当前方车辆比本车速度慢时，自动调整本车速度。图1-115匀速图1-116前方有车辆减速60汽车电子控制技术二、自动车距控制（APC）图1-1156061汽车电子控制技术图1-117前方插入车辆减速图1-118前方车辆加速或变道61汽车电子控制技术图1-117前方插入车辆减速6162汽车电子控制技术APC主要适合于在高速公路和城间公路进行直线行驶。为了实现上述功用，自动车距控制由多功能方向盘、仪表板上的APC显示器、油门踏板、制动踏板、车距控制传感器、电子制动助力器等组成。如图1-120所示。图1-120自动车距控制系统图1-120自动车距控制系统图1-120自动车距控制系统图1-120自动车距控制系统62汽车电子控制技术APC主要适合于在高速公路和6263汽车电子控制技术5.制动助力器控制单元制动助力器控制单元的作用是控制制动压力的建立和释放。图1-131制动助力器控制单元63汽车电子控制技术5.制动助力器控制单元图1-1316364汽车电子控制技术6.防盗报警装置图1-132CAN总线继电器执行专门的开启程序64汽车电子控制技术6.防盗报警装置图1-132CAN6465汽车电子控制技术7.电子制动助力器（EBS）APC系统中的电子制动助力器（EBS）的任务是启动制动器，以控制到前方车辆的距离。图1-133电子制动助力器结构65汽车电子控制技术7.电子制动助力器（EBS）图1-136566汽车电子控制技术8.CAN网络中的数据流车距控制传感器通过制动助力器控制单元内的总线继电器与动力传动系统CAN总线相连。车距控制传感器同下列控制单元交换信息：●制动助力器控制单元●发动机控制单元●组合仪表●转向柱电子装置控制单元●自动变速箱控制单元●带有EDL的ABS控制单元66汽车电子控制技术8.CAN网络中的数据流6667汽车电子控制技术第四章自动变速器电子控制系统第一节自动变速器概述一、自动变速器发展历程1．液力自动变速器阶段

2．电控液力变速器阶段3．智能控制变速器阶段二、自动变速器的分类1．按汽车驱动方式分类汽车驱动方式的不同，自动变速器可分为后驱动自动变速器和前驱动自动变速器两种，如图2-1，2-2所示。67汽车电子控制技术6768汽车电子控制技术4．电子控制系统控制系统一般由传感器、电子控制单元和执行元件三部分组成。如图2-6所示。图2-6电子控制系统68汽车电子控制技术4．电子控制系统图2-6电子控制系统6869汽车电子控制技术三、液压控制系统液压控制系统由油泵、主调压阀、副调压阀、速控阀、换档阀等组成，如图2-27所示。图2-27自动变速器液压式控制系统69汽车电子控制技术三、液压控制系统图2-27自动变速器6970汽车电子控制技术四、电子控制系统控制系统一般由传感器、电子控制单元和执行元件三部分组成，如图2-51所示。图2-51电子控制系统70汽车电子控制技术四、电子控制系统图2-51电子控制系7071汽车电子控制技术（一）传感器1．节气门位置传感器（如图2-52所示）信号通过发动机控制单元传递至自动变速箱控制单元图2-52节气门位置传感器连接71汽车电子控制技术（一）传感器图2-52节气门位置传感7172汽车电子控制技术第六章安全气囊第一节安全气囊系统概述一、安全气囊系统的发展历程二、安全气囊系统的分类

1．按碰撞类型分

2．按照安全气囊安装数目分

3．按照安全气囊的触发机构分三、安全气囊系统的组成安全气囊系统主要由传感器、气囊组件、电控装置(ECU)等组成。如图2-1所示72汽车电子控制技术7273汽车电子控制技术73汽车电子控制技术7374G179驾驶员侧侧面安全气囊碰撞传感器G180副驾驶员侧侧面安全气囊碰撞传感器G283前部安全气囊碰撞传感器，驾驶员侧G284前部安全气囊碰撞传感器，副驾驶员侧G256驾驶员侧后部侧面安全气囊碰撞传感器G257副驾驶员侧后部侧面安全气囊碰撞传感器E24驾驶员侧安全带拉紧器E25副驾驶员侧安全带拉紧器G452座椅坐人识别压力传感器E224用于关闭副驾驶员侧安全气囊的开关K19安全带指示K75安全气囊指示J533数据总线诊断接口，在左侧脚部空间内，中控台附近J234安全气囊控制单元，副仪表板后下方N95驾驶员侧安全气囊点火器1N96驾驶员侧安全气囊点火器2N131副驾驶员侧安全气囊点火器1N132副驾驶员侧安全气囊点火器2N199侧面安全气囊点火器，驾驶员侧N200侧面安全气囊点火器，副驾驶员侧N201后部侧面安全气囊点火器，驾驶员侧N202后部侧面安全气囊点火器，副驾驶员侧N153驾驶员侧安全带拉紧器触发装置N154副驾驶员侧安全带拉紧器触发装置N196驾驶员侧后部安全带拉紧器引爆装置N197副驾驶员侧后部安全带拉紧器引爆装置N251驾驶员侧头部安全气囊触发装置N252副驾驶员侧头部安全气囊触发装置K145-安全气囊关闭指示灯，副驾驶员侧汽车电子控制技术74G179驾驶员侧侧面安全气囊碰撞传感器7475汽车电子控制技术四、安全气囊系统工作原理1、安全气囊工作过程图2-2安全气囊工作过程75汽车电子控制技术四、安全气囊系统工作原理图2-2安全7576汽车电子控制技术四、电子控制空调系统组成电子控制空调系统由传感器、ECU、执行器三部分组成。图4-1大众辉腾轿车上装备电控空调系统76汽车电子控制技术四、电子控制空调系统组成图4-17677汽车电子控制技术第十章电子控制悬架系统第一节电子控制悬架系统概述一、电子控制悬架发展历程二、电子控制悬架的分类(1)传统被动是指刚度和阻尼都不能变化，无额外作动力的悬架。(2)主动式悬架(3)半主动式悬架77汽车电子控制技术7778汽车电子控制技术三、电子控制主动悬架系统的组成电子控制悬架系统由传感器、ECU、执行器三部分组成。图6-1电子控制主动悬架系统78汽车电子控制技术三、电子控制主动悬架系统的组成图6-17879汽车电子控制技术图6-2位置结构图79汽车电子控制技术图6-2位置结构图7980汽车电子控制技术2.控制单元水平高度调节系统控制单元,如图6-12所示。此控制单元位于行李箱中左侧的饰件后面。它用螺栓固定在继电器与保险丝盒的后面。作为中央控制单元，它具有以下作用：1)控制空气悬架和减振器2)监控整个系统3)诊断整个系统并且通过CAN总线(动力传动系统CAN总线)进行通讯图6-12水平高度调节系统控制单元80汽车电子控制技术2.控制单元图6-12水平高度调节系8081汽车电子控制技术

谢谢81汽车电子控制技术8182汽车电子控制技术一.现代汽车的网络化

信息娱乐及媒体系统安全舒适/便利系统动力传动系统图l一1车载网络结构1汽车电子控制技术一.现代汽车的网络化图l一1车载网络结构8283二.当今汽车电子控制的关键技术1、线控技术(control-by-wire)图1-2线性控制转向系统汽车电子控制技术2二.当今汽车电子控制的关键技术图1-2线性控制转向系统8384汽车电子控制技术2.车载网络技术一般来说，汽车通信网络可以划分为四个不同的领域，每个领域都有其独特的要求。现有的主流汽车总线协议都无法适应所有的要求：(1)信息娱乐系统(2)高安全的线控系统（X-By-Wire）(3)车身控制系统(4)低端控制系统3汽车电子控制技术2.车载网络技术8485汽车电子控制技术第一节汽车电子控制系统基础一、电子自动控制系统的一般组成图1-4电子控制系统的一般组成4汽车电子控制技术第一节汽车电子控制系统基础图1-48586汽车电子控制技术二、电子自动控制系统的分类电子工程自动控制系统的分类方式很多，一般有以下几种。

1．按控制系统有无反馈环节分类

2．按输入量变化的规律来分类

3．按系统传输信号对时间的关系分类4．按系统输出量和输入量的关系分类另外，按系统主要组成元件的物理性质，可将控制系统分为电气控制系统、液压控制系统和电一液控制系统。5汽车电子控制技术二、电子自动控制系统的分类8687汽车电子控制技术三、汽车电子控制系统汽车电子控制系统可从两个方面进行分类：控制原理、车载集中控制系统信息传输。

1.控制原理

图1-5汽车电子控制系统的基本组成6汽车电子控制技术三、汽车电子控制系统图1-5汽车电子控制8788汽车电子控制技术2．车载集中控制系统信息传输图1-13汽车电子控制系统的三个层次7汽车电子控制技术2．车载集中控制系统信息传输图1-138889汽车电子控制技术四、汽车电控单元的连接方式

汽车电子控制系统是由多个控制单元（ECU）构成的复杂系统。每个电子控制单元其功能各不相同，它们相互配合才能完成整个任务。这些控制单元需要按一定的方式连接起来才能进行通信，常见是总线传输方式。在汽车内部用基于总线的网络结构，可以达到信息共享、减少布线、降低成本以及提高总体可靠性的目的。（第二章详细介绍车载网络系统）8汽车电子控制技术四、汽车电控单元的连接方式8990汽车电子控制技术第二章车载网络控制系统

第一节车载网络控制系统概述一、车载网络控制系统的发展历程二、汽车网络技术的前景展望1．网络技术迅速在汽车中得到应用

2．高速、实时、容错网络控制技术

3．多媒体、高带宽的网络

4．统一网络协议9汽车电子控制技术第二章9091汽车电子控制技术三、车载网络控制系统的术语1．控制局域网(CAN-ControllerAreaNetwork)

2．多路传输3．模块

4．数据总线图2-1BUS总线10汽车电子控制技术三、车载网络控制系统的术语图2-1B9192汽车电子控制技术6．通信接口7．通信协议8．帧9.报文图2-2总线系统之间的通信11汽车电子控制技术6．通信接口图2-2总线系统之间的通9293汽车电子控制技术四、CAN—BUS的组成CAN—BUS由控制器、收发器、数据传输终端、传输线组成。如图2-3所示。图2-3CAN—BUS的组成12汽车电子控制技术四、CAN—BUS的组成图2-3CA9394汽车电子控制技术

1.CAN总线的连接(图1-2所示)13汽车电子控制技术1.CAN总线的连接(图1-2所示)9495汽车电子控制技术第二节CAN数据总线的传输原理与过程一、CAN数据总线的传输原理图2-8

大众途安汽车CAN总线系统原理框图14汽车电子控制技术第二节CAN数据总线的传输原理与过程图9596汽车电子控制技术二、CAN总线的数据传递过程

1．信息格式转换与请求发送信息图2-9CAN数据格式图2-10CAN信息15汽车电子控制技术二、CAN总线的数据传递过程1．信息格9697汽车电子控制技术

3．发送信息如果总线空闲下来，事先存在发送存储器的“发动机转速信息”就会被发送出去，如图2-12所示。

图2-12信息发送16汽车电子控制技术3．发送信息9798汽车电子控制技术4．接收过程图2-13接收过程17汽车电子控制技术4．接收过程图2-13接收过程9899汽车电子控制技术图2-13确认位(应答场)图2-14监控层工作原理(数据正确)(所有控制单元)图2-15接受层工作原理(可用仪表控制单元)18汽车电子控制技术图2-13确认位(应答场)图2-1499100汽车电子控制技术第三节车载网络系统各个控制单元连接图2-19汽车数据总线拓扑结构19汽车电子控制技术第三节100汽车电子控制技术汽车电子控制技术101102汽车电子控制技术一、动力传动系统CAN总线中的控制单元1.动力传动系统总线的连接图2-20动力传动系统总线的连接21汽车电子控制技术一、动力传动系统CAN总线中的控制单102103汽车电子控制技术2.动力传动系统中控制单元的组成位置图2-21所示，为动力传动系统中控制单元的组成及其位置。图2-2122汽车电子控制技术2.动力传动系统中控制单元的组成位置图2103104汽车电子控制技术二、舒适/便利功能CAN总线控制单元1.舒适/便利功能CAN总线连接图2-22舒适/便利系统总线的连接23汽车电子控制技术二、舒适/便利功能CAN总线控制104105汽车电子控制技术2.舒适/便利系统控制单元的组成位置图2-23所示，为舒适/便利系统控制单元的组成及其位置。图2-23汽车电子控制技术24汽车电子控制技术2.舒适/便利系统控制单元的组成位105106汽车电子控制技术三、信息娱乐系统CAN总线中的控制单元1.信息娱乐系统CAN总线的连接图2-24信息娱乐系统总线的连接25汽车电子控制技术三、信息娱乐系统CAN总线中的控制单106107汽车电子控制技术2.信息娱乐系统中的控制单元的位置图2-25所示，为信息娱乐系统控制单元的组成及其位置。图2-2526汽车电子控制技术2.信息娱乐系统中的控制单元的位置图2107108汽车电子控制技术第四节LIN-BUS一、概述

二、主要特性三、LIN的通信规则四、应用第五节CAN-BUS局域网自我诊断

27汽车电子控制技术第四节LIN-BUS108109汽车电子控制技术2．按喷射时序分(1)同时喷射(2)分组喷射图1-4同时喷射图1-5分组喷射28汽车电子控制技术2．按喷射时序分图1-4同时喷射图1-5109110汽车电子控制技术

(3)顺序喷射图3-6顺序喷射29汽车电子控制技术(3)顺序喷射图3-6顺序喷射110111汽车电子控制技术3．按空气量的检测方式分可将燃油喷射系统分为速度—密度型(D型)、体积一流量型(L型、LD型)和质量一流量型(LH型)三种。图1-7压力型(D型)l一空气滤清器；2一节气门；3一进气总管；4一进气歧管绝对压力传感器；5一发动机控制模块图1-8翼片式(L型)l一空气滤清器；2一测量叶片；3一进气总管；4一缓冲叶片；5一电位计；6一ECU30汽车电子控制技术3．按空气量的检测方式分图1-7压力型(111112汽车电子控制技术图1-9卡门涡流式(LD)型l一空气滤清器；2一ECU；3、6一超声波传感器；4一进气总管；5一节气门；7一涡流发生体图1-10热线式(LH型)1一空气滤清器；2一热线；3一节气门；4一进气总管；5一热线式空气流量计；6一ECU31汽车电子控制技术图1-9卡门涡流式(LD)型图1-10112113汽车电子控制技术图1-11

MotronicME7.1.1

系统简图1-活性碳罐；2-空气切断阀；3-碳罐电磁阀；4-歧管压力传感器；5-喷油器；6-点火线圈和火花塞；7-凸轮轴位置传感器；8-二次空气泵；9-二次空气阀；10-空流量气计；11-节气门体；12-EGR阀；13-爆震传感器；14-曲轴位置传感器；15-冷却液温度传感器；16-氧传感器17-电控单元；18-诊断接口19-故障灯；20-防盗系统；21-油箱压力传感器；22-油箱；23-加速踏板；24-蓄电池32汽车电子控制技术图1-11MotronicME7113114汽车电子控制技术五、发动机管理系统的工作过程图1-14

发动机控制单元与整个网络系统33汽车电子控制技术五、发动机管理系统的工作过程图1-14114115汽车电子控制技术图1-16发动机电子控制系统34汽车电子控制技术图1-16发动机电子控制系统115116汽车电子控制技术第二节燃油闭环控制子系统一、燃油闭环控制子系统的组成图1-17燃油喷射系统气缸组I1发动机控制单元13燃油泵14燃油泵25喷油器，气缸组I7带进气温度传感器的空气质量流量计19

氧传感器，气缸组I11节气门控制单元113加速踏板模块14温度传感器G6215发动机转速传感器16油箱17滤清器18燃油轨19燃油压力调节器气缸组II2发动机控制单元26喷油器，气缸组II8带进气温度传感器的空气质量流量计210氧传感器，气缸组II12节气门控制单元215发动机转速传感器35汽车电子控制技术第二节燃油闭环控制子系统图1-17116117汽车电子控制技术5.曲轴位置/凸轮轴位置传感器曲轴位置传感器亦称点火信号发生器，用于点火正时控制。传统点火系统中的曲轴位置传感器是分电器凸轮轴和断电器。这里所说曲轴位置传感器是指用于电子点火系统的。无论传统的、还是电子曲轴位置传感器，除用于点火正时控制外，还是检测发动机转速的信号源。（1）电磁感应式图1-34

电磁感应式曲轴和凸轮轴位置传感器36汽车电子控制技术5.曲轴位置/凸轮轴位置传感器图1-34117118汽车电子控制技术图1—35电磁感应式曲轴和凸轮轴位置传感器信号电压37汽车电子控制技术图1—35电磁感应式曲轴和凸轮轴位置118119汽车电子控制技术图1—42光电效应式凸轮轴位置传感器1一驱动轮；2一遮光盘；3一分火头38汽车电子控制技术图1—42光电效应式凸轮轴位置传感119120汽车电子控制技术图1-43

光电效应式曲轴和凸轮轴位置传感器信号39汽车电子控制技术图1-43光电效应式曲轴和凸轮轴位120121汽车电子控制技术6.氧传感器（1）两点式氧传感器图1—44

600℃工作温度时两点式λ探针的特性线a一浓混合气，空气不足；b一稀混合气，空气过剩40汽车电子控制技术6.氧传感器图1—44600℃工作温121122汽车电子控制技术7.加速踏板信号图1—53

加速踏板传感器结构形式(a)单独的；(b)吊挂式；(c)座式FMPI1一传感器；2一汽车专用踏板；3～踏板支座41汽车电子控制技术7.加速踏板信号图1—53加速踏板传122123汽车电子控制技术8.燃油泵图1-58燃油泵工作示意图图1—59电动汽油泵42汽车电子控制技术8.燃油泵图1-58燃油泵工作示意图123124汽车电子控制技术9.喷油器发动机控制单元根据气缸作功顺序启动喷油器。发动机控制单元1启动气缸组I的喷油器，如图1-64所示，所有喷油器用固定夹直接固定在一根共用燃油轨上，并在相应进气门入口前直接喷射微小的雾化燃油颗粒,根据发动机的工况，喷入适量的燃油。发动机控制单元2启动气缸组II的喷油器。图1-64喷油器43汽车电子控制技术9.喷油器图1-64喷油器124125汽车电子控制技术10.燃油箱液面传感器燃油箱燃油液面传感器的任务是检测燃油箱中当前燃油的液面状态，并将相应的信号发送给控制单元和仪表盘上的指示仪表。除了电动燃油泵、燃油滤清器等部件外，还有燃油箱燃油液面传感器，它也是汽油箱或柴油箱总成中的一个部件，以保证燃油能无故障地供给发动机(图1—69)。图1—69

燃油箱燃油液面传感器1-燃油箱；2-电动燃油泵；3-燃油箱燃油液面传感器；4-浮子44汽车电子控制技术10.燃油箱液面传感器图1—69燃油125126汽车电子控制技术图1—70

燃油箱燃油液面传感器结构1一插头；2一滑动触头弹簧；3一触头铆接点；4一电阻底板；5一定位销；6一双触头；7一浮子杠杆；8一浮子；9一燃油箱底板45汽车电子控制技术图1—70燃油箱燃油液面传感器结构126127汽车电子控制技术第三节点火闭环控制子系统一、点火系统发展概况

电子控制点火系统主要由传感器、电脑(ECU)和点火执行器三部分组成,如图1-71所示。图1-71电子控制点火系统46汽车电子控制技术第三节127128汽车电子控制技术三、电子控制点火系统的分类1．按有无分电器分(1)有分电器式电子控制点火系统(2)无分电器式电子控制点火系统(又称直接点火系统)2.按控制方式分（1）闭环控制(2)开环控制47汽车电子控制技术三、电子控制点火系统的分类128129汽车电子控制技术电子控制点火系统，图1-72点火控制系统气缸组I1发动机控制单元13气缸组1带输出级的单火花点火线圈5气缸组1火花塞7带进气温度传感器的空气质量流量计19发动机转速传感器10温度传感器11节气门控制单元1，气缸组I13爆震传感器1与2，气缸组I15霍尔（凸轮轴）传感器1与3，气缸组I气缸组II2发动机控制单元24气缸组II带输出级的单火花点火线圈6气缸组II火花塞8带进气温度传感器的空气质量流量汁29发动机转速传感器12节气门控制单元2，气缸组II14爆震传感器3与4，气缸组II16霍尔（凸轮轴）传感器2与4，气缸组II48汽车电子控制技术电子129130汽车电子控制技术四、爆震控制爆震控制是发动机ECU根据爆震传感器提供的爆震信号的强度和频度相应地推迟点火时间，防止爆震发生的控制。

1．磁致伸缩式爆震传感器图1—73

磁致伸缩式爆震传感器49汽车电子控制技术四、爆震控制1．磁致伸缩式爆震传感器130131汽车电子控制技术

2．压电式爆震传感器图1—74压电式爆震传感器的结构与安装l一压电陶瓷；2一振动质量；3一壳体；4一螺钉；5一接触片；6一插头；7一发动机体；ν—振动速度图1—75爆震传感器的电压信号a一缸内气体压力；b一滤波的压力信号；c一爆震传感器的电压信号50汽车电子控制技术2．压电式爆震传感器图1—74压电131132汽车电子控制技术五、点火线圈此大众的点火线圈为单火花点火线圈，按点火系统分类属于无触点点火系统，除了无触点点火系统外还有有触点点火系统。1．有分电器式点火控制系统有分电器式点火系统电路如图1-76所示。图1-76

有分电器式点火系统电路1一信号发生器2一ECU3一点火控制器4一点火线圈5一点火开关51汽车电子控制技术五、点火线圈图1-76132133汽车电子控制技术2．无分电器的点火控制系统无分电器的点火控制系统有二极管分配式和点火线圈分配式两大类。

(1)二极管分配式图1-77二极管分配式同时点火的无分电器点火系统工作原理图l一1、4缸触发信号2一电子点火控制器3一控制部分4一稳压器

5、8一一次线圈6一高压二极管7一二次线圈9—2、3缸触发信号52汽车电子控制技术2．无分电器的点火控制系统图1-77133134汽车电子控制技术

(2)点火线圈分配式点火线圈分配式无分电器点火系统是将来自点火线圈的高压电直接分配给火花塞，有同时点火和单独点火两种形式。图1—78点火线圈分配式同时点火的无分电器点火系统1)同时点火图1—78

点火线圈分配式同时点火的无分电器点火系统53汽车电子控制技术(2)点火线圈分配式点火线圈分配式无分134135汽车电子控制技术

2)单独点火图1—79单独点火式无分电器点火系统54汽车电子控制技术2)单独点火图1—79单独点火式135136汽车电子控制技术第四节充气效率控制子系统充气效率控制有以下措施：可变气门、谐波增压、废气涡轮增压。一、可变气门可变气门技术包括可变配气正时技术和可变气门升程技术两部分。可变配气正时(variablevalvetiming，VVT)指的是发动机进(排)气门的开启时刻和开启持续时间能随发动机工况的不同而发生改变；而可变气门升程(variablevalvelife，VVL)指的是进(排)气门的升程能随发动机工况的不同而发生改变。可变气门技术的核心目的是充分利用气流的惯性和压差，实现进气充分和排气彻底，以提高发动机的动力性和经济性。正时、重叠角以及升程是调节气门的三个重要参数,大众辉腾可变正时调节如图1-80所示。

55汽车电子控制技术136137汽车电子控制技术图1-80大众辉腾正时调节管理系统气缸组I1发动机控制单元13凸轮轴正时调节阀，气缸组I5带进气温度传感器的空气质量流量计17发动机转速传感器8温度传感器G629霍尔传感器1与3，气缸组I11机油温度气缸组II2发动机控制单元24凸轮轴正时调节阀，气缸组II6带进气温度传感器的窄气质量流量计27发动机转速传感器10霍尔传感器2与4，气缸组II56汽车电子控制技术图1-80大众辉腾正时调节管理系统气137138汽车电子控制技术二、发动机排放污染物的控制措施

1.燃油蒸发控制系统图1—92广州本田雅阁乘用车燃油蒸发(EVAP)控制系统57汽车电子控制技术二、发动机排放污染物的控制措施图1—92138139汽车电子控制技术

2.排气再循环系统排气再循环量通常以EGR率来表示，它反映再循环废气量占总进气量的百分率。图1—94不同占空比脉冲电压控制的排气再循环系统58汽车电子控制技术2.排气再循环系统图1—94不同占空139140汽车电子控制技术第六节巡航控制子系统一、巡航控制系统（CCS）图1-105计算机巡航控制系统59汽车电子控制技术第六节巡航控制子系统图1-105140141汽车电子控制技术二、自动车距控制（APC）自动车距控制系统（简称APC）是传统的定速巡航装置（CCS）的扩展。CCS将车速调节到驾驶员预设的车速。APC系统以同样的方式实现驾驶舒适功能。另外，当前方车辆比本车速度慢时，自动调整本车速度。图1-115匀速图1-116前方有车辆减速60汽车电子控制技术二、自动车距控制（APC）图1-115141142汽车电子控制技术图1-117前方插入车辆减速图1-118前方车辆加速或变道61汽车电子控制技术图1-117前方插入车辆减速142143汽车电子控制技术APC主要适合于在高速公路和城间公路进行直线行驶。为了实现上述功用，自动车距控制由多功能方向盘、仪表板上的APC显示器、油门踏板、制动踏板、车距控制传感器、电子制动助力器等组成。如图1-120所示。图1-120自动车距控制系统图1-120自动车距控制系统图1-120自动车距控制系统图1-120自动车距控制系统62汽车电子控制技术APC主要适合于在高速公路和143144汽车电子控制技术5.制动助力器控制单元制动助力器控制单元的作用是控制制动压力的建立和释放。图1-131制动助力器控制单元63汽车电子控制技术5.制动助力器控制单元图1-131144145汽车电子控制技术6.防盗报警装置图1-132CAN总线继电器执行专门的开启程序64汽车电子控制技术6.防盗报警装置图1-132CAN145146汽车电子控制技术7.电子制动助力器（EBS）APC系统中的电子制动助力器（EBS）的任务是启动制动器，以控制到前方车辆的距离。图1-133电子制动助力器结构65汽车电子控制技术7.电子制动助力器（EBS）图1-13146147汽车电子控制技术8.CAN网络中的数据流车距控制传感器通过制动助力器控制单元内的总线继电器与动力传动系统CAN总线相连。车距控制传感器同下列控制单元交换信息：●制动助力器控制单元●发动机控制单元●组合仪表●转向柱电子装置控制单元●自动变速箱控制单元●带有EDL的ABS控制单元66汽车电子控制技术8.CAN网络中的数据流147148汽车电子控制技术第四章自动变速器电子控制系统第一节自动变速器概述一、自动变速器发展历程1．液力自动变速器阶段

2．电控液力变速器阶段3．智能控制变速器阶段二、自动变速器的分类1．按汽车驱动方式分类汽车驱动方式的不同，自动变速器可分为后驱动自动变速器和前驱动自动变速器两种