汽车电器与电控技术 课件 1 汽车电控技术概述（3讲）

主讲：舒华教授汽车电控技术

AutomobileElectronicControlTechnology中国人民解放军军事交通学院第1讲汽车电控技术应用与发展主讲：舒华教授

第1章汽车电控技术概述

ElectronicControlTechnologySummarize

1.1汽车电控技术的应用1.汽车电控技术概述1.2汽车电控技术的发展1.3汽车电控系统的组成1.4汽车电控系统的分类一、教学内容1.汽车电控技术的应用概况2.汽车电控技术的发展动因与趋势3.汽车电控系统的基本组成4.汽车发动机电控系统组成5.汽车电控系统的分类方法二、教学要求1.了解汽车电控技术的应用概况、发展动因与发展趋势；2.熟悉汽车电控系统的基本组成和发动机电控系统的组成；3.掌握汽车电控系统的分类方法。1.汽车电控技术概述—教学任务1.1汽车电控技术的应用1.1汽车电控技术的应用1.1.1应用实例1.1.2应用领域

汽车电控技术：汽车电子控制技术——以电器技术、微电子技术、计算机技术、自动控制技术、智能控制技术、液压传动技术、新材料和新工艺等技术为基础，以解决汽车能源紧缺、环境保护和交通安全等社会问题为目的，提高汽车整车性能的技术。汽车电器技术→保证汽车正常行驶；汽车电控技术→提高汽车整车性能。

概念1.1汽车电控技术的应用1.1.1应用实例1995年博世公司应用情况动力与驱动控制安全性控制舒适性控制通信与娱乐控制职业技能鉴定模块分类

20世纪90年代电控技术应用

1.1汽车电控技术的应用1.1.1应用实例1.1.2应用领域汽油发动机控制、柴油发动机控制、自动变速控制、汽车底盘控制、汽车车身控制、汽车故障诊断、无人驾驶等技术领域。

1.2

汽车电控技术的发展1.1汽车电控技术的应用1.2汽车电控技术的发展1.2.1汽车电控技术的发展动力与原因1.2.2汽车电控技术的发展趋势与战略近半个世纪以来，汽车技术的发展主要是汽车电器技术、电控技术和车身技术的发展。汽车电子化（自动化、智能化和网络化）是汽车发展的必由之路。全球面临的三大课题：汽车能源、环境保护和交通安全。工业化水平衡量标志：汽车技术、建筑技术和环保技术。

1.2汽车电控技术的发展1.2.1汽车电控技术的发展动力和原因（1）一方面是全球能源紧缺、环境保护和交通安全问题，促使汽车油耗法规、排放法规和安全法规的要求不断提高；（2）另一方面是电子技术水平不断提高。——汽车油耗法规和排放法规促进了汽车发动机电控技术的发展；电控燃油喷射EFI：节油5%~10%、净化排气；——汽车安全法规促进了汽车底盘和车身电控技术的发展。

防抱死制动ABS：湿滑或冰雪路面的事故率降低24%~28%。经济性安全性1.2汽车电控技术的发展1.2.1汽车电控技术发展的动力与原因1.2.2汽车电控技术的发展趋势与战略（1）智能传感器技术

；

（2）微处理器技术；

（3）智能交通技术；（4）光导纤维技术；（5）模块化设计技术；（6）电压倍增技术；（7）主动安全技术；（8）网络通信技术；（9）无人驾驶技术。1.2汽车电控技术的发展战略（1）开发利用汽车电控技术；

（2）研究新能源汽车技术；（3）开发汽车轻量化技术。汽车工业发展战略课程小结（1）这次课主要介绍了：1.汽车电控技术的应用概况2.汽车电控技术的发展动因、发展趋势与发展战略

汽车电控技术（括无人驾驶技术）是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志。汽车电控技术能够协助人类解决汽车能源、环境保护和交通安全这三大社会问题。今天这一讲是抛砖引玉的引言，帮助大家了解学习《汽车电控技术》课程的重要性和必要性。希望同学们认真复习，打好基础。

接下来，请同学们根据讲授内容阅读教材，并在网上完成课后作业。同学们，下次课再会！1.2汽车电控技术的发展1.2.1汽车电控技术发展的动力与原因1.2.2汽车电控技术的发展趋势与战略电压倍增技术：——理论与实验证明：在电器负载功率不变的情况下，电源电压提高2倍，负载电流可以减小2/3。设：负载功率P＝IU＝6A×14V＝84W；I＝6A，U＝14V；

提高2倍后的电源电压：U1＝14V＋28V＝42V

电压提高后的负载电流：I1＝P/U1＝84÷42＝2A

电流减小值为：I－I1＝6A－2A＝4A

负载电流减小2/3：2/3I＝2/3×6A＝4A1.2汽车电控技术的发展1.2.2汽车电控技术的发展趋势与战略无人驾驶技术：——集自动控制、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物，在国防和国民经济领域应用前景广阔。——是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志。定义：——无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。——利用车载传感器感知车辆周围环境，并根据感知所得道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆在道路上安全、可靠地行驶。1.2汽车电控技术的发展1.2.2汽车电控技术的发展趋势与战略智能传感器技术：——智能传感器不仅能够提供汽车的状态信息，而且还能对信号进行放大和处理，对温度漂移、时间漂移和非线性数据进行自动校正，具有较强的抗电磁干扰能力，在恶劣条件下仍能保持较高的测量精度。——全球汽车传感器市场的年均增长率达20%。微处理器技术：——微处理器已广泛用于汽车发动机、底盘、车身和故障诊断控制系统，车载各类控制系统目前使用的微处理器累计已达30~60个。汽车智能化发展的一个重要趋势就是大量使用微处理器，用以改善汽车的整体性能。1.2汽车电控技术的发展1.2.2汽车电控技术的发展趋势与战略智能交通技术：——智能交通系统ITS：IntelligentTrafficSystem，将机器视觉、环境感知、卫星定位、信息融合、决策与控制等相关技术相互融合，使汽车自动筛选最佳行驶路线的系统。光导纤维技术：——光缆传输特性：传输容量巨大、传输衰耗极低、绝缘性能好、抗电磁干扰和抗辐射能力强等优异，而且体积小、质量小、成本低。——光缆成本降低和应用量逐年增大，必将大大降低汽车电控系统乃至汽车整车的制造成本和减轻整车整备质量，同时还可为汽车轻量化开辟一条新的技术途径。1.2汽车电控技术的发展1.2.2汽车电控技术的发展趋势与战略模块化设计技术：——模块化设计：指为开发具有多种功能的不同产品，不需要对每种产品实施单独设计，而是精心设计出多种模块，将其经过不同方式的组合来构成不同的产品，以解决产品品种、规格、制造周期和成本之间的矛盾。——汽车整车电控系统的零部件用量越来越大，采用模块化设计技术，能够减小体积、减轻质量、缩短装配工时，提高汽车电控系统乃至汽车整车的可靠性。1.2汽车电控技术的发展1.2.2汽车电控技术的发展趋势与战略网络通讯技术：——汽车电子化发展趋势：利用网络通讯技术来传输海量的实时数据。——网络通讯技术将通讯系统与车载信息系统融合，提供实时的交通信息、气象数据、满足个性化要求的信息以及详细的道路指南等信息。——网络通讯技术被视为汽车工业继高压缩比发动机电控技术之后的又一次革命。作为引领汽车产业向另一发展阶段进发的新技术领域，网络通讯技术必将进一步整合移动通讯技术与无线网络技术，使汽车与人类活动紧密相连。1.2汽车电控技术的发展1.2.2汽车电控技术的发展趋势与战略主动安全技术：——车身动态综合管理系统、速度与车距自动调节系统、车辆碰撞预警系统、红外夜视系统、轮胎压力预警系统和驾驶环境控制系统等。车身动态综合管理系统VDIM，VehicleDynamicsIntegratedManagementSystem。——将防抱死制动系统（ABS）、制动力分配系统（EBD）、辅助制动系统（EBA）、驱动轮防滑转调节系统（ASR）和车身稳定性控制系统（VSC）等控制制动力和驱动力的主动安全系统，以及电控动力转向系统（EPS）和电控悬架系统（EMS）等进行综合集成，对车身姿态进行综合控制，使汽车在各种行驶条件下，特别是在转向、制动或打滑时，都能保持方向稳定、行驶安全和乘坐舒适。——VDIM是采用智能识别与判断技术来控制车辆行驶稳定性的主动安全体系。课程小结（1）这次课主要介绍了：1.汽车电控技术的应用概况2.汽车电控技术的发展动因、发展趋势与发展战略

汽车电控技术（括无人驾驶技术）是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志。汽车电控技术能够协助人类解决汽车能源、环境保护和交通安全这三大社会问题。今天这一讲是抛砖引玉的引言，帮助大家了解学习《汽车电控技术》课程的重要性和必要性。希望同学们认真复习，打好基础。

接下来，请同学们根据讲授内容阅读教材，并在网上完成课后作业。同学们，下次课再会！第2讲汽车电控系统的组成主讲：舒华教授

第1章汽车电控技术概述

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1.1汽车电控技术的应用1.汽车电控技术概述1.2汽车电控技术的发展1.3汽车电控系统的组成1.4汽车电控系统的分类一、教学内容1.汽车电控系统的基本组成2.汽车发动机电控系统组成二、教学要求1.熟悉汽车电控系统的基本组成2.掌握发动机电控系统的组成1.3汽车电控系统组成—教学任务1.3.1汽车电控系统的基本组成1.3.1汽车电控系统的基本组成——每一辆汽车配装有若干个电控系统。每一个系统都能实现不同的控制功能。汽车车型不同、档次不同，采用电控系统的多少也不尽相同。

汽车电控系统的基本组成共同特点：传感器与开关信号、电控单元ECU和执行器三部分组成。

基本组成1.3.1汽车电控系统的基本组成1.3.1汽车电控系统的基本组成1.传感器定义：——传感器是将各种非电量(物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成便于传输和处理的另一种物理量（一般为电量）的装置。功用：——传感器相当于人的眼、耳、鼻、舍、身等五官。在汽车电控系统中，传感器的功用是：将汽车各部件运行的状态参数（非电量信号）转换成电量信号并传输到各种电控单元ECU。——最简系统：6~8只；复杂系统：50只以上；传感器越多，其档次就越高。

传感器1.3.1汽车电控系统的基本组成1.3.1汽车电控系统的基本组成1.传感器种类：按检测项目分类1）流量传感器：翼片式、量芯式、涡流式、热丝式与热膜式空气流量传感器等；2）位置传感器：曲轴位置、凸轮轴位置、节气门位置、车身位置传感器等；3）压力传感器：进气歧管压力、大气压力、汽缸压力、燃油压力传感器等；4）温度传感器：冷却液温度、进气温度、燃油温度、传动液温度、车内温度等；5）浓度传感器：氧传感器、酒精浓度传感器等；6）速度传感器：车轮速度、车速、车身纵向和横向加（减）速度传感器等；

变速器输入轴转速、输出轴转速、压缩机转速传感器等；7）碰撞传感器：滚球式、滚轴式、偏心锤式、压电式和水银式碰撞传感器等。

传感器1.3.1汽车电控系统的基本组成1.3.1汽车电控系统的基本组成1.传感器2.电控单元（ECU）英文名称：ElectronicControlUnit中文名称：电子控制单元、电子控制器

电子控制组件、“汽车电脑”功用：控制中心——数学运算、逻辑判断、数据处理与管理——分析处理传感器采集的各种信息，并向受控装置（即执行器或执行元件）发出控制指令。“麻雀虽小，五脏俱全”→计算机的组成与功能ECU1.3.1汽车电控系统的基本组成1.3.1汽车电控系统的基本组成1.传感器2.电控单元（ECU）3.执行器——执行元件、执行机构功用：

接收电控单元ECU的指令，完成具体的执行动作。——燃油喷射系统：电动燃油泵和电磁喷油器；——怠速控制系统：怠速控制阀；——油汽回收系统：活性炭罐电磁阀；——微机点火系统：点火控制器和点火线圈；——安全气囊系统：气囊点火器；——防抱死制动系统：两位两通或三位三通电磁阀、回液泵电动机。功用1.3.2发动机电控系统的组成1.发动机传感器与开关信号2.发动机电控单元（ECU）3.发动机执行器大众M型发动机电控系统组成与安装位置1.3.2发动机电控系统的组成1.发动机传感器与开关信号传感器：1）热膜式空气流量传感器（AFS）2）磁感应式曲轴位置传感器（CPS）3）霍尔式凸轮轴位置传感器（CIS）4）电位计式节气门位置传感器（TPS）5）热敏电阻式冷却液温度传感器（CTS）6）热敏电阻式进气温度传感器（IATS）7）氧化钛式氧传感器（O2或EGO）8）压电式发动机爆燃传感器（EDS）9）舌簧开关式车速传感器（VSS）。大众M型发动机电控系统的组成1.3.2发动机电控系统的组成1.发动机传感器与开关信号传感器：开关信号：1）点火开关信号（IGN）2）起动开关信号（STA）3）空调开关信号（A/C）4）电源电压信号（UBAT）5）空挡安全开关信号（NSW）。大众M型发动机电控系统的组成1.3.2发动机电控系统的组成1.发动机传感器与开关信号2.发动机电控单元（ECU）ECU：大众代号J220大众M型发动机电控系统的组成1.3.2发动机电控系统的组成1.发动机传感器与开关信号2.发动机电控单元（ECU）3.发动机执行器1）电动燃油泵（G6）2）电磁喷油器（N30~N33）3）怠速控制电动机（V60）4）活性炭罐电磁阀（N80）5）氧传感器加热器（Z19）6）点火控制器(N122)与点火线圈(N128)。大众M型发动机电控系统的组成课程小结（2）这次课主要介绍了：1.汽车电控系统的基本组成——传感器、电控单元ECU和执行器2.汽车发动机电控系统组成——发动机传感器、电控单元和执行器今天这一讲是汽车电控系统的基本知识（入门须知）。希望同学们认真看书复习、掌握重点，为后续课程学习奠定基础。接下来请同学们根据讲授内容阅读教材，并在网上完成课后作业。同学们，下次课再会！0.5.1专设学习资源0.5.2非专设学习资源0.5学习资源教学内容理论学时理论调整实践学时小计汽车电控技术概述4304汽油机电控喷油技术1215618发动机排放控制技术68410柴油机电控喷油技术68410汽车行驶安全电控技术88412汽车电控自动变速技术66410汽车电控系统故障自诊断技术4448合计46522672第3讲汽车电控系统的分类主讲：舒华教授

第1章汽车电控技术概述

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关于电控系统组成的几点说明1.汽车发动机电控系统是一个综合控制系统，并具有多种控制功能。2.将发动机电控系统的传感器和执行器进行不同的组合，就可组成若干系统：——燃油喷射控制系统：喷射正时与喷油量控制——微机控制点火系统：点火正时与点火电流——发动机爆震控制系统：发动机爆燃（爆震）与点火提前角闭环控制——空燃比反馈控制系统：空燃比反馈控制——断油控制系统：超速断油控制、减速断油控制、清除溢流控制——燃油蒸汽回收系统：回收燃油蒸汽→减少排放——怠速控制系统：稳定怠速——故障自诊断系统：故障自诊断关于电控系统组成的几点说明3.控制燃油喷射和点火是发动机电控系统的主要功能，其余均为辅助控制功能。4.某一控制系统也可能同时具有多种控制功能。例如，电子控制燃油喷射系统能够精确控制喷油量，且喷射的燃油雾化良好、燃烧完全。因此，不仅能够提高汽车的动力性，而且还能提高汽车的经济性和排放性能。5.在汽车电控系统中，发动机电控系统的控制部件最多、控制参数最多、控制功能最强、控制过程最复杂。因此，只要熟悉发动机电控系统的结构原理与控制过程，掌握该系统的故障诊断与检修方法，其它电控系统的学习问题就能迎刃而解。1.4汽车电控系统的分类1.3汽车电控系统的组成1.4汽车电控系统的分类1.4.1按控制目标分类1.4.2按控制对象分类

1.4汽车电控系统的分类1.4.1按控制目标分类1）

动力性控制2）

经济性与

排放性控制3）

安全性控制4）

舒适性控制5）

操纵性控制6）

通过性控制

1.4汽车电控系统的分类1.4.1按控制目标分类1）

动力性控制2）

经济与排放性控制1.4汽车电控系统的分类1.4.1按控制目标分类3）

安全性控制1.4汽车电控系统的分类1.4.1按控制目标分类4）

舒适性控制5）

操纵性控制6）

通过性控制1.4汽车电控系统的分类1.4.1按控制目标分类1.4.2按控制对象分类发动机电子控制系统：EngineElectronicControlSystem底盘电子控制系统：ChassisElectronicControlSystem车身电子控制系统：BodyworkElectronicControlSystem1.4汽车电控系统的分类1.4.2按控制对象分类——发动机电子控制系统

提高汽车的动力性、经济性和排放性能。（1）电控发动机燃油喷射系统（EFI，EngineFuelInjectionSystem）——提高经济性、排放性；（2）微机控制点火系统（MCI，MicrocomputerControlIgnitionSystem）——提高动力性；（3）发动机空燃比反馈控制系统（AFC，AirFuelRatioFeedbackControlSystem）；（4）发动机怠速控制系统（ISC，IdleSpeedControlSystem）；（5）发动机断油控制系统（SFI，SeverFuelInjectionSystem）；（6）发动机爆燃控制系统（EDC，EngineDetonationControlSystem）；（7）燃油蒸汽回收系统（FEC，FuelEvaporativeEmissionControlSystem）；（8）电控废气再循环系统（EGR，ElectronicControlExhaustGasRecirculationSystem）；（9）汽车巡航控制系统（CCS，VehicleCruiseControlSystem）；（10）车载故障自诊断系统（OBD，OnBoardSelf-DiagnosisSystem）等等。功用1.4汽车电控系统的分类1.4.2按控制对象分类——底盘电子控制系统

提高安全性、操稳性和通过性。（1）电子控制自动变速系统（ECT，ElectronicControlledAutomaticTransmissionSystem）。（2）电子控制无级变速系统（CVT，ElectronicControlledContinuouslyVariableTransmission（3）防抱死制动系统（ABS，Anti-lockBrakingSystem或Anti-SkidBrakingSystem）。（4）电子控制制动力分配系统（EBD，ElectronicBrakeforceDistributingSystem）。（5）车身稳定性控制系统（VSC，VehicleStabilityControl）或车身动态稳定性控制系统（DSC，DynamicStabilityControlSystem）或电子控制稳定性程序（ESP，ElectronicallyControlledStabilityProgram）。（6）驱动轮防滑转调节系统（ASR，AccelerationSlipRegulationSys