第12章汽车电子技术维修.ppt

第十二章 汽车电子控制系统实例 第一节 概述 第二节 汽车发动机的电子控制 第三节 电子控制自动变速器 第四节 汽车制动系防抱死电子控制系统 第五节 汽车电子安全气囊 第六节 车载定位和汽车的信息化 第七节 智能化的CAN Bus门控模块 第八节 新型智能芯片在汽车上的应用 第一节 概述 汽车电子技术在汽车技术进步的过程中始终走在前列，汽油机电控喷射技术结合三元催化器、柴油机燃油喷射系统、自动变速器、智能可变气门正时和升程技术、混合动力技术等许多机、电、液紧密结合的技术使汽车和性能指标日益提高，特别是电子控制技术伴随着微电子工业的迅猛发展而迅速提高。 汽油机电子控制最基本的控制内容包括点火系统的电子控制和燃油系统的电子控制。首先是从汽油机的电子控制开始的，最早出现的是晶体管辅助触点点火系。 第一节 概述 后来在这种点火系统的基础上，断点触点被霍尔或磁电式的传感器所取代，出现了所谓的无触点电子点火系统，这种点火系统的控制单元中往往还具有对初级回路闭合角控制的硬件电路。随后出现了单片机控制的点火系统，控制器除接收汽油机点火的触发信号外，还同时接收汽油机进气压力、转速、冷却水温、负荷等多个信号，并根据这些信号控制点火提前角和闭合时间。随着汽油机电控技术的发展，出现了无分电器的点火系DIS。汽车的其他系统如底盘、悬挂和车身等系统的电控技术，也像发动机的电控技术一样随着半导体和微电子技术似地飞速发展而进步。 第二节 汽车发动机的电子控制 一、汽油机的电子控制 目前汽油机电控系统一般包括三大部分：传感器部分、电子控制单元（ECU）和执行器部分，如图12-1所示。以ECU为中心，包括前置的A/D转换器、数字信号缓冲器以及后置的信号放大器等。微机运算速度快、精度高，能实时控制，并具备多中断响应等功能。 1.电控汽油喷射（EFI）系统 目前，电喷系统主要采用开环与闭环控制（反馈控制）相结合的方式。系统控制的原理是：由空气流量计或进气歧管绝对压力传感器和转速传感器测量进气空气量，由ECU根据冷却水温、进气温度、氧传感器信号等确定合适的空燃比，计算所需喷油量，进而对执行器进行控制。按照喷油器的安装位置的不同，电喷系统可分为三种型式：单点喷射（SPI）、多点喷射（MPI）和缸内直接喷射。 第二节 汽车发动机的电子控制 2.电子点火控制系统 早在20世纪初，点火系统在汽车发动机上已开始应用，从有触点式、普通无触点式、集成电路式，发展到现今的微机控制电子点火系统。微机控制电子点火系统可控制并维持发动机点火前提角（ESA）在最佳范围内，使汽油机的点火时刻更接近于理想状态，进一步挖掘发动机的潜能。目前在微机控制点火系统中，出现了一种无分电器点火（DLI）系统，它取消了普通微机控制点火系统中的分电器，改由ECU内部控制各缸配电。无分电器点火系统根据点火顺序的不同，有两缸同时点火和各缸独立点火两种。在发动机的点火控制中，同样采用了开环和闭环相结合的控制形式。 第二节 汽车发动机的电子控制 3.怠速控制（ISC）系统 怠速性能的好坏是平均发动机性能优越与否的重要指标，怠速性能差将导致油耗增加，排污严重，因此需进行必要的控制。怠速控制通常是指怠速转速控制，其实质就是对怠速工况时的进气量进行调节。怠速控制的基本原理是ECU根据冷却水温、空调负荷、空挡信号等计算目标转速，并与实际转速相比较，同时检测节气门全关信号及车速信号，判断是否处于怠速状态，确认后则按目标转速与实际转速之间的差值来驱动执行器调整控制进气量。怠速控制系统根据进气量控制方式的不同可分为节气门直动式和旁通空气式两种。 第二节 汽车发动机的电子控制 二、柴油机的电子控制 随着时代的发展，位置控制式地电控系统将逐渐被淘汰。本书在这里介绍时间控制式的柴油机电控系统的控制方法。如图12-2所示，在芯片上采用了32位的处理器，这一种模块化设计的MCU，每一个模块都有其较为独立的功能。这些模块有中央处理器单元（CPU32）、定时处理器（TPU）、队列式A/D转换模块（QADC）、队列串行模块（QSM）、系统集成模块（SIM）以及片内存储器（SRAM）。这些模块通过内部总线（IMB）相连，外扩的存储器通过外部总线接口（EBI）与SIM模块相连。 第二节 汽车发动机的电子控制 柴油机输出功率的大小由每循环供入气缸内的主要燃油量来控制，因而燃油量的控制是ECU最为核心的任务，在发动机运行过程中，根据不同的工况依据一定的控制逻辑向系统供油，这种逻辑关系如图12-3所示。 柴油机的启动状态有冷启动和热启动两种。 对于车用柴油机而言，怠速工况无疑是一个重要的环节，采用的控制策略是开环的前馈控制结合闭环的PID调节和各缸均匀性控制。 第二节 汽车发动机的电子控制 对油量的限制工况有两种情况，一种是用户自己定义的外特性曲线，另一种就