汽车传动系统的电子控制.ppt

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1、 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术主讲：王文林 教授 南昌大学机电工程学院 -车辆工程技术研究中心汽车传动系统的电子控制 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理人工控制恒温箱人工控制恒温箱人工控制恒温箱人工控制恒温箱控制过程控制过程控制过程控制过程:观测恒温箱内的温度（被观

2、测恒温箱内的温度（被控制量）控制量）与要求的温度（给定值）与要求的温度（给定值）进行比较得到温度偏差的进行比较得到温度偏差的大小和方向大小和方向根据偏差大小和方向调节根据偏差大小和方向调节调压器，控制加热电阻丝调压器，控制加热电阻丝的电流以调节温度回复到的电流以调节温度回复到要求值。要求值。实质实质:检测偏差再纠正偏差检测偏差再纠正偏差 123 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理自动控自动控自动控自动控制恒温箱制恒温箱制

3、恒温箱制恒温箱温度偏差信号经电压、功率放大后，用以驱动执行电动机，并通过温度偏差信号经电压、功率放大后，用以驱动执行电动机，并通过传动机构拖动调压器动触头。当温度偏高时，动触头向减小电流的传动机构拖动调压器动触头。当温度偏高时，动触头向减小电流的方向运动，反之加大电流，直到温度达到给定值为止，此时，偏差方向运动，反之加大电流，直到温度达到给定值为止，此时，偏差 u=0,u=0,电机停止转动。电机停止转动。控制过程控制过程控制过程控制过程:恒温箱实际温度由热电偶转恒温箱实际温度由热电偶转换为对应的电压换为对应的电压u u2 2恒温箱期望温度由电压恒温箱期望温度由电压u u1 1给定，并与实际温度

4、给定，并与实际温度u u2比比较得到温度偏差信号较得到温度偏差信号 u=uu=u1 1-u-u2 2 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理系统原理方块图系统原理方块图实质实质:检测偏差检测偏差 纠正偏差纠正偏差 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理从恒

5、温箱控制系统功能框图可见：从恒温箱控制系统功能框图可见：给定量位于系统的输入端，称为给定量位于系统的输入端，称为系统输入量系统输入量，也称为也称为参考输入量参考输入量（信号）。（信号）。被控制量位于系统的输出端，称为被控制量位于系统的输出端，称为系统输出系统输出量量。输输出出量量（全全部部或或一一部部分分）通通过过测测量量装装置置返返回回系系统统的的输输入入端端，使使之之与与输输入入量量进进行行比比较较，产产生生偏偏差差（给给定定信信号号与与返返回回的的输输出出信信号号之之差差）信信号号。输输出出量量的的返返回回过过程程称称为为反反馈馈。返回的全部或部分输出信号称为返回的全部或部分输出信号称为

6、反馈信号反馈信号。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理检测输出量（被控制量）的实际值；将输出量的实际值与给定值（输入量）进行比较得出偏差；用偏差值产生控制调节作用去消除偏差，使得输出量维持期望的输出。综上所述，综上所述，综上所述，综上所述，控制系统的工作原理控制系统的工作原理控制系统的工作原理控制系统的工作原理可可可可简述如下：简述如下：简述如下：简述如下：由由于于存存在在输输出出量量反反馈馈，上上述述系系统统能能在在存存

7、在在无无法法预预计计扰扰动动的的情情况况下下，自自动动减减少少系系统统的的输输出出量量与与参参考考输输入入量量（或或者者任任意意变变化化的的希希望望的的状状态态）之之间间的的偏偏差差，故故称称之之为为反馈控制反馈控制。显显然然：反反馈馈控控制制建建立立在在偏偏差差基基础础上上，其其控控制制方方式式是是“检测偏差检测偏差再再纠正偏差纠正偏差”。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理开环控制开环控制开环控制开环控制控制器与被控对

8、象间只有顺序作用而无反馈联系，控制单控制器与被控对象间只有顺序作用而无反馈联系，控制单方向进行。方向进行。数控机床的开环控制系统方块图优点优点：简单、稳定、可靠。若组成系统的元件特性和参数值比较稳：简单、稳定、可靠。若组成系统的元件特性和参数值比较稳定，且外界干扰较小，开环控制能够保持一定的精度。定，且外界干扰较小，开环控制能够保持一定的精度。缺点缺点缺点缺点：精度通常较低、无自动纠偏能力。精度通常较低、无自动纠偏能力。精度通常较低、无自动纠偏能力。精度通常较低、无自动纠偏能力。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础

9、汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理闭环控制闭环控制闭环控制闭环控制 闭闭环环控控制制系系统统特特点点：输输出出端端和和输输入入端端之之间间存存在在反反馈馈回回路路，输输出出量量对对控控制制过过程程有有直直接接影影响响。闭闭环环的的作作用用：应用反馈，减少偏差。应用反馈，减少偏差。优点：优点：精度较高，对外部扰动和系统参数变化不敏感精度较高，对外部扰动和系统参数变化不敏感缺点：缺点：存在稳定、振荡、超调等问题，系统性能分析存在稳定、振荡、超调等问题，系统性能分析 和设计麻烦。和设计麻烦。Lecture01:Automobile Powe

10、rtrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理 自自动动控控制制的的基基础础为为闭闭环环控控制制。控控制制论论的的奠奠基基人人 N.WienerN.Wiener 给出的定义为：给出的定义为：“Feedback Feedback is is a a method method of of controlling controlling a a system system by by inserting inserting into into it it the the result

11、result of of its its past past performance”performance”Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理动作要求偏差控制算法ECU能量输入外部扰动执行机构被控对象动态模型传感装置输出自动控制系统的一般结构自动控制系统的一般结构自动控制系统的一般结构自动控制系统的一般结构 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子

12、基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理自动控制系统的评价指标自动控制系统的评价指标自动控制系统的评价指标自动控制系统的评价指标 稳定性稳定性稳定性稳定性 系统动态过程的振荡倾向及其恢复平衡状系统动态过程的振荡倾向及其恢复平衡状态的能力。稳定的系统当输出量偏离平衡状态态的能力。稳定的系统当输出量偏离平衡状态时，其输出能随时间的增长收敛并回到初始平时，其输出能随时间的增长收敛并回到初始平衡状态。衡状态。不稳定稳定 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机

13、的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理稳定性可以这样定义稳定性可以这样定义稳定性可以这样定义稳定性可以这样定义：当当一一个个实实际际的的系系统统处处于于一一个个平平衡衡的的状状态态时时，如如果果受受到到外外来来作作用用的的影影响响，系系统统经经过过一一个个过过渡渡过过程程仍仍然然能能够够回回到到原原来来的的平平衡衡状状态态，称称这这个个系系统统是是稳稳定定的的，否否则则称系统不稳定称系统不稳定。稳定性是控制系统正常工作的先决条件。稳定性是控制系统正常工作的先决条件。控控制制系系统统稳稳定定性性由由系系统统结结构构所所决决定定，与与外外界界因因素素无

14、无关。关。稳稳定定性性由由控控制制系系统统内内部部储储能能元元件件的的能能量量不不可可能能突突变变所产生的惯性滞后作用所导致。所产生的惯性滞后作用所导致。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理 稳态误差稳态误差稳态误差稳态误差:系统的调整（过渡）过程结束而趋于稳定状态时，系统输出的系统的调整（过渡）过程结束而趋于稳定状态时，系统输出的实际值与给定量之间的差值。实际值与给定量之间的差值。快速性：快速性：快速性：快速性：输输出出

15、量量和和输输入入量量产产生生偏偏差差时时，系系统统消消除除这这种种偏偏差差的的快快慢慢程程度度。快快速速性性表表征征系统的动态性能。系统的动态性能。精确性：精确性：精确性：精确性：控制精度，以稳态误差来衡量。控制精度，以稳态误差来衡量。注意：注意：注意：注意：不不同同性性质质的的控控制制系系统统，对对稳稳定定性性、精精确确性性和和快快速速性性要要求求各各有有侧侧重重系系统统的的稳稳定定性性、精精确确性性、快快速速性性相相互互制制约约，应应根根据据实实际际需需求求合合理选择。理选择。tst0Mp2 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTIT

16、LES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理自动控制系统自动控制系统自动控制系统自动控制系统(1)(1)(1)(1)Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理自动控制系统自动控制系统自动控制系统自动控制系统(2)(2)(2)(2)Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控

17、制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术反馈控制原理反馈控制原理自动控制系统自动控制系统自动控制系统自动控制系统(3)(3)(3)(3)Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子技术汽车电子技术自动控制在汽车领域的应用自动控制在汽车领域的应用传统汽车现代汽车机械系统机电一体化多种高新技术劳动密集技术密集技术密集知识密集 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基

18、础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子技术汽车电子技术自动控制在汽车领域的应用自动控制在汽车领域的应用第一阶段第二阶段第三阶段车载收音机发电机硅整流器晶体管无触点点火燃油喷射控制电子时钟发动机电子管理系统自动变速系统制动防抱死系统软/硬悬架巡航控制电子仪表小气候控制动力传动总成控制系统制动、转向、悬架整体控制车身电子控制综合信息显示控制在线故障诊断系统通讯和导航系统多路传输和智能电源1960198019902000汽车电子技术发展过程汽车电子技术发展过程 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTIT

19、LES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子技术汽车电子技术自动控制在汽车领域的应用自动控制在汽车领域的应用汽车电子技术发展过程汽车电子技术发展过程美国每辆汽车电子产品平均价格美国每辆汽车电子产品平均价格1970198019902000价格/美元200600100014001800（年）（年）Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子技术汽车电子技术自动控制在汽车领域的应用自动控制在汽车领域的

20、应用4信息与通信系统显示：中央综合显示系统、多画面电子地图、前视窗显示、电子时钟信息通讯：多路传输总线，蜂窝电话导航：惯性导航、GPS导航故障诊断系统2底盘控制系统悬架控制制动防抱死控制3车身控制系统安全：安全气囊、安全带舒适：空调、音频系统方便：桌椅控制、自动照明1动力传动总成控制系统汽油机控制柴油机控制自动变速控制动力传动整体控制 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子技术汽车电子技术自动控制在汽车领域的应用自动控制在汽车领域的应用汽车

21、电子控制系统的综合化汽车电子控制系统的综合化目前，电子产品几乎覆盖了整个汽车。随着汽目前，电子产品几乎覆盖了整个汽车。随着汽车上实现相对独立功能的部件控制系统的数量增加，车上实现相对独立功能的部件控制系统的数量增加，较多的、传感器和执行机构带来诸多困难。较多的、传感器和执行机构带来诸多困难。系统诊断和维护不便，故障多、不可靠。系统诊断和维护不便，故障多、不可靠。为了使汽车各个控制系统的功能达到最优协调为了使汽车各个控制系统的功能达到最优协调与匹配，减少传感器的使用数量，开始采用车载网与匹配，减少传感器的使用数量，开始采用车载网络技术，通过数据总线将各个联结在一起，络技术，通过数据总线将各个联结

22、在一起，产生了汽车综合电子控制系统。产生了汽车综合电子控制系统。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子技术汽车电子技术自动控制在汽车领域的应用自动控制在汽车领域的应用汽车电子控制系统的综合化汽车电子控制系统的综合化功能模块CPURAMROM功能模块CPURAMROM功能模块CPURAMROM功能模块CPURAMROM共享存储器功能模块CPURAMROM动力传动控制处理器 底盘控制处理器车身控制处理器后备控制处理器信息与通信控制处理器CAN总

23、线 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子技术汽车电子技术自动控制在汽车领域的应用自动控制在汽车领域的应用汽车电子控制系统的综合化汽车电子控制系统的综合化由此可充分地利用车内空间和现有的电子控制功能，避免了控制功能的重复，简化了布线和安装，改善了故障诊断能力，同时提高了系统的可靠性和可维护性。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油

24、发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成传感器传感器 有的汽车上传感器多达有的汽车上传感器多达5050多个。可以说，汽多个。可以说，汽车电子控制技术成功与否在很大程度上取决于车电子控制技术成功与否在很大程度上取决于传感器。传感器。车用传感器，按检测项目可分为：温度传车用传感器，按检测项目可分为：温度传感器；压力传感器；空气流量传感器；位置、感器；压力传感器；空气流量传感器；位置、角度传感器；气体浓度传感器；转速传感器；角度传感器；气体浓度传感器；转速传感器；加速度传感器；光量传感器；液位传感器；距加速度传感器；光量传感器；液位传感器；距离传感器；电流传感

25、器；载荷传感器等。离传感器；电流传感器；载荷传感器等。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成 设计或选用传感器时，除考虑传感器的测设计或选用传感器时，除考虑传感器的测量范围、精度、分辨率、响应速度等基本因素量范围、精度、分辨率、响应速度等基本因素应符合要求之外，还要考虑到参数的一致性、应符合要求之外，还要考虑到参数的一致性、可靠性（工作环境的特殊性）、耐久性及经济可靠性（工作环境的特殊性）、耐久性及经济性

26、等。性等。除非特别原因，应该选用直接测量的传感除非特别原因，应该选用直接测量的传感器，而不选用间接的。有些量理论上可以从其器，而不选用间接的。有些量理论上可以从其它量推导得到，但实际上很难实现。如速度和它量推导得到，但实际上很难实现。如速度和加速度量由于信号的干扰作用就难于从位移信加速度量由于信号的干扰作用就难于从位移信号中求出。号中求出。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成 类型类型传感器示例传感器示

27、例所所涉及的系统及参数涉及的系统及参数温敏元件温敏元件 冷却水温传感器冷却水温传感器ECT ECT EGREGR，点火定时，燃油蒸点火定时，燃油蒸发净化，怠速，空然比发净化，怠速，空然比进气温度传感器进气温度传感器IATIAT点火定时，空然比，增压点火定时，空然比，增压压力压力电位器电位器节气们位置传感器节气们位置传感器TPTPEGR,EGR,点火定时，燃油蒸发点火定时，燃油蒸发净化，空然比净化，空然比翼片式空气流量传翼片式空气流量传感器感器VAFVAF点火定时，空然比点火定时，空然比信号发生信号发生器器排气氧传感器排气氧传感器EGOEGO空然比空然比爆燃传感器爆燃传感器KSKS点火定时点火定

28、时进气管绝对压力传进气管绝对压力传感器感器MAPMAPEGR,EGR,点火定时，空然比点火定时，空然比 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成 霍尔效应元件霍尔效应元件曲轴位置传感器曲轴位置传感器CPSCPS喷油与点火定时，喷油与点火定时，空然比，怠速，空然比，怠速，燃油泵，燃油泵，EGREGR 热线热线空气质量流量传空气质量流量传感器感器MAFMAF点火定时，空然点火定时，空然比比电磁元件电磁元件转速与

29、位置传感转速与位置传感器器喷油与点火定时，喷油与点火定时，空然比空然比车速传感器车速传感器VSSVSS怠速，恒速行驶怠速，恒速行驶控制，风扇控制，风扇 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成ECUECU汽车电子控制系统的核心汽车电子控制系统的核心 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电

30、子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成ECUECU汽车电子控制系统的核心汽车电子控制系统的核心*ECUElectronic Control Unit是电子控制系统的核心，软件存储在ECU中，它支配电子控制系统完成实时测控功能，包括各种数据采集、计算处理、输出控制、系统控制与自诊断等。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成ECUECU的基本构成的基本构成A/D输出处理微处理器

31、电源电路输入处理电源数字信号模拟信号电磁阀电机指示灯ECU输入输入输出输出D/A Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成输入处理电路输入处理电路模拟信号转换成数模拟信号转换成数字信号字信号数字信号（包括开数字信号（包括开关信号）关信号）脉冲信号脉冲信号输入处理电路+12v0v+5v0v Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油

32、发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成输出处理电路输出处理电路*微处理器输出的信号往往被用作控制电磁阀的电流信号、指示灯的开关信号、规定的周期脉冲信号、用于驱动步进电机的一系列固定周期的脉冲信号和用于比例控制的电压信号等。一方面由于这些信号功率小，另一方面由于汽车上执行机构的电源大多数是蓄电池，而微处理器所使用的是的电压，所以不能直接驱动执行机构，需要将微处理器的控制信号通过输出处理电路处理后再驱动执行机构。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础

33、汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成输出处理电路输出处理电路微处理器喷射信号输出功率驱动信号喷射器功率放大 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成执行机构执行机构 常用的执行机构根据常用的执行机构根据驱动能量驱动能量不同可分为三不同可分为三类：液压、气动和电气。也有利用材料特殊性质类：液压、气动和电气。也有利用材料特殊性质完成期

34、望动作的，如节温器。对小功率和运动伺完成期望动作的，如节温器。对小功率和运动伺服系统，一般采用电气元件。对大功率系统，可服系统，一般采用电气元件。对大功率系统，可采用液压和气动元件。如果结构尺寸要求很严，采用液压和气动元件。如果结构尺寸要求很严，则采用液压件；若结构尺寸要求不严，则多采用则采用液压件；若结构尺寸要求不严，则多采用气动。气动。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成名称名称驱动驱动能源能源应应

35、用用举举例例电动电动机机直流直流电动电动机机电电能能刮水器刮水器伺服伺服电动电动机机电电能能节节气气门门开度控制开度控制步步进电动进电动机机电电能能节节气气门门开度控制、开度控制、电电子子悬悬架阻尼与架阻尼与刚刚度控制度控制控制控制阀阀2/22/2开关开关阀阀液液压压/气气动动防抱死制防抱死制动动、驱动驱动控制、控制、ATAT变变速器速器3/33/3开关开关阀阀液液压压/气气动动防抱死制防抱死制动动、驱动驱动控制、控制、ATAT变变速器速器比例比例压压力力阀阀液液压压/气气动动起步离合器、起步离合器、CVTCVT金属金属带夹紧带夹紧力控制力控制比例流量比例流量阀阀液液压压/气气动动CVTCVT

36、连续连续速比控制速比控制继电继电器器电电能能电电磁磁阀驱动阀驱动、电动电动机机驱动驱动电电磁磁铁铁比例比例电电能能电电磁离合器、比例液磁离合器、比例液压阀压阀开关开关电电能能开关开关电电磁磁阀阀常用的执行机构常用的执行机构 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成系统模型系统模型 汽车电子控制系统的模型既包括动态模汽车电子控制系统的模型既包括动态模型，也包括静态模型。比较典型的动态模型，型，也包括静态模型。

37、比较典型的动态模型，如汽车驱动控制的动态模型、汽车整车动力如汽车驱动控制的动态模型、汽车整车动力学模型、防抱死制动模型等。常用的静态模学模型、防抱死制动模型等。常用的静态模型，如发动机数据模型、各种液压阀控制电型，如发动机数据模型、各种液压阀控制电压（电流）与流量压（电流）与流量/压力输出特性模型。压力输出特性模型。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制系统的构成汽车电子控制系统的构成 可通过三种不同的方式获得系统的模型，如理论可通过三

38、种不同的方式获得系统的模型，如理论推导、试验标定以及系统辨识。理论模型能准确而全推导、试验标定以及系统辨识。理论模型能准确而全面地描述系统的动态和稳态特性，但往往难于导出。面地描述系统的动态和稳态特性，但往往难于导出。一般而言，静态数据模型可以解决任意复杂系统的定一般而言，静态数据模型可以解决任意复杂系统的定量描述问题，但如果系统的动态特性起主导作用时，量描述问题，但如果系统的动态特性起主导作用时，用静态模型描述可能产生较大的误差。系统辨识可以用静态模型描述可能产生较大的误差。系统辨识可以提供包括动态特性在内的参数模型。在实际应用中，提供包括动态特性在内的参数模型。在实际应用中，人们习惯把系统

39、辨识的动态参数模型与稳态数据模型人们习惯把系统辨识的动态参数模型与稳态数据模型结合起来，以改善数据模型的精度。结合起来，以改善数据模型的精度。系统模型系统模型 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽车电子控制技术课程体系汽车电子控制技术课程体系发动机的电子控制发动机的电子控制 (汽油机、柴油机汽油机、柴油机)纵向动力学控制纵向动力学控制 (ABS/ASR)(ABS/ASR)自动变速控制自动变速控制 (AT/AMT/CVT)(AT/AMT/CVT)

40、电子悬架控制系统电子悬架控制系统其它控制系统、车载网络其它控制系统、车载网络 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术Take a break!Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽油发动机的电子控制汽油发动机的电子控制图图1 发动机电子控制系统示意图发动机电子控制系统示意图1.电动燃油泵 2.燃油滤清

41、器 3.活性炭罐电磁阀 4.活性炭罐 5.带输出驱动级的点火线圈 6.凸轮轴位置传感器 7.喷油器 8.燃油压力调节器 9.节气门控制组件 10.空气流量计 11.氧传感器 12.冷却液温度传感器 13.爆震传感器 14.曲轴位置传感器 15.进气温度传感器 16.发动机控制单元 Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽油发动机的电子控制汽油发动机的电子控制信信号号输输入入装装置置主主控控信信号号转速信号转速信号(曲轴位置曲轴位置)负荷信号负荷信号

42、(空气流量空气流量或进气管压或进气管压力力)修修正正信信号号冷却液温度冷却液温度进气温度进气温度节气门位置节气门位置起动起动空凋开关空凋开关执行机构执行机构喷油器喷油器点火控制器点火控制器怠速控制阀怠速控制阀自诊断故障自诊断故障灯灯电子控电子控制单元制单元ECUECU发动机发动机功率功率扭矩扭矩油耗油耗排放排放爆震爆震反馈信号(氧传感器、爆震传感器)Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术汽油发动机的电子控制汽油发动机的电子控制ECUECU主要控制内

43、容：主要控制内容：1 1、电控汽油喷射、电控汽油喷射(EFIEFI)；2 2、电控点火提前、电控点火提前(ESAESA););3 3、怠速控制、怠速控制(ISCISC)；4 4、排放控制；、排放控制；5 5、进气控制。、进气控制。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术电控汽油喷射电控汽油喷射-EFIEFIEFI分类分类(按空气计量方式按空气计量方式)1、D型型EFI系统（速度密度型系统（速度密度型）n n通过检测进气歧管的真空度来通过检测进气歧管的

44、真空度来间接间接检测发检测发动机吸入的空气量。动机吸入的空气量。n n“D”D”是德文是德文“压力压力”的第一个字母。的第一个字母。n n由于空气在进气歧管内的压力波动，该方由于空气在进气歧管内的压力波动，该方法的测量精度较差。法的测量精度较差。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术电控汽油喷射电控汽油喷射-EFIEFIEFI分类分类(按空气计量方式按空气计量方式)Lecture01:Automobile Powertrain Electronic

45、sSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术电控汽油喷射电控汽油喷射-EFIEFIEFI分类分类(按空气计量方式按空气计量方式)2、L型型EFI系统（质量流量型）系统（质量流量型）n n采用空气流量计采用空气流量计直接测量直接测量发动机吸入的空发动机吸入的空气量。气量。n n“L”L”是德文是德文“空气空气”的第一个字母的第一个字母 。n n其测量精度高于其测量精度高于DD型，故可精确地控制空型，故可精确地控制空燃比，它是目前应用最广的一种形式燃比，它是目前应用最广的一种形式。Lecture01:Automobile Powertrai

46、n ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术电控汽油喷射电控汽油喷射-EFIEFIEFI分类分类(按空气计量方式按空气计量方式)Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术电控汽油喷射电控汽油喷射-EFIEFIEFI分类分类(按空气计量方式按空气计量方式)3、Mono型型EFI系统系统n n该系统又称为节流阀体喷射系统该系统又称为节流阀体喷射系统（TBITBI）。仅用一只。

47、仅用一只电磁喷油器在原来安装化油器的部位依据一定的规电磁喷油器在原来安装化油器的部位依据一定的规律进行单点集中喷射，间歇性地将燃油喷射至发动律进行单点集中喷射，间歇性地将燃油喷射至发动机的进气歧管内。机的进气歧管内。n nMonoMono型型EFIEFI系统的空气量可以采用空气流量计计量，系统的空气量可以采用空气流量计计量，也可以采用按也可以采用按节气门开度和发动机转速节气门开度和发动机转速来计量进气来计量进气量，并据此控制空燃比，后者可省去空气流量计，量，并据此控制空燃比，后者可省去空气流量计，简化结构，因此在低排量轿车上应用较多。简化结构，因此在低排量轿车上应用较多。Lecture01:A

48、utomobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术电控汽油喷射电控汽油喷射-EFIEFIEFI分类分类(按空气计量方式按空气计量方式)Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术电控汽油喷射电控汽油喷射-EFIEFIEFI分类分类(按喷射位置与方式按喷射位置与方式)1、单点喷射、单点喷射(SPI)单点喷射系统是在进气管节气门上方装一个中央喷射

49、装置，用一到两只喷油器集中喷射，汽油喷入进气流中，与空气混合后，再由进气歧管分配到各个汽缸中。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术电控汽油喷射电控汽油喷射-EFIEFIEFI分类分类(按喷射位置与方式按喷射位置与方式)2、多点喷射、多点喷射(MPI)多点喷射系统是在每缸进气口处装有一只电磁喷油器，由电子控制按照一定的模式进行喷射。有三种模式：1，同时喷射；2，分组同时喷射；3，顺序喷射。Lecture01:Automobile Powertrai

50、n ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术电控汽油喷射电控汽油喷射-EFIEFIEFI分类分类(按喷射位置与方式按喷射位置与方式)3、缸内直接喷射、缸内直接喷射 缸内直接喷射是将燃料直接喷入汽缸内，喷射装置所需要的喷射压力较高。Lecture01:Automobile Powertrain ElectronicsSUBTITLES汽车电子基础汽油发动机的电子控制复 习 题柴油发动机的电子控制汽车自动变速控制技术电控汽油喷射电控汽油喷射-EFIEFIEFI分类分类(按喷射位置与方式按喷射位置与方式)4、连续喷射、