第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例

第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例1ECU控制点火系统2ECU控制燃油喷射系统3电控液力自动变速器ECU系统4电控机械无级自动变速器ECU系统5电动座椅ECU系统6汽车自动空调ECU系统第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例7电动车窗ECU系统8安全气囊ECU系统9制动防抱死(ABS)ECU系统10电子稳定程序(ESP)ECU系统11驱动力防滑ECU系统第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例10.1EUC控制点火系统CISVSSCPSAFSIATSDSCTSBATU接口电路A/D转换器CPU接口电路接口电路ROM接口电路RAM点火故障报警器点火线圈分电器火花塞第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例空气流量传感器（AFS）和节气门位置传感器（TPS）向ECU提供发动机负荷信号，用于计算确定点火提前角；曲轴位置传感器（CPS）向ECU提供发动机转速、曲轴转角信号，转速信号用于计算确定点火提前角，转角信号用于控制点火时刻（点火提前角）；凸轮轴位置传感器（CIS）用于检测活塞上止点位置，识别缸序；冷却液温度信号（CTS）、进气温度信号（IATS）、车速信号（VSS）、空调开关信号（A/C）以及爆燃传感器（DS）信号等，用于修正点火提前角第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例ECU根据凸轮轴位置传感器信号判断哪一缸即将到达压缩上止点，根据反映发动机工况的转速信号、负荷信号以及点火提前角有关的传感器信号确定相应工况下的最佳点火提前角，向点火控制器发出控制指令，使功率三极管截止，点火线圈初级电流切断，次级绕组产生高压电，并按发动机点火顺序分配到各缸火花塞跳火点燃混合气返回10.2ECU控制燃油喷射系统10.2.1ECU控制燃油喷射系统的电控系统组成(L型燃油喷射系统)第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例10.2.1ECU控制燃油喷射系统的电控系统组成(L型燃油喷射系统)第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例燃油喷射ECU电控系统空气流量传感器曲轴位置传感器进气温度传感器大气压力传感器氧传感器冷却液温度传感器节气门位置传感器点火开关信号10.2.2发动机启动后喷油量的ECU控制原理第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例基本喷油量喷油修正量喷油增量喷油量10.2.2发动机启动后喷油量的ECU控制原理基本喷油量喷油修正量总喷油量喷油增量CPSAFSIATS大气压力传感器EGO蓄电池CTSTPSIGN喷油器ECUVT第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例10.2.2发动机启动后喷油量的ECU控制原理ECU根据各自传感器输入的信号，结合ECU内部预先编制的控制程序和存储的试验数据，通过数学计算和逻辑判断，确定合适的喷油时刻和喷油脉冲宽度，并向喷油器提供接地信号使喷油器开始喷油，切断接地信号使喷油器停止喷油。返回10.3电控液力自动变速器ECU系统10.3.1电控液力自动变速器的组成第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例电控液力自动变速器电子控制单元电控单元ECU各类传感器执行器液力变矩器齿轮变速机构液压操纵系统10.3.2电控液力自动变速器的控制原理发动机发动机控制单元ECU自动变速器控制单元（TCU）制动灯开关模式开关档位开关发动机转速传感器ATF油温传感器水温传感器车速传感器节气门位置传感器液力变矩器行星齿轮变速机构阀体电磁阀电磁阀第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例10.3.2电控液力自动变速器的控制原理TCU根据这些电信号，按照设定的换挡规律向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号，而换挡电磁阀和油压电磁阀再将输入的电子控制信号转换成液压控制信号，并通过液压控制阀板中各个功能控制阀的位置改变来控制换挡执行机构（即离合器、制动器、单向离合器等）的作用，从而实现自动换挡。第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例10.3.3ECU控制换挡时刻的原理使用要求判断选择自动换挡图节气门位置传感器换挡电磁阀A换挡电磁阀B车速车速传感器节气门开度角第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例10.3.3ECU控制换挡时刻的原理ECU将汽车在不同使用要求下的最佳换挡规律以自动换挡图的形式储存在存储器中。带有模式选择开关的电控式自动变速器在模式开关处于不同位置时，其换挡规律不同。汽车行驶时，ECU根据模式选择开关和挡位开关的信号，从存储器中选出相应的自动换挡图，再将车速传感器、节气门传感器测得的数据与所选的自动换挡图进行比较，如在一定节气门开度下行驶的汽车达到设定的换挡车速时，ECU便向换挡电磁阀发出电信号，由电磁阀的动作决定压力油通往各操作元件的流向，以实现挡位的自动变换。第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例返回10.4电控机械无级自动变速器ECU系统10.4.1电控机械无级自动变速器（AMT）的组成第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例无级变速器变速箱电子控制系统液压控制系统换挡控制机构10.4.2电控机械无级自动变速器ECU的控制原理电控单元（ECU）车辆行驶的外部环境（坡道、弯道）驾驶意图（油门开度）离合器控制变速器控制发动机控制车辆自身状况（车速、发动机转速、变速器输入轴转速、车辆载荷、档位、离合器行程）第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例返回10.5电动座椅ECU系统10.5.1电动座椅系统的功用及组成第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例1号电机为座椅靠背后倾调节电机；2号电机为座椅后部上下调节电机；3号电机为座椅前后调节电机；4号电机为座椅前部上下调节电机10.5.2电动座椅ECU系统的控制原理程序入口系统初始化主程序总循环键盘扫描程序有键按下延时去抖存储记忆位置1运行电机到记忆位置1存储记忆位置2水平调节上下调节靠背调节记忆键1按下记忆键2按下运行电机到记忆位置2水平调节电机高度调节电机前后调节电机将电机绝对位置参数存入存储位置1将电机绝对位置参数存入存储位置2数码管显示YYYYYNNNNNYYYNNY第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例电动座椅的控制系统设有手动调节和记忆自动调节两种模式。当驾驶人第一次调整座椅时采用手动模式，调整到感觉合适位置时按下记忆健，各电机位置便由ECU控制存储下来。当对应记忆按键再次按下后，ECU计算当前电机位置与记忆位置的差值，驱动电机运行所差的圈数，通过相对零点位置运行的方式实现快速调节。返回第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例10.6汽车自动空调ECU系统10.6.1汽车自动空调ECU系统的功用及组成功用：自动空调通过空调ECU系统检测车内外温度和太阳辐射等等，根据驾驶员所设置的温度，自动地调节鼓风机转速和空气温度，从而将车内温度保持在设定的温度组成：自动空调系统制冷装置暖风装置通风装置空气净化装置ECU系统控制装置第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例ECU控制系统外界温度传感器蒸发箱温度传感器室内温度传感器阳光照度传感器控制ECU执行机构自动空调系统组成ECU控制系统组成10.6.2自动空调ECU工作原理第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例1—压缩机；2—鼓风机；3—上风口真空驱动器；4—外来空气口真空驱动器；5—蒸发器；6—蒸发器温度传感器；7—加热器芯子；8—调温门；9—吹出风口；10—车内温度传感器；11—阳光辐射传感器；12—大气温度传感器；13—冷却水温度传感器；14—触摸开关；15—预定温度键；16—微型计算机；17—热水阀真空驱动器；18—风口切向真空驱动器；19—反馈电位器；VSV—真空转换阀；DVV—DVC+DVH（降低真空电磁阀+升温真空电磁阀）10.6.2自动空调ECU工作原理在汽车自动空调中，每个传感器独立地将信号传送到空调器ECU，空调器ECU根据预先编制程序的标准，识别这些信号，从而独立地控制一个或多个执行器。使车内的温度，湿度，风速保持在设定的模式，从而营造一个舒适的乘驾环境。第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例传感器•驾驶员面板设定的温度信号和功能选择信号；•车室内温度传感器、车外环境温度传感器、阳光辐射温度传感器等；•空气混合门的位置反馈信号•压缩机同步传感器转速信号ECU•送风量控制信号；•车外新鲜空气与车内循环空气的自动切换控制信号；•压缩机各加热器工作的控制信号；•空气混合风门的控制信号。执行器接受空调ECU指令工作•向驱动各种风门的伺服电机或真空驱动器输送的信号；•控制风机电机转速的电压调节信号；•控制压缩机开停信号。返回10.7电动车窗ECU系统10.7.1电动车窗的组成及功能要求微处理器A/DI/O电源电流采样霍尔传感器车窗开关点火信号继电器电压转换车载电源直流电机玻璃升降机构玻璃障碍物第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例车窗玻璃的自动升降功能，存在着夹伤乘客的潜在危险，因而电动车窗的防夹功能已是一种必然的功能要求。放夹功能即当车窗玻璃遇到障碍物时，车窗电机能够反转，使玻璃下降一段距离后停止，等待用户的进一步指令。10.7.2电动车窗ECU系统的控制原理开始初始化监测按键输入手动下降自动下降手动上升车窗点动下降车窗自动下降车窗点动上升脉冲计数减少脉冲计数增加计算、记录车窗位置防夹控制监测到障碍物自动上升车窗自动上升进入防夹区域第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例返回10.8安全气囊ECU系统10.8.1安全气囊系统的功用及组成传感器控制器气体发生器气囊第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例安全气囊又称为辅助乘员保护系统，是汽车上装备的被动安全装置。当汽车发生碰撞时，在一次碰撞后、二次碰撞前迅速打开气囊，保护乘员的生命安全，或减轻事故导致的伤害程度。10.8.2安全气囊ECU系统控制原理气囊ECU主要用于监测汽车纵向减速度或惯性力是否达到设定阈值第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例ECU控制程序流程开始检测车速变化数据及碰撞传感器数据纵向减速度或惯性力超过阈值发生碰撞点火打开气囊结束YN第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例返回10.9制动防抱死(ABS)ECU系统10.9.1制动防抱死系统的功用及组成功用：汽车制动过程中，自动调节车轮的制动力，防止车轮抱死，从而获得最佳制动性能，减少交通事故。组成：轮速传感器、ABSECU和制动压力调节器。第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例10.9.2ABSECU的控制原理及过程ECU左前轮轮速传感器右前轮轮速传感器左后轮轮速传感器右后轮轮速传感器液压调节器ABS灯自诊断输出第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例ABSECU控制流程开始初始化检测ABS是否处于正常状态读取车轮转速信息判断车轮的滑移率是否超过阈值向执行装置发送信息，减小油压切断ABS制动，恢复正常制动状态，并点亮故障显示灯推出向执行机构发送信息，增加油压YNYN第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例返回第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例10.10电子稳定性程序（ESP）ECU系统10.10.1ESP系统的功用及组成功用：ESP控制横向滑移。它是一个主动安全系统，处理各种异常状况，减轻驾驶员的精神紧张及身体疲劳。只要ESP的ECU识别出驾驶员的操作输入与车辆的实际运动不一致，它就马上通过有选择的制动发动机干预来稳定车辆。ESP电控系统组成第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例10.10.2ESP的ECU工作原理及过程第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例返回第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例10.11驱动力防滑ECU系统10.11.1防滑转控制系统的功用及组成功用：防止汽车在加速过程中打滑，特别是防止汽车在非对称路面或在转弯时驱动轮的空转，以保证汽车行驶方向的稳定性和良好的操作性。组成：第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例典型的ASR控制器的组成第10章基于单片机的汽车电子控制系统实例微处理器（CPU）驱动电路输入接口电路A/D转换器输出电路工作指示灯故障报警灯ASR关闭开关制动灯开关起动开关ABSECU轮速传感器检测端子发动机ECU点火模块主节气门开度传感器副节气门开度传感器主动悬架ECU多路显示ECU驱