第1章 现代汽车电子新技术概述

汽车电子电器设备绪论•汽车是人类最重要的发明之一，是汽车使社会结构发生了重大变革，促进了现代文明的诞生，汽车已经成为人们最重要的交通工具。•21世纪的汽车控制技术，已经进入了以电子控制技术为基础的智能化控制时代，现代汽车关注的清洁、节能、安全、舒适和操纵简便五个主要发展方向，都将在智能化汽车中得到和谐的统一，智能化电子控制技术将把汽车的综合性能推上新的技术高峰。第1章现代汽车电子新技术概述•汽车电子控制技术已成为衡量现代汽车发展水平的重要标志。•现代汽车电子技术是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称。第1章现代汽车电子新技术概述•第1章现代汽车电子新技术概述•1.1现代汽车电子技术应用现状•1.2现代汽车电子电器电路的特点第1章现代汽车电子新技术概述•1.1现代汽车电子技术应用现状•汽车电子技术是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称。•车体汽车电子控制装置，包括发动机电子控制系统、底盘综合控制系统和车身电子安全控制系统。•车载汽车电子控制装置包括汽车信息通信系统、汽车导航系统和汽车娱乐系统。•电子控制系统主要由各种传感器、执行机构和电控单元（ECU）组成，其功能是保证汽车在不同的工况下均能处在最佳状态下运行，并简化驾驶员的手工操作，从而降低油耗和废气的排放，减少动力传动系统的冲击，减轻驾驶人员的劳动强度，提高汽车的动力性、经济性和舒适性。第1章现代汽车电子新技术概述•1.1.1车体汽车电子控制装置•1.发动机电子控制系统发动机电子控制系统（EECS）是通过对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行电子控制，使发动机在最佳工况状态下工作，以达到提高其整车性能、节约能源、降低废气排放的目的。发动机电子控制系统主要包括两个内容:电子控制喷油装置和电子点火装置。•（1）电子控制喷油装置电控燃油喷射装置（EFI）可以自动地保证发动机始终工作在最佳状态，使其在输出功率一定的条件下，最大限度地节油和净化空气。•（2）电子点火装置电子点火装置（ESA）可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断，然后进行点火时刻的调节，可使发动机在不同转速和进气量等条件下，保证在最佳点火提前角下工作，使发动机输出最大的功率和转矩，这样就可以节约燃料，减少空气污染。第1章现代汽车电子新技术概述•2.底盘综合电子控制系统底盘综合电子控制系统主要包括电控自动变速器、防抱死制动系统与驱动防滑系统、电子制动力分配系统、电子转向助力系统、自适应悬挂系统、巡航控制系统、废气再循环控制系统、怠速控制系统等。其功能主要是提高汽车的安全性、舒适性和动力性。•（1）电控自动变速器电控自动变速器（ECAT），是现代汽车实现变速功能的主要部件。电控自动变速器可以根据发动机的载荷、转速、车速、制动器工作状态及驾驶员所控制的各种参数，经单片机计算、判断后自动地改变变速杆的位置，按照换挡特性精确地控制变速比，从而实现变速器换挡的最佳控制，得到最佳挡位和最佳换挡时间。电控自动变速器具有传动效率高、低油耗、换挡舒适性好、行驶平稳性好以及变速器使用寿命长等优点。第1章现代汽车电子新技术概述•（2）防抱死电子制动系统与驱动防滑系统防抱死电子制动系统（ABS）是一种重要的安全性部件。可以感知制动轮每一瞬时的运动状态，从而使汽车在各种路面上制动时，车轮与地面都能达到纵向的峰值附着系数和较大的侧向附着系数，以保证车辆制动时不发生抱死拖滑、失去转向能力等不安全的因素，可使在汽车在制动时维持方向的稳定性和缩短汽车的制动距离，有效地提高了行车的安全性。它是应用在汽车安全上的最有价值的一项技术。驱动防滑系统（ASR）也叫做牵引力控制系统（TCS），是防抱死电子制动系统的完善和补充，它可以防止汽车在起动和加速时的驱动轮打滑，既有助于提高汽车加速时的牵引性能，又能改善其操作的稳定性。汽车制动防抱死系统和驱动防滑系统有许多共同组件。当驱动轮打滑时，转速传感器就告知控制元件通过制动或通过油门降低转速，使之不再打滑。驱动防滑系统实质上是一种速度调节器，汽车在起步和在弯道中行驶时，速度发生急剧变化，系统会改善车轮与路面间的纵向附着力，提供最大的驱动力，提高其安全性，维持汽车行驶的稳定性。第1章现代汽车电子新技术概述•（3）电子制动力分配系统电子制动力分配（EBD）系统是2005年上市的一些新车上增加的指标，经常与防抱死制动系统联系在一起，写成“ABS+EBD”。EBD实际上是ABS的辅助功能，它可以提高ABS的效用。•（4）电子转向助力系统电子转向助力系统（EPS）采用电动机与电子控制技术对转向进行控制，利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向，系统不直接消耗发动机的动力。汽车在转向时，转矩（转向）传感器会感知转向盘的力矩和拟转动的方向，这些信号会通过数据总线发给电控单元，电控单元会根据传动力矩、拟转动的方向等数据信号，向电动机控制器发出动作指令，电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，从而产生了助力转向。如果汽车不转向，则电子转向助力系统就不工作，处于待调用状态。第1章现代汽车电子新技术概述•（5）自适应悬挂系统自适应悬挂系统（ASS）能根据汽车悬挂装置的瞬时负荷，自动地适时调节悬架弹簧的刚度，自动适时调节减震器的阻尼特性，以适应当时的负荷，保持悬挂的既定高度。自适应悬挂系统能够极大地改进车辆行驶的稳定性、操纵性和乘坐的舒适性。•（6）巡航自动控制系统巡航自动控制系统（CCS）又称恒速行驶系统，驾驶员无需操作油门踏板，就能保证汽车以某一固定的预选车速行驶。汽车在高速公路上长途行驶时，可采用常速巡航自动控制系统。当驾驶员换低速挡或对汽车进行制动时，巡航自动控制系统则会自动断开。第1章现代汽车电子新技术概述•（7）废气再循环控制（EGR）系统废气再循环控制系统是目前用于降低废气中氧化氮排放的一种有效措施。废气再循环控制系统的主要执行元件是数控式阀门（EGR），其作用是独立地对再循环到发动机的废气量进行准确的控制。•（8）怠速控制系统怠速控制系统（ISC）是通过调节空气通道的面积，以控制进气的流量。系统的主要执行元件是怠速控制阀。单片机将各传感器的输入信号所决定的目标转速，与发动机的实际转速进行比较，根据比较得出的差值，确定相当于目标转速的控制量，去驱动控制空气量的执行机构，使怠速转速保持在最佳状态附近。第1章现代汽车电子新技术概述•3.车身电子安全控制系统车身电子安全控制系统包括车身系统内的电子设备，主要有:自适应前照灯系统汽车夜视系统安全气囊系统碰撞警示与预防系统轮胎压力监测系统自动调节座椅系统安全带控制系统这些技术的应用，大大提高了驾驶人员和乘客的安全性，对汽车本身也提高了安全性能。第1章现代汽车电子新技术概述•1.1.2车载汽车电子控制装置•车载汽车电子控制装置包括汽车信息通信系统和汽车娱乐系统。•1.汽车信息通信系统包括汽车导航与定位系统、语音系统、信息系统、通信系统等。•2.汽车娱乐系统包括收音机、录音机、CD、DVD及彩色电视机。第1章现代汽车电子新技术概述•1.2现代汽车电子电器电路的特点汽车电子电路的特点电器电路的特点第1章现代汽车电子新技术概述•1.2.1汽车电子电路的特点•1.机电一体化结合较紧密•2.电子电路以组件方式出现在汽车上•3.大多数的电子组件功能单一•4.电子组件使用的元器件类型较多•5.电子组件使用的元器件体积较小第1章现代汽车电子新技术概述•1.2.2汽车电器电路的特点•1.电路结构实行单线制•2.汽车电器采用双电源•3.所有的用电设备都采用并联方式•4.汽车电器都采用低压直流电源•5.各个电器都安装保险装置•6.大电流开关通常加装中间继电器•7.汽车电路导线有颜色和编号特征第1章现代汽车电子新技术概述•1.2.3汽车电子电器电路的组成汽车电子电器电路尽管复杂，但都是由完成不同功能、相对独立的单元电路组成的。主要由电源装置和用电设备两大部分构成。第1章现代汽车电子新技术概述图1-3基本的汽车电子电器原理方框图第1章现代汽车电子新技术概述•1.电源装置电源装置由蓄电池和充电系统两个部分组成，其功能是向用电设备供电，同时充电系统又起着向蓄电池充电的作用。•2.用电设备用电设备一般由起动系统、点火系统、照明系统、信号系统、仪表以及辅助电器系统等组成。第1章现代汽车电子新技术概述•1.3汽车电子技术的发展趋势1.智能化集成传感器将投入应用2.微处理器（ECU）的使用将越来越多3.电磁和电动式执行器将取代传统的气动/液动系统4.电子控制系统趋于集成化5.行驶路线趋于智能化6.数据交换趋于网络化7.汽车内部局域网趋于总线技术８.42V供电电源将被采用9.新的安全技术将被广泛使用10.多媒体娱乐与智能通信系统11.拨水玻璃将被应用12.汽车将安装速度感知间歇雨刷13.语音技术将在车载设备中广泛应用第1章现代汽车电子新技术概述•自测题•1-1现代汽车上都有哪些电子控制系统?•1-2发动机电子控制系统包括哪些内容?•1-3车体汽车电子控制装置都有哪些?•1-4车载汽车电子控制装置都有哪些?•1-5车身电子安全控制系统包括哪些内容?•1-6底盘综合电子控制系统包括哪些内容?•1-7汽车电子电路有何特点?•1-8汽车电器电路有何特点?•1-9现代汽车电子技术的发展趋势是什么?