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汽车电子控制技术第一章汽车电子技术概述第一节汽车电子控制技术的发展情况一、发动机电控技术发展始于20世纪60年代，分为三个阶段：第一阶段，从20世纪60年代中期到70年代中期，主要是为了改善部分性能而对汽车产品进行的技术改造，如在车上装了晶体管收音机；第二阶段，从20世纪70年代末期到90年代中期，为解决安全、污染、和节能三大问题，研制出电控汽油喷射系统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统；第三阶段，20世纪90年代中期以后，电子技术广泛的应用在底盘、车身、和车用柴油发动机多个领域。汽车电子控制技术二、变速器电子控制技术的发展过程自动变速器是在机械式变速器，、液力变矩器等液力传动技术和电子控制技术的基础上发展而成的。三、防抱死制动电子控制技术的发展过程四、安全气囊电子控制技术的发展过程汽车电子控制技术第一节汽车电子控制系统的控制方式任何一种电子控制系统，其主要组成都可分为信号输入装置、电子控制单元（ECU）和执行元件三部分。信号输入装置（各种传感器）电子控制单元（ECU）执行元件电控系统的基本组成汽车电子控制技术信号输入装置——各种传感器，采集控制系统的信号，并转换成电信号输送给ECU；电子控制单元——ECU，给各传感器提供参考电压，接受传感器信号，进行存储、计算和分析处理后执行器发出指令；执行元件——由ECU控制，执行某项控制功能的装置。汽车电子控制技术一、开环控制开环控制系统的控制方式比较简单，ECU只根据传感器信号对执行元件进行控制，而控制的结果是否达到预期目标对其控制过程没有影响。开环控制——ECU根据传感器的信号对执行器进行控制，但不去检测控制结果。在汽车电子控制系统中，燃油喷射式发动机的启动工况和加速工况以及汽车前照灯光束的控制就采用了开环控制方式。为了满足实际应用需要，开环控制系统必须精确校准，并在工作过程中设法保持该校准值不发生变化。在系统存在扰动的情况下，当被控制的输出量偏离给定量时，开环系统就没有纠正的能力了,即控制就会降低。汽车电子控制技术闭环控制——也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，并反馈给ECU。闭环控制系统的突出优点是精度较高。无论什么干扰，只要被控制量的实际值偏离给定值，由于采用了反馈，对外界扰动和系统内部参数变化引起的偏差，系统就会产生调节作用来减少这一偏差，因此，可以采用精度不太高而成本比较低的元件组成一个比较精确的控制系统。在汽车电子控制系统中，空燃比反馈控制、发动机爆震控制、排气再循环（EGR）控制、防抱死制动控制等都采用了闭环控制方式。空燃比(A/F)和点火提前角反馈控制，所采用的传感器分别是氧传感器和爆震传感器。氧传感器安装在发动机排气管上，用来检测排气中氧离子的浓度；爆震传感器安装在发动机缸体上，用来检测发动机是否产生爆震。二、闭环控制汽车电子控制技术空燃比反馈控制系统有氧传感器测量排气中剩余氧离子的含量，间接测量出每一瞬间进入发动机的混合气的浓度，并检测结果转变为电信号输入电控单元ECU与设定的目标空燃比进行比较，电控单元再根据比较结果控制喷油量增加或减少。从而将空燃比（A/F）控制在设定的目标值附近。当混合气过稀时，排气中氧离子含量多，电控单元就控制喷油器增加喷油量;反之，当混合气过浓时，排气中氧离子含量少，电控单元就控制喷油器减少喷油量，如此不断循环进行控制。为使三元催化装置对排气净化处理得到最佳效果，闭环控制的空燃比应当控制在理论空燃比（A/F=14.7）附近的狭窄范围内。因此对起动、加速及全负荷等需要加浓混合气的工况，则需采用开环控制。汽车电子控制技术三、自适应控制在汽车电子控制系统中，自适应控制得到了广泛地应用，海拔高度，工作温度，点火时刻，喷油时间以及空燃比等的控制，都采用了自适应控制方式。四、学习控制在发动机电子控制系统中，为了改善爆震和空燃比控制时的相应特性，从80年代中期开始，研究人员便开始将学习控制用于控制系统。设计了系统能将反馈值（如氧传感器的输出电压）与参考值的偏差存入存储变换表的一个特定区域中，该区域与执行反馈时的发动机工作条件相对应。当发动机进入与该工作条件相同的工况时，则使用已存储的偏差去修正控制值，从而将被控参数控制在一个最佳值。汽车电子控制技术五、模糊控制在对汽车的控制中，我们知道有些情况(如燃气混合过程、缸内燃气燃烧过程等)的过程是很难找到其精密的模型，即使能找到模型，但通常会因模型过于复杂而很难用于实时利用模糊控制方法，则不需要预先知道过程精确的数学模型。在控制过程中，首先要把各种传感器测出的精确量转化成适合于模糊运算的模糊量，以便对各执行元件进行具体的操作控制。对于车速是“高”还是“低”，虽然是一个模糊量，但是可根据各人的体会、经验和测试结果，运用模糊统计的方法得出车速对“高”或“低”的隶属程度，再求出其隶属函数和隶属函数曲线，利用隶属函数建立模糊数学模型，从而实现模糊控制。