汽車傳動系統(tǒng)的電子控制PPT課件

1、反饋控制原理2第1頁/共129頁反饋控制原理實質(zhì)實質(zhì): :檢測偏差檢測偏差 糾正偏差糾正偏差第2頁/共129頁反饋控制原理系統(tǒng)輸入系統(tǒng)輸入量量參考輸入量參考輸入量系統(tǒng)輸系統(tǒng)輸出量出量偏差偏差反饋反饋反饋信號反饋信號第3頁/共129頁反饋控制原理 檢測輸出量（被控制量）的實際值； 將輸出量的實際值與給定值（輸入量）進行比較得出偏差； 用偏差值產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)作用去消除偏差，使得輸出量維持期望的輸出。由于存在輸出量反饋，上述系統(tǒng)能在存在無法預(yù)計擾動的情況下，自動減少系統(tǒng)的輸出量與參考輸入量（或者任意變化的希望的狀態(tài)）之間的偏差，故稱之為反饋控制反饋控制顯然：反饋控制反饋控制建立在偏差基礎(chǔ)偏差基礎(chǔ)上，其

2、控制方式是“檢測偏差檢測偏差再糾正偏差糾正偏差”。第4頁/共129頁反饋控制原理數(shù)控機床的開環(huán)控制系統(tǒng)方塊圖第5頁/共129頁反饋控制原理 第6頁/共129頁反饋控制原理第7頁/共129頁反饋控制原理動作要求偏差控制算法ECU能量輸入外部擾動執(zhí)行機構(gòu)被控對象動態(tài)模型傳感裝置輸出第8頁/共129頁反饋控制原理不穩(wěn)定穩(wěn)定第9頁/共129頁反饋控制原理： 當(dāng)一個實際的系統(tǒng)處于一個平衡的狀態(tài)時，如果受到外來作用的影響，系統(tǒng)經(jīng)過一個過渡過程仍然能夠回到原來的平衡狀態(tài)，稱這個系統(tǒng)是穩(wěn)定的，否則稱系統(tǒng)不穩(wěn)定。第10頁/共129頁反饋控制原理tst0 xto( )xo( )Mp2第11頁/共129頁反饋控制原

3、理第12頁/共129頁反饋控制原理第13頁/共129頁反饋控制原理第14頁/共129頁汽車電子技術(shù)自動控制在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用傳統(tǒng)汽車現(xiàn)代汽車機械系統(tǒng)機電一體化多種高新技術(shù)勞動密集技術(shù)密集技術(shù)密集知識密集第15頁/共129頁汽車電子技術(shù)自動控制在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用第一階段第二階段第三階段車載收音機發(fā)電機硅整流器晶體管無觸點點火燃油噴射控制電子時鐘發(fā)動機電子管理系統(tǒng)自動變速系統(tǒng)制動防抱死系統(tǒng)軟/硬懸架巡航控制電子儀表小氣候控制動力傳動總成控制系統(tǒng)制動、轉(zhuǎn)向、懸架整體控制車身電子控制綜合信息顯示控制在線故障診斷系統(tǒng)通訊和導(dǎo)航系統(tǒng)多路傳輸和智能電源1960198019902000第16頁/共129頁汽車電子

4、技術(shù)自動控制在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用美國每輛汽車電子產(chǎn)品平均價格1970198019902000價格/美元200600100014001800（年）第17頁/共129頁汽車電子技術(shù)自動控制在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用4信息與通信系統(tǒng)顯示：中央綜合顯示系統(tǒng)、多畫面電子地圖、前視窗顯示、電子時鐘信息通訊：多路傳輸總線，蜂窩電話導(dǎo)航：慣性導(dǎo)航、GPS導(dǎo)航故障診斷系統(tǒng)2底盤控制系統(tǒng)懸架控制制動防抱死控制3車身控制系統(tǒng)安全：安全氣囊、安全帶舒適：空調(diào)、音頻系統(tǒng)方便：桌椅控制、自動照明1動力傳動總成控制系統(tǒng)汽油機控制柴油機控制自動變速控制動力傳動整體控制第18頁/共129頁汽車電子技術(shù)自動控制在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用第19頁/共12

5、9頁汽車電子技術(shù)自動控制在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用功能模塊CPURAMROM功能模塊CPURAMROM功能模塊CPURAMROM功能模塊CPURAMROM共享存儲器功能模塊CPURAMROM動力傳動控制處理器 底盤控制處理器車身控制處理器后備控制處理器信息與通信控制處理器CAN總線第20頁/共129頁汽車電子技術(shù)自動控制在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用第21頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成第22頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成第23頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成第24頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成第25頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成第26頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成*ECUElectr

6、onic Control Unit是電子控制系統(tǒng)的核心，軟件存儲在ECU中，它支配電子控制系統(tǒng)完成實時測控功能，包括各種數(shù)據(jù)采集、計算處理、輸出控制、系統(tǒng)控制與自診斷等。第27頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成A/D輸出處理微處理器電源電路輸入處理電源數(shù)字信號模擬信號電磁閥電機指示燈ECU輸入輸出D/A第28頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成輸入處理電路+12v0v+5v0v第29頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成* 微處理器輸出的信號往往被用作控制電磁閥的電流信號、指示燈的開關(guān)信號、規(guī)定的周期脈沖信號、用于驅(qū)動步進電機的一系列固定周期的脈沖信號和用于比例控制的電壓信號等。一方面由于這些

7、信號功率小，另一方面由于汽車上執(zhí)行機構(gòu)的電源大多數(shù)是蓄電池，而微處理器所使用的是的電壓，所以不能直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，需要將微處理器的控制信號通過輸出處理電路處理后再驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。第30頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成微處理器噴射信號輸出功率驅(qū)動信號噴射器功率放大第31頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成第32頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成第33頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成第34頁/共129頁汽車電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成第35頁/共129頁汽車電子控制技術(shù)課程體系第36頁/共129頁第37頁/共129頁汽油發(fā)動機的電子控制圖1 發(fā)動機電子控制系統(tǒng)示意圖1.電動燃油泵 2.燃油濾清器 3

8、.活性炭罐電磁閥 4.活性炭罐 5.帶輸出驅(qū)動級的點火線圈 6.凸輪軸位置傳感器 7.噴油器 8.燃油壓力調(diào)節(jié)器 9.節(jié)氣門控制組件 10.空氣流量計 11.氧傳感器 12.冷卻液溫度傳感器 13.爆震傳感器 14.曲軸位置傳感器 15.進氣溫度傳感器 16.發(fā)動機控制單元 第38頁/共129頁汽油發(fā)動機的電子控制反饋信號(氧傳感器、爆震傳感器)第39頁/共129頁汽油發(fā)動機的電子控制第40頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第41頁/共129頁電控汽油噴射-EFI空氣進氣歧管噴射噴油器發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號控制噴射量燃油進氣歧管壓力信號進氣歧管壓力壓力傳感器型系統(tǒng)的組成第42頁/共129頁電控汽油噴射

9、-EFI第43頁/共129頁電控汽油噴射-EFI控制噴射量燃油噴油器發(fā)動機進氣歧管空氣流量計輸出信號空氣流量計噴射轉(zhuǎn)速信號型EFI系統(tǒng)的組成第44頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第45頁/共129頁電控汽油噴射-EFI油箱氧傳感器分電器蓄電池點火開關(guān)冷卻液溫度傳感器繼電器節(jié)流閥電位計節(jié)流閥電機進氣溫度傳感器噴油器燃油壓力調(diào)節(jié)器濾清器 電動燃油泵型系統(tǒng)第46頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第47頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第48頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第49頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第50頁/共129頁電控汽油噴射-EFI作用是測量和控制不同工況下發(fā)動機所需的空氣量。

10、進氣室(穩(wěn)壓箱)節(jié)氣門發(fā)動機空氣流量計空氣閥空氣慮清器第51頁/共129頁電控汽油噴射-EFI雙金屬片型空氣閥熱敏蠟式空氣閥第52頁/共129頁電控汽油噴射-EFI空氣濾清器空氣流量計節(jié)氣門開關(guān)（或傳感器）進氣總管發(fā)動機進氣歧管空氣閥低溫時型型空氣濾清器節(jié)氣門開關(guān)或傳感器進氣總管發(fā)動機進氣歧管空氣閥真空傳感器低溫時第53頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第54頁/共129頁電控汽油噴射-EFI節(jié)氣門閥體總成節(jié)氣門閥體總成第55頁/共129頁電控汽油噴射-EFI燃油箱燃油泵燃油濾清器穩(wěn)壓箱壓力調(diào)節(jié)器噴油器低溫啟動噴油器發(fā)動機儲油室脈動減震器第56頁/共129頁電控汽油噴射-EFI空氣節(jié)氣門噴油器

11、發(fā)動機控制裝置的開閥信號汽油汽油噴射式燃油供給系統(tǒng)第57頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第58頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第59頁/共129頁電控汽油噴射-EFI空氣流量計空氣流量計第60頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第61頁/共129頁電控汽油噴射-EFI立體圖平面圖第62頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第63頁/共129頁電控汽油噴射-EFIfSTdv其中 V:空氣流速 d:渦流發(fā)生器外徑尺寸 ST:斯特羅巴爾數(shù)（常數(shù)） f:卡門渦旋頻率1002000.51.0空氣流量輸出信號頻率第64頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第65頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第66頁/共12

12、9頁電控汽油噴射-EFI第67頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第68頁/共129頁電控汽油噴射-EFI進氣溫度傳感器進氣溫度傳感器第69頁/共129頁電控汽油噴射-EFI線性輸出型開關(guān)量輸出型第70頁/共129頁電控汽油噴射-EFI曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器進氣溫度傳感器進氣溫度傳感器第71頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第72頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第73頁/共129頁電控汽油噴射-EFI冷卻水溫傳感器冷卻水溫傳感器第74頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第75頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第76頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第77頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第

13、78頁/共129頁電控汽油噴射-EFI氧傳感器氧傳感器碳罐電磁閥碳罐電磁閥第79頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第80頁/共129頁電控汽油噴射-EFI蓄電池空氣流量計進氣溫度傳感器水溫度傳感器氧傳感器節(jié)氣門位置傳感器基準及轉(zhuǎn)速傳感器熱定時開關(guān)空調(diào)器信號點火開關(guān)信號啟動開關(guān)位置信號輸入信號轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出信號轉(zhuǎn)換電路微處理器存貯器穩(wěn)壓電源輸入信號轉(zhuǎn)換電路噴油器電路斷開繼電器執(zhí)行部件傳感器控制系統(tǒng)的原理框圖第81頁/共129頁電控汽油噴射-EFI氧傳感器熱定時開關(guān)水溫傳感器空調(diào)器信號空氣流量計啟動開關(guān)位置信號噴油器點火開關(guān)信號基準及轉(zhuǎn)速傳感器電路斷開繼電器節(jié)氣門位置傳感器進氣溫度傳感器蓄電

14、池ECU第82頁/共129頁電控汽油噴射-EFI油箱電動燃油泵燃油濾清器噴油器燃油分配器壓力調(diào)節(jié)器進氣總管節(jié)氣門位置傳感器空氣流量計氧傳感器冷卻水溫度傳感器分電器蓄電池怠速執(zhí)行器點火開關(guān)控制系統(tǒng)組成第83頁/共129頁電控汽油噴射-EFI噴射噴口部燃料燃料接頭電器接頭電磁線圈磁心行程閥體殼體針閥凸緣部調(diào)整墊片彈簧濾清器噴油器的結(jié)構(gòu)第84頁/共129頁電控汽油噴射-EFI電磁噴油器電磁噴油器第85頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第86頁/共129頁電控汽油噴射-EFI通電時間動態(tài)噴射量噴油器流量特征第87頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第88頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第89頁/共12

15、9頁電控汽油噴射-EFI 在電子控制燃油噴射系統(tǒng)中，控制噴油量實際上是控制噴油器的噴射持續(xù)時間，即噴油脈寬。該脈寬由ECU依據(jù)傳感器提供的各種信息來確定，脈沖信號經(jīng)驅(qū)動電路后輸出至噴油器。第90頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第91頁/共129頁電控汽油噴射-EFI水溫噴油時間水溫-噴油時間第92頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第93頁/共129頁電控汽油噴射-EFIFAnGpKT/ 對于采用熱式空氣流量計的系統(tǒng)，空氣流量計輸出的就是質(zhì)量流量，可采用下式計算基本噴油時間：式中 TP:基本噴油時間(s); G:進氣質(zhì)量流量(g/s); n:發(fā)動機轉(zhuǎn)速(rpm); A/F:目標空燃比； K:常

16、系數(shù)。第94頁/共129頁電控汽油噴射-EFI 對于采用葉片式空氣流量計和卡門渦旋式空氣流量計的系統(tǒng)，它們輸出的都是體積流量，可采用下式計算基本噴油時間：pTFAnQpKKKT/式中 TP:基本噴油時間(s); Q:進氣體積流量(m3/s); n:發(fā)動機轉(zhuǎn)速(rpm); A/F:目標空燃比； K:與結(jié)構(gòu)有關(guān)的常系數(shù)；KT:進氣溫度修正系數(shù) KP:大氣壓力修正系數(shù)第95頁/共129頁電控汽油噴射-EFI低 （轉(zhuǎn)速）高高低（吸氣管壓力）短長（基本噴射時間）基本噴油持續(xù)時間的三維圖第96頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第97頁/共129頁電控汽油噴射-EFI水溫修正系數(shù)暖機加濃修正曲線第98頁/共

17、129頁電控汽油噴射-EFI進氣溫度修正曲線修正系數(shù)第99頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第100頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第101頁/共129頁電控汽油噴射-EFI怠速穩(wěn)定修正曲線小大小大小大小大KpKn第102頁/共129頁電控汽油噴射-EFI第103頁/共129頁電控汽油噴射-EFI冷卻水溫重新噴油轉(zhuǎn)速斷油轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速減速時的斷油控制第104頁/共129頁電控點火提前-ESA第105頁/共129頁電控點火提前-ESA第106頁/共129頁電控點火提前-ESA第107頁/共129頁電控點火提前-ESA第108頁/共129頁電控點火提前-ESA第109頁/共129頁電控點火提前-

18、ESA實際點火時刻修正點火提前角基本點火提前角初始點火提前角各種工況下的最小提前角MAP工況修正第110頁/共129頁電控點火提前-ESA蓄電池電壓通電時間第111頁/共129頁電控點火提前-ESA第112頁/共129頁電控點火提前-ESA第113頁/共129頁電控點火提前-ESA爆震傳感器濾波電路峰值檢出比較基準計算爆震判定微處理器ECU 爆震判定區(qū)間信號第114頁/共129頁電控點火提前-ESA第115頁/共129頁電控點火提前-ESA第116頁/共129頁電控點火提前-ESA第117頁/共129頁電控點火提前-ESA第118頁/共129頁電控點火提前-ESA帶驅(qū)動級的點火模塊第119頁/共129頁怠速控制-ISCECU穩(wěn)壓箱車速機油壓力怠速信號空調(diào)機負壓空檔信號冷卻水溫度發(fā)動機轉(zhuǎn)速怠速執(zhí)行器旁通進氣道去進氣歧管節(jié)氣門過濾氣第12