1、1從控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來看，他們都有哪些共同之處？三、電子控制系統(tǒng)的共性問題從控制的對(duì)象來看，這些系統(tǒng)是完全不同的，但從控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面看，都有共同之處見圖0-2從控制的對(duì)象來看，這些系統(tǒng)是完全不同的。但從控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面看，都有共同之處。共性的問題 動(dòng)態(tài)建模。對(duì)于要滿足給定要求的電子控制系統(tǒng)， 通常都需要建立 控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型或標(biāo)定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型。 傳感裝置。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的準(zhǔn)確控制， 需要通過傳感裝置測(cè) 量被控對(duì)象的變化信息。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)。把期望的動(dòng)作要求轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)確的動(dòng)作。 控制算法。根據(jù)測(cè)量信號(hào)對(duì)象輸出和期望的動(dòng)作要求輸入 之間的偏差，基于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型，進(jìn)展控制器的設(shè)計(jì)，滿足系統(tǒng)在

2、 不同條件下的使用要求。 電子控制裝置又稱作 ECU是實(shí)現(xiàn)控制算法軟件或程序的 載體或稱為硬件裝置。2 系統(tǒng)建模 為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制，系統(tǒng)模型在設(shè)計(jì)時(shí)是非常重要的。 汽車電子控 制系統(tǒng)的模型包括動(dòng)態(tài)模型和靜態(tài)模型。動(dòng)態(tài)模型：汽車驅(qū)動(dòng)控制的動(dòng)態(tài)模型，包括：汽車整車 動(dòng)力學(xué)模型、防抱死制動(dòng)模型、驅(qū)動(dòng)控制模型等。靜態(tài)模型：如發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)模型，各種液壓閥電壓電流 -壓力流量輸出特性模型。有三種不同的方法獲得系統(tǒng)的模型。如理論推導(dǎo)、試驗(yàn) 標(biāo)定、系統(tǒng)辨識(shí)。3 汽車電子控制系統(tǒng)的標(biāo)定 從提高效率降低開發(fā)本錢的角度出發(fā)， 汽車工程師一直試圖通過理論 模型來描述汽車的控制問題，并在計(jì)算機(jī)上一步完成控制算法的開 發(fā)。

3、 然而由于汽車環(huán)境的多變性，工作條件的多變性，使得汽車控 制裝置的開發(fā)很難做到這點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，通常采用標(biāo)定方法。實(shí) 際上電子控制裝置的標(biāo)定很簡(jiǎn)單， 把一個(gè)復(fù)雜的問題分解為許多的簡(jiǎn) 單問題，然后再把簡(jiǎn)單的問題連接起來。4.汽車電源系統(tǒng)由哪些局部組成？各組成局部的功用是什么？ 汽車電源系統(tǒng)由蓄電池、 發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器組成。 汽車上裝配有蓄電池 和發(fā)電機(jī)兩個(gè)直流電源， 整車電器與電子設(shè)備均與兩個(gè)直流電源并聯(lián) 連接。汽車上，蓄電池和發(fā)電機(jī)并聯(lián)工作，發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源，蓄電池是輔助電源。發(fā)電機(jī)配有調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器的功能是在發(fā)電 機(jī)轉(zhuǎn)速升高到一定程度時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓使其保持穩(wěn)定。5 蓄電池的

4、功能有哪些？ 1啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，向啟動(dòng)系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)供電。2備用供電。發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)、不發(fā)電或者電壓較 低時(shí)，向發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組、點(diǎn)火系統(tǒng)以及其他用電設(shè)備供電。 3存儲(chǔ)電能。發(fā)動(dòng)機(jī)中高速運(yùn)轉(zhuǎn)、正常供電時(shí)，將發(fā)電機(jī)剩余電 能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來。 4協(xié)同供電。發(fā)電機(jī)過載時(shí)，協(xié)助發(fā)電機(jī)向用電系統(tǒng) 供電。 5穩(wěn)定電源電壓，保護(hù)電子設(shè)備。不僅能夠保持電氣 系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，還能吸收電路中過電壓，保護(hù)電子設(shè)備。6 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB5008.1 2005?啟動(dòng)用鉛酸蓄電池技術(shù)條件 ?規(guī)定， 以 20h 放電率額定容量作為啟動(dòng)型蓄電池的額定容量。 蓄電池的 20h 率額定容量是指：完全充足電的蓄電池在

5、電解液溫度為25C 士 5C條件下，以 20h 率的放電電流即 0.05C20 安培電流連續(xù)放電至 12V 蓄電池的端電壓降到10.5V 士 0.05V時(shí)輸出的電量，用C20表示，單 位為A h。額定容量是檢驗(yàn)蓄電池質(zhì)量的重要指標(biāo)，新蓄電池必須到達(dá)該指標(biāo)，否那么就為不合格產(chǎn)品。當(dāng)恒流放電時(shí)，蓄電池的容量等于放電電流與放電時(shí)間之積，即：C=I ftf發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)就是根據(jù)駕駛?cè)说牟僮饕鈭D、正在運(yùn)行的狀態(tài)及 外部條件，準(zhǔn)確計(jì)量控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的空氣與燃油，在最正確的時(shí)刻點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的可燃混合氣，在滿足排放要求的約束下使發(fā)動(dòng) 機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性到達(dá)最正確狀態(tài)。對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。電子控制系統(tǒng)包括電子點(diǎn)

6、火控制與燃油 噴射控制。對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，就是準(zhǔn)確計(jì)量控制噴入到汽缸的燃油， 以高壓縮比產(chǎn)生的高溫自行著火燃燒。8通常我們把實(shí)際空氣量與理論空氣量的比值稱為過量空氣系數(shù)，用 字母a表示，當(dāng)a = 1時(shí)，混合氣為理論空燃比混合氣。當(dāng)a >1時(shí), 混合氣為稀混合氣。當(dāng)a <1時(shí)，混合氣為濃混合氣。9電子汽油噴射系統(tǒng)主要由電動(dòng)油泵、蓄壓器、燃油濾清器、溫度時(shí) 間開關(guān)、啟動(dòng)噴油器、噴油器和暖機(jī)調(diào)節(jié)器等部件組成。10 其功能是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和車輛運(yùn)行狀況確定 最正確的噴油正時(shí)和最正確的噴射量，以此控制發(fā)動(dòng)機(jī)的最正確空燃 比。該系統(tǒng)由傳感器、電控單元ECU和執(zhí)行器三個(gè)局部 組成。電控單元處理來

7、自各傳感器的輸入信號(hào)，準(zhǔn)確計(jì)算出燃 油噴射量和噴油正時(shí)，精準(zhǔn)地控制噴油器的動(dòng)作?？梢?，噴油器、火 花塞就是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行器。11 汽油噴射控制包括兩個(gè)重要參數(shù)：噴油正時(shí)及噴油量-.wordzl.控制。12在發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)燃油噴射過程中其控制根據(jù)有無反應(yīng)分為開環(huán)控 制和閉環(huán)控制。啟動(dòng)后，氧傳感器還沒有充分加熱時(shí)，進(jìn)展開環(huán)控制 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于某一設(shè)定值時(shí)，進(jìn)展閉環(huán)控制。13高壓共軌系統(tǒng)利用較大容積的共軌腔將油泵輸出的高壓燃油蓄積 起來，然后再輸送給每個(gè)噴油器，通過控制噴油器上的電磁閥實(shí)現(xiàn)噴 射的開場(chǎng)和終止。高壓共軌系統(tǒng)的特點(diǎn)1共軌腔的高壓直接用于噴射可以省去噴油器內(nèi)的增壓機(jī)構(gòu)，而 且共軌

8、腔內(nèi)是持續(xù)高壓，高壓油泵所需的驅(qū)動(dòng)力矩比傳統(tǒng)油泵小得 多。2通過高壓油泵上壓力調(diào)節(jié)電磁閥，可以根據(jù)發(fā)動(dòng) 機(jī)負(fù)荷狀況以及經(jīng)濟(jì)性和排放性的要求對(duì)共軌腔內(nèi)的油壓進(jìn)展靈活調(diào)節(jié)，尤其優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)的低速性能。3通過噴油器上的電磁閥控制噴射定時(shí)、噴射油量 以及噴射速率，還可靈活調(diào)節(jié)不同工況下預(yù)噴射和后噴射的噴射油量 以及預(yù)噴射的時(shí)間間隔。高壓共軌系統(tǒng)由五個(gè)局部組成，即高壓油泵、共軌腔及高壓油管、電 控單元、各類傳感器和執(zhí)行器。14目前在車輛上應(yīng)用較多的自動(dòng)變速器主要有哪些？1電控機(jī)械式自動(dòng)變速器簡(jiǎn)稱 AMT。2液力機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)變速器簡(jiǎn)稱 AT。3機(jī)械式無級(jí)自動(dòng)變速器簡(jiǎn)稱 CVT。4雙離合式自動(dòng)變速器簡(jiǎn)稱 D

9、CT或DSG。15汽車防滑控制技術(shù)分為制動(dòng)防滑移和驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)兩類。制動(dòng)防滑移依靠防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)防 滑轉(zhuǎn)依靠驅(qū)動(dòng)控制裝置ASR實(shí)現(xiàn)。16汽車的制動(dòng)回路主要由制動(dòng)踏板、制動(dòng)主缸、控制閥、輪缸及速 度傳感器等組成。 根據(jù)液壓控制閥的位置可使制動(dòng)器對(duì)應(yīng)三種不同 狀態(tài)：當(dāng)控制閥使油源與輪缸接通，制動(dòng)輪缸增壓；控制閥關(guān)閉，制 動(dòng)器保壓；控制閥使制動(dòng)器和回油路相通，制動(dòng)輪缸減壓。17最簡(jiǎn)單的ABS控制邏輯可確定為：a) < - a/r(當(dāng)上式成立，說明車輪可能出現(xiàn)抱死的傾向，于是制動(dòng) 輪缸減壓。反之制動(dòng)輪缸增壓，這就是最簡(jiǎn)單的防抱制動(dòng)算法。18ASR的作用：通過降低發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩或控

10、制制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力 等方法來減小傳遞給驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力，防止汽車在加速、起步過程中 的滑轉(zhuǎn)，特別防止汽車在非對(duì)稱路面或在轉(zhuǎn)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)輪的空轉(zhuǎn)，能夠保持方向穩(wěn)定性、操縱性，提高汽車的動(dòng)力性和通過性。19按懸架的工作原理不同可分為被動(dòng)懸架、半主動(dòng)懸架及主動(dòng)懸架 三種。20研究來自不平路面的鼓勵(lì)引起車體的垂直振動(dòng)都可用圖 6-2所示的 四分之一車輛力學(xué)模型表示。叫圖621/4車體懸架模型21電子懸架由于工作方式不同，可分為半主動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架。半主動(dòng)懸架：根據(jù)路面沖擊、車輪與車體的加速度、速度及位移信號(hào)僅實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)懸架的阻尼系數(shù)， 消耗來自不平路面的沖擊 能量，而不需要提供能量。構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低、能量消耗

11、小。主動(dòng)懸架：根據(jù)路面沖擊、車輪與車體的加速度、速度及位移信號(hào)同時(shí)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)懸架的阻尼、剛度及車身的高度稱為主動(dòng)懸 架。必需由外部提供能量，構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)也較高。22二自由度的1/4力學(xué)模型(6-7)版工“ +罠（匕一幾十&（工.一耳）=11X , +化（兔#4） +& （斗-Xt ）式中：叫】/4乍休質(zhì)雖；叫IF簧載質(zhì)雖；©觀動(dòng)懸架陽尼條數(shù)；被動(dòng)懸架剛度系數(shù)； 輪胎剛度系數(shù), 地面的擾動(dòng)輸人；辛體位移*非賁赧質(zhì)駅位移；u住制力它既町是主動(dòng)懸架的作用力也町是半主動(dòng)懸架的作Mh. 4被動(dòng)懸架 則 u =Ob令式（卜了）的初始條件為零取拉氏變換得F（ mbs2 +匚+ &a

12、mp;）書.（3）- （cFs + /；h ）x,（=n（i）（5）- （cfls +iXr（S） a（s）叫,S>J1 vf叫23懸架的控制目標(biāo)有三個(gè)平順性、動(dòng)撓度和車輪的動(dòng)載荷，而所 有的主動(dòng)/半主動(dòng)懸架的控制量?jī)H有一個(gè)簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量之 間的力。在懸架設(shè)計(jì)時(shí)，必需對(duì)三個(gè)指標(biāo)加權(quán)進(jìn)展綜合考慮，使綜合性能到達(dá)最正確。24傳統(tǒng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向一般都是采用液壓式的助力方式，這些系統(tǒng)構(gòu)造 復(fù)雜，功率消耗大，容易產(chǎn)生泄漏，轉(zhuǎn)向力不易進(jìn)展有效的控制。隨著電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的開展，電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向EPS系統(tǒng)大有取代傳 統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的趨勢(shì)。電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是“準(zhǔn)確轉(zhuǎn)向，它能在汽車轉(zhuǎn)向過程

13、中，根據(jù)不同車速、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，準(zhǔn)確提 供各種行駛路況下的最正確轉(zhuǎn)向助力，減小由路面不平引起的對(duì)轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)的擾動(dòng)。不但可減輕低速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱力，而且可大大提高高速行駛時(shí)的 操縱穩(wěn)定性，并能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)人們預(yù)先設(shè)置的在不同車速、 不同轉(zhuǎn)彎角 度所需要的轉(zhuǎn)向助力，通過控制助力電動(dòng)機(jī)，可降低高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn) 向助力，增大轉(zhuǎn)向手力，解決高速“發(fā)飄問題，而且本錢相對(duì)較低。 同時(shí)，還降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率損耗而節(jié)省了燃油。25根據(jù)電動(dòng)機(jī)布置的位置不同，電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為：1轉(zhuǎn)向軸助力式2齒輪助力式3單獨(dú)助力式4齒條助力式四種構(gòu)造形式261轉(zhuǎn)向軸助力式該電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)固定在轉(zhuǎn)向軸一側(cè)， 由離合器與轉(zhuǎn)向

14、軸相連 接，如圖7-3所示，直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸進(jìn)展動(dòng)力轉(zhuǎn)向。車速信號(hào)h*圖7-3轉(zhuǎn)向軸助力式結(jié)構(gòu)原理圖I r轉(zhuǎn)向盤；2輸人軸；3-ECU ； 4電動(dòng)機(jī)戶電磁離合 器血轉(zhuǎn)向齒條橫拉桿&轉(zhuǎn)向輪;9 輸出軸；10曲 力桿;11 轉(zhuǎn)矩傳感器訂2轉(zhuǎn)向齒輪27汽車巡航控制系統(tǒng)縮寫為 CCS根據(jù)其特點(diǎn)巡航控制系統(tǒng)一般又 稱為巡航行駛裝置、速度控制系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等。作用：按駕駛?cè)怂蟮乃俣乳]合開關(guān)之后，不用踩加速踏板 就可以自動(dòng)保持車速，使車輛以固定的速度行駛。28主動(dòng)防撞控制系統(tǒng)7-12可以發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)并在可能的前提下采取預(yù) 防措施防止碰撞。障礙物探測(cè)之后自動(dòng)執(zhí)行防撞程序飲酒占9夠其他原因占現(xiàn)注意力分散 且車距過近占1說圖7J3追尾事故原因比例圖主