汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.?汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的基本組成汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)包括傳感器、電子控制單元ECU和執(zhí)行器三個(gè)基本部分，如圖6-5-1所示。一、汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.?汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的功能（1）實(shí)時(shí)控制功能汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的一般工作過(guò)程是各傳感器不停地檢測(cè)汽車(chē)運(yùn)行的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)參數(shù)，并實(shí)時(shí)通過(guò)輸入接口傳送給ECU。ECU利用預(yù)先編制好的程序，將這些數(shù)據(jù)參數(shù)及時(shí)與預(yù)置在內(nèi)部存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行比較，通過(guò)計(jì)算和分析，確定最佳干預(yù)措施，并以數(shù)字量的形式做出處理結(jié)果，最終又轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)控制相應(yīng)執(zhí)行器件的執(zhí)行。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（2）自診斷功能ECU一般具備故障自診斷和保護(hù)功能，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，它能在RAM中自動(dòng)記錄故障代碼，并采用保護(hù)措施從固有程序中讀取替代程序來(lái)維持發(fā)動(dòng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)這些故障信息還會(huì)顯示并保持在儀表板上，可以提醒駕駛員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。（3）自適應(yīng)功能正常情況下，RAM會(huì)不停地記錄車(chē)輛行駛中的數(shù)據(jù)，成為ECU的學(xué)習(xí)程序，為適應(yīng)駕駛員的駕駛習(xí)慣提供最佳的控制狀態(tài)，這個(gè)程序也稱(chēng)為自適應(yīng)程序。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（4）綜合控制功能目前，在一些中高級(jí)轎車(chē)上，不但在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用ECU，而且許多控制系統(tǒng)都配置有各自的ECU。現(xiàn)在一輛汽車(chē)中可能安裝有20～30個(gè)ECU。為了簡(jiǎn)化電路和降低成本，汽車(chē)上會(huì)采用車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將整車(chē)所有ECU形成一個(gè)機(jī)內(nèi)分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)行信息資源共享，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)電子綜合控制。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)3.?微機(jī)控制系統(tǒng)在汽車(chē)中的應(yīng)用（1）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)主要包括電控燃油噴射系統(tǒng)、電控點(diǎn)火系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制系統(tǒng)、進(jìn)氣控制系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)、氣缸變排量控制系統(tǒng)、可變壓縮比系統(tǒng)、柴油機(jī)電控系統(tǒng)等。圖6-5-2所示為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)示意圖。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1）電控燃油噴射系統(tǒng)的組成如圖6-5-3所示。系統(tǒng)以電子控制單元（ECU）為控制中心，利用安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)不同部位的各種傳感器，測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工作參數(shù)，按照在ECU中設(shè)定的控制程序，通過(guò)控制噴油器精確地控制噴油量，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能獲得最佳濃度的混合氣，從而達(dá)到提高動(dòng)力、降低油耗、減少污染的目的。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2）電控點(diǎn)火系統(tǒng)的作用是使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量等工況下，實(shí)現(xiàn)最佳點(diǎn)火提前角，在保證發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最大功率或轉(zhuǎn)矩的前提下，實(shí)現(xiàn)節(jié)油、減排和降噪。圖6-5-4所示為無(wú)分電器獨(dú)立點(diǎn)火式電控點(diǎn)火控制系統(tǒng)示意圖。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)3）發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制系統(tǒng)的作用是ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、空調(diào)開(kāi)關(guān)和助力轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)信號(hào)等，使發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速時(shí)處于最佳轉(zhuǎn)速。4）進(jìn)氣控制系統(tǒng)包括對(duì)進(jìn)氣通道控制和可變配氣相位控制，它可使發(fā)動(dòng)機(jī)在任何工況下保持最佳的進(jìn)氣量。5）廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)是排放控制中的一個(gè)環(huán)節(jié)，其作用是確保將汽車(chē)排放污染降低到最低的程度。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（2）汽車(chē)底盤(pán)微機(jī)控制系統(tǒng)底盤(pán)電控系統(tǒng)包括防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、電子防滑系統(tǒng)（ASR）、電控自動(dòng)變速系統(tǒng)、懸架控制系統(tǒng)、電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)和四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)等。1）防抱死制動(dòng)系統(tǒng)和電子防滑系統(tǒng)是汽車(chē)的主要安全系統(tǒng)，前者可防止汽車(chē)制動(dòng)時(shí)車(chē)輪被抱死而產(chǎn)生側(cè)滑，提高車(chē)輛制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性和可操縱性，后者可防止汽車(chē)起步或加速時(shí)驅(qū)動(dòng)輪打滑，提高車(chē)輛起步或加速時(shí)的穩(wěn)定性和可操縱性。圖6-5-5所示為汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)示意圖。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2）電控自動(dòng)變速系統(tǒng)能綜合發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和車(chē)速等因素，嚴(yán)格按照換擋特性和換擋規(guī)律，適時(shí)調(diào)整傳動(dòng)比，使汽車(chē)一直處于最佳擋位。3）懸架控制系統(tǒng)能根據(jù)不同的路面條件和車(chē)輛運(yùn)行工況，自動(dòng)控制車(chē)身高度，調(diào)整懸架的彈性、剛度和阻尼特性，改善車(chē)輛行駛的穩(wěn)定性、平順性、操縱性和乘坐舒適性。4）電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能根據(jù)車(chē)速、轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)矩等傳感器信號(hào)自動(dòng)控制施加在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的轉(zhuǎn)向力矩，使駕駛員在汽車(chē)停車(chē)或低速行駛時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)所需的力矩減小，而在高速行駛時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)所需的力矩增大，提高行車(chē)安全性。5）巡航控制系統(tǒng)主要用于汽車(chē)在高速公路上長(zhǎng)時(shí)間行駛時(shí)，減輕駕駛員駕車(chē)的疲勞程度。在任意車(chē)速下，按下巡航速度開(kāi)關(guān)后，ECU將根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和行車(chē)阻力自動(dòng)增減節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，使汽車(chē)保持設(shè)定的速度不變。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（3）汽車(chē)車(chē)身微機(jī)控制系統(tǒng)汽車(chē)車(chē)身微機(jī)控制系統(tǒng)主要包括汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)控制系統(tǒng)、風(fēng)窗玻璃雨刮控制系統(tǒng)、自動(dòng)燈光控制系統(tǒng)、門(mén)鎖控制系統(tǒng)、車(chē)窗控制系統(tǒng)、電動(dòng)座椅控制系統(tǒng)、安全氣囊與安全帶控制系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)、防撞與防盜安全系統(tǒng)等。1）汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)控制系統(tǒng)能根據(jù)車(chē)內(nèi)溫度傳感器、車(chē)外溫度傳感器和日照強(qiáng)度傳感器等傳入的數(shù)據(jù)，計(jì)算出經(jīng)過(guò)空調(diào)熱交換器后送入車(chē)內(nèi)應(yīng)該達(dá)到的出風(fēng)溫度。對(duì)冷暖風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)開(kāi)度、風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、制冷風(fēng)門(mén)、壓縮機(jī)等進(jìn)行控制，自動(dòng)地將車(chē)內(nèi)溫度保持在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2）汽車(chē)自動(dòng)燈光控制系統(tǒng)能根據(jù)光傳感器檢測(cè)到的車(chē)外亮度情況，自動(dòng)接通和切斷車(chē)燈，以提高汽車(chē)行駛的便利性和安全性。3）安全氣囊控制系統(tǒng)的作用是當(dāng)傳感器檢測(cè)到發(fā)生嚴(yán)重撞車(chē)事故時(shí)，立即向控制器發(fā)送信號(hào)引爆安全氣囊里的氣體發(fā)生劑，產(chǎn)生的高壓氮?dú)庋杆俅得洑饽覍Ⅰ{駛員或副駕駛位置乘坐人與轉(zhuǎn)向盤(pán)、風(fēng)窗玻璃隔開(kāi)，以防止事故過(guò)程中，前座人員的頭部和胸部直接撞在轉(zhuǎn)向盤(pán)、風(fēng)窗玻璃上，減輕和免除人身傷亡事故。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)4）信息顯示系統(tǒng)由車(chē)況監(jiān)測(cè)部件、車(chē)載計(jì)算機(jī)和電子儀表三部分組成。汽車(chē)車(chē)況監(jiān)測(cè)是傳統(tǒng)儀表板報(bào)警功能的發(fā)展，主要通過(guò)液位、壓力、溫度、燈光等傳感器，檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和電源系統(tǒng)。車(chē)載計(jì)算機(jī)提供的信息能提高行車(chē)安全性、燃油經(jīng)濟(jì)性和乘坐舒適性等。這些信息在不需要時(shí)則不顯示，只要駕駛員按下相關(guān)按鍵即可調(diào)出。而對(duì)于駕駛員需要的基本操作信息，只要打開(kāi)電源，即可在電子儀表上進(jìn)行連續(xù)的信息顯示。車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)由導(dǎo)航衛(wèi)星、地面設(shè)備、車(chē)載設(shè)備（GPS接收器）三部分組成，車(chē)載GPS導(dǎo)航設(shè)備框圖如圖6-5-6所示。車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)的作用是在繁忙的交通狀態(tài)和復(fù)雜的交通網(wǎng)絡(luò)中選擇最佳路徑供駕駛員參考，使其能以最短的時(shí)間和路徑到達(dá)目的地。二、車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)圖6-5-7所示為某車(chē)載GPS導(dǎo)航設(shè)備的布置圖。車(chē)輛前座中央裝有顯示器，可顯示道路地圖及其他有關(guān)交通信息。現(xiàn)代汽車(chē)的迅速發(fā)展和電子技術(shù)的普遍應(yīng)用使汽車(chē)電路日趨復(fù)雜，為了減少車(chē)內(nèi)連線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)即時(shí)共享和快速交換，同時(shí)提高可靠性，對(duì)汽車(chē)內(nèi)部各電控單元之間的通信采用CAN、LIN、MOST等基礎(chǔ)構(gòu)造的電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。CAN總線(xiàn)是controllerareanetwork總線(xiàn)的簡(jiǎn)稱(chēng)，即控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)技術(shù)，它是目前汽車(chē)工業(yè)中應(yīng)用最廣的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。三、車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.?CAN總線(xiàn)的基本組成如圖6-5-8所示，CAN總線(xiàn)由多個(gè)控制單元和兩條數(shù)據(jù)線(xiàn)組成。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.?CAN總線(xiàn)的傳輸方式如圖6-5-9所示，CAN總線(xiàn)采用雙線(xiàn)傳輸，分為CAN高位（CAN-H）和CAN低位（CAN-L）數(shù)據(jù)線(xiàn)，這兩條導(dǎo)線(xiàn)纏繞在一起，稱(chēng)為雙絞線(xiàn)，兩條導(dǎo)線(xiàn)的電位是相反的，若一條線(xiàn)是高電位（如5V、3.6V……），另一條線(xiàn)就是低電位（0V、1.4V……），兩者之和為一定值（5V）。通過(guò)這種方法可以使總線(xiàn)數(shù)據(jù)在傳送中免受外界電磁場(chǎng)的干擾。在數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)的終端接有匹配電阻。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)3.?CAN總線(xiàn)通信的內(nèi)容（1）車(chē)輛起動(dòng)時(shí)，中央處理器向各個(gè)模塊發(fā)送自檢命令，并搜集返回信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。（2）加速過(guò)程中，采集加速踏板信號(hào)，根據(jù)控制決策，設(shè)置電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及電池管理系統(tǒng)參數(shù)。（3）制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)踏板信號(hào)直接傳送至防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）控制器，同時(shí)通過(guò)CAN總線(xiàn)上傳至中央處理器，根據(jù)控制決策，設(shè)置電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及電池管理系統(tǒng)參數(shù)。6-5汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（4）周期性數(shù)據(jù)刷新通信。電動(dòng)機(jī)控制器采集電動(dòng)機(jī)電樞電流、轉(zhuǎn)速等信息，判斷是否缺相，接收設(shè)定轉(zhuǎn)速指令；電池管理控制器采集電池溫度、荷電狀態(tài)等信息，接收是否充電指令；制動(dòng)控制器采集車(chē)輪轉(zhuǎn)速信息，接收?qǐng)?zhí)行制動(dòng)指令；儀表控制器采集并顯示電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電池荷電狀態(tài)等信息。（5）運(yùn)行過(guò)程中，檢測(cè)總線(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)情況，發(fā)