电子控制技术

ARS
ESP
适时调节的自适应悬挂系统 根据负荷调整弹簧刚度与阻尼特性 巡航控制系统（CCS） 自动调整节气门开度 二、汽车电子技术应用的发展趋势 人—机—环
1、微处理机技术 汽车电子综合集成控制技术 有限变整体 道路、交通、通信
2、传感器技术 模拟处理信号 信号放大处理 时漂、温漂和非线性自校正 抗干扰能力 高精度 结构紧凑、安装方便 3、软件技术应用
压力型（D型）控制方式
电控燃油喷射系统的组成
ECU 空气流量和发动机转速 喷油器 空气供给系统 燃油供给系统 电子控制系统 核心 基础 对象
组成
空气供给系统
进气系统的作用是向系统提供新鲜空气。 进气系统主要由空气滤清器、空气流量计、节气 门、进气总管、进气歧管等组成。
汽车正常行驶时，进入气缸内的空气量的多少由 节气门的开度控制。当空气经过空气流量计时，进 气量得到了计量。ECU把空气流量信号作为控制喷 油量和点火的主要依据之一。
2、组成：主要由传感器、ECU、和执行元件三部分 组成 怠速控制程序图
1、冷却液温度信号 2、A/C开关信号3、空挡位置开关 信号 4、转速信号5、节气门位置信号 6、车速信号 7、执行元件
3.怠速控制的方法 怠速控制也就是对怠 速工况下的进气量进行控 制。 按照进气量的调节方式分 有节气门直动式和旁通空 气式。如右图
进气量↑→信号电压↑ 进气量↑→信号频率↑
主流测量方式热丝式空气流量传感器
旁通测量方式热丝式空气流量传感器
热线式空气流量计都有自洁功能：发动机 转速超过1500r/min，关闭点火开关使发动机 熄火后，控制系统自动将热线加热到1000℃ 以上并保持约1s，使附在热线上的粉尘烧掉。
热膜式空气流量传感器
LH型：采用热线式或热膜式空气流量计，直接进入气缸 的空气质量，并将该空气的质量转换成电信号输送给ECU， 由ECU计算出与之相适应的喷油量，并控制空燃比的最佳 值。
流量型（L型）系统
压力型（D型）燃油喷射系统
压力型系统根据进气管内绝对压力间接计量发 动机进气量。压力传感器将进气管内的进气压力信 号送给ECU，ECU根据压力输入信号和发动机转速 信号计算出进气量，然后发了与之相对应的喷油脉 冲信号，控制喷油器喷射适量的燃油。
在气流通道中放一个柱体（涡流发生体），气体通过时在 柱体后产生许多涡旋。 单位时间内，发生体后方的涡旋数量与空气流速成正比， 即通过测量单位时间内涡旋数——计算空气流速和流量
光电检测涡流式 按其检测方式 超声波检测涡流式
光电检测涡流式空气流量传感器
超声波检测涡流式空气流量传感器
进气压力传感器
在D型电控燃油喷射系统中，由进气管绝对压力传 感器测量进气管压力，并将信号输入ECU，作为 燃油喷射和点火控制的主控制信号
A）节气门直动式 b）旁通空气式 1、节气门 2、进气管 3、节气门操纵臂 4、执行元件5、怠速空气道
控制怠速旁通道式
步进电机式怠速控制阀 旋转滑阀式怠速控制阀 控制节气门前后的旁通道的开度大小，增减进气 量
（1）步进电机式怠速控制阀
步进电机怠速阀
通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时， 定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一 角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一 致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该 磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一 个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成 正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序， 电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动 机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
翼片式空气流量传感器
【组成】测量板、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通 气道。此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关及进气 温度传感器等。 【信号类型】电压信号
工作原理
空气通过空气流量计→测量板打开一个角度 →与测量板同轴转动的电位计检测出叶片转动 的角度→将进气量转换成电压信号VS送给ECU
内部电路
进气量↑→电压信号↑ 个别车型也有电压信号降低的。
外部电路及其检测
检修：
拆开线束连接器，在空气 流量计一侧测量相应端子 之间（VC与E2、VS与E2、 THA与E2）的电阻应符合 原车标准，否则应更换空 气流量计。
检查电源电压和信号电压， 以确定空气流量计是否正 常。
凌志ES300空气流量计电路
卡门涡旋式
涡流式空气流量传感器是根据卡尔曼涡流理论， 利用超声波或光电信号通过检测漩涡频率来测量 空气流量的一种传感器。
汽车电控 技术
教师:肖盼
2009级汽车技术服务与营销
课程简介
汽车电控技术
发动机电控
底盘电控
绪论
汽车电子化程度--衡量现代汽车水平的重要标志
30%
一、现代汽车电子技术应用 1、发动机 EFI（电子控制喷射装置） 最佳空燃比 闭环控制 分层燃烧
（ESA）电控点火系统 开环和闭环结合控制 无分电器点火系统 （ISC）怠速控制系统 控制发动机怠速转速在一定范围内，怠速转 速控制，调节怠速工况的进气量 电控燃油喷射系统（压力高）
废气再循环、发动机进气增压、可变配气相位、 智能性电子节气门、发电机输出、冷却风扇、二 次空气喷射、汽油蒸发回收装置、自诊断
2、电子技术在底盘上的应用 ECT（电控自动变速器） 通过电控液动实现变速器换挡最佳控制 最佳换挡 最佳换挡时间 电子转向助力系统 直流电机，蓄电池，电动机 汽车防滑转控制系统 ABS EBD
步进电动机型怠速控制阀电路（日本丰田皇冠3.0轿车）如图 所示。主继电器触点闭合后，蓄电池电源经主继电器到达怠速控 制阀的B1和B2端子、ECU的＋B和＋B1端子，B1端子向步进电动 机的1、3相两个线圈供电，B2端子向2、4相两个线圈供电。4个线 圈的分别通过端子S1、S2、S3和S4与ECU端子ISC1、ISC2、ISC3 和ISC4相连，ECU控制各线圈的搭铁回路，以控制怠速控制阀的 工作。
节气门体
功能：节气门体安装在进气管中，来控制发动机 正常工况下的进气量。 组成：主要由节气门、节气门位置传感器、怠速 控制机构等组成。节气门位置传感器装在节气 门轴上，来检测节气门的开度。
节气门位置传感器
TPS=Throttle Position Sensor 作用：将节气门开度的大小和动作的快慢，转变为 电信号输入到电脑，以反映负荷的大小。
缸内喷射
进气管喷射
单点喷射（SPI）

单点喷射系统是在节气门体（进气总管处）上设置一只或两 只喷油器，对发动机所有各缸集中喷射供油（又称节气门体 集中喷射系统），喷射出的燃油再经各进气歧管分配到各个 气缸。
对于单点喷射系统，它采用逐缸脉冲式喷油方式。喷射开始 时间由曲轴位置传感器向ECU提供电信号,由ECU发出指令开始 喷射。喷射脉冲宽度由进入发动机的空气量和曲轴转速两个 主要参数决定,再根据发动机的其他工况参数进行修正。
【分类】按测量元件形式分：热丝式和热膜式。
热线式空气流量计按测量位置分：主流测量方式、旁通测量方式。
热丝式：测量元件为铂丝热线，热线缠绕在陶瓷管上；
热膜式：测量元件镀在陶瓷片上，称为热膜；
主流测量式：将热线电阻安装在主进气道中； 旁通测量式：将热线安装在旁通气道中。
【信号类型】电压信号，也有频率信号

高压燃油喷射和低压燃油喷射
1、高压燃油喷射表示高于进气管压力200KPa 以上的燃油喷射，其主要应用于MPI系统中
2、低压燃油喷射低于进气管压力200KPa以下 的燃油喷射，其主要应用于SPI系统中
连续喷射和间隙喷射
1、连续喷射：燃油喷射的时间占有全循环的 时间。连续喷射仅限于进气管喷射的情况
ａ） 1、控制阀 2、前轴爪 3、后轴承 4、密封圈 5、丝杠机构 7、定子 6、线束连接器 8、转子
ｂ） 1 、 2— 线 圈 3— 爪 极 4．6—定子5—转子
工作 原理
步进电动机的工作原理工作原理如图，当ECU控制使步进电机的线圈按 1-2-3-4顺序依次搭铁时，定子磁场瞬时针转动，由于与转子磁场间的相 互作用，使转子随定子磁场同步转动。同理，步进电动机的线圈按相反 的顺序通电时，转子则随定子磁场同步反转。定子有32个爪级，步进电 动机每转一步为1/32圈，工作范围为0～125个步进级。
汽油喷射时 间
电控燃油喷射系统分类
多点喷射（MPI） 按喷油器安装方式分类 单点喷射（SPI） 高压燃油喷射 低压燃油喷射 连续喷射 按 喷 油 方 式 分 类 间歇喷射
按 喷 射 油 压 分 类
流量型（L）
按进气量检测方式分类 压力型（D）
多点喷射（MPI）

多点喷射系统装有与发动机气缸数相等的喷油器，喷油器 在ECU的控制下形成多点喷射。 按喷射位置不同它又可分为缸内喷射（直接喷射到气缸内） 和进气管喷射（直接喷射到进气管内）
空气供给系统
外界空气经空气滤清器过滤后流经空气流量计、节气门、进气总管和进气歧 管，当某缸进气门打开时进入该气缸。
空气滤清器
空气流量计
节气门体
电子控 制单元
怠速控制阀
空气阀
空气流量计（AFS）
Air Flow
2）空气流量传感器 功能：空气流量传感器又称为空气流量计是进气歧管 空气流量传感器，其功用是检测发动机进气量大小， 并将进气量信息转换成电信号输入电控单元(ECU)， 以供ECU计算确定喷油时间(即喷油量)和点火时间。 空气流量传感器信号是电控单元计算喷油时间和点火 时间的主要依据。 类型：汽车发动机燃油喷射系统采用的空气流量传感 器有涡流式、热丝式和热膜式三种。 安装位置：空气流量传感器通常安装在空气滤清器后 的进气管路上。
结 构：步进电动机型怠速 控制阀的结构结构如图ａ 所示，步进电机主要由转 子和定子组成，丝杠机构 将步进电机的旋转运动转 变为直线运动，使阀心作 轴向移动,改变阀心与阀座 之间的间隙。安装在节气 门上。 步进电动机的结构如图ｂ 所示，主要由用永久磁铁 制成有16个（8对）磁极的 转子和两个定子铁心组成 。
在汽油控制装置的发展历史中，最初是以机械控制为 主的K型汽油喷射系统和机电结合式（KE型）汽油喷射系 统，因其供油控制特性仍未摆脱开环控制模式，不久便被 电子控制燃油喷射装置所代替
基本原理 ECU不断接收来自多个传感器的信号，并根据传 感器的信号确定发动机所处的工况和当时的进 气量，然后依据当时工况确定空燃比，并根据 进气量和空燃比计算所需的喷油量，进而通过 控制喷油器的喷油脉宽实现喷油量的控制。
【安装位置】靠近进气歧管的发动机室内。 【分类】按其检测原理分压敏电阻式、电容式等。 【信号类型】压敏电阻式为电压信号，电容式的为频率信号。
进气管绝对压力传感器：压敏电阻式构造

进气歧管压力↑→输出电压↑ 怠速运转时约1.25V，节气门全开时约5V。
应变电阻
空气滤清器
用于滤除空气中的灰尘，一般都为纸质滤心， 其结构与普通发动机上相同
安装位置：在节气门轴上
分类： 1、两极式：只有在节气门全开和全闭时才给电脑信 号，其余由空气流量计输送信号。 2、全程式：可以输出多种电压的连续信号，以获得 相应的喷油量。(压力感应式） 线性 节气门开度输出电压与节气门开度成线性关系 开关型 综合性
线性输出型节气门位置传感器
检修：
检查输出信号电压，节气门 全关时应约为0.5V，随节气 门开度增大输出信号电压增 加，节气门全开时应约为 5V。
4、智能汽车及智能交通（ITS）的研究及应用 自动驾驶仪（飞机） 全球定位卫星 5、数据传输载体方面的电子新技术应用 信息交换与控制，高速数据传输 6、汽车车载电子网络 车载电子设备数据通信 Class A Class B Class C
第一章
电子控制汽油喷射系统
一、概述 能源危机 环境污染 EFI （electronic fuel injection）
怠速控制机构
怠速控制系统的作用与组成 1、功能：
（1）怠速稳定控制：使发动机在各种状态下都 有最佳的稳定怠速。 （2）快速暖机控制：使冷机起动后的发动机以 较高的怠速稳定运行，以使发动机Baidu Nhomakorabea速暖机。 （3）高怠速控制：使发动机在负荷突然增加的 情况下仍能保持稳定的怠速，或在怠速工况下， 使发动机能输出一定的功率，以带动需要在发 动机在怠速下工作的负载。
2、间歇喷射：也叫脉冲喷射，进一步可分为 同时喷射、分组喷射、顺序喷射三种
流量型燃油喷射系统
流量型中又有L型（体积型）和LH型（质量型）两种。 L型：采用叶板式空气流量计或卡尔曼式涡流式空气流 量计，其空气量的计量方式均属于体积计量型，即通过计 量气缸充气的体积量，并将该物理量转变成电信号输送至 ECU，ECU再计算出与该体积空气相适应的喷油量。