汽车电子控制技术--冯渊主编--课后题答案.doc

第一章1. 轿车为什么要采用42V系统？答：由于汽车电气设备的广泛应用，按8KW计算，14V的汽油车电器系统（蓄电池12V）电流将达到570A。所以，轿车要采用42V系统。2. 开环控制与闭环控制各有什么优缺点？答：开环控制系统是控制指令发出后，执行机构按照指令执行，控制对象的响应情况由运行人员自行监视。闭环控制系统闭开环控制系统多了一个调节器，调节器接收控制对象的响应反馈，同运行人员设定值共同进入调节器，由调节器控制和调整输出的控制指令，最终使控制对象稳定在运行人员设定的设定值。开环控制系统理论上是可以通过增加调节器来实现闭环控制的。通过对调节器参数的设定和整定，能实现自动控制。闭环控制有助于提高系统的精度和稳定性，从而提高生产效率和品质。3. 混合气浓度与CO、HC、NOx排放有何关系？答：混合气过浓时由于燃烧所需要的氧气不足，所以引起不完全燃烧，而引起CO的急剧增长，要想减小CO的排放，就必须采用稀混合气；空燃比在17以内时，随着空燃比的增大，HC便下降，继续增大时，由于混合气过于稀薄，易于发生火焰不完全传播，甚至断火，使HC排放浓度迅速增加；当混合气很浓时，由于燃烧高温和可利用的痒的浓度都很低，使NOx的生成量也较低。用空燃比为15.5-16的稍稀混合气时，排出的NOx浓度最高，对于空燃比稀于16的混合气，虽然氧的浓度增加可以促进NOx的生成，但这种增加却被由于稀混合气中燃烧温度和形成速度较低所抵消，因此对于很浓或很稀的混合气，NOx的排放浓度均不高。4. 如图所示（题1-4图P338）为垂直载荷与侧偏刚度的关系，试分析转弯时车辆侧倾对前轴转向特性的影响。题1-图答：1.汽车在弯道上加速，前轴垂直载荷向后轴转移，引起前轴侧偏刚度下降，后轴侧偏刚度增大，后轴侧偏角减小，因此汽车的不足转向量有增加趋势。2.前轮由于前驱动力的影响，同一侧偏角下的侧偏力下降。为了提供需要的侧偏力，前轮的侧偏角必须增大。3.前轮受车轴驱动转矩的影响，会产生不足变形转向，增加不足转向的趋势。4.驱动力增加，轮胎回正转矩增大，增加了不足转向的趋势。第二章1.何为霍尔效应？霍尔传感器可以用于哪些参数测定？答：半导体或金属薄片置于磁场中，当有电流（与磁场垂直的薄片平面方向）流过时，在垂直于磁场和电流的方向上产生电动势，这种现象称为霍尔效应。利用霍尔效应可制成测量电流、磁场、位移、压力、压差、转速、转角等物理量的传感器。2.何为压电效应？是说明压电式加速器传感器的工作原理。答：对某些电介质沿着一定方向加力而使其变形时，在一定表面上产生电荷，当外力撤除后，又回复到不带电状态，这种现象称为正压电效应。石英晶体的压电常数和介电常数的温度稳定性好， 机械强度很高，弹性系数较大，适合于测量大量程的力和加速度。压电陶瓷材料在未级化前为非压电体。极化后在力垂直于极化面作用时（力沿极化方向作用），在极化面上产生电荷。压电陶瓷的压电常数是石英晶体的几倍，灵敏度较高。3.电阻式传感器可用于哪些参数测试？答：应变电阻传感器，用来测量拉压应力。 热敏电阻传感器，用来测量温度。 滑臂式电阻传感器，用来测量几何位置（角度，位移）。 磁敏电阻传感器，用来测量磁常 光敏电阻传感器，用来测量光的强度。 吸湿媒质电阻传感器，用来测量湿度。4.何为热电效应？可用于哪些参数测试？答：将两种不同性质的金属导体接成一个闭合回路，如果两接合点温度不相等，则在两导体间产生电动势，并且回路中有一定大小的电流存在，此现象称为热电效应。负温度系数热敏电阻广泛应用于发动机冷却液温度、空气温度、排气温度的检测，还适用于温度报警控制等场合。正温度系数热敏电阻可适用于电加热系统的电流控制等（电流值温度传感器）。第三章1.多点喷射与单点喷射比较有哪些优点？答：多点喷射系统是在每一个汽缸买的进气门前均安装一只喷油器，喷油器适时喷油。空气和汽油在进气门附近形成混合气，这种喷射系统能教好地保证各缸混合气的均匀。2.K、KE、D型系统为何逐渐被淘汰？答：用叶片式空气流量计直接测量进气空气体积流量来控制空燃比，比用进气管绝对压力间接控制的方式精度高，稳定性好。之后发展的系统能够对空燃比、点火时刻、怠速转速和废气再循环等多方面进行综合控制，控制精度越来越高，控制功能也日趋完善。3.何谓喷油脉宽？为何喷油脉宽决定喷油量的大小？答：ECU提供给电磁喷油器通电信号的时间长度，简称喷油脉宽。汽油压力调节器的主要功用是：使系统油压（即供油总管内油压）与进气支管压力之差保持常熟，一般为250Kpa。这样从喷油器喷出的汽油量便唯一地取决与喷油器的开启时间。也就是喷油脉宽。4.冷起动喷油器有何作用？近几年的轿车发动机为何往往见不到冷起动喷油器？。答：在低温下发动机冷起动时，吸入的混合气中有一部分汽油冷凝，为了补偿这部分汽油的损失，必须在冷起动时附加地喷入一定量的汽油。随着电子技术的发展，现代发动机通常采用增加喷油脉冲宽度的方式来补偿。第四章1.爆燃控制的原理是什么？答：利用发动机爆燃信号作为反馈信息的闭环控制方式中，爆燃传感器将发动机的爆燃状况反馈给ECU，一旦爆燃程度超过规定的标准，ECU立即发出点火系统推迟点火；当爆燃程度低于规定的标准时，ECU又会将点火时刻提前，循环调节点火时刻的结果，使发动机始终处于临界爆燃的工作状态。2.两缸同时点火的能量消耗是否为单缸点火的两倍？不是。同时点火即用一个点火线圈对到达压缩和排气上止点的两个汽缸同时点火，处于压缩的一缸，混合气被点燃而做功，正在排气的另一缸火花塞点空火。3.为什么曲轴位置传感器的信号一般在该缸的压缩上止点前70左右产生？答：发动机转动时，信号盘上的细和凸缘使磁头与信号盘之间的磁通发生变化，在磁头上的线圈中便产生与发动机转速和曲轴位置相关的周期信号。将这些信号进行放大、滤波和整形后，便可得到标准的矩形波。在磁头上产生的信号每120一个脉冲，每一个凸缘位置正好对应着六缸发动机的两个汽缸活塞上前70的位。4.已知图中霍尔式曲轴位置和转速传感器的外信号轮有18个叶片与窗口，弧长均为10；内信号轮有三个弧长分别为100、90、110的叶片，还有三个弧长分别为20、30、10的窗口。内信号轮的叶片分别对应一、四缸、三、六缸和二、五缸的上止点前75，试说明工作原理。（题4-4图）题4-4图1外信号轮2内信号轮答：由外圈一组产生的信号，其周期对应于分电器轴转动角度的1，将此信号进行两倍频，即可获得对应于曲轴转角为1的信号。内圈的一组光电传感器的信号周期为60，对应曲轴转角为120使用中，将内圈信号产生的缝隙固定在噶冬季做功缸的上止点前70的位置，则此信号即可作为发动机各对应缸的压缩上止点参考信号。第五章1. 怠速控制的原理是什么？答：ECU根据从各传感器的输入信号所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较，根据比较得出的差值，确定相当于目标转速的控制量，去驱动控制空气量的执行机构，使怠速转速保持在目标转速附近。2. 为什么要将空燃比控制在14.7：1附近？答：三元催化转换装置的特性是空燃比附近的转换效率较高，因此必须将空燃比比较精确的控制在14.7：1附近。3. 如何将空燃比控制在14.7：1附近？是否发动机所有工况都控制？答：（1）根据空气流量计测出空气质量。（2）根据当时发动机转速，算出每缸进气质量流量。（3）测量此工况下各种传感器的信号。比如节气门位置变化率，推断出是加速还是减速，由此对喷油脉冲进行修正；电瓶电量会对喷油器的无效喷射时间和油泵流量特性修正；冷却液温度，空气温度与油气的蒸发有关，影响混合气的形成，根据不同温度进行修正。此修正值与曲线通过标定试验获得，并由此算出理论喷油质量。（4）根据喷油器标定数据算出喷油时间。并不是所有时候空然比都是14.7:1。比如启动时，由于温度低，混合气挥发性差,会增加喷油量(开环控制)。当引擎大负荷运转时，ECU根据实际喷油量，由节气门开启角度决定加浓为正常喷油量的10304. 何谓EGR？为何要控制EGR率？答：EGR是将一部分排气引入进气管与新混合气混合后进入汽缸燃烧，从而实现再循环。并对送入进气系统的排气进行最佳的控制。随着汽车制造技术的不断进步和先进技术的广泛应用，发动机燃烧控制越来越精确，燃烧越来越充分，发动机的热负荷也越来越大，燃烧室内最高燃烧温度也越来越高。带来一个问题就是氮氧化物（NOx）排放量大量增加。氮氧化物（NOx）是发生光化学烟雾的重要成分，而且一旦产生不容易消除。从氮氧化物（NOx）的生成机理我们知道，氮氧化物（NOx）是在高温状态下空气中的氧气与氮气反应的产物，其生成量与发动机燃烧室内最高燃烧温度和氧气含量密切相关，只有降低燃烧室内最高燃烧温度和氧气含量才能有效降低氮氧化物（NOx）的生成量。 大量研究表明，采用废气再循环装置是降低氮氧化物（NOx）生成量的十分有效方法。排气废气中的氧气含量低，引入燃烧室后降低了燃烧室中氧气的相对含量；同时排气废气的热容量大，在燃烧过程中可以吸收大量的燃烧热能，从而降低发动机的最高燃烧温度，通过两方面的作用，可以大大降低氮氧化物（NOx）的生成量。通常降低率在30%50%。第六章1. 如图所示，试分析发动机电控系统工作原理。题6-1图答：主要包括发动机电子控制(包括汽油机和柴油机)、自动变速器控制(ECT、CVT/ECVT等)以及动力传动总成的综合电子控制等。控制系统主要由各种传感器、执行机构和电控单元(ECU)组成。其主要是保证汽车在不同的工况下均能处在最佳状态下运行，并简化驾驶员的有关操作，从而降低油耗和排放，减少动力传动系统的冲击，减轻驾驶人员的劳动强度，提高汽车的动力性、经济性和舒适性。（1）从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中位置（2）对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作；（3）指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间数据流动的方向。根据事先给定的命令发出控制信息，使整个电脑指令执行过程一步一步地进行，是计算机的神经中枢。2. 电控共轨式柴油供给系统与汽油机相比有哪些特点？答：电控发动机的控制策略和汽油机不同。电控柴油发动机的控制系统中，添加了一项很关键的技OBD。它能够在喷油过程中，精确控制出油量，达到控制排放的目的。第七章1. 液力耦合器机构上增加导轮、又增添单向离合器、再附加锁止离合器的原因何在？答：增加导轮：为了能改变泵轮传递至涡轮的转矩大小。增加单向离合器：在油液冲向导轮背面时，使导轮可以随之转动（沿泵轮方向）。增加锁止离合器：由于泵轮与涡轮之间必须要有转速差存在，价值变矩器液力传动的能量损失，传动效率与机械传动相比较低。所以设置锁止离合器使提高传动效率，减少燃油消耗。2. 分析题7-2图变速齿轮机构各档传动比。题7-2图答：1档：2.45 2档：1.45 3档：1 R档：2.223. 根据工作状态表、分析变速器传动路线。（题7-3图）题7-3图答：R档：输入轴-C2-前后太阳轮-前行星齿轮（定轴转动）-前内齿圈-后行星架-输出轴3档：输入轴-C2-前后太阳轮-后行星齿轮-后行星架-输出轴 输入轴-C1-中间轴-后内齿圈-后行星轮-后行星架-输出轴2档：输入轴-C1-周建周-后内齿轮-后行星齿轮-后行星架-输出轴前后太阳轮-前行星齿轮-前内齿轮1档：输入轴-C1中间轴-后内齿轮-后行星齿轮- -后行星架-输出轴4. 识读换挡车速图（题7-4图）题7-4图答：在20%节气门开度时，变速器换入高挡的车速为1档-2档，15km/h；2档-3档，30 km/h；3档-4档，40 km/h；锁止ON约为60 km/h。在20%节气门开度时，变速器换入低档的车速为：锁止OFF约为45 km/h；4档-3档，35 km/h；3档-2档，20 km/h；2档-1档，10 km/h。第八章1. 为何将制动和驱动的滑动率控制在8%-25%？答：在该区域内，道路纵向和横向附着系数均较大，相对可以达到较大的制动力。2. 牵引系统是如何工作的？答：力控制系统Traction Control System，简称TCS，也称为ASR或TRC。它的作用是使汽车在各种行驶状况下都能获得最佳的牵引力。牵引力控制系统的控制装置是一台计算机，利用计算机检测4个车轮的速度和方向盘转向角，当汽车加速时，如果检测到驱动轮和非驱动轮转速差过大，计算机立即判断驱动力过大，发出指令信号减少发动机的供油量，降低驱动力，从而减小驱动轮的滑转率。计算机通过方向盘转角传感器掌握司机的转向意图，然后利用左右车轮速度传感器检测左右车轮速度差;从而判断汽车转向程度是否和司机的转向意图一样。如果检测出汽车转向不足(或过度转向)，计算机立即判断驱动轮的驱动力过大，发出指令降低驱动力，以便实现司机的转向意图。3. 如何应用高选原则和低选原则？答：如果对某车轮的制动压力可以进行单独调节，称这种控制方式为独立控制；如果对两个(或两以上)车轮的制动压力一同进行调节，则称这种控制方式为一同控制。在两个车轮的制动压力进行一同控制时，如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这种控制方式为按高选原则一同控制；如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，则称这种控制方式为按低选原则一同控制。4. 分析仅选用ABS装置的四轮独立系统的危险状况？答：仅选用ABS装置的四轮独立系统如果在松散的砾石路面、松土路面或积雪很深路面上制动时，会丧失部分发动机的转矩，需要和驱动防滑系统配合使用。第九章1. 如何控制悬架刚度？答：主动控制悬架系统有以液体作为能量的油气悬架，也有以高压气体作为能量的空气悬架。主动悬架系统根据车速、转向、制动、位移等传感信号，经ECU处理后，控制电磁式或步进电动机执行器，通过改变悬架的刚度，以适应复杂的行驶工况对悬架的要求。2. 4WS控制相位为何要随车速变化？答：使车轮转向与车身行进方向最大限度保持一致，而让后轮也具有适当的转向性能。3. 转向行驶稳定控制有哪几种控制原理？答：（1）干预发动机管理系统，降低发动机的转矩等。（2）干预驱动力的分配；（3）干预制动力的分配。4.为何将安全气囊引爆的加速度设置在2g-3g或以上？答：汽车在发生制动时，其最大减速度不能大于9.8m/s2。因此安全