08第八章汽车电子控制装置.ppt

第8章汽车电子控制装置、第1节电子控制汽油喷射装置(EFI )、第2节汽车电子控制防抱死制动装置(ABS )、第1节电子控制汽油喷射装置(EFI )，电子控制汽油喷射装置与以往的汽化器供油方式相比，具有以下优点。 可提高发动机的最大输出功率。 油耗低，经济性好。 可以减少排气污染。 提高汽车的加速性能。 低温起动性能良好。 装置整体小型且无需机械驱动，安装简单，返回下一页，第一节的电控汽油喷射装置(EFI )、第二、电控汽油喷射的基本原理以内燃机的原理为人所知，汽油和空气以一定比例进入汽缸后，点火和完全燃烧变得容易。 理论上完全燃烧一定量的汽油所需的空气量可以用化学当量比来计算。 在质量计中，空气与汽油的比为14.1:1，一般而言，过剩空气系数用表示，图81表示发动机功率Pc的燃料效率ge与过剩空气系数的关系曲线。 图8-2表示电控汽油喷射系统的基本原理框图。 下一页、返回、前一页、第一节电控汽油喷射装置(EFI )、第三、电控汽油喷射的类型1 .以检测吸入空气量的方式对(1)压力类型(eei1d )进行分类。 压力型控制对象如图8-3所示。 压力类型以进气管压力为主要控制参数，根据进气管内的压力传感器测量的进气管压力和发动机转速控制喷嘴的喷射量。 (2)流量型(EEI-L )。 流量型以空气流量为主要控制参数。 流量型控制对象如图8-5所示。 2 .喷嘴数分类(1)单点喷射(2)多点喷射、下一页、返回、前一页、第一节电子控制汽油喷射装置(EFI )、3 .控制系统的反馈的有无分类(1)无开环控制系统氧传感器反馈控制装置的电子控制燃料喷射系统、开环控制系统(2)闭环控制系统。 带氧传感器的电控燃料喷射系统被称为闭环控制系统。 四、电控汽油喷射装置的结构和工作过程电控汽油喷射装置由燃料供给系统、进气系统、控制系统和各种传感器组成。 图8-15是电控汽油喷射装置的整体结构图。 1 .燃料供给系统燃料供给系统包括箱1、燃料泵2、过滤器3、压力调整器9、喷油喷嘴13、冷启动喷嘴12等部件。 下一页、返回、前一页、第一节电子控制汽油喷射装置(EFI )、电动汽油泵2从油箱1吸出汽油，并经由过滤器3输送至喷嘴13。 在油路上安装压力调节器9，将管线的供油压力维持在200kPa，供油压力超过规定值时，压力调节器内的减压阀打开，汽油通过回油管返回油箱，使管线的油压保持一定。 过滤器的作用是去除燃料中的污垢，防止喷嘴针阀堵塞。 下一页、上一页、第一节电控汽油喷射装置(EFI )、2 .进气系统进气系统包括空气滤清器、进气歧管14、空气流量传感器10、节流阀11等(参照图8的15 )。 空气从空气滤清器进入进气歧管，推开空气流量传感器10的测定片，经由节流阀11进入各气缸。 进气量取决于节气门的开度。 节气门11由油门踏板操作，在怠速时节气门全闭，怠速运转所需的空气量通过空气流量传感器和设置在节气门侧面的旁通管21、23进入进气歧管，此时的进气量由调整螺钉22、24控制为了使发动机的低温怠速时的运转顺畅所需的增加空气量能够通过辅助进气管19进入气缸。 辅助进气管19内置有辅助空气阀18，该辅助空气阀18打开的截面积在电加热双金属弹簧的作用下根据发动机温度而变化。 下一页、返回、上一页、第一节电控汽油喷射装置(EFI )、3 .传感器主要有发动机转速传感器、冷却水温传感器、进气温度传感器、空气流量传感器、节气门开度传感器、第一缸上死点位置传感器等。这些信息将发动机的负载、旋转速度、加速度、减速度、进气量、温度、压力等的变化转换成电信号，并且将该电信号输入至控制器，控制器将这些信息与存储在ROM中的信息进行比较，然后输出控制脉冲以控制针阀打开以及喷射器的持续时间。 为供给发动机的各汽缸确保最佳混合气。 (1)叶片式空气流量传感器。 图8-20为单片式空气流量传感器的外观和结构。 叶片式空气流量传感器利用由空气流动产生的压力差，以推开测量板的原理工作。 图8-21表示叶片式空气流量传感器的动作原理图。 下页、返回、前页、第1节电控汽油喷射装置(EFI )、(2)卡尔曼(Karman )涡流式空气流量传感器。 图8-22表示卡尔曼涡流式空气流量传感器。 卡尔曼涡流式流量计没有可动部件。 其特点是结构简单，反应灵敏，测定精度高，目前已被广泛采用。 (3)热线式空气流量传感器。 热线式空气流量传感器如图8-1-2所示。 该传感器将通电后受热的铂制热线安装在节流阀上，将热线置于空气流中。 热线是发热体。 因为热量被空气吸收，所以发热体本身会变冷。 通过发热体周围的空气流量越多，被夺走的热量也越多。 热线式空气流量计利用发热体和空气之间的这种传热现象来测量空气流量。 下一页、返回、上一页、第一节电控汽油喷射装置(EFI )、4 .控制系统控制系统的作用是，根据反映了发动机的状况的各种信息，决定燃料喷射针打开的时期，确保向发动机供给最佳的可燃混合气体。 如图8的15所示，继电器7接受电池的电压，关闭点火开关后，继电器7接通控制器5、燃油泵2、冷启动喷嘴12、热开关15、辅助空气阀18等电路，使燃油喷射系统工作。 作为控制器的电子计算机是电控燃料喷射装置的中枢。 为了提高稳定性和降低成本，控制器广泛采用集成电路。 控制原理框图如图8中的24所示。 前页，第二节汽车电控防抱死制动单元(ABS )，第一、电控防抱死制动单元的理论基础电控防抱死制动过程将传统制动过程转化为瞬态制动过程汽车在制动过程中，摩擦阻力：即车轮制动器(制动鼓与制动蹄之间等)产生摩擦阻力，车轮的旋转速度有两处变慢，另外，在车轮与地面之间产生摩擦力使汽车减速。 前者称为制动制动力，后者称为地板制动力，在车轮没有抱住之前，地板制动力始终等于制动制动力。 此时，制动制动力均可转换为地板制动力。 车轮被抱紧后，地板制动力等地板车轮与地板的附着力不会随着制动制动力的增加而增加。 返回下一页，若第二节汽车电子控制防抱死制动装置(ABS )、即制动产生摩擦力大于轮胎与地面的附着力，则在轮胎与路面间产生相对的滑动(即车轮被抱紧)，由此轮胎局部发热而仅导致能量损失因此，为了提高汽车的制动性能和制动稳定性，不仅要求制动器具有足够的制动力，而且还需要在地面上提供较高的附着力，所产生的制动力的最大值必须等于超过该附着力F的大小且面向轮胎的垂直反作用力z与附着系数的乘积，即，下一页、返回、前一页第二节汽车电子控制防抱死制动装置(ABS )，在汽车车轮一边滚动一边滑动的状态下，用滑移率说明滑移量的多少。滑移率s定义为(8-2)、下一页、返回、上一页、第二节汽车电子控制防抱死制动装置(ABS )，在：车轮根据式(8-2)纯转动情况下，vv=vw、滑移率S=0； 车轮锁定发生纯粹打滑时，vw=0，打滑率S=100%。 最佳制动是指车轮一边滚动一边滑动、以滚动为主、滑移率S=10%25%的状态。 图8-26表示附着系数和滑移率s的变化关系。 下一页、上一页、第二节汽车电子控制防抱死制动单元(ABS )、第二、电子控制防抱死制动单元分类和控制原理电子防抱死制动单元的形式较多，根据其控制参数，进行三个：车轮打滑率控制、车轮减速度控制、车轮减速度控制1 .车轮滑移率控制防抱死制动原理根据也称为车轮滑移率控制防抱死制动装置、多普勒雷达式防抱死制动装置的滑移率s的公式，为了实现滑移率控制，需要检测车体速度vv和车轮速度vw，但检测车轮速度vw容易目前一般采用多普勒雷达测量车身速度vv。 制动时，采用将多普勒雷达测量的车体速度信号和车轮速度传感器测量的车轮速度信号同时发送到电子电路的所谓双信息输入，控制制动机构的动作。 多普勒雷达测速原理如图8-27所示。 下一页、上一页、第二节汽车电子控制防锁制动单元(ABS )、2 .汽车减速度控制防锁制动原理图8-28表示一个车轮制动时的受力分析，理论力学上已知(8-4)，下一页、上一页、 由第二节汽车电子控制防抱死制动单元(ABS )、式(8-4)可知，由于Zr/I是与车辆和车轮结构参数相关的常数，因此车轮减速度对制动转矩的变化较为敏感。 根据实验，在制动中，车轮的抱持总是出现在相当大的dw/dt，即减速度大)的时刻，因此预先设定减速度阈值，当实测的dw/dt超过该预备值时，控制器释放制动系统压力，使车轮加速旋转，预先设定加速度阈值车轮加速度达到该值时，控制器再次发出增大制动压力，使车轮减速运行的指令。 可以用一个车轮速度传感器测量车轮的角速度，在输入一个信号的同时，为电子电路设定合理的加减速度阈值，可以实现防抱死制动器的工作周期。 下一页、上一页、第二节汽车电子控制防抱死制动单元(ABS )、3 .车轮打滑率和车轮减速度混合控制的防抱死制动系统这样的系统，在制动时能够将车轮的速度控制在一定的范围内，即使车轮速度以最佳值为中心上下变动，也会发生变动如图8-30所示。 三、电控防抱死制动装置的结构和工作电控防抱死制动装置主要由传感器、压力调节器和控制器三部分组成。 图8-31显示的是典型的后轮驱动汽车电控防抱死制动系统(ABS )分布图。 图8-32是博世(BOSCH )以车轮减速度为比较量的防抱死制动装置的概略结构图。 下一页、上一页、第二节汽车电子控制防抱死制动装置(ABS )、1 .车轮速度传感器由两部分构成。 一部分安装在车轮的旋转部分，与车轮一起旋转的另一部分安装在车的固定部分。 车轮速度传感器的型号较多，现在使用较多的是磁电式非接触传感器。 如图8的33所示，车轮速度传感器由传感头和齿圈等构成。 如图8图34所示，传感头的外形是磁极为长方形(图8图34(a ) )和圆柱形(图8图34(b ) )这两种静止部件。 感测头必须具有耐高温、耐振动、使用安全、可靠性等特点。 传感器的内部结构和工作原理如图8-35所示。2 .制动压力调整器无论是空气制动器还是液压制动器，都通过从控制器发送来的电信号控制电磁阀的动作，减弱或增强制动压力，使车轮的打滑率接近最佳值3 .控制器实际上是微型计算机，电子逻辑运算控制器的形式较多，其逻辑电路根据所选择的比较量而不同。 图8-38是相对简单的控制原理框图。 这是将与传感器1产生的车轮速度成比例的脉冲数在整形放大电路2中转换为相同频率的方形波，进行加法运算、减法运算，将运算结果发送至逻辑运算控制器4，与所存储的规定的阈值进行比较，当达到阈值时输出控制指令脉冲，在由功率放大器5放大之后主控制器9的作用是使各个部分协调地动作。 下限车速控制器10在车速降低到一定值(一般为8km/h )时，自动切除防锁定制动器的调节，执行原车制动监视灯8是安全措施，保证在开始时施加制动。 制动前指示灯一点亮，就会警告驾驶员制动回路关闭，切断防抱死控制回路，重新开始原车制动。 返回，上一页，图81发动机功率与的关系曲线，返回，图81的2电子控制汽油喷射的基本原理框图，返回，图81的3压力型空气流量控制系统，返回，图81的5流量型空气流量控制系统，返回，图81的15电子控制燃料喷射装置的整体结构概略图，返回， 图81的15电子控制燃料喷射装置的整体结构概略图，返回图8-15电子控制燃料喷射装置的整体结构的概略图，返回，图8-20叶片式空气流量计，返回，图8-21空气流量传感器，返回，图8-2