汽车电控技术邓培成

名字：邓培成学号：专业：11汽运〔1〕班车身电控新技术摘要：现代汽车的开展趋势是动力好、操作方便、行驶平安、乘坐舒适、更重要的是节能、环保。汽车电子控制技术是现代汽车的技术核心，它正在快速的开展中，呈现出电脑化、智能化多样化的态势现代汽车被誉为“四个轮子的电脑”汽车的维修业作为汽车后市场的效劳者，确保了汽车技术在剧烈的市场竞争中保持旺盛的生命力。关键词：电控技术汽车新技术新成果汽车电控新技术能源和环保是当今世界要考虑的问题之一。汽车的开展要与这两方面相协调。并要节能、环保、平安，适应这一开展方向。现代汽车是典型的机、电、液一体化产品其中的电子控制技术已成为衡量现代汽车开展水平，汽车上的电控系统主要有：电子燃油喷射系统〔EF〕、电控点火装置〔ESA〕、废弃在循环控制〔EGR〕、怠速控制阀〔ISC〕、制动防抱死控制系统〔ABS〕、防滑控制系统〔ASR〕、〔4〕、电子控制自动变速器〔AT〕、电子助力转向〔EPS〕、巡航控制系统〔CCS〕等。汽车电控系统主要由传感器、电子控制模块(ECU)、驱动器和执行器、控制程序软件组等组成，大致分为发动机电子控制系统、底盘综合制系统、车身电子平安系统、信息通讯系统，四个部。〔1〕电子燃油喷射系统〔EF〕EFI系统是以电控单元〔ECU〕为控制中心，并利用安装在发动机上的各种传感器测出发动机的各种运行参数，再按照电脑中预存的控制程序精确地控制喷油器的喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最正确空燃比的可燃混合气。〔2〕电控点火装置〔ESA〕原理通常的点火线圈里面有两组线圈，初级线圈和次级线圈。初级线圈用较粗的漆包线，通常用0.5-1毫米左右的漆包线绕200-500匝左右；次级线圈用较细的漆包线，通常用0.1毫米左右的漆包线绕15000-25000匝左右。初级线圈一端与车上低压电源〔+)联接，另一端与开关装置〔断电器〕联接。次级线圈一端与初级线圈联接，另一端与高压线输出端联接输出高压电。点火线圈之所以能将车上低压电变成高电压，是由于有与普通变压器相同的形式，初级线圈比次级线圈的匝数比大。但点火线圈工作方式却与普通变压器不一样，普通变压器的工作频率是固定50Hz，又称工频变压器，而点火线圈那么是以脉冲形式工作的，可以看成是脉冲变压器，它根据发动机不同的转速以不同的频率反复进行储能及放能。当初级线圈接通电源时，随着电流的增长四周产生一个很强的磁场，铁芯储存了磁场能；当开关装置使初级线圈电路断开时，初级线圈的磁场迅速衰减，次级线圈就会感应出很高的电压。初级线圈的磁场消失速度越快，电流断开瞬间的电流越大，两个线圈的匝比越大，那么次级线圈感应出来的电压越高。种类点火线圈依照磁路分为开磁式及闭磁式两种。传统的点火线圈是用开磁式，其铁芯用0.3毫米左右的硅钢片叠成，铁芯上绕有次级与初级线圈。闭磁式那么采用形似Ⅲ的铁芯绕初级线圈，外面再绕次级线圈，磁力线由铁芯构成闭合磁路。闭磁式点火线圈的优点是漏磁少，能量损失小，体积小，因此电子点火系统普遍采用闭磁式点火线圈。数控点火在现代汽车的高速汽油发动机上，已经采用由微处理机控制的点火系统，也称数字式电控点火系统。这种点火系统由微电脑〔计算机〕、各种传感器和点火执行器三局部组成。实际上在现代发动机中，汽油喷射与点火这两个子系统都受同一个ECU控制，合用一组传感器。传感器根本上与电控汽油喷射系统中的传感器相同，例如有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、进气歧管压力传感器、爆燃传感器等。其中爆燃传感器是电控点火专用的一个很重要的传感器〔尤其是采用了废气涡轮增压装置的发动机〕，它能够监测发动机是否爆燃及爆燃的程度，作为反应信号使ECU指令实现点火提前，使发动机不会爆燃又能获得较高的燃烧效率。数字式电控点火系统(ESA)按照结构分为分电器式与无分电器式(DLI)两种类型。分电器式电控点火系统只用一个点火线圈产生高压电，然后由分电器按照点火顺序依次在各缸火花塞点火。由于点火线圈初级线圈的通断工作由电子点火电路承当，因此分电器已取消断电器装置，仅起到高压电分配职能。双缸点火双缸点火方式指两个气缸合用一个点火线圈，因此这种点火方式只能用于气缸数目为偶数的发动机上。如果在4缸机上，当两个缸活塞同时接近上止点时〔一个是压缩另一个是排气〕，两个火花塞共用同一个点火线圈且同时点火，这时候一个是有效点火另一个那么是无效点火，前者处于高压低温的混合气之中，后者处于低压高温的废气中，因此两者的火花塞电极间的电阻完全不一样，产生的能量也不一样，导致有效点火的能量大得多，约占总能量的80%左右。单独点火单独点火方式是每一个气缸分配一个点火线圈，点火线圈直接安装在火花塞上的顶上，这样还取消了高压线。这种点火方式通过凸轮轴传感器或通过监测气缸压缩来实现精确点火，它适用于任何缸数的发动机，特别适合每缸4气门的发动机使用。因为火花塞点火线圈组合可安装在双顶置凸轮轴〔DOHC〕的中间，充分利用了间隙空间。由于取消分电器和高压线，能量传导损失及漏电损失极小，没有机械磨损，而且各缸的点火线圈和火花塞装配在一起，外用金属包裹，大幅减少了电磁干扰，可以保障发动机电控系统的正常工作。型号根据QC/F73-93《汽车电气设备产品型号编制方法》的规定，点火线圈的型号应有下面的几个局部组成。产品代号：D表示点火Q表示线圈如果DQ后面还有字母，G表示干式点火线圈D表示电子点火系统用点火线圈。电压等级代号：用数字表示点火线圈的额定电压，即1---12V；2---24V；6---6V。用途代号：用数字表示点火线圈的用途，含义如下：1---单、双缸发动机2---四、六缸发动机3---四、六缸发动机〔带附加电阻〕4---六、八缸发动机〔带附加电阻〕5---六、八缸以上缸发动机6---八缸以上发动机7---无触点分电器8---高能点火9---其他〔包括三、五、七缸〕设计序号：以数字表示变型代号：以A/B/C······顺序表示例如：DQ1244表示电压为12V，用于4---6缸发动机，设计序号为4的点火线圈开放分类：〔3〕废气在循环控制〔EGR〕废气再循环〔EGR〕系统废气再循环是指把发动机排出的局部废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的CO2，而CO2不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，从而减少了NOx的生成量。废气再循环〔EGR〕系统的开启状态：EGR阀〔废气再循环阀〕通常在以下条件下开启：1.发动机暖机运转。2.转速超过怠速。ECM根据发动机冷却水温传感器、节气门位置传感器和空气流量传感器来控制EGR系统。汽油发动机在重负下时起作用，柴油发动机在发动机暖机状态时不起作用。废气再循环系统工作原理：废气再循环(EGR)控制方式,发动机控制电脑即ECU根据发动机的转速、负荷(节气门开度)、温度、进气流量、排气温度控制电磁阀适时地翻开，进气管真空度经电磁阀进入EGR阀真空膜室，膜片拉杆将EGR阀门翻开，排气中的少局部废气经EGR阀进入进气系统，与混合气混合后进入气缸参与燃烧。少局部废气进入气缸参与混合气的燃烧，降低了燃烧时气缸中的温度，因NOX是在高温富氧的条件下生成的，故抑制了NOX的生成，从而降低了废气中的NOX的含量。但是，过度的废气参与再循环，将会影响混合气的着火、性能，从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机时，再循环的废气会明显地影响发动机性能。所以，当发动机在怠速、低速、小负荷及冷机时，ECU控制废气不参与再循环，防止发动机性能受到影响；当发动机超过一定的转速、负荷及到达一定的温度时，ECU控制少局部废气参与再循环，而且，参与再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同，以到达废气中的NOX最低。〔4〕制动防抱死控制系统〔ABS〕“ABS”中文译为“防锁死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车平安控制系统。ABS是常规刹车装置根底上的改良型技术，可分机械式和电子式两种。

现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最正确的制动装置。

普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而平安抱死。

ABS的应用。

世界上第一台防抱死制动系统ABS(Ant-ilockBrakeSystem),在1950年问世，首先被应用在航空领域的飞机上，1968年开始研究在汽车上应用。70年代，由于欧美七国生产的新型轿车的前轮或前后轮开始采用盘式制动器，促使了ABS在汽车上的应用。1980年后，电脑控制的ABS逐渐在欧洲、美国及亚洲日本的汽车上迅速扩大。到目前为止，一些中高级豪华轿车，如西德的奔驰、宝马、雅迪、保时捷、欧宝等系列，英国的劳斯来斯、捷达、路华、宾利等系列，意大利的法拉利、的爱快、领先、快意等系列，法国的波尔舍系列，美国福特的TX3、30X、红慧星及克莱斯勒的帝王、纽约豪客、男爵、道奇、顺风等系列，日本的思域，凌志、豪华本田、奔跃、俊朗、淑女300Z等系列，均采用了先进的ABS。到1993年，美国在轿车上安装ABS已达46%，现今在世界各国生产的轿车中有近75%的轿车应用ABS。

现今全世界已有本迪克斯、本迪克斯、波许、摩根.戴维斯、海斯.凯尔西、苏麦汤姆、本田、日本无限等许多公司生产ABS，它们中又有整体和非整体之分。预计随着轿车的迅速开展，将会有更多的厂家生产。〔5〕电子控制自动变速器〔AT〕ECU〔电控单元〕借助电磁阀控制自动变速器工作过程。ECU输入电路接受传感器和其它装置输入的信号，对信号进行过滤处理和放大，然后转换成电信号驱动被控的电磁阀工作。因此，电子控制自动变速器就要增加节气门位置传感器、车速传感器、水温传感器、液压温度传感器、发动机转速传感器、档位开关、刹车灯开关等数字信号汇入ECU，从而使得ECU精确控制电磁阀，使换档和锁止时间准确，令汽车运行更加平稳和节省燃油。〔6〕巡航控制系统〔CCS〕按司机要求的速度合开关之后，不用踩油门踏板就自动地保持车速，使车辆以固定的速度行驶，采用了这种装置，当在高速公路上长时间行车后，司机就不用再去控制油门踏板，减轻了疲劳，同时减少了不必要的车速变化，可以节省燃料。巡航控制系统英文名称为SpeedControlSystem或CrusieControlSystem，这是一种减轻驾车者疲劳的装置。当汽车在长距离的高速公路行驶时，启动巡航控制系统就可以自动将汽车固定在特定的速度上，免除驾车者长时间脚踏油门踏板之苦。同时，它还能在巡航状态下对预定的车速进行加速和减速的调节。在上世纪60年代的美国，巡航控制系统已经广泛应用在汽车上，目前国内生产的一些中高档车如帕萨特、雅阁等也都安装有巡航控制系统。另外，巡航控制系统还有节省燃料和减少排放的好处，因为汽车都有对应的经济速度，当驾驶者将巡航控制系统调置在经济速度上就可以起到省油的作用。〔7〕电子助力转向系统〔EPS〕EPS就是英文ElectricalPowerSteering的缩写，也就是“电子助力转向系统”的意思，

EPS系统一般由机械转向系统加上转矩传感器、车速传感器、电子控制单元、减速器、电动机等组成，它在传统机械转向系统的根底上，根据方向盘上的转矩信号和汽车的行驶车速信号，利用电子控制装置使电动机产生相应大小和方向的辅助动力，协助驾驶员进行转向操作。优势：节能环保

由于发动机运转时，液压泵始终处于工作状态，液压转向系统使整个发动机燃油消耗量增加了3％～5％，而EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，可独立于发动机工作，EPS几乎不直接消耗发动机燃油。EPS不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题，EPS通过电子控制，对环境几乎没有污染，更降低了油耗。

安装方便

EPS的主要部件可以配集成在一起，易于布置，与液压动力转向系统相比减少了许多元件，没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等，元件数目少，装配方便，节约时间。

效率高

液压动力转向系统效率一般在60%～70%，而EPS的效率较高，可高达90％以上。

路感好

传统纯液压动力转向系大多采用固定放大倍数，工作驱动力大，但却不能实现汽车在各种车速下驾驶时的轻便性和路感。而EPS系统的滞后特性可以通过EPS控制器的软件加以补偿，使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。

回正性好

EPS系统结构简单，不仅操作简便，还可以通过调整EPS控制器的软件，得到最正确的回正性，从而改善汽车操纵的稳定性和舒适性。〔8〕驱动防滑系统组成：驱动防滑系统是在ABS的根底上开展起来的，它与ABS共用轮速传感器、制动控制阀等，扩展了ECU功能，增设了节气门执行器、制动执行器、电机继电器等执行机构。原理：汽车在路面上行驶时，其驱动力主要取决于两个方面:第一是发动机输出扭矩和功率，第二是路面附着系数。汽车在行驶过程中，如果路面附着系数比拟小，当汽车启动或加速时，很容易导致车轮超过最大附着力，多余的力矩使车轮打滑，附着力明显降低，使汽车失去稳定的牵引能力和操纵性能ASR在汽车驱动加速时发挥效用，以获得尽可能高的加速度，使驱动轮的驱动力不超过轮胎与路面间的附着力，以防止车轮滑转，从而改善汽车的操纵稳定性及加速性能，提高车的行驶平顺性。与ABS不同的是ASR在整个汽车行驶过程中均起作用。(9)怠速控制阀原理：只要点火开关转至ON位置，怠速控制阀即通电，发动机电脑控制其电路搭铁。当发动机的工作参数偏离正常值时，便使用该阀来调整怠速转速。怠速转速是通过控制旁通节气门体的空气量来调整的。发动机起动后，怠速控制阀开启一段时间进气量增加，使发动机怠速转速提高约150r/min-300r/min。当发动机冷却液温度较低时，怠速控制阀开启，以获得适当的快怠速。发动机电脑根据不同的冷却液温度，通过改变传到怠速控制阀的信号强度来控制怠速控制阀柱塞的位置。步进电机式怠速控制阀是世界上目前应用最多的一种怠速控制装置。用于汽车电喷系统旁通空气通道的开度，从而调节旁通气量，使发动机转速到达所要求的目标值。结构原理：由永久磁铁构成的转子，激磁线圈构成的定子和把旋转运动转换成直线运动的进给丝杆及阀门等局部组成。它利用系统供应的步进信号进行转换控制，使转子可以正转，也可以反转，从而使阀芯〔丝杆〕进行伸缩运动以到达调节旁通空气道截面的目的，从而稳定怠速，并到达理想的怠速转速故障诊断和排除：怠速开关信号电路原因发动机控制电脑〔ECU〕是根据怠速开关信号〔IDL端子〕电位的上下来判断发动机是否处于怠速工况