第二章-汽车电子技术

1、第二章 汽车电子技术,2.1 汽车电子技术的应用,电源,用电设备,传 统 汽 车 电器,蓄电池:6V、12V、24V,发电机：直流、交流,仪表：电流表(或电压表) 、水温表、机油压力表、燃油表、车速/里程表等,暖风与空调器,刮水器、洗涤器,信号装置,照明装置,点火装置,起动机,大灯、小灯、雾灯、倒车灯、牌照灯、车内灯等。,转向灯、制动灯、示宽灯及电喇叭等。,点火线圈、分店器、火花塞。,国内普及,新型电子装置,硅整流交流发电机,电子调压器,发动机：燃油喷射控制（EFI）、进气压力控制、点火控制（ESA） 、爆震控制、怠速控制（ISC） 、排放控制（EGR）,底盘：传动系（自动变速器ECT、防滑差

2、速器LSD）、转向系（动力转向EPS、四轮转向4WS）、制动系（制动防抱死ABS）行驶系（驱动防滑ASR、巡行控制CCS）、悬架控制TEMS,安全性：自动安全带、安全气囊、雷达定位、倒车报警、防盗系统,电子点火器（点火）,电子闪光器（信号）,国外常见,车身：电动车窗（天窗）、电动门锁、电动后视镜、电动天线 、自动空调、自动坐椅、电视机、收放机,信息与通信：电子仪表显示、导航系统、车用电话、车用传真,（电源）,汽车上电子装置布置图,2.2 汽车电子系统的组成,一、电源系统：包括蓄电池、发电机和调节器。蓄电池与发电机并联，停车与起动时，蓄电池供电；工作后，发电机供电，并向蓄电池充电。,二、起动系统

3、：包括起动电机和操纵装置。,三、点火系统,传统蓄电池点火系统：包括点火线圈、断电器、点火开关等,电子控制点火系统：包括点火线圈、ECU、点火开关等,晶体管电感放电点火和可控硅电容放电点火：包括点火线圈、控制电路、点火开关等,四、发动机电子控制系统：主要有电子控制燃油喷射系统、电控化油器和发动机综合控制系统等，其作用是利用电子技术对发动机的燃油喷射、点火时刻、怠速转速、废气再循环等进行控制，从而获得最佳动力性、经济性并能降低污染。,五、底盘电子控制系统：目前主要有电子控制自动变速器、电子控制制动防抱死系统、电子控制悬架系统、电子控制动力转向系统、防撞安全气囊系统等。,六、照明及灯光信号系统：随着

4、科技发展，汽车性能的提高，汽车的照明及信号系统广泛采用电子控制装置，如灯光延时控制、前大灯自动变光等。,七、仪表系统：包括车速里程表、机油压力表、电流表、燃油量表等。其作用是将汽车的主要运行参数和状态参数及时地显示给驾驶员， 而且采用数字式代替原来的电磁式。,八、附属电子系统：包括电控雨刮器、电控洗涤器、电动门窗、电动座椅、汽车空调等。其目的是提高驾驶的方便性与乘坐的舒适性。,2.3 汽车电子控制系统基本组成,汽车电子控制系统一般由传感器、控制单元和执行元件三大部分组成。,第三类传感器(对驾驶员指示操作),ECU 输入处理 计算处理 输出处理,执行元件,被控制机械装置,第一类传感器(机械装置的

5、状态),第二类传感器(周围环境的状态),一、传感器,1、空气流量传感器,主要用于计量进入气缸的空气量，有空气流量计和空气压力传感器两种。,（1）空气流量计,卡门旋涡式空气流量计,链接,叶片式空气流量计,热线、热膜式空气流量计,（2）进气压力传感器,空气量越大（真空度越低）进气歧管压力越高硅膜片变形越大应变电阻变化越大电信号放大输出给发动机ECU,进气压力传感器工作原理：,2、节气门位置传感器,VCC：传感器电源端子，由ECU提供。 VTA：节气门开度信号端子。节气门开度越大，VTA-E2间电阻越大，开度电压信号越大。 IDL：怠速开关端子。节气门关闭时，怠速开关闭合；节气门打开时，怠速开关断开

6、。E2：传感器通过ECU接地。,3、曲轴位置和转速传感器,转速传感器的安装,霍尔式传感器,光电式传感器,4、温度（水、气）传感器,工作原理：采用热敏电阻传感器，具有负温度系数热敏电阻特性，即冷却液温度升高，热敏电阻值降低 。,作用：感知冷却液温度和进气温度，并将信号输送到电脑，来控制修正喷油量。,5、氧传感器,混合气稀：排气中含氧多，两侧氧浓度差小，产生电压信号较低 ； 混合气浓：排气中含氧少，两侧氧浓度差大，产生电压信号较高 。,氧传感器的结构与工作原理,氧传感器,6、爆震传感器,压电效应：当缸体振动时，配重受振动影响产生加速度，压电元件受到加速度惯性力的作用而产生电压信号。,爆震传感器结构

7、与原理,二、ECU总成,ECU根据各传感器输入数据计算相应的技术参数(如空气/燃油混合量、喷油时间喷油压力等)，然后输出指令使相应的执行元件动作，实现控制。,三、执行元件,包括电动汽油泵、油压调节器、喷油器、电磁线圈、伺服电机、电磁怠速开关、电磁阀、怠速控制装置等。,1、电动汽油泵,油压调节器功用：使燃油供给系统的压力与进气管压力之差即喷油压力保持恒定。 喷油压力 = 供油压力进气管压力。,2、油压调节器,3、喷油器,燃油分配管与其他元件的连接关系：,燃油分配管功用：将汽油均匀等压输送给各缸喷油器。,4、燃油分配管,功用：衰减喷油器喷油时引起的燃油压力脉动，使燃油系统保持压力稳定. 原理：油压

8、脉动时膜片弹簧被压缩或膨胀，膜片下方的容积略有增大或减小以稳定油压。,5、油压脉冲衰减器,一般采用旁通空气式 。 怠速时，节气门完全关闭，怠速进气量由怠速控制阀控制的旁通空气道提供。怠速控制阀的类型： 步进电机型 旋转电磁阀型 占空比控制电磁阀型 开关控制电磁阀型,6、怠速控制装置,作用：根据发动机运行情况，与电脑配合自动调节进入空气量。,7、点火线圈组件,2.4 电子控制汽油喷射系统,汽油喷射技术始于是20世纪30年代，最初是为航空发动机设计的，50年代开始用于汽车发动机； 汽油喷射系统在国外轿车上应用已很广泛，美、日、德等国生产的排量在2.0L以上的轿车发动机几乎都采用了汽油喷射系统； 目

9、前，我国大部分国产轿车上也装备了汽油喷射系统，如奥迪、桑塔纳、大众、捷达、红旗、宝来等轿车。,电控燃油喷射系统示意图,桑塔纳2000轿车燃油喷射系统,2.5 柴油高压共轨喷射系统,高压共轨喷射系统是一个将高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环控制系统。,实验证明: 在柴油喷射过程中，高压油管各处的压力是随时间和位置不同而变化的。柴油的可压缩性质和高压油管中柴油的压力波动，使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动会引起二次喷油现象,由于二次喷油不可能完全燃烧，于是增加了烟度和碳氢化合物(HC)的排放量，并使油耗增加。此外，每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变

10、化，随之引起不稳定的喷射，尤其在低速区域容易产生上述现象。为了解决柴油机燃油压力变化所造成的缺陷，现代柴油机采用了一种称之为“共轨”的电喷技术。,系统主要由;供油泵、带调压阀的共轨管、电控喷油器、各种传感器和电控单元组成。,一、高压共轨电控燃油喷射系统的结构,二、共轨电喷技术原理,ECU 根据传感器实时检测到的各种运行参数，与其中预存的标准参数相比较、计算后，把目标值通过指令输送到高压电磁阀或压电喷油器，从而控制其喷油量、喷油正时、喷油时间和喷油速率；同时，ECU根据共轨压力传感器送来的参数和目标喷油压力比较形成闭环控制，通过连续调节共轨压力来控制喷射压力。,柴油机共轨式电控燃油系统的原理,柴油机共轨式电控燃油喷射技术集计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油器结构于一身。它不仅能实现喷射压力和喷油量的控制，而且还能实现预喷射和后喷，从而优化喷油特性、减低柴油机噪声和大大减少废气的排放量，其特点为：(1)采用先进的电子