汽车电子技术

1. 汽车电子技术

2. 一、汽车电子技术的应用 ： 蓄电池：6V、12V、24V 电源 发电机：直流、交流 起动机 点火装置 点火线圈、分电器、火花塞 传统汽车电器 照明装置 大灯、雾灯、尾灯、牌照灯、室内灯等 用电设备 信号装置 转向灯、制动灯、示宽灯、电喇叭等 刮水器、洗涤器 暖风与空调器 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 第1页

3. 硅整流交流发电机 （电源） 国内普及 电子调压器 电子点火器（点火） 新型电子装置 电子闪光器（信号） 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 国外常见 安全性：自动安全带、安全气囊、雷达定位、倒车报警、防盗系统 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 第2页

4. 汽车上电子装置布置图 第3页

5. 二、汽车电子系统的组成 1、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。 去仪表 发电机 蓄电池 第4页

6. 转子磁极采用永磁材料的硅整流整体式三相同步交流发电机； 在低速时，发电机电压低于蓄电池电压，是他激，使电压升高； 在高速时，发电机电压高于蓄电池电压，是自激，使电压降低； 正常发电电压为13.5V-14,8V. 第5页

7. 2、起动系统：包括起动电机和操纵装置。 操纵装置 起动电机 M 电磁控制强制啮合式单向离合器起动机 第6页

8. 第7页

9. 3、点火系统 传统蓄电池点火系统：包括点火线圈、断电器、分电器、点火开关等 点火系统 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 电子控制点火系统：包括点火线圈、ECU、点火开关等 第8页

10. 4、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。 5、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。 第9页

11. 6、照明及灯光信号系统 随着科技发展，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、前大灯自动调光。 7、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。 8、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 第10页

12. 三、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。 第一类传感器(机械装置的状态) 被控制机械装置 ECU 输入处理 计算处理 输出处理 第二类传感器(周围环境的状态) 执行元件 第三类传感器(对驾驶员指示操作) 第11页

13. 1、传感器 ⑴ 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。 空气流量计 第12页

14. ① 卡门旋涡式空气流量计 第13页

15. ② 叶片式空气流量计 第14页

16. ③ 热线、热膜式空气流量计 第15页

17. 进气压力传感器 第16页

18. 进气压力传感器工作原理 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 第17页

19. ⑵ 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。·E2：传感器通过ECU接地。 第18页

20. 检测节气门位置传感器的工作电压（怠速时应大于200毫伏，全开时应小于4.8伏）。 第19页

21. ⑶ 曲轴位置和转速传感器 第20页

22. 转速传感器的安装 霍尔式传感器 光电式传感器 第21页

23. 用欧姆表测量曲轴位置传感器A、B接线柱之间的电阻，正常应为无电阻，否则更换传感器。 第22页

24. ⑷ 温度（水、气）传感器 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。 第23页

25. 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 。 检查测试该传感器和线束电阻，热机时传感器电阻应小于1000欧，发动机控制器线束接线柱与该传感器接头之间的电阻应小于1欧，否则应检修线束。 第24页

26. ⑸ 氧传感器 第25页

27. 氧传感器的结构与工作原理 氧传感器 第26页

28. 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 。 测试氧传感器电阻，其阻值 应在5-7欧，若无限大，应更换氧传感器。 第27页

29. ⑹ 爆震传感器 第28页

30. 爆震传感器结构与原理 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。 第29页

31. 2、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。 第30页

32. 开环控制：就是车内的电脑按照预先设定的程序来调整喷油量、进气量等相关参数，不涉及自身对尾气的检测。开环控制：就是车内的电脑按照预先设定的程序来调整喷油量、进气量等相关参数，不涉及自身对尾气的检测。 闭环控制：是指在车的排气管的三元催化器附近安装氧传感器，以检测尾气中氧的浓度并把数值传回电脑，电脑再基于测定的氧浓度值来调整喷油和进气等相关量值；也就是说电脑对发动机进气、进油和排放实施整个过程的监测，形象地说就是“闭环控制”。 第31页

33. 3、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。 ⑴ 电动油泵 第32页

34. ⑵ 油压调节器 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。 第33页

35. ⑶ 喷油器 第34页

36. 喷油嘴电路短路或断路。在20℃时喷油嘴接柱间电阻应为14.5歐姆±1.2欧姆；喷油嘴进油口如果堵塞，更换喷油嘴。喷油嘴电路短路或断路。在20℃时喷油嘴接柱间电阻应为14.5歐姆±1.2欧姆；喷油嘴进油口如果堵塞，更换喷油嘴。 第35页

37. ⑷ 燃油分配器 燃油分配管功用： 将汽油均匀等压输送给各缸喷油器。 燃油分配管与其他元件的连接关系： 第36页

38. ⑸ 油压脉冲衰减器 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。 第37页

39. ⑹ 怠速控制阀 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。 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 第38页

40. ⑺ 点火线圈组件 作用：产生脉冲高压，用于点火 第39页

41. 四、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。 第40页

42. 电控燃油喷射系统示意图 第41页

43. 汽油燃油喷射系统 第42页

44. 五、柴油高压共轨喷射系统 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， 第43页

45. 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。 高压共轨喷射系统是一个高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环控制系统。 第44页

46. 压力传感器 共轨管 压力控制器 供油泵 燃油箱 喷油器 燃滤清器 水箱 ECU 大气温度 转速 相位 油门开度 升压力 可控制高压泵 柴油机共轨喷射系统 1、高压共轨电控燃油喷射系统的结构 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。 第45页

47. 2、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。 第46页

48. 柴油机共轨式电控燃油系统的原理 第47页

49. 3、共轨电喷技术特点 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)采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀，使得喷油过程的控制十分方便，并且可控参数多，利于柴油机燃烧过程的全程优化。 第48页

50. (2)采用共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油器间相互影响小，喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确。(3)系结构移植方便，适应范围广，与目前的小、中型及重性柴油机均能很好匹配，因而市场前景看好。(2)采用共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油器间相互影响小，喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确。(3)系结构移植方便，适应范围广，与目前的小、中型及重性柴油机均能很好匹配，因而市场前景看好。 第49页