汽车电子控制技术基础

2020/3/11第六章汽车电子控制技术基础汽车电气第六章汽车电子控制技术基础第一节汽车电子控制系统概述一、汽车电子技术的发展背景1、安全、环保和节能推动了汽车技术的发展2、电子信息技术的发展推进了汽车技术向集成与智能迈进3、汽车电子技术应用的优越性（1）减少汽车修复时间（2）节油（3）减少空气污染（4）减少交通事故（5）提高乘坐舒适性二、汽车电子控制系统的一般组成自动控制系统一般由检测反馈单元、指令及信号处理单元、转换放大单元、执行器和动力源等几部分组成。2020/3/12第六章汽车电子控制技术基础汽车电气第二节常用传感器技术基础一、传感器特性参数指标1．灵敏度灵敏度是指稳态时传感器输出量ｙ和输入量ｘ之比，或输出量ｙ的增量和输入量ｘ的增量之比，用ｋ表示为ｋ＝ｄY／ｄX2．分辨力传感器在规定的测量范围内能够检测出的被测量的最小变化量称为分辨力。3．测量范围和量程在允许误差限内，被测量值的下限到上限之间的范围称为测量范围。4．线性度（非线性误差）在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差与满量程输出值的百分比称为线性度或非线性误差。2020/3/13第六章汽车电子控制技术基础汽车电气•5．迟滞•迟滞是指在相同的工作条件下，传感器的正行程特性与反行程特性的不一致程度。•6．重复性•重复性是指在同一工作条件下，输入量按同一方向在全测量范围内连续变化多次所得特性曲线的不一致性。•7．零漂和温漂•传感器在无输入或输入为另一值时，每隔一定时间，其输入值偏离原示值的最大偏差与满量程的百分比为零漂。而温度每升高1℃，传感器输出值的最大偏差与满量程的百分比，称为温漂。一、传感器特性参数指标2020/3/14第六章汽车电子控制技术基础汽车电气1、叶片式空气流量计图6-1电位计内部电路1-电动汽油泵开关2-电位计二、传感器结构原理2020/3/15第六章汽车电子控制技术基础汽车电气2卡门旋涡式空气流量计1-整流栅2-旋涡发生体3-旋涡稳定板4-信号发生器（超声波发射头）5-超声波发生器6-通往发动机7-卡门旋涡8-超声波接收器9-与旋涡数对应的疏密声波10-整形放大电路11-旁通通路12-通往计算机13-整形成矩形波（脉冲）二、传感器结构原理图6-2超声波检出式卡门旋涡式空气流量计2020/3/16第六章汽车电子控制技术基础汽车电气反光镜式空气流量计•2020/3/17第六章汽车电子控制技术基础汽车电气a）主流测量式热线式空气流量计b）旁通测量式热线空气流量计c）热膜式空气流量计1-防回火网2-取样管3-白金热线4-上游温度传感器5-控制回路6-连接器7-热金属线和冷金属线8-陶瓷螺线管9-接控制回路10-进气温度传感器（冷金属线）11-旁通气路12-主通气路13-通往发动机14-热膜15-金属网3、热线式空气流量计2020/3/18第六章汽车电子控制技术基础汽车电气•3、热线式空气流量计2020/3/19第六章汽车电子控制技术基础汽车电气图6-4半导体式压力传感器硅膜片的结构及电路a）硅膜片的结构b）硅膜片的桥形电路1-硅片2-硅3-真空管4-硼硅酸玻璃片5-二氧化硅膜6-应变电阻7-金属块8-稳压电源9-差动放大器4、进气歧管压力传感器2020/3/110第六章汽车电子控制技术基础汽车电气图6-5冷却水温度传感器结构、特性及与ECU的连接电路a）水温传感器结构b）水温传感器特性c）与ECU连接电路1-NTC电阻2-外壳3-电线接头4-冷却水温度传感器5-接蓄电池端6-电控单元（ECU）7-水温信号（二）水温传感器2020/3/111第六章汽车电子控制技术基础汽车电气（三）进气温度传感器图6-6进气温度传感器剖视图及与ECU的连接电路a）进气温度传感器剖视图b）进气温度传感器与ECU的连接电路1-导线2-空气流量计壳体3-热敏电阻4-进气温度传感器2020/3/112第六章汽车电子控制技术基础汽车电气1、电磁式传感器a）结构图b）耦合线圈产生的电压c）波形1、7-永久磁铁2-耦合线圈3、6-动态转子4-托架5-耦合线圈6-信号转子Ф-通过线圈磁通量U-点火信号产生电压（四）曲轴位置传感器和发动机转速传感器2020/3/113第六章汽车电子控制技术基础汽车电气2、光电式传感器图6-8光电式曲轴转角传感器的工作原理与结构a）工作原理图b）结构图c）转盘1-输出信号2-光敏二极管3-发光二极管4-电源5-转盘6-转子头盖7-密封盖8-波成形电路9-第一缸120°信号缝隙10-10信号缝隙11-120°信号缝隙2020/3/114第六章汽车电子控制技术基础汽车电气3、霍尔效应传感器图6-9霍尔效应传感器1-霍尔半导体元件2-永久磁铁3-挡隔磁力线的叶片2020/3/115第六章汽车电子控制技术基础汽车电气图6-10舌簧开关传感器a)装在组合仪表内的舌簧开关车速传感器b)装在分电器内的舌簧开关车速传感器1-磁铁2-至转速表软轴3-舌簧开关4-分电器轴（五）车速传感器1、舌簧开关传感器2020/3/116第六章汽车电子控制技术基础汽车电气图6-11光电耦合型传感器结构1-带切槽光盘2-发光二极管3-光电耦合器4-光敏晶体管5-至转速表软轴2、光电耦合型传感器2020/3/117第六章汽车电子控制技术基础汽车电气图6-12线性式节气门开度传感器的结构a）构造b）内部电路c）与ECU的连接电路1-电阻体2-检测节气门开度电刷3-检测节气门全闭电刷Vcc-电源端子VTA-节气门开度输出端子IDL-怠速触点E2-地线4-怠速触点开关5-滑动触头6-节气门开度传感器（六）节气门开度传感器1、线性式节气门开度传感器2020/3/118第六章汽车电子控制技术基础汽车电气2、开关式节气门开度传感器图6-14开关式节气门开度传感器a）结构图b）结构简图c）输出特性d）与ECU的连接电路1-导向凸轮2-节气门轴3-控制杆4-可动触点5-怠速触点6-全开触点（功率触点）7-导线插头8-导向凸轮槽9-全开触点信号10-怠速触点信号11-节气门开度传感器2020/3/119第六章汽车电子控制技术基础汽车电气图6-15编码式节气门开度传感器图3、编码式节气门开度传感器2020/3/120第六章汽车电子控制技术基础汽车电气图6-16磁致伸缩式爆震传感器结构a）剖视图b）零件图1-线圈2-铁心3-壳体4-永久磁铁5-软磁性壳6-端子7-绝缘体8-磁致伸缩导杆9-弹簧10-支架（七）爆震传感器1、磁致伸缩式爆震传感器2020/3/121第六章汽车电子控制技术基础汽车电气2、压电式爆震传感器图6-17各种爆震传感器a）电器连接装置b）共振型c）火花塞座金属模型1-电器连接装置2-平衡块3-压电元件4-外壳5-安装螺纹部6-压电元件圆盘7-火花塞8-爆震传感器2020/3/122第六章汽车电子控制技术基础汽车电气有氧化锆（ZrO2）氧传感器和二氧化钛（TiO2）氧传感器两种。1、氧化锆（ZrO2）氧传感器图6-18氧化锆式氧传感器的结构a）结构图b）局部放大图1-防护置2-氧化锆体3-壳体4-输出接头5-外套6-导线7-电动势8-大气一侧的白金电极（八）氧传感器2020/3/123第六章汽车电子控制技术基础汽车电气2、二氧化钛式氧传感器图6-19二氧化钛式氧传感器结构及特性a、b）结构c）特性1-TiO2氧传感器元件2-壳体3-绝缘体4-端子5-陶瓷连结片6-导线7-TiO2热敏电阻元件2020/3/124第六章汽车电子控制技术基础汽车电气（十）大气压力传感器（十一）冷起动喷油器温度时间开关（十二）开关信号1、起动信号（STA）2、空档起动开关信号（NSW）3、空调信号（A/C）4、电子负荷信号（E/L）5、动力转向信号（P/S）2020/3/125第六章汽车电子控制技术基础汽车电气2020/3/126第六章汽车电子控制技术基础汽车电气2020/3/127第六章汽车电子控制技术基础汽车电气第三节电子控制器与执行器电子控制单元（ECU）俗称电脑，基本功能：1）给传感器提供标准2V、5V、9V或12V电压，接收各种传感器和其他装置输入的信息。并将输入的信息转换成微机所能接受的数字信号。2）储存该车型的特征参数和运算中所需的有关数据信息。3）确定计算输出指令所需的程序，并根据输入信号和相关程序计算输出指令数值。4）将输入信号和输出指令信号与标准值进行比较确定并储存故障信息。5）向执行元件输出指令或根据指令输出自身已储存的信息（如故障信息等）6）自我修正功能（学习功能）2020/3/128第六章汽车电子控制技术基础汽车电气执行元件是受ECU控制并具体执行某项控制功能的装置。（1）电动燃油泵其功用是供给燃油喷射系统规定压力的燃油。（2）电磁喷油器根据ECU的喷油脉冲信号，精确计量燃油喷射量。（3）冷起动喷油器和热限时开关根据ECU的喷油脉冲信号和发动机冷却液温度信号，控制发动机起动时的喷油量和喷油持续时间。（4）怠速控制阀其功用是控制发动机的怠速转速。控制内容包括两个方面：一是在发动机正常怠速运转时稳定怠速转速，达到防止发动机熄火和降低油消耗之目的；二是在发动机怠速运转状态下，当发动机负载增加时，自动提高怠速转速（即快怠速），防止发动机熄火。（5）活性炭罐及其电磁阀执行元件的类型2020/3/129第六章汽车电子控制技术基础汽车电气2020/3/130第六章汽车电子控制技术基础汽车电气2020/3/131第六章汽车电子控制技术基础汽车电气2020/3/132第六章汽车电子控制技术基础汽车电气2020/3/133第六章汽车电子控制技术基础汽车电气