汽車電子控制技術(shù)基礎(chǔ)

1、汽車電子控制技術(shù)2004年8月21第一篇 汽車電子控制技術(shù)基礎(chǔ)第一章 概述一、汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展二、汽車電子控制系統(tǒng)的類型總體結(jié)構(gòu)：發(fā)動機(jī)、變速器、底盤和車身電子控制系統(tǒng)控制功能：動力性、安全性、舒適性和娛樂通訊信息控制250年代-收音機(jī)，零部件為交流發(fā)電機(jī)的整流器60年代，美國CHRYSLER和日本NISSAN采用二極管整流的交流發(fā)電機(jī)，接著采用晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點火裝置，逐漸實現(xiàn)集成化73年。美國通用公司采用集成電路IC點火裝置76年，美國CHRYSLER首先采用了模擬計算機(jī)控制的發(fā)動機(jī)點火時刻控制系統(tǒng)77年，美國通用采用了數(shù)字式點火時刻控制系統(tǒng)-邁塞MASAR系統(tǒng)，為現(xiàn)代PC控

2、制汽車電子系統(tǒng)的基礎(chǔ)67年。德國BOSCH研制了發(fā)動機(jī)汽油噴射系統(tǒng)分析：汽車電子控制系統(tǒng)從發(fā)動機(jī)控制開始，而其又從控制點火時刻開始；現(xiàn)代汽車電子控制，由單一項目的控制向多項目的集中控制發(fā)展和應(yīng)用，如綜合發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、空燃比、廢氣再循環(huán)等的發(fā)動機(jī)集中控制系統(tǒng)。其他：電子控制防滑-美國FORD 電子變矩器日本日產(chǎn)和豐田3汽車電子技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在降低排放污染、減少燃油消耗、提高安全性和舒適性等方面（1）、減少汽車修復(fù)時間（自診斷系統(tǒng)）（2）、節(jié)油（最佳空燃比、廢氣再循環(huán)等）（3）、減少空氣污染（最佳空燃比、廢氣再循環(huán)、三元催化凈化等）（4）、減少交通事故（主動、被動防撞、駕駛員狀態(tài)監(jiān)視，AB

3、S、ASR等）（5）、提高乘坐舒適性（噪聲、溫度和濕度、平順性）45三、汽車電子控制系統(tǒng)的控制方式控制系統(tǒng)：傳感器、信息處理器和執(zhí)行器組成傳感器：是采集各種信息，信息處理器(電子控制器ECU)：是分析處理傳感器采集得到的各種信號，并向受控裝置(即執(zhí)行器)發(fā)山控制指令，執(zhí)行器的功用是根據(jù)控制器的指令完成具體操作動作。6(一)、開環(huán)控制 在控制系統(tǒng)中，如果輸出端與輸人端之間存在反饋回路、輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響，該系統(tǒng)就稱為開環(huán)控制系統(tǒng).精度分析：開環(huán)控制系統(tǒng)的精度主要取決于系統(tǒng)的校準(zhǔn)精度、工作過程中保持校準(zhǔn)值的程度以及系統(tǒng)組成元件性能參數(shù)的穩(wěn)定程度。7 場合：在系統(tǒng)不存在內(nèi)部擾動和外界擾動

4、、元件性能參數(shù)又比較穩(wěn)定的條件下，開環(huán)控制系統(tǒng)是比較簡單并可保證足夠的控制精度的：；在系統(tǒng)存在擾動的情況下，當(dāng)被控制的輸出量偏離給定量時，開環(huán)系統(tǒng)就沒有糾正的能力，即控制精度就會降低。（二）、閉環(huán)控制 在控制系統(tǒng)中，凡是系統(tǒng)輸出端與輸入端之間存在反饋回路，即輸出量對控制作用有直接影響的系統(tǒng)，就稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋控制系統(tǒng)就是閉環(huán)控制系統(tǒng)?！伴]環(huán)”的含意就是應(yīng)用反饋調(diào)節(jié)作用來減小系統(tǒng)的誤差。8優(yōu)點：精度較高， 無論什么干擾，只要被控制量的實際值偏離給定值，采用了反饋，對外界擾動和系統(tǒng)內(nèi)參數(shù)變化引起的偏差，系統(tǒng)就會產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用來減少這一偏差，因此，可以采用精度不高、成本比較低的元件組成一個比較精

5、確的控制系統(tǒng)： 缺點：以偏差消除偏差即系統(tǒng)要工作就必須有偏差存在，因此閉環(huán)系統(tǒng)不會有很高的精度，同時，出于系統(tǒng)組成元件的慣性，傳動鏈的間隙等因素存在，如果配合不當(dāng)就可能導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩(等幅振蕩此變幅振蕩)，從而使系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作。因此精度和穩(wěn)定性之間的矛盾始終是閉環(huán)控制系統(tǒng)存在的主要矛盾。9（三）、自適應(yīng)控制 隨著環(huán)境條件或結(jié)構(gòu)參數(shù)產(chǎn)生不可預(yù)計的變化時，系統(tǒng)本身能夠調(diào)整或修收系統(tǒng)的參數(shù)值，使系統(tǒng)在任何環(huán)境條件下都保持有滿意的性能的控制系統(tǒng)。 海拔高度、工作溫度、點火時刻、噴油時間以及空燃比等的控制，都采用了自適應(yīng)控制方式。 類型：前饋自適應(yīng)控制和反饋自適應(yīng)控制兩種基本形式。10（四）、學(xué)習(xí)控制系

6、統(tǒng)能夠認(rèn)識一些熟悉的情況和特點，能夠運(yùn)用過去學(xué)習(xí)到的經(jīng)驗按最佳方式進(jìn)行動作，這種系統(tǒng)就稱為學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)。 （五）、模糊控制11總結(jié)：1、汽車電子技術(shù)優(yōu)越性 2、自動控制系統(tǒng)的組成和各部作用 3、汽車電子控制系統(tǒng)的控制方式12第二篇 汽車發(fā)動機(jī)電子控制技術(shù)第二章 發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的組成與類型 第一節(jié)發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的功用與組成一、發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)ECCS的功能ECCS：ENGIME ELECTRONIC CONTROL SYSTEM發(fā)動機(jī)屯子控制系統(tǒng)(ECCS)的主要功能： 控制燃油噴射式發(fā)動機(jī)的空燃比和點火時刻。 其他功能： 控制發(fā)動機(jī)起動、怠速轉(zhuǎn)速、極限轉(zhuǎn)速、排氣再循環(huán)、閉缸工作、二次空氣噴射

7、、進(jìn)氣增壓、爆震、發(fā)電機(jī)輸出電壓、電動燃油動燃泵和系統(tǒng)自診斷等輔助功能：13二、發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)(ECCS)的組成由空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成。 (一)空氣供給系統(tǒng) 1、任務(wù)：為發(fā)動機(jī)提供必要的空氣，測量出進(jìn)入氣缸的空氣量。根據(jù)發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速的控制方式不同，供給空氣的進(jìn)氣道分為旁道空氣道和無旁通空氣道兩種。 2、工作過程：發(fā)動機(jī)工作時，空氣通道為：進(jìn)氣口空氣濾清器一空氣流量傳感器進(jìn)氣管節(jié)氣門動力腔一進(jìn)氣歧管一發(fā)動機(jī)進(jìn)氣門進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸。 當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時，空氣通道為：進(jìn)氣門一空氣濾清器一空氣流量傳感器一進(jìn)氣管一節(jié)氣門前端的旁通空氣道入口怠速轉(zhuǎn)速控制閥一節(jié)氣門后端的旁通空氣

8、道出口動力腔一進(jìn)氣歧管發(fā)動機(jī)進(jìn)氣門進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸。結(jié)構(gòu)對比：與化油器式發(fā)動機(jī)相比，其進(jìn)氣道較長且設(shè)有動力腔，其目的是：充分利用進(jìn)氣管內(nèi)的空氣動力效應(yīng)，增加各種工況下的充氣量，以便提高發(fā)動機(jī)的動力性。14氣流慣性效應(yīng)是指在進(jìn)氣管內(nèi)高速流動的氣流在活塞到達(dá)進(jìn)氣行程的下止點之后，仍可利用進(jìn)氣氣流的慣性繼續(xù)充氣一段時間，從而增加充氣量。 氣流壓力波動效應(yīng)是指各個氣缸周期性、間歇性的進(jìn)氣而導(dǎo)致進(jìn)氣管內(nèi)產(chǎn)生一定幅度的氣流壓力波動。1516(二)燃油供給系統(tǒng)1、功用：向發(fā)動機(jī)各個氣缸供給混合氣燃燒所需的燃油量。2、組成：主要由燃油箱、電動燃油泵、輸油管、燃油濾清器、油壓調(diào)節(jié)器、燃油分配管（供油總管）、噴油器

9、和回油管等組成。噴油器：根據(jù)ECU指令將燃油適時噴射在進(jìn)氣門附近（冷啟動噴油器）。1718(三)電子控制系統(tǒng)1、作用：是采集發(fā)動機(jī)的工況信號，根據(jù)采集的信號計算確定最佳噴油量、最佳噴油時刻及最佳點火時刻等，從而提高發(fā)動機(jī)的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。2、組成： 由傳感器、電子控制器ECU和執(zhí)行器 組成。可組成不同的控制子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)主要有燃油噴射系統(tǒng)、點火與爆震控制系統(tǒng)怠速控制系統(tǒng)、空燃比反饋控制系統(tǒng)、排氣再循環(huán)系統(tǒng)和故障自診斷測試系統(tǒng)等。傳感器 傳感器是一種信號轉(zhuǎn)換裝置，安裝在發(fā)動機(jī)的各個部位，其功用是檢測發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的各種電量參數(shù)、物理量和化學(xué)量等，并將參量轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能夠識別的電

10、量信號輸人 ECU。(1)空氣流量傳感器AFS或進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器MAP功用：檢測進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量信號，空氣流量傳感路可以直接檢測進(jìn)氣量信號，歧管傳感器只能間接檢測。19 (2)曲軸位置傳感器CPS和凸輪軸位置傳感器CIS（統(tǒng)稱曲軸位置傳感器）曲軸位置傳感器：檢測發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速信號。凸輪軸位置傳感器：檢測活塞上止點位置信號。(3)節(jié)氣門位置傳感器TPS檢測節(jié)氣門開度和加、減速信號。 (4)爆震傳感器DS檢測發(fā)動機(jī)有無爆震信號。 (5)冷卻液溫度(水溫)傳感器CTS其功用是檢測發(fā)動機(jī)冷卻水溫信號，簡稱水溫傳感器、(6)進(jìn)氣溫度傳感器LATS檢測供給發(fā)動機(jī)的空氣溫度信號。(7)氧傳感器

11、或O2傳感器檢測廢氣氧離子濃度來檢測空燃比信號。 (8)車速傳感器VSS檢測汽車行駛速度信號。20(9)空檔安全開關(guān)信號NSW 檢測自動變速器的檔位選擇開關(guān)是否處于空檔位置。(10)點火開關(guān)信號IGN點火開關(guān)接通“ON(點火)”或“ST(啟動)”檔位時，向電控單元ECU輸人對應(yīng)的信號。(11)空調(diào)AC選擇與請求信號：空調(diào)接通時向ECU提供信號。 (12)蓄電池電壓信號UBAT：向ECU提供電壓信號。212、電子控制器ECU 根據(jù)各種傳感器和控制開關(guān)輸人的信號參數(shù)、對噴油量、噴油時刻和點火時刻等進(jìn)行實時控制?？刂七^程：1)發(fā)動機(jī)工作時，節(jié)氣門位置傳感器檢測測駕駛員操作的節(jié)氣門開度信號，空氣流量傳

12、感器檢測進(jìn)人氣缸的空氣量，曲軸位置傳感器檢測發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速信號，這三個信號作為確定汽油噴射量的主要信息，輸人ECU，再由ECU計算確定基本噴油量，與此同時，ECU還要根據(jù)水溫傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器和氧傳感器等輸入的信息計算確定輔助噴油量，進(jìn)行必要的修正，最終確定實際噴油量；2)實際噴油量確定后，ECU再根據(jù)曲軸位置傳感器輸入的曲軸轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角信號、凸輪軸位置傳感器輸入的第一缸活塞上止點位置信號，確定最佳噴油時刻和最佳點火時刻，并向各執(zhí)行器發(fā)出指令信號，控制噴油器、點火線圈、怠速控制閥等動作。223執(zhí)行器控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受ECU的控制指令，完成具體的控制動作。(1)電動燃油泵：供給燃油噴射系統(tǒng)規(guī)

13、定壓力的燃油。(2)電磁噴油器。據(jù)ECU的噴油脈沖信號，精確計量燃油噴射量。(3)冷起動噴油器及熱限時開關(guān)： 據(jù)ECU的噴油脈沖信號和發(fā)動機(jī)冷卻液溫度信號，控制發(fā)動機(jī)起動時的噴油量利噴油持續(xù)時間(4)怠速控制閥ISC(ISCV) 控制發(fā)動機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速。 控制內(nèi)容包括兩個方面:在發(fā)動機(jī)正常怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時穩(wěn)定怠速轉(zhuǎn)速，達(dá)到防止熄火和降低燃油消耗之目的；發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載增加(如接通空調(diào)器、動力轉(zhuǎn)向器或液力變矩器等)時，白動提高怠速轉(zhuǎn)速(即快怠速)，防止發(fā)動機(jī)熄火。 (5)活性炭罐及其電磁閥 根據(jù)ECU的控制指令傳號，回收發(fā)動機(jī)內(nèi)部的燃油蒸汽，以便減少排氣污染。2324總結(jié)：一、發(fā)動機(jī)電

14、子控制系統(tǒng)ECCS的功能二、發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)(ECCS)的組成三、噴射和化油器發(fā)動機(jī)供氣系結(jié)構(gòu)區(qū)別四、氣流慣性效應(yīng)、氣流壓力波動效應(yīng)五、電子控制系統(tǒng)的組成及各部分作用（傳感器、執(zhí)行器）六、發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)控制過程25第二 節(jié) 發(fā)動機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的類型一、按燃油噴射系統(tǒng)的控制方式分類控制方式不同，發(fā)動機(jī)燃油噴射系統(tǒng)分為機(jī)械控制式、機(jī)電結(jié)合式和電子控制式燃油噴射系統(tǒng)。 1機(jī)械控制式燃油噴射系統(tǒng) 機(jī)械控制系統(tǒng)是指利用機(jī)械機(jī)構(gòu)實現(xiàn)燃油連續(xù)噴射的系統(tǒng)。2機(jī)電結(jié)合式燃油噴射系統(tǒng) 機(jī)電結(jié)合式燃油噴射系統(tǒng)是指由機(jī)械機(jī)構(gòu)與電子控制系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)的燃油噴射系統(tǒng)3電子控制式燃油噴射系統(tǒng) 由電控單元直接控制燃油噴射

15、的系統(tǒng)。26燃油分配器與空氣計量器組合在一起構(gòu)成混合氣控制器、漏斗形空氣計量器的檔板與控制器杠桿的端接觸、進(jìn)氣量變化時擋板產(chǎn)生位移，并通過杠桿機(jī)構(gòu)操縱燃油分配器柱塞移動。從而改變?nèi)加陀嬃坎坶_度的大小來控制噴油器的噴油量，達(dá)到控制空燃比。27改變?nèi)加头峙淦髦腥加陀嬃坎圻M(jìn)口與出口之間的燃油壓差。從而調(diào)節(jié)燃油供給量28ECU通過控制每次噴油持續(xù)時間來控制噴油量。每次噴油持續(xù)時間一般為2l0ms。噴油持續(xù)時間越長噴油量越多。29 二、按燃油噴射部位分類發(fā)動機(jī)燃油映射系統(tǒng)分為缸內(nèi)噴射系統(tǒng)和進(jìn)氣管噴射系統(tǒng)這兩種類型。其中，進(jìn)氣管噴射父分為單點噴射(SPI、TBI或CPI)和多點噴射(MPI)兩種，多點噴射

16、系統(tǒng)又分為壓力型(D型)和空氣流量型(L型)多點噴射系統(tǒng)兩種類型。30缸內(nèi)噴射的優(yōu)越在于能夠?qū)崿F(xiàn)稀薄混合氣燃燒有利于降低燃油消耗和控制排放是目前發(fā)展方向。單點和多點噴射進(jìn)氣管多點噴射系統(tǒng)分為D型、L型、LH型和M型燃油噴射系統(tǒng). 其中D利L分別來源于德文的Druck(壓力)和Luftmengen(空氣流量)， Lh型和M在L形基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的燃油噴射統(tǒng)。31D 型：進(jìn)氣量的大小由駕駛員操縱加速踏板進(jìn)行控制。節(jié)氣門開度不向，進(jìn)氣量就不同，進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力也就不同。在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相問的情況下，歧管壓力與進(jìn)氣量成一定比例關(guān)系，歧管壓力傳感器將進(jìn)氣歧管內(nèi)的進(jìn)氣壓力變?yōu)殡娦盘栞斎腚娍貑卧狤CU，ECU根據(jù)

17、信號電壓高低即可計算出發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量。32L型：L翼片式空氣流量傳感器取代D型MPI系統(tǒng)的歧管壓力傳感器，可以直接測量發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量提高噴油量的控制精度。33LH型燃油噴射系統(tǒng) L型的改進(jìn)型，主要區(qū)別從LH用熱絲式空氣流量傳感器取代L型的翼片式空氣流量傳感器?？刂凭忍岣摺?4M型燃油噴射系統(tǒng)；在L型噴射系統(tǒng)上，將ECU控制點火系統(tǒng)組合而成。結(jié)構(gòu)簡單，集成度高，響應(yīng)快，控制精度高，控制功能高。35三、按噴油器噴油方式分類按噴油方式不同燃油噴射系統(tǒng)可分為連續(xù)噴射和間歇噴射兩大類1、連續(xù)噴射系統(tǒng)連續(xù)噴射系統(tǒng)指在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間；噴油器連續(xù)不斷地噴射燃油的控制系統(tǒng)。連續(xù)噴射方式主要用于機(jī)械式或機(jī)電結(jié)合

18、式燃油噴射系統(tǒng)2、間歇噴射系統(tǒng)是指發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間1，噴油器間歇噴射燃油的控制系統(tǒng)。目前，絕大多數(shù)電控燃油噴射系統(tǒng)都屬于間歇噴射系統(tǒng)。(1)同時噴射：指在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間控制器指令控制各缸所有的噴油器同時開啟或向時關(guān)閉(2)分組噴射： 是將噴油器分組。ECU分別發(fā)出噴油指令控制各組噴袖器噴射油。 (3)順序噴射：是指在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，ECU控制噴油器按進(jìn)氣行程的順序輪流噴射燃油。3637第三章 發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢修第一節(jié)空氣流量傳感器一、空氣流量傳感器的作用類型：歧管空氣流量傳感器的簡稱。作用：是檢測發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量大小，并將進(jìn)氣量信息轉(zhuǎn)換成電信號輸入ECU，以供ECUU計算確定噴油時

19、間和點火時間。類型：根據(jù)檢測進(jìn)氣量的方式不同、分為壓力型(即D型)和流量型(即L型）兩種類型。壓力型空氣流量傳感器:檢測精度低，利用絕對壓力和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速間接測量，成本低。流量型空氣流量傳感器：精度高，直接測量，控制效果好，成本高。二、冀片式空氣流量傳感器 冀片式AFS利用力矩平衡原和電位器原理而開發(fā)研制的機(jī)械式傳感器，具有結(jié)構(gòu)簡單價格便宜、可靠性較高等優(yōu)點。 結(jié)構(gòu)：由檢測部件、電位計、調(diào)整部件、接線抽座和進(jìn)氣溫度傳感器五部分組成。38檢測部件39電位計、調(diào)整部件、進(jìn)氣溫度傳感器（略）工作電路與插座40翼片式空氣流量傳感器的工作原理當(dāng)空氣流量增大時，端子之間的電阻值減小，兩端子之間輸出的電壓降低

20、。為了避免外境溫度和大氣壓力變化給流量檢測帶來誤差進(jìn)氣溫度傳感器和大氣壓力傳感器進(jìn)行修正。翼片式空氣流量傳感器常見故障有翼片總成擺動卡滯、電位計滑動觸點磨損而與鍍膜電阻接觸不良、油泵觸點燒蝕而接觸不良等 。41 三、量芯式空氣流量傳感器 特點：量芯式空氣流量傳感器具有進(jìn)氣阻力小、計量精度和工作可靠性高等優(yōu)點。42四、渦流式空氣流量傳感器 渦流式空氣流量傳感器是根據(jù)卡曼蝸流理論利用超聲波或光電信號，通過測旋渦頻率來測量空氣流量的一種傳感器。管路中設(shè)置了圓柱狀構(gòu)之后，就會形成圖所示的渦旋，苦兩列平行的渦旋相距為h，同一列中先后出現(xiàn)的兩個渦旋的間隔距離為l當(dāng)比值hl為0281時所形成的渦旋是穩(wěn)定的并

21、且是周期性的.(實驗證明，在hl =o281的條件下，不論柱狀物是圓柱、方柱還是三角拄都能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)） qv=kf（qv：體積流量，f：單列漩渦的頻率，v:為管道內(nèi)的平均流速，k：比例常數(shù)，和管道直徑、圓柱體直徑有關(guān)）特點：反應(yīng)速度快，測量精度高、進(jìn)氣阻力小、無磨損等優(yōu)點長時間使用性能不會發(fā)生變化。其缺點是制造成本較高，需劇溫度和大氣壓力校正。43渦流式空氣流量傳感器類型：光電式、超聲波式超聲波發(fā)生器發(fā)出的超聲波通過發(fā)生器向；向接收器發(fā)出一定額率(40kHz)的超聲波 .由于“受流速和壓力變化的影響，接收到的超聲波信號的相位以及相位差就會發(fā)生坐化，控制電路根據(jù)相位以及相位差的變化情況就可計量

22、渦流的頻率 。輸入ECU后，ECU就計算進(jìn)氣量。44五、熱絲式與熱膜式空氣流量傳感器特點：檢測吸入發(fā)動機(jī)空氣的質(zhì)量流量傳感器。類型：熱絲式空氣流雖傳感器的發(fā)熱元件是鉑金屬絲；熱膜式空氣流量傳感器的發(fā)熱元件是鉑金屬膜。特點：鉑金屬發(fā)熱元件的響應(yīng)速度很快，能在幾毫秒內(nèi)反映出空氣流量的變化，測量精度不受進(jìn)氣氣流脈動的影響，進(jìn)氣阻力小、無磨損部件等優(yōu)點。 熱膜電阻的阻值較大，消耗電流較小，用壽命較長；由于其發(fā)熱元件表面制做有一層絕緣保護(hù)膜，存在輻射熱傳導(dǎo)作用，響應(yīng)特件稍差。454647熱絲式與熱膜式空氣流量傳感器測量原理 在強(qiáng)制氣流的冷卻作用下，發(fā)熱元件在單位時間內(nèi)的散熱量和發(fā)熱元件的溫度Th與氣流溫

23、度Tc之差成正比，其散熱量H與氣流質(zhì)量流量Qh有函數(shù)關(guān)系，而發(fā)熱元件的散熱量和溫度與電流有關(guān)。 因此，通過控制發(fā)熱元件溫度氣流溫度Tc之差為恒定值，就可根據(jù)發(fā)熱元件的加熱電流求得空氣氣流的質(zhì)量流量。4849第二節(jié)曲軸與凸輪勒軸位置傳感器一、曲軸位置傳感器CPS的功用與類型1、CPS和CIS 1） 曲軸位置傳感器CPS; 又稱為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸轉(zhuǎn)角傳感器 功用：采集曲軸轉(zhuǎn)動角度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號，輸入到ECU，以便確定點火時刻和噴油時刻。 2）凸輪軸位置傳感器CIS： 又稱為判缸傳感器。 功用是采集配氣凸輪軸的位置信號，以便ECU識別1缸壓縮上止點，從而進(jìn)行順序噴油控制、點火時刻和爆震控制；此外，

24、凸輪軸位置信號還用于發(fā)動機(jī)啟動時識別出第一次點火時刻。2、類型：光電、霍爾、磁感應(yīng)50二、光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器1、結(jié)構(gòu)：由信號盤(轉(zhuǎn)子)、信號發(fā)生器、配電器、傳感器殼體和插頭等組成?？拷盘柋P的邊緣位置制做有間隔弧度均勻的內(nèi)、外2圈透光孔。其中外圈制做有360個透光孔，間隔弧度為10，產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速信號；內(nèi)圈制做有6個透光孔(長方形孔)，間隔弧度為600，產(chǎn)生各個汽缸的上止點信號，其中個長方形的寬邊稍長，用于產(chǎn)生缸上止點信號。51信號發(fā)生器：固定在傳感器殼體上，它由Ne信號(轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角信號)發(fā)生器、G信號(上止點信號)發(fā)生器以及信號處理電路組成，均由2個光電晶體管組成。2、工作原理

25、52三、磁感應(yīng)式曲軸與凸輪軸位置傳感器53氣隙減小、磁阻減小。磁通量增大，磁通量變化率大于0，因此正的電動勢，當(dāng)氣隙接近磁頭邊緣時，有最大的磁通量變化率，產(chǎn)生最大的感應(yīng)電動勢。磁阻最小時，磁通量變化率為0，感應(yīng)電動勢為0。信號轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個凸齒，傳感線圈中就會產(chǎn)生一個周期的交變電動勢，即電動勢出現(xiàn)一次最大值和一次最小值傳感線圈也就相應(yīng)地輸出交變電壓。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化時，轉(zhuǎn)子凸齒轉(zhuǎn)動的速度將發(fā)生變化，鐵心中的磁通變化率也將隨之發(fā)生變化。轉(zhuǎn)速越高，磁通變化率就越大、傳感線圈中的感應(yīng)電動勢也就越高。5458個凸齒，即57個小齒缺和一個大齒缺（2個小齒和3個小齒缺）。信號轉(zhuǎn)子（固定在曲軸上）每旋轉(zhuǎn)圈(

26、360度)，每個凸齒和小齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角均為30(58x30+57x303450)，大齒缺所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為150(2x30十3x 30150)。轉(zhuǎn)速信號。大齒缺：1缸的壓縮行程上止點。點火和噴油控制基準(zhǔn)信號55豐田TCCS曲軸與凸輪軸位置傳感器簡介56四、霍爾式凸輪軸位置傳感器(一)霍爾式傳感器工作原理Rh：霍爾系數(shù)葉片數(shù)目=氣缸數(shù)當(dāng)葉片進(jìn)入氣隙時，霍爾集成電路的磁場被葉片旁路，霍爾電壓為零，集成電路輸出級的極管截止，傳感器輸出的信號電壓認(rèn)為高電平；反之為高電平。（轉(zhuǎn)子軸安裝在凸軸上）57霍爾低電平為1缸上止點前一定角度58第三節(jié) 壓力傳送器 一、壓力傳感器的功用與類型功用： 是將氣體或液

27、體壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號；類型：結(jié)構(gòu)-電阻應(yīng)變計式、半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)式和電感式； 在汽車電控系統(tǒng)中，檢測壓力較高的制動油液或傳動油液般采用應(yīng)變電阻片式傳感器，檢測壓力較低的進(jìn)氣歧管壓力和大氣壓力一般采用半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)式傳感器。 原理：大多數(shù)都是測定壓差，檢測原理都是將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。 二、壓阻效應(yīng)式歧管壓力傳感器MAP的結(jié)構(gòu)(一)壓阻效應(yīng)單晶硅材料在受到應(yīng)力作用后，其電阻發(fā)生明顯變化的現(xiàn)象，稱為壓阻效應(yīng)。（二）工作原理安裝：歧管或動力腔，內(nèi)連真空室 當(dāng)傳感器結(jié)構(gòu)和輸入電壓一 定時，作用在硅片的壓力越高，則輸出電壓越高。5960 第四節(jié)氣門位置傳感器一、節(jié)氣門位置傳感器TPS的功用和類

28、型1、功用：將節(jié)氣門開度(發(fā)動機(jī)負(fù)荷)大小轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎隕CU， ECU根據(jù)節(jié)氣門位置信號判別發(fā)動機(jī)的工況，并根據(jù)發(fā)動機(jī)不同工況對混合氣濃度的需求來控制噴油時間；裝備有電控自動變速器的汽車上，還要輸入變速器電控單元(ECT ECU)，作為確定變速器換檔時機(jī)和變矩器鎖止時機(jī)的主要信號之一。2、類型： 按總體結(jié)構(gòu)分為觸點開關(guān)式、可變電阻式、觸點與可變電阻組合式3種。 按輸出信號的類型可分為線性(量)輸出型和開關(guān)(量)輸出型兩類。61二、觸點開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器1、觸點開關(guān)式結(jié)構(gòu)特點主要由節(jié)氣門軸、大負(fù)荷觸點(又稱為功率觸點PSW)、凸輪怠速觸點(IDL)和接線插座組成。凸輪隨節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)動，節(jié)氣

29、門軸隨油門開度大小而轉(zhuǎn)動。622、原理：1）當(dāng)節(jié)氣門關(guān)閉時，怠速觸點IDL閉合、功率觸點PSW斷開，怠速觸點IDL輸出端子輸出的信號為低電平“0”，功率觸點感PSW輸出端子輸出的信號為高電平“l(fā)”。ECU據(jù)車速信號判斷是否怠速和減速工況。件”2）當(dāng)節(jié)氣門開度增大時，凸輪隨節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)動，怠速觸點IDL斷開，功率觸點PSW保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，IDL端子輸出高電平“1”，PSW端也為高電平“1”，ECU便可判定發(fā)動機(jī)處于部分負(fù)荷狀態(tài)3） 節(jié)氣門接近全部開啟(80以上負(fù)荷)時凸輪轉(zhuǎn)動，功率觸點門PSW閉合，PSW端子輸出低電平“0”，IDL端子保持?jǐn)嚅_，輸出為”1”，ECU便可判定發(fā)動機(jī)處于大負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。

30、 4）當(dāng)節(jié)氣門全開時ECU將控制系統(tǒng)進(jìn)入外環(huán)控制模式，此時不接收氧傳感器信號。如果此時汽車空調(diào)器在工作，那么ECU將中斷空調(diào)上繼電器信號15s以便切斷空調(diào)電磁離合器線圈電流，使空調(diào)壓縮機(jī)停止工作，增大發(fā)動機(jī)輸出功率。提高汽車的動力性。63三、組臺式節(jié)氣門位置傳感器1、組合式TPS結(jié)構(gòu)主要向可變電阻及其滑動觸點、節(jié)氣門軸、怠速觸點。 可變電阻的滑臂隨節(jié)氣門軸一向轉(zhuǎn)動，滑臂與輸出端子VTA連接。 64 2、原理四、裝備電控自動變速器汽車用節(jié)氣門位置傳感器特點：觸點開關(guān)時，觸點增多，不同觸點，代表不同節(jié)氣門開度.6566第五節(jié) 氧傳感器ECO一、功用和類型1、功用： 通過監(jiān)測排氣中氧離子的含量來獲得

31、混合氣的空燃比信號、并將該信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦艑?dǎo)輸入ECU，ECU根據(jù)氧傳感器信號，對噴油時間進(jìn)行修正，實現(xiàn)空燃比反饋控制(閉環(huán)控制)從而將空燃比AF控制為147，使發(fā)動機(jī)得到最佳濃度的混合氣從而達(dá)到降低有害氣體的排放量和節(jié)約燃油之日的。2、類型采用的電傳感器分為氧化鋯(ZrO2)式和氧化鈦（Ti02)式兩種類型；氧化鋯(ZrO2)式分為加熱型與非加熱型氧傳感器兩種，氧化鈦式一般都為加熱型傳感器。67二、氧化鋯式氧傳感器1、結(jié)構(gòu)特點 主要由鋼質(zhì)護(hù)管、鋼質(zhì)殼休、鋯管、加熱元件、電極引線、防水護(hù)套和線束插頭等組成。 鋯管制做成試管形狀，以便氧離子能均勻擴(kuò)散與滲透。鋯管內(nèi)表面通大氣，外表面通排氣，內(nèi)外表面

32、覆蓋鉑膜（催化劑），成為電極。 2CO+O22CO2 氧傳感器在300度以上環(huán)境溫度時，才能輸出穩(wěn)定地信號電壓，因此，加熱的目的是保證低溫(排氣溫度在150度200度以下時，氧傳感器就能投入工作，從而減少有害氣體的排放量。2、原理（氧濃差電池）鋯管內(nèi)側(cè)與氧離子濃度大的大氣相通，外側(cè)與氧離子濃度低的排氣相通，且外側(cè)的氧離子隨可燃混合氣濃度變化而變化，即鋯管內(nèi)外表面之間的電位差將隨混合氣i濃度變化而變化，相當(dāng)于一個氧濃差電池。68當(dāng)混合氣較稀，A/F14.7，排氣中氧離子較多、CO濃度小，即使CO全都化學(xué)反應(yīng)，管外面L還是有多余的氧離子存在，因此鋯管內(nèi)、外間氧離子的濃度差較小，兩個鉑電極之間的電位

33、差較低，約0.1v。反之為0.9v。當(dāng)空燃比AF接近于理淪空燃比14.7，排氣中的氧離子和CO含量都很少。在催化劑鉑的作用下、氧離子與co的化學(xué)反應(yīng)從缺氧狀態(tài)急劇變化為富氧狀態(tài)， 出現(xiàn)氧離子濃度差急劇變化，因此鉑電極之間的電位差急劇變化，從0.9v變化到0.1 v。1、電極電動勢2、CO濃度3、無鉑極電動勢4、氧濃度69其他傳感器熱敏電阻式溫度傳感器常用的熱敏電阻有正溫度系數(shù)(PTC)型熱敏電阻、負(fù)溫度系數(shù)(NTC)型熱敏電阻、70第四章 發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)原理與檢修 第一節(jié) 電動燃油泵 一、電動燃油泵的功用與類型功用：為噴油器提供高于進(jìn)氣歧管壓力250300kpa的燃油。其供油量比發(fā)

34、動機(jī)最大耗油量大得多。作用：防止發(fā)動機(jī)供油不足；燃油流動量增大以散發(fā)供油系統(tǒng)熱量，防止油路產(chǎn)生氣阻。 類型：按油泵結(jié)構(gòu)：目前常用滾柱式和叫片式兩種油泵，分為外裝式和內(nèi)裝式。二、電動燃油泵的結(jié)構(gòu)特點電動燃油泵的結(jié)構(gòu)：永磁直流電動機(jī)、油泵、限比閥、單向閥和泵殼等組成。當(dāng)油泵停止工作時在油泵出口單問閥彈簧簧壓力作用下，將阻止汽油回流使供油系統(tǒng)中保存的燃油有一定壓力，以便下次發(fā)動機(jī)啟動。 當(dāng)油泵中的燃油壓力越過規(guī)定位(一般力320kPa）克服上限壓閥彈簧的壓力將限壓閥頂開，部分汽油回流到油箱。 點火開關(guān)旦接通，電動燃油泵就會工作1秒鐘。此時如果發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高于30r/min，電動燃油泵才連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。否則即

35、使點火接通，也不工作。71 第二節(jié)燃油分配管與油壓調(diào)節(jié)器一、燃油分配管的功用與結(jié)構(gòu)又稱為供油總管或油架功用是固定噴油器和油壓調(diào)節(jié)器，并將汽油分配給各個噴油器。72二、油壓調(diào)節(jié)器的功用、結(jié)構(gòu)和原理功用有：調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)的燃油壓力，使系統(tǒng)油壓與進(jìn)氣歧管氣壓力P之差保持恒定；緩沖燃油泵供油產(chǎn)生的壓力脈動和噴油器斷續(xù)噴油引起的壓力波動。原理：1、回流降壓保壓作用2、工況變化真空管將發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管的真空度引入油比調(diào)節(jié)器。 由于進(jìn)氣處管的壓力始終低于大氣壓力，起負(fù)壓作用，當(dāng)節(jié)氣門開度變化而變化時、進(jìn)氣壓力將對調(diào)節(jié)器膜片產(chǎn)生吸力，從而改變供油系統(tǒng)的燃油壓力。3、保證噴油器噴油量的多少只與噴嘴開啟時間有關(guān)而與系

36、統(tǒng)油壓和進(jìn)氣歧管的負(fù)壓參數(shù)無關(guān)。7374第三節(jié) 電磁噴油器一、電磁噴油器的功用與類型1、功用：根據(jù)發(fā)動機(jī)ECU發(fā)出的噴油脈沖信號、將計量精確的燃油噴人節(jié)氣門附近的進(jìn)氣歧管內(nèi)。結(jié)構(gòu)特點：要求噴油器具有抗堵塞性能、燃汕霧化性能好和動態(tài)流量范圍大等優(yōu)點。類型：結(jié)構(gòu)：目前應(yīng)用的主要有軸針式、球閥式和片閥式三種。技噴油器電磁線圈阻值：高阻型(1318歐)和低阻型(13歐)兩種噴油器。軸針式電磁噴油器結(jié)構(gòu)由燃油濾網(wǎng)、線束插座、電磁線圈、針閥閥體、閥座復(fù)位彈簧、“()”形密封圈等組成。75二、電磁噴油器工作原理當(dāng)噴油器的電磁線圈接通電流時，線圈會產(chǎn)生電磁吸力吸引針閥閥體。當(dāng)電磁吸力大于復(fù)位彈簧的彈力時，閥體

37、使彈簧壓縮而上升，針閥隨閥體離開閥座時，閥門被打開，燃油便從噴孔噴出，噴出燃油的形狀為小于35度的圓錐霧狀。燃油壓力較高，噴出燃油霧化較好。 當(dāng)噴泊器的電磁線圈電流切斷時，電磁吸力消失，閥體在復(fù)位彈簧的彈力作用下復(fù)位，針閥將閥門關(guān)閉，噴油停止。（多節(jié)氣門）76 第四節(jié) 怠速控制閥一、怠速控制閥的功用與類型功用：用怠速控制對發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。發(fā)動機(jī)ECU通過調(diào)節(jié)怠速控制閥閥門開度的大小控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量的多少，達(dá)到調(diào)整發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速的目的。類型： 發(fā)動機(jī)怠速時進(jìn)氣量的控制方式節(jié)氣門直接控制式（直通式）和節(jié)氣門旁通空氣道控制式（旁通式）兩種。燃油噴射系統(tǒng)采用的怠速控制閥分為步進(jìn)電機(jī)式、脈沖電磁閩式和真空閥式。，77二、永磁轉(zhuǎn)子步進(jìn)電機(jī)式怠速控制閥由脈沖俏號控制其轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)角大小的電機(jī)。1、永磁轉(zhuǎn)子步進(jìn)電機(jī)式怠速控制閥結(jié)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)、螺旋機(jī)構(gòu)、閥心、閥座等織成。ECU通過控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度來控制螺桿的移動方向和移動B距離，從而達(dá)到控制怠速閥開度，調(diào)整怠速轉(zhuǎn)速。782、步進(jìn)電機(jī)原理每輸入一個脈沖信號使電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度稠；為步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角。步進(jìn)角越小，轉(zhuǎn)角的控制精度就越高。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于控制脈沖的頻率，頻率越高，轉(zhuǎn)速越快。79三、脈沖電磁閥式怠速控制閥占空比在0100之間的范圍內(nèi)變化 。當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速過低時，ECU將自動增大占空