汽车电器模块六课件

汽车电器与电子控制技术（六）SUCCESS3/10/20231汽车电子技术的基本概念汽车电子技术汽车电子控制系统车载电子信息系统汽车电子技术车身控制发动机控制底盘控制汽车电子控制系统车载电子信息系统安全气囊中央门锁控制车灯控制空调控制巡航控制CCS动力转向EPS主动悬架控制驱动防滑ASR防抱制动ABS自动变速器ECT废气再循环EGR怠速控制ISC喷油控制EFI点火控制3/10/20232华新现代职业学院汽车电控系统的基本结构传感器ECU执行器电子控制单元ECU传感器传感器传感器执行器执行器执行器3/10/20233华新现代职业学院汽车电控系统的基本结构ECU的组成输入接口电路信号整形电平转换A/D转换等微控制器（Microcontroller）是ECU的心脏部分，也称为MCU（MicrocontrolUnit）对输入信号进行分析运算处理，并向执行器发出操作命令输出接口电路驱动隔离D/A转换等3/10/20235华新现代职业学院汽车电控系统的基本结构传感器功能：将某种变化的物理量（绝大部分是非电量）转化成对应的电信号作用：感受运行过程中诸如温度、压力、转速、位置、空气流量、气体浓度等物理量的状态及变化情况一些常用传感器：3/10/20236华新现代职业学院汽车电控系统的基本结构执行器是ECU动作命令的执行者各类执行器件：继电器、直流电机、步进电机、电磁阀等3/10/20237华新现代职业学院汽车电控系统的基本结构ROM的作用：固化了的程序（厂家）；RAM的作用：修正数据（现场自适应值）。3/10/20239华新现代职业学院汽车电控系统的基本结构比例-积分-微分（PID）控制

也是闭环控制系统根据输出与预定值偏差的大小和变化情况随时调整控制作用3/10/202310华新现代职业学院汽车电控系统的基本结构最优控制根据传感器信号经过分析计算给出最佳控制如点火正时、喷油脉宽的控制自适应控制在外部环境条件变化时，能够自行调整或修改控制3/10/202311华新现代职业学院汽车传感器概述一般是将物理量——电信号分类种类繁多发展集成化（IC）智能化高精度等特殊要求3/10/202313华新现代职业学院汽车传感器种类按原理分类金属热电阻式热敏电阻式热电偶式其它按用途分类水温传感器空气温度传感器进气、排气温度传感器其它温度传感器概述3/10/202314华新现代职业学院汽车传感器金属热电阻式电阻随温度而变化R2=R1[1+a(t2-t1)]a:电阻温度系数常用金属：铜、铂主要用于高精度测量R1R2t1t2温度电阻温度传感器原理3/10/202315华新现代职业学院汽车传感器热电偶式温差电动势原理特点测量范围大：-271-2800℃便于远距离测量应用汽车中主要用于测量高温（如排气温度）温度传感器原理3/10/202317华新现代职业学院汽车传感器发动机用水温传感器作用：使ECU根据水温修正喷油量传感器：热敏电阻式（负温度系数）结构（图）与ECU的连接方法（图）特性温度传感器应用冷却水温度℃电阻值（kΩ）冷却水温度℃电阻值（kΩ）-2010-20400.9-1.304-7600.4-0.7202-3800.2-0.43/10/202318华新现代职业学院汽车传感器冷却温度传感器应用3/10/202319华新现代职业学院汽车传感器1-绝缘套；2-塑料外壳；3-插座；4-铜垫圈；5-热敏电阻进气温度传感器应用3/10/202321华新现代职业学院汽车传感器用途测量气体或液体压力种类金属应变片式半导体应变片式（压敏电阻式）压电式（压电晶体）霍尔效应式（膜片变形引起磁场变化）膜片式（膜片变形改变电容量）等压力传感器3/10/202322华新现代职业学院汽车传感器进气歧管压力传感器结构属于半导体应变片式（图）原理（图）压力传感器1-塑料外壳；2-滤波器；3-混合集成电路；4-压力转换元件；5-滤清器1．应变丝；2．基底3．引线；4．金属膜引线3/10/202323华新现代职业学院汽车传感器概述种类叶片式卡门涡旋式热线（热膜）式量芯式空气流量传感器（AFM）3/10/202325华新现代职业学院汽车传感器叶片式空气流量计1．滑臂2．镀膜电阻3．进气歧管侧4．叶片5．旁通进气道6．空气滤清器侧空气流量传感器（AFM）3/10/202326华新现代职业学院汽车传感器热线式空气流量计空气流量传感器（AFM）1．防护网2．取样管3．白金热线4．温度补偿电阻5．空气流6．控制线路板7．电连接器基本结构3/10/202329华新现代职业学院汽车传感器热膜式空气流量计空气流量传感器（AFM）1．控制电路2．至进气歧管3．热膜4．温补电阻5．屏蔽网6．空气1．温补电阻控制电路2．热膜3．屏蔽网4．进气5．电桥电路电阻6．滤网3/10/202330华新现代职业学院汽车传感器量芯式空气流量计空气流量传感器（AFM）原理：气流推动量芯移动，带动电位计滑臂转动，引起电阻及电压变化，并与空气流速有关。（a）外形结构（b）内部结构1．传感器量芯2．线束插座3/10/202331华新现代职业学院汽车传感器速度传感器的用途发动机转速车速轮速速度传感器的分类磁脉冲式光电式霍尔效应式速度传感器概述3/10/202332华新现代职业学院汽车传感器安装在变速器输出轴上原理图：1．停车锁定齿轮2．车速传感器3．永久磁铁4．感应线圈5．ECU及接口电磁感应式车速传感器3/10/202333华新现代职业学院汽车传感器磁脉冲式（电磁感应式）安装在分电器上结构原理图发动机转速传感器3/10/202334华新现代职业学院汽车传感器光电式安装在分电器上结构原理图：1-信号处理装置；2-光敏晶体管；3-发光二极管；4-转子；5-盖板；6-转子板；7-120°用二极管；8-1°用二极管；9-1°信号检测窗；10-120°信号检测窗发动机转速传感器3/10/202335华新现代职业学院汽车传感器传感器按原理分类可变电阻式（节气门位置)舌簧开关式（液位高度）光电式（转向）磁敏电阻式（转向）位置与角度传感器的应用节气门位置检测液位检测车高检测转向(动力转向,四轮转向)位置与角度传感器概述3/10/202336华新现代职业学院汽车传感器线性节气门位置传感器1-旋转方向；2-转子；3-滑动触点；4-电阻3/10/202337华新现代职业学院汽车传感器编码式节气门位置传感器加速时：加减速触点闭合，ACC1、ACC2交替通断，则视为加速。减速时：加减速触点断开。节气门开度足够小：IDL=ON节气门开度足够大：PSW=ON1-ACC2；2-ACC1；3-PSW；4-IDL；5-加减速检测3/10/202338华新现代职业学院汽车传感器风窗玻璃洗涤液位传感器3/10/202339华新现代职业学院汽车传感器加速度与振动传感器本质相同常用类型偏心锤式、钢球式、半导体式、光电式等应用加速度传感器用于ABS、SRS等振动传感器用于感受发动机爆震加速度与振动传感器概述3/10/202340华新现代职业学院汽车传感器基本原理爆震的产生原因ECU对爆震的处理爆震判别爆震处理：调整点火提前角爆震传感器磁致伸缩式（磁应变式）压电式3/10/202341华新现代职业学院汽车传感器结构原理通用、日产公司多用原理：当发动机爆震时，传感器在7kHz频率出现共振，磁铁导磁率变化，磁场变化产生电信号输出。1-外壳；2-铁心；3-永磁磁应变式爆震传感器3/10/202342华新现代职业学院汽车传感器共振型（丰田、克莱斯勒多用）1-连接头；2、10-O形圈；3-基座；4-共振板；5-压电元件压电式爆震传感器原理：发动机爆震时，引起振动板共振，压电元件产生电压信号3/10/202343华新现代职业学院汽车传感器非共振型（三菱、雷诺多用）压电式爆震传感器1.传感器性能2．传感器+滤波器性能实例1．平衡重块2．压电元件原理：发动机爆震时，外壳与平衡重块相对位移，引起压电元件受力产生电压信号因无共振作用，故处理电路需要滤波器3/10/202344华新现代职业学院汽车传感器二氧化锆（ZrO2）型氧传感器属于电压型结构（图）一般用带加热器的传感器4条引线：2加热电阻线+2信号线原理（图）输出特性（图）氧传感器3/10/202345华新现代职业学院汽车传感器大气侧铂电极废气侧铂电极原理：废气中氧气越少，管内外氧离子浓度差越大，信号电压越高二氧化锆氧传感器3/10/202346华新现代职业学院汽车传感器1．废气2．锆管3．电极4．弹簧5．绝缘座6．引出电极7．大气8．铜质护管9．加热元件10．加热元件引线端子11、12．信号输出端子二氧化锆氧传感器3/10/202347华新现代职业学院汽车传感器二氧化钛（TiO2）型氧传感器属于电阻型结构（图）输出特性（图）氧传感器缺氧时表面电阻小3/10/202348华新现代职业学院有关排放的基本知识1、碳氢化合物（HC）-HC排放物是由于不完全燃烧造成的，它实际上是未燃烧的汽油。2、一氧化碳（CO）-是一种无色、无味、有毒的气体是燃烧过程中碳氢化合物不完全燃烧的产物。3、氮氧化合物（NOX）-是在气缸内高温下由氧和氮化合而生成的，有毒，与空气结合形成硝酸。4、二氧化碳（CO2）-是燃料燃烧的必然产物，是燃烧效率高低的标志，该值越高发动机效率越高。5、氧气（O2）-是空燃比检测的重要参考。3/10/202349华新现代职业学院有关排放的基本知识空气成分：3/10/202350华新现代职业学院有关排放的基本知识理想燃烧3/10/202351华新现代职业学院有关排放的基本知识废气排放比例3/10/202352华新现代职业学院有关排放的基本知识理论空燃比：3/10/202353华新现代职业学院有关排放的基本知识五气分析：3/10/202354华新现代职业学院有关排放的基本知识混合气浓稀比较：3/10/202355华新现代职业学院有关排放的基本知识稀混合气：3/10/202356华新现代职业学院汽车常用执行器汽车常用的电动机种类及应用种类直流电机控制电机步进电机应用起动机，油泵，刮水器，电动门窗座椅，电动后视镜，中控门锁等3/10/202357华新现代职业学院汽车常用执行器基本结构原理结构原理励磁方式及对特性的影响应用起动机电动油泵雨刷直流电机3/10/202358华新现代职业学院汽车常用执行器概述伺服电机的特点响应速度定位精度应用电子节气门，后视镜等定位控制伺服电机的控制（图）直流伺服电机3/10/202359华新现代职业学院汽车常用执行器概述步进电机的特点用脉冲电压控制定位精度高无累积误差应用场合怠速通道控制（怠速调节阀）步进电机3/10/202360华新现代职业学院汽车常用执行器怠速空气控制原理3/10/202361华新现代职业学院汽车常用执行器基本结构定子线圈一般二相或四相（A—B—A—B）转子：使用永久磁铁，所以有固定的极性工作原理示意图永磁式步进电机3/10/202362华新现代职业学院汽车常用执行器永磁式步进电机控制电路A，B相通电顺序：11-01-00-103/10/202363华新现代职业学院汽车常用执行器概述基本作用分类电流继电器电压继电器中间继电器热继电器触点种类常开触点常闭触点汽车常用的继电器3/10/202364华新现代职业学院汽车常用执行器概述基本工作原理（图）喷油器电磁阀（喷油器）针式与孔式喷油器喷油器驱动电路电流型电路阻抗较小，电流上升快，需要限流电路适用于低阻型喷油器电压型电路阻抗较大，电流上升慢适用于高阻型喷油器，或带附加电阻的低阻型喷油器汽车常用的电磁阀3/10/202365华新现代职业学院汽车常用执行器真空膜片式废气再循环阀由进气管处真空驱动膜片电磁式废气再循环阀结构（图）占空比控制驱动控制电路(图)废气再循环阀3/10/202366华新现代职业学院汽车常用执行器电磁式废气再循环阀废气再循环阀3/10/202367华新现代职业学院汽车常用执行器电磁式EGR阀驱动电路废气再循环阀3/10/202368华新现代职业学院汽车常用执行器基本功能：角位移控制基本结构定子：线圈转子：磁铁工作原理旋转式电磁阀3/10/202369华新现代职业学院汽车常用执行器应用举例怠速旁通道进气量控制旋转式电磁阀应用3/10/202370华新现代职业学院汽车常用执行器汽油泵部分主要由一个或两个叶轮、外壳和泵盖组成。当叶轮旋转时，叶轮边缘的叶片把汽油从进油口压向出油口。特点是供油压力的脉动小，供油系统中不需要设置减振器，易于小型化，适合装在油箱内，简化供油系统管路，降低噪声。由于它输送率低，故主要用于低压且输送