汽车电器与电控技术 课件汇 舒华 08-15 点火与爆震控制 -故障诊断测试

第四章汽油机点火与爆震控制第一节汽油机点火控制第二节汽油机爆震控制第一节点火控制系统一、微机控制点火系统组成二、微机控制点火控制原理三、微机控制点火控制过程一、微机控制点火系统组成大众轿车微机控制点火系统组成点火控制部件功能曲轴位置传感器CPS――发动机转速、转角信号空气流量传感器AFS――负荷信号节气门位置传感器TPS――负荷信号冷却液温度传感器CTS――修正点火提前角进气温度传感器IATS――修正点火提前角车速传感器VSS――修正点火提前角爆震传感器DS――修正点火提前角电控单元ECU――控制中心点火控制器、点火线圈――执行机构二、微机控制点火控制原理大众轿车微机控制分配式点火原理（二）微机控制直接点火控制原理大众轿车M型发动机直接点火原理三、微机控制点火过程大众四缸发动机微机控制点火过程（一）点火提前角的确定点火提前角θ由三部分组成：θ＝θi＋θb＋θc（1）初始点火提前角θi（2）基本点火提前角θb（3）修正点火提前角θc

（1）初始点火提前角初始点火提前角θi――又称为固定点火提前角大众轿车：θi＝8°（BTDC8°）下列情况：实际点火提前角=初始点火提前角（1）发动机起动时。起动时，转速变化大，空气流量不稳定，AFS信号不稳定，θ不能准确控制;（2）发动机转速低于400r/min时；（3）检查初始点火提前角时。此时有三个条件：一是测试插头短路；二是怠速触点（IDL）闭合；三是车速低于2km/h。（2）基本点火提前角的确定

点火提前角三维数据MAP台架试验：负荷不变，改变转速→最佳点火提前角→一族曲线；转速不变，改变负荷→最佳点火提前角→一族曲线；综合考虑发动机油耗、扭矩、排放和爆震等因素确定。

（3）修正点火提前角θc

暖机修正指TPS的IDL闭合、发动机冷却水温度T变化时，对点火提前角进行的修正。当T↓→θc↑→尽快暖机；当T↑→θc↓→运转稳定。怠速修正保证怠速稳定而对点火提前角进行的修正。负荷↑→n＜ng→θc↓→稳定运转、防止熄火第二节气油机爆震控制一、控制系统的组成二、基准电压的确定三、爆震强度的判别四、爆震的控制过程爆震或爆燃：气缸内某些部位的混合气压力异常升高，在火焰前锋尚未到达之前，就自行着火燃烧的现象。爆震危害：噪声大；损坏发动机。

一、爆震控制系统组成大众轿车爆震控制系统组成二、基准电压UB的确定爆震传感器输出信号进行滤波和半波整流利用平均电路求得信号电压的平均值，再乘以常数倍即可形成基准电压UB，平均值的倍数由设计制造时试验确定。三、爆震强度的判别首先利用基准电压值对爆震传感器输出信号进行整形处理，然后对整形波形进行积分，求得积分值Ui。判别：积分值Ui越大，爆震强度越大；积分值Ui越小，爆震强度越小；当Ui＞UB时，ECU判定为发动机爆震。四、爆震的控制过程当爆震强度积分值Ui＞UB时，ECU立即推迟点火0.5°~1.5°），直到爆震消除。（例：日产汽车公司0.5°~1°，修正速度为0.7°/s）爆震强度越大，推迟越多；爆震强度越小，推迟越少。当Ui＜UB时，爆震已消除，ECU增大提前角，直到再次产生爆震。图6－38爆震反馈控制的点火提前角曲线1－点火提前角极限值；2－ECU控制；3－分电器调节柴油机电控喷油技术主讲：舒华教授军事交通学院第二章柴油机电控喷油技术第一节柴油机电子控制技术基础第二节位置控制式柴油喷射系统第三节时间控制式柴油喷射系统第四节高压共轨式柴油喷射系统

汽车新技术参考文献汽车为何采用电子控制技术?汽车为什么要采用电子控制技术（原因）？

全球性的能源危机与环境保护促使汽车油耗法规、排放法规、安全法规要求提高;电子控制技术能够满足汽车发展要求。汽车采用电子控制技术的目的（目的）？降低油耗：节约能源减少排放：保护环境提高性能：动力性、经济与排放性能、安全性、舒适性、操稳性、通过性汽车电子控制系统基本组成控制原理：电子控制单元ECU根据传感器采集的信号和开关信号计算确定控制量，并向执行器发出控制指令，由执行器完成具体控制动作，从而实现预期的控制目标。汽车电子控制系统的功用

由传感器、电器开关、电子控制器和执行器等组成的、能够提高汽车性能的有机整体。如发动机电子控制系统、底盘电子控制系统和车身电子控制系统等子系统。

电子控制系统

提高汽车的整体性能。（动力性、经济性、排放性、安全性、舒适性、操纵性与通过性）第一节柴油机电控技术基础一、柴油机电控系统分类按控制方式分：三种类型位置控制式柴油喷射系统时间控制式柴油喷射系统高压共轨式柴油喷射系统按供油机构的结构型式分：四种类型直列泵式电控喷油系统分配泵式电控喷油系统泵喷嘴式电控喷油系统单体泵式电控喷油系统二、柴油机电控系统控制功能

（一）喷油量控制：基本喷油量控制起动喷油量控制怠速转速（喷油量）控制加速时喷油量控制各缸不均匀油量补偿控制恒定车速（巡航）控制三、喷油定时与辅助控制功能

喷油压力控制喷油率控制故障自诊断控制故障应急处理控制进气量控制EGR控制三、电控柴油喷射技术控制策略第一代：70年代，位置控制式电控喷油系统第二代：80年代，时间控制式电控喷油系统第三代：90年代，高压共轨式电控喷油系统四、喷油量的计算当转速升高时，发动机在一个工作循环内所占的时间缩短，其进气量将减小，所以基本喷油量Qj减小。发动机工作时，每循环基本喷油量的变化：1.0

~1.5Qj起动喷油量为：Qq=（1.3~1.5）Qj怠速喷油量为：Qd=（0.2~0.25）Qj第二节位置控制式柴油喷射系统一、电装ECD-V1型电控分配泵系统组成传感器：9-油泵转速传感器；1-滑套位置传感器；7-喷油提前器活塞位置传感器；执行器：10-线性电磁线圈；

6-喷油定时控制阀；

5-滑套。2-最大供油量调节螺钉；3-断油电磁阀；4-出油阀；8-叶片式输油泵；二、ECD-V1型电控系统结构特点（1）喷油量采用电子调速器控制保留了博世VE型分配泵的油量控制滑套，取消了原有离心式调速器，采用了电子调速器来控制喷油量；（2）喷油定时采用电子提前器控制。保留了博世VE型分配泵原有的液压提前器，采用了电子提前器来控制喷油定时。三、ECD-V1型电控系统喷油量控制控制喷油量：电子调速器喷油泵转速传感器

油门开度传感器

ECU和线性电磁铁机构喷油量反馈控制：控制喷油修正量

滑套位置传感器

ECU和线性电磁铁机构（一）ECD-V1系统喷油量控制方法当油门开度增大需要增大喷油量使发动机转速升高时：ECU占空比增大→线圈平均电流增大→电磁吸力增大→滑套右移量增大→喷油器喷油量增大→发动机转矩增大、转速升高。当油门开度减小时：滑套右移量减小→喷油量减小→发动机转矩减小、转速降低→从而实现电子调速。滑套右移最大位移量：2mm。（二）ECD-V1系统喷油量反馈控制当滑套左右移动时，ECU根据实际位移量与目标位移量之差，对喷油量进行反馈控制：当滑套的实际位移量小于目标位移量时，ECU控制占空比增大，线圈平均电流增大，电磁铁机构带动滑套右移量增大。当滑套实际位移量大于目标位移量时，ECU控制占空比减小，使线圈平均电流减小，滑套右移量减小，喷油量闭环控制。四、ECD-V1型电控系统喷油定时控制电子提前器：控制喷油定时喷油泵转速传感器、油门开度传感器、ECU和喷油定时控制阀TCV、定时控制活塞反馈控制：控制喷油提前角修正量活塞位置传感器、ECU和定时控制阀TCV、定时控制活塞（一）喷油定时控制阀TCV两位（打开位置、关闭位置）两通（进油口、出油口）电磁阀TCV阀门设在活塞高、低压腔之间的管路上。进油口为高压端，与喷油泵内腔和定时控制活塞的高压腔连接；出油口为低压端，经油道与叶片式输油泵的进油口和细滤器连接。（二）定时控制活塞位置传感器类型：螺管型差动变压器式功用：检测活塞的位移量信号结构：壳体：固定机件铁芯：随活塞一同移动感应线圈：一个初级线圈两个次级线圈（三）喷油定时控制原理当活塞左移时，就会经连接销、传力销推动滚轮架绕其轴线沿顺时针方向（与凸轮盘转向相反）转动一定角度，使凸轮盘端面的凸峰提前一定角度与滚轮相抵靠，分配泵转子向右移动时刻提前，从而实现提前喷油。即活塞左移量增大时，喷油提前角增大；反之，活塞左移量减小时，喷油提前角减小。（四）喷油定时控制方法ECU根据喷油泵（或发动机）转速和加速踏板位置信号计算确定喷油提前角以及定时控制活塞的目标位移量，并向定时控制阀发出占空比信号进行控制。当需要增大喷油提前角时，ECU向TCV发出占空比减小的控制信号，高电平短，低电平长，电磁阀平均电流减小，阀门开度减小，两腔压差增大，活塞左移量增大使喷油提前角增大。（五）喷油定时反馈控制方法当实际位移量小于目标位移量时，ECU控制占空比减小，电磁阀平均电流减小，阀门开度减小，两腔压差增大，使活塞左移量增大；当实际左移位移量大于目标位移量时，ECU将控制占空比增大，阀门开度增大，两腔压差减小，使活塞左移量减小，从而实现喷油提前角闭环控制。五、位置控制式电控系统的特点（1）升级改造成本较低。保留喷油泵、高压油管、喷油嘴等部件。（2）喷油量采用电子调速器控制。（3）喷油定时采用电子提前器EVT控制。（4）柴油机性能得以改善。动力性和经济性得到改善。

缺点：由于燃油的压送机构与机械式燃油系统相同，仍由凸轮驱动压油，燃油喷射压力没有提高，因此，难以改善柴油机的排放性能。第三节时间控制式电控喷油系统概念：时间控制利用高速电磁阀控制喷油结束时刻来调节喷油量。一、控制方法将控制柴油机齿杆（或滑套）的位移改为直接控制电磁阀阀门打开，使高压柴油立即卸压溢流结束喷油。一、时间控制式电控系统控制方法ECU根据油门开度AC和转速ne信号→从MAP图中查寻目标喷油量数值；根据目标喷油量和喷油泵转角信号计算确定对应的喷油目标转角；向高速电磁阀发出控制指令；电磁阀动作，从而实现喷油量控制。二、时间控制式电控系统的特点喷油始点：端面凸轮行程决定，油压开始上升时刻为喷油开始。喷油终点：高速电磁阀控制喷油结束时刻。显著特点：喷油结束时刻越晚，喷油量越大；结束时刻越早，喷油量越小。响应速度快：已达0.25ms，控制喷油结束时间就可控制喷油量，故称为“时间控制”。（位置控制：系统为40ms~50ms）三、电装ECD-V3型电控分配泵系统特点

曲轴位置传感器、喷油泵转角传感器、加速踏板位置传感器、燃烧始点光电传感器、ECU、电磁溢流阀和定时控制阀TCV等组成。去掉了ECD-V1系统的电子调速器，在喷油泵的泄油通道上设置了一只电磁溢流阀，利用该电磁阀控制喷油结束时刻来控制喷油量的大小；喷油定时（喷油提前角）控制策略与ECD-V1型电控分配泵系统相同。在滚轮架上设置了一只喷油泵转角信号发生器，利用曲轴位置信号与喷油泵转角信号之间的相位差作为喷油定时（喷油提前角）的反馈控制信号；增设了燃烧始点传感器。检测燃烧闪光产生的信号，对喷油定时（喷油提前角）进行补偿调节，消除柴油品质（十六烷值）和大气压力等变化对柴油机性能的影响。（一）电磁溢流阀结构原理功用：控制喷油结束时刻（喷油终点）组成：一个电磁阀（导向阀）和一个液压自动阀（主阀）主阀：设有高压油道和溢流通道，高压油道与柱塞右侧的高压腔连接，溢流通道与喷油泵泵腔连接。（1）电磁溢流阀通电时工作情况当电磁溢流阀通电时：两阀关闭，压油与喷油。图（c）示。电磁阀产生电磁吸力克服复位弹簧张力左移→阀门关闭。与此同时，高压腔燃油既作用在主阀正面（左面），也通过主阀上的小孔作用于主阀背面（右面）。因为阀座面的密封截面小于主阀直径，所以主阀右面的作用力大于主阀左面的作用力→主阀阀门也关闭→不会溢流。柱塞高压腔油压随柱塞右移而升高并通过喷油器喷油。（2）电磁溢流阀断电时工作情况电磁阀断电：导向阀开→主阀迅速打开→溢流卸压停止喷油断电时：弹簧张力使导向阀右移复位→阀门打开，图d）导向阀开时：由于主阀小孔节流使左面油压下降缓慢，因此，主阀左面压力大于右面压力→

主阀迅速打开→溢流卸压→停止喷油，图e）示。导向阀响应时间：全开为1.1ms，全关为1.2ms。（二）喷油泵转角传感器

功用：向ECU提供喷油泵转速与转角信号，控制喷油终点。信号发生器：安装在滚轮架上。信号齿圈：安装在喷油泵驱动轴上。设凸齿和齿缺，大齿缺段缺两个凸齿，大齿缺数与发动机气缸数相等。四缸机：凸齿52个、小齿缺48个、大齿缺4个每个凸齿或小齿缺信号占喷油泵轴转角均为3°，大齿缺占15°。四、ECD-V3系统喷油量的控制当ECU接收到大齿缺后的第一个上升沿信号时，说明凸轮开始压油使喷油器喷油，图（b）示，ECU开始对转角信号进行计数。当喷油泵转角等于目标喷油角度α时（图中α=24°），ECU立即向电磁溢流阀发出低电平控制信号，使电磁溢流阀断电，导向阀和主阀迅速打开，柱塞高压腔内燃油迅速溢流卸压使喷油停止→将喷油角度（喷油量）控制在目标喷油角度值α（目标喷油量数值）。喷油量ECD-V3型0~80mm3/行程、ECD-V4型为0~90mm3/行程、

ECD-V5型为0~50mm3/行程。五、ECD-V3系统喷油定时控制控制方法：ECD-V3型同ECD-V1型——由TCV控制定时控制活塞两端的压差来控制喷油定时（喷油提前角）。反馈控制信号不同：由曲轴位置传感器信号与喷油泵转角传感器大齿缺后第一个上升沿信号之间的相位差决定——转角信号发生器安装在滚轮架上——可角位移（一）喷油定时反馈控制信号的确定反馈信号→实际喷油提前角当喷油提前角θ=0时，滚轮架处于图a中间位置，大齿缺后第一个凸齿信号上升沿对应于气缸活塞的压缩上止点TDC，图d所示；当θ=θ1时，齿圈位置不动，信号发生器转动θ1度，图b所示；信号上升沿提前θ1度产生，图e所示；ECU计算：θ=β-β1=36°-18°=18°

ECD-V3：0°~25°、ECD-V4、ECD-V5：0°~36°(曲轴转角)（二）喷油定时反馈控制方法ECU向TCV发出占空比信号进行控制。若实际喷油提前角θ小于目标喷油提前角时：ECU向TCV发占空比减小信号，TCV平均电流减小，阀门开小，两腔压差增大，活塞左移量增大使喷油提前角增大；反之，占空比增大，阀门开大，压差减小，活塞左移量减小使提前角减小，实现提前角闭环控制。第四节高压共轨式电控喷油系统一、东风朝柴公司高压共轨系统组成1-油压传感器；2-共轨；3-限压阀；4-电控喷油器；5-进气温度传感器；6-冷却液温度传感器；7-大气压力传感器；8-加速踏板位置传感器；9-凸轮轴位置传感器；10-曲轴位置传感器；11-ECU；12-高压油泵；13-压力控制阀PCV；14-油滤器；15-油箱；16-电动燃油泵

（二）高压共轨式柴油喷射系统组成图3-19Bosch高压共轨式柴油喷射系统组成（三）博世共轨系统控制部件安装位置图3-20Bosch高压共轨式柴油喷射系统控制部件的安装位置（四）博世高压共轨系统组成空气供给系统：

空气流量传感器

进气温度传感器

大气压力传感器

增压压力传感器燃油供给系统：低压通道：燃油箱、输油泵（电动燃油泵）、柴油滤清器（粗滤器和细滤器）、低压输油管、低压回油管高压通道：高压泵、高压油管、共轨、限压阀、流量限制阀和喷油器电子控制系统：电控油压系统：共轨油压传感器、ECU和共轨压力控制阀PCV

电控喷油系统：曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、加速踏板位置传感器、冷却液温度传感器、ECU和电控喷油器二、高压共轨式喷油系统关键技术朝柴电控发动机采用的（Bosch）控制部件（一）高压共轨电控系统控制部件Bosch控制部件：左上——高压泵；右上——喷油器；左下——共轨管；右下——电控单元ECU（2）高压共轨系统的控制部件特点传感器：同汽油喷射系统电控单元：EDC16C执行器：电控喷油器燃油油轨（直径增大）高压供油泵（CP1H）（3）朝柴CPS/CIS传感器安装位置①曲轴转速传感器——信号发生器安装在飞轮壳上作用：计算曲轴位置、发动机转速、喷油定时、喷油量②凸轮轴相位传感器——信号发生器安装在齿轮室内作用：确定一缸压缩上止点TDC、各缸的TDC位置曲轴与凸轮轴位置传感器同型：DG6，磁感应式信号发生器，信号发生器可互换使用（二）Bosch电控喷油器电控喷油器分类：电磁控制式喷油器——电磁式喷油器压电晶体式喷油器——压电式喷油器1.电磁式喷油器（1）电磁式喷油器结构组成电磁控制机构：电磁阀电磁线圈+阀芯（铁芯）复位弹簧（上部）球阀液压伺服机构：柱塞：控制腔连两节流孔孔式喷油器：针阀（锥面、阀座）复位弹簧（下部）连接：高压油管接口（入口）低压回油口（出口）喷油器线束插座电磁喷油器=电磁控制机构+液压伺服机构+孔式喷油器（2）电磁式喷油器工作原理当电磁阀断电时：图（c）复位弹簧张力使球阀压在阀座上，高、低压通道关闭，柱塞控制腔压力+针阀复位弹簧力大于针阀锥面压力，针阀关闭，不喷油。当电磁阀通电时：图（d）电磁力克服弹簧张力使球阀阀芯上移，球阀打开回油通道接通，部分高压燃油经进油和回油节流孔节流后流回油箱，柱塞控制腔压力降低，针阀锥面压力大于控制腔压力+柱塞弹簧力，针阀上移，阀门打开，喷油。回油通道：高压油轨→高压油管接头→进油节流孔→柱塞控制腔→回油节流孔→球阀→回油口→油箱（3）电磁式喷油器工作结论当电磁阀通电时：电磁阀球阀阀门打开，喷油器针阀阀门打开，喷油器开始喷油。当电磁阀断电时：电磁阀球阀阀门关闭，喷油器针阀关闭，喷油器停止喷油。结论：通电时间=喷油持续时间断电时间=停止喷油时间

当燃油压力一定时：通电时间越长，喷油量越大；

通电时间越短，喷油量越小。2.压电晶体式喷油器PZT：压电控制机构+液压伺服机构+孔式喷油器（1）压电晶体式喷油器特点压电控制机构：压电晶体：多层陶瓷（层厚20~200µm）烧结成压电晶体堆芯，层间设有电极。生产技术与电容器相似大活塞小活塞球阀单向阀线束插头液压伺服机构：同电磁式孔式喷油器：同电磁式压电：指由机械压力引起电介质晶体放电，或应用电压而使电介质晶体产生压力。（2）压电晶体式喷油器工作原理①当压电晶体断电时，喷油器不喷油（图3-29c）球阀关闭，控制腔建立高压，针阀关闭，不喷油。②当压电晶体通电时，喷油器喷射燃油。（图3-29d）晶体堆芯伸长→球阀打开回油回油通道为：共轨→高压接头→进油节流孔→柱塞控制腔→回油节流孔→球阀→小活塞油腔→回油口→回油管→油箱。控制腔压力降低→针阀上升→阀门打开喷油。

结论通电时间越长，喷油量越大；通电时间越短，喷油量越小。基本原理：压电晶体受电压作用而伸长→推动活塞移动→球阀打开→燃油回流使柱塞控制腔压力降低→针阀锥面燃油压力使针阀上升→阀门打开喷油。

（三）高压泵——供油泵组成：偏心轮柱塞组件：3套进油阀、出油阀壳体和油道功用：提供高压燃油

（2）高压泵工作原理当柱塞下行时（左图）：柱塞腔容积增大，压力降低使进油阀打开，低压燃油由进油阀进入柱塞腔，对高压泵进行充油。当柱塞上行时（右图）：柱塞腔容积减小，压力增大使进油阀关闭，燃油建立起高压。当柱塞上行行程增大使腔内压力高于共轨中的燃油压力时，出油阀被打开，高压燃油在压力控制阀PCV的控制下供入共轨管内。（3）供油切断电磁阀与单向阀断油电磁阀功用：适时切断柱塞供油，减少高压泵的功率消耗。高压泵按最大供油量设计，发动机怠速和部分负荷时，多余燃油经压力控制阀PCV和共轨上的限压阀等流回油箱，损失压缩能量，还使燃油升温。当发动机怠速和部分负荷时，电磁阀通电使进油阀打开，燃油不受压缩又流回低压通道，柱塞腔不会建立高压。高压泵与发动机的传动比：i=2（或2.5）单向阀功用：保持低压油路油压，保证再次启动可靠。当高压泵停止转动时，关闭回流通道，保持一定的燃油压力（50kPa以上），保证再次启动发动机能可靠启动。（四）压力控制阀PCVPCV功用：根据发动机负荷和转速变化，自动调节供入共轨管内的燃油压力(喷油压力)。PCV组成——电磁阀：电磁线圈：电阻值为3.2Ω衔铁（铁芯）、球阀复位弹簧（3）压力控制阀PCV调压原理原理：调节供油量：供油量越大，油压越高；供油量越小，油压越低当线圈断电时：球阀关闭。燃油压力↔弹簧设计负荷=10MPa

当线圈通电时：燃油压力=

弹簧预紧力+线圈电磁力ECU发出占空比RC控制：

RC↑→线圈平均电流IA↑→衔铁电磁力FE↑→球阀承压↑→油量增大使共轨燃油压力p↑；

RC↓→平均电流IA↓→衔铁电磁力FE↓→球阀承压↓→回油量↑→共轨燃油压力p↓

。RC=C

→p=C试验证明：f=1kHz→p不波动（五）共轨—公共油轨—高压油轨功用：储存一定数量和一定压力的燃油，保证起动和怠速时燃油迅速升压；减小喷油器开闭以及高压泵工作时引起的油压波动——燃油具有可压缩性。特点：粗油管共轨容积很小：30ml左右燃油压力很高：p=160MPa~200MPa（六）限压阀——压力限制器

图3-251-高压燃油；2-锥形阀；3-节流孔；4-锥形活塞；5-复位弹簧；6-限位套；7-阀体；8-通孔；9-回油孔功用：限定共轨燃油的最高压力，防止损坏发动机机件。组成：阀体7、锥形活塞4、复位弹簧5、限位套6原理：p＞pmax时，锥形活塞压缩复位弹簧并右移→

高压燃油流回油箱→

燃油压力降低→限定最高压力。回油通道：共轨→阀座节流小孔→活塞锥面节流孔3→活塞4内腔→限位套6内腔→通孔8→回油孔→回油管9→燃油箱。（七）流量限制阀——流量限制器

组成：阀体(壳体)5：制作有阀座7

阀芯(柱塞)3：进油孔（上部）、节流孔（出油孔）8

复位弹簧4：复位弹簧和节流孔尺寸的设计原则：在最大喷油量（括安全储备量）时，阀芯既不位移到阀座上关闭出油通道，还能复位到共轨端的密封限位体2上。

图3-261-通共轨油腔；2-密封限位件；3-阀芯（活塞）；4-复位弹簧；5-阀体；6-通喷油器高压油管；7-阀座；8-节流孔

功用：在喷油器及其高压油管漏油时，使高压油路关闭、供油停止，防止燃油持续泄漏——防高压油轨漏油导致火灾。（3）流量限制阀工作原理正常状态：阀芯静止，上端靠密封限位件上，高压燃油经节流孔（出油孔）流出。燃油通道：共轨内腔→阀进油口→阀芯内孔→节流孔→阀出油口→各缸高压油管→各缸喷油器。当燃油量远远超过最大流量时：阀芯位移量过大，从静止位置移动到出油端的阀座上关闭油道停止供油，并一直保持到发动机停机为止，图3-26b。当燃油量略微超过最大流量时：漏油使流量增大→阀芯位移量增大，图3-26c所示。因此，阀芯不能回到静止位置。经几次喷油后，阀芯位移到阀座上关闭出油通道停止供油，直到发动机停机时为止。三、高压共轨系统喷油量的控制当发动机工作时，ECU根据Ac和ne，从三维图形（MAP图）中查寻基本喷油量数值Qj；利用数学计算与逻辑判断功能及其他传感器信号→喷油修正量、最佳喷油量、预喷射、主喷射、后喷射的喷油量；向执行器（输出回路和喷油器）发出控制指令；执行器动作→按最佳喷油量喷射柴油，完成一次喷油过程。四、柴油机起动喷油量控制

控制过程：判定状态？→确定Qq→喷油增量ΔQ以发动机温度为依据→确定基本喷油量Qq电控发动机起动可靠：接近于最大喷油量喷油。起动喷油量为：Qq=（1.3~1.5）Qj五、高压共轨系统喷油压力控制根据Ac和ne→MAP图→目标喷油压力pf；根据油压传感器→实际psECU比较运算→向PCV

发出指令→ps=pf美国凯特皮勒Caterpillar公司液力活塞增压的

高压共轨式电控柴油喷射系统HEUI

汽车行驶安全电控系统

主讲：舒华教授军事交通学院车轮抱死滑移的原因分析Fμ≤F

时，车轮滚动

Fμ＞F

时，车轮抱死滑移Fμ

－制动器制动力；F

－地面附着力；F

＝

·Fz

－轮胎-道路附着系数；

Fz－地面对车轮的法向反作用力。第六章汽车防抱死制动系统ABS第一节防抱死制动的发展情况第二节防抱死制动的基本理论第三节防抱死制动系统组成与类型第四节防抱死制动系统的结构原理第五节防抱死制动系统控制过程第六节防抱死制动系统故障诊断与检修第一节防抱死制动系统概述一、ABS定义：

Anti-lockingBrakeSystem—

防抱死制动系统

Anti-skidBrakeSystem—

防滑移制动系统

二、防抱死制动发展情况ABS技术英国人霍纳摩尔于1920年研制发明并于1932年申请了专利。30年代，铁路机车应用，防止车轮在制动过程中抱死，导致车轮与钢轨局部急剧摩擦而过早损坏。40年代末期，为了缩短飞机着陆时的滑行距离、防止机轮在制动时跑偏、甩尾和轮胎剧烈摩耗，飞机开始采用ABS，并很快成为飞机的标准装备。汽车上最早应用是美国福特公司。1970年，Ford公司最早采用ABS--格尔斯·赫依斯公司生产的ABS，装备在1970款LincolnContinental（林肯·大陆）牌轿车上。生产ABS公司：德尔科（Delco）公司、本迪克斯（Bendix）公司应用车型：通用别克（Buick）、雪佛莱（Chevrolet）、旁蒂克（Pontiac）车系

TOYOTA公司：ABS称为电子滑移控制系统ESC（ElectronicSkidControlledSystem）,最早装备在1971款丰田皇冠（Crown）牌轿车上。瓦布克（WABCO）公司：1986年在北京设立办事处向我国推广ABS戴维斯（Teves）公司：桑塔纳2000GSi型轿车MK20型ABS--上海汽车制动系统有限公司引进戴维斯技术合资生产三、防抱死制动系统ABS功能车轮抱死分析：前轮抱死制动时：虽然汽车基本上沿直线向前行驶，但是失去转向控制能力，驾驶员在制动过程中躲避障碍物、行人以及在弯道上行驶所必须采取的转向操纵控制就无法实现→失去转向控制能力。后轮抱死制动时：汽车的制动稳定性就会变差，在很小的侧向力作用下，汽车就会发生甩尾，甚至出现调头等危险现象→甩尾、调头。ABS功用：在汽车制动过程中，自动调节车轮的制动力，防止车轮抱死滑移，从而获得最佳制动效能（缩短制动距离、提高方向稳定性、增强转向控制能力），减少交通事故。第二节防抱死理论—车轮滑移率Sv－车速（车轮中心纵向速度，m/s）；vw－轮速（车轮瞬时圆周速度，vw＝rω，m/s）；r－车轮半径（m）；ω－车轮转动角速度（rad/s），ω=2πn

；n－车轮转速（r/min）。当v＝vw时，滑移率S＝0，车轮自由滚动；当vw＝0时，滑移率S＝100%，车轮完全抱死滑移；当v＞vw时，滑移率0＜S＜100％，车轮既滚动又滑动。一、影响车轮滑移率S的因素在制动过程中，车轮抱死滑移的根本原因是：制动器制动力大于轮胎-道路附着力。影响车轮滑移率的因素包括以下几个方面：（1）车轮载客人数或载物量；（2）前、后轴的载荷分布；（3）轮胎-道路附着状况；（4）路面种类和路面状况；（5）制动力大小及其增长速率。

二、车轮滑移率S与附着系数

的关系图13－2附着系数与滑移率的关系（虚线与实线

标注的上下顺序一一对应）

B—纵向附着系数；

S—横向附着系数；S—车轮滑移率

最佳滑移率控制范围：S＝10％～30％第三节ABS结构组成与类型防抱死制动系统ABS的组成一、ABS与常规制动系统的关系ABS的组成：ABS=常规制动系统+电子控制系统

=液压制动系统+电子控制系统

=气压制动系统+电子控制系统ABS与常规制动系统的关系：当车轮未抱死时，制动过程与常规制动完全相同当车轮趋于抱死时，ABS才调节制动压力当ABS故障时，常规制动系统仍有制动功能。当常规制动系统故障时，ABS随之失效。二、防抱死制动系统零部件安装位置图13－5ABS零部件安装位置三、防抱死制动系统ABS的优点（1）缩短制动距离。ABS能保证汽车在雨后、冰雪及泥泞路面上获得较高的制动效能，防止汽车侧滑甩尾（松散的沙土和积雪很深的路面除外）；（2）保持汽车制动时的方向稳定性；（3）保持汽车制动时的转向控制能力；（4）减少汽车制动时轮胎的磨损。ABS能防止轮胎在制动过程中产生剧烈地拖痕，提高轮胎使用寿命；（5）减少驾驶员的疲劳强度（特别是新驾驶员制动时的紧张情绪）。

四、防抱死制动系统ABS的类型电子控制ABS控制车轮的方式分为“轮控式”与轴控式”两种。控制通道：ABS工作时，能够独立进行制动压力调节的制动管路。如果每个车轮各占用一个控制通道，就称为轮控式或独立控制式。如果两个车轮占用同一个控制通道，就称为同时控制。当同时控制的两个车轮在同一轴上时，就称为轴控式。

轴控式又分为“低选控制（SL）”和“高选控制（SH）”两种。当汽车的左、右车轮行驶在附着系数不同的路面上时，由于左、右车轮与路面之间的附着力不同，因此制动时左、右车轮抱死的时机不同，附着系数小的车轮先抱死，附着系数大的车轮后抱死。

当车轮采用同时控制时，如以保证附着系数较小的车轮不发生抱死滑移来调节制动压力，这两个车轮就是按低选原则来进行控制，简称低选控制（SL）；如以保证附着系数较大的车轮不发生抱死为原则来调节制动压力，这两个车轮就是按高选原则来进行控制，简称高选控制（SH）。按ABS控制通道和传感器数量分类（1）四通道四传感器ABS（方式1、2）（2）三通道四传感器ABS（方式3）（3）三通道三传感器ABS（方式4）（4）两通道三传感器ABS（方式5）（5）两通道两传感器ABS（方式6、7）（6）单通道一传感器ABS（方式8）ABS电子控制系统组成与原理

控制原理：防抱死制动电控单元ABSECU根据轮速传感器信号来计算并控制执行器动作，将滑移率控制在10%~30%范围内。第四节ABS控制部件结构原理一、车轮速度传感器二、减速度传感器三、ABS电子控制器四、制动压力调节器

一、轮速传感器功用：检测车轮转速，并转换为电信号输入ABSECU。结构：信号转子：与车轮同步转

速度传感器：固定在悬架上

型式：磁感应式：普遍采用霍尔效应式磁感应式轮速传感器传感磁头：永久磁铁、信号线圈（感应线圈）齿圈转子：带齿圆环（一般为100个凸齿）

传感头与齿圈之间的空气间隙：0.4～2.0mm二、减速度传感器作用：检测汽车的减速度,并转换为电信号输入ABSECU，以便判别路面状况。汽车在高附着系数路面上制动时减速度很大汽车在低附着系数路面上制动时减速度很小型式：光电式水银式差动变压器式半导体式（一）光电式减速度传感器结构组成发光二极管：LED两只光电三极管：两只--把光能变成电能一块透光板：透光或遮光信号处理：电子电路（二）光电式减速度传感器原理光电效应：某些物质受到光线照射而发出电子的现象。（二）光电式减速度传感器原理图13－8光电式减速度传感器透光板的位置状态（a）匀速行驶；（b）减速行驶光电效应：某些物质受到光线照射而发出电子的现象。（三）水银式减速度传感器图13－9水银式减速度传感器结构原理（a）整体结构；（b）减速度小时；（c）减速度大时在低附着系数路面上制动时，减速度小，水银在玻璃管内基本不动，传感器电路接通，使ABS控制电路接通（ON），如图13－9（b）所示，ABS采用低附着系数路面的控制程序进行控制。在高附着系数路面上制动时，减速度大，水银在惯性作用下前移，传感器电路断开（OFF），如图13－9（c）所示，信号电路被切断，汽车采用高附着系数路面的控制程序进行控制。

三、ABS电子控制单元（ABSECU）功用：接收轮速传感器、加减速度传感器信号和开关信号，根据设定的控制逻辑，通过数学计算和逻辑判断后输出控制指令，控制油压调节器动作。大众轿车ABS电控单元（ABSECU）8只两位两通电磁阀两个CPU：处理结果不一致时，ABS立即退出工作，防止系统发生故障导致错误控制。四、制动压力调节器图12－4MK20-Ⅰ型ABS电控单元与液压调节器外形（a）整体结构；（b）模块结构1－回液泵电动机；2－液压调节器；3－防抱死制动与制动力分配（ABS/EBV）电控单元；4－电控单元线束插座；5－回液电机线束插头电磁阀电动回液泵储液器（三）液压控制油路图12－4MK20-Ⅰ型ABS液压控制油路（四）两位两通电磁阀图13-14两位两通电磁阀结构（a）常开电磁阀；（b）常闭电磁阀1－顶杆；2－壳体；3－限压阀；4－球阀；5－复位弹簧；6－电磁线圈；7－阀体；8－活动铁心；9－限位杆两位：打开、关闭两通：进液口、出液口（五）三位三通电磁阀图13－12三位三通电磁阀工作原理（a）升压位置；（b）保压位置；（c）降压位置

三位：升压；保压；降压三通：进液口、出液口、回液口（六）储液器与电动回液泵图13－15低压储液器与电动泵（a）柱塞上行时储液；（b）柱塞下行时回液功用：储存ABS减压过程中从制动分泵流回的制动液，同时衰减回流制动液的压力波动。第五节防抱死制动ABS的控制一、控制方式：自适应控制。二、控制原理：预先设定车轮加、减速度以及滑移率阈值；通过检测车轮的角速度来计算车轮速度、加速度或减速度；利用车轮速度和储存在存储器中的制动开始时的汽车速度计算车轮的参考滑移率。根据比较结果控制电磁阀动作来调节制动压力大小。制动压力“升高”、“保持”、“降低”三、防抱死制动系统控制电路图13-20MK20-Ⅰ型ABS控制电路四、控制过程两位两通电磁阀式液压调节器ABS控制过程常规制动保压控制降压控制升压控制三位三通电磁阀式液压调节器ABS控制过程常规制动保压控制降压控制升压控制（一）两位两通电磁阀式ABS执行元件工作状态（MK20-Ⅰ型ABS制动压力调节器工作状态）常规制动

保压控制降压控制

升压控制两位两通电磁阀式ABS常规制动控制过程进液阀：打开；回液阀：关闭；回液泵：不转制动分泵压力随总泵压力升高而升高两位两通电磁阀式ABS保压制动控制过程进液阀：关闭；回液阀：关闭；回液泵：旋转制动分泵压力保持不变。电机运转：将储液器中剩余的制动液泵回制动总泵。

两位两通电磁阀式ABS降压制动控制过程进液阀：关闭；回液阀：间歇开闭；回液泵：旋转制动分泵压力降低。电机运转：将制动分泵中的制动液泵回制动总泵。

两位两通电磁阀式ABS升压制动控制过程进液阀：间歇开闭；回液阀：关闭；回液泵：旋转制动分泵压力随总泵压力升高而升高。电机运转：将储液器中剩余的制动液泵回制动总泵。两位两通电磁阀式ABS控制特性进液阀：常开电磁阀回液阀（降压阀）：常闭电磁阀（二）三位三通电磁阀式ABS执行元件工作状态常规制动保压控制降压控制升压控制三位三通电磁阀式ABS常规制动控制过程进液阀：打开；回液阀：关闭；回液泵：不转制动分泵压力随总泵压力升高而升高三位三通电磁阀式ABS保压制动控制过程进液阀（2A移动0.1mm）：关闭；回液阀关闭；回液泵旋转制动分泵压力保持不变。电机运转：将储液器中剩余的制动液泵回制动总泵。三位三通电磁阀式ABS降压制动控制过程进液阀（5A2.5mm）：关闭；回液阀：打开；回液泵：旋转制动分泵压力降低。电机运转：将制动分泵中的制动液泵回制动总泵。

三位三通电磁阀式ABS升压制动控制过程进液阀：打开；回液阀：关闭；回液泵：旋转制动分泵压力随总泵压力升高而升高。电机运转：将储液器中剩余的制动液泵回制动总泵。第六节制动力分配EBD系统

电子控制制动力分配系统EBD：

ElectronicControlBrakeforceDistributionSystem图5-29制动力分配控制效果

（a）前、后轮制动力分配曲线（b）左、右轮制动力大小示意图第七节制动辅助系统EBA电子控制制动辅助系统EBA、BAS或BAElectronicControlBrakeAssistSystem一、功用：根据制动踏板传感器信号和制动压力传感器信号，判断作用于制动踏板的速度和力量，增大汽车紧急制动时的制动力，从而缩短制动距离。图5-30制动力充足程度分布图5-31有无EBA紧急制动时制动力比较制动辅助系统EBA的效果丰田公司以50km/h的制动初速度在干燥路面上紧急制动试验的结果：熟练的驾驶员：有无EBA时制动距离均12.5m左右，EBA作用不明显不熟练驾驶员：无EBA时，制动距离约为18m，有EBA时，制动距离仅为14m——安全性提高

图5-32汽车紧急制动时制动距离对比制动力比较第八节驱动防滑控制系统ASR驱动轮防滑转调节系统ASR/TRC/TCS：ASR：Anti-SlipRegulationSystemAccelerationSlipRegulationSystem

－－防滑转调节系统ASR

－－加速滑移调节系统TRC－－TractionControlSystem

－－牵引力（驱动力）控制系统一、防滑转控制系统ASR功用滑转：车轮的驱动力超过附着力时打滑空转。功用：在车轮开始滑转时，通过降低发动机的输出转矩或控制制动系统的制动力等来减小传递给驱动车轮的驱动力，防止驱动力超过轮胎与路面之间的附着力而导致驱动轮滑转，提高车辆的通过性（机动性），改善汽车的方向操纵性和行驶稳定性。

驱动力控制系统TRC或ASR的含义低附着系数（泥泞或冰雪）路面上起步或急加速时，如发动机输出扭矩超过驱动轮的附着力矩，驱动轮就会打滑空转（滑转）。TRC能在车轮开始滑转时，降低发动机的输出扭矩，使传递给车轮的驱动扭矩达到合适的程度，从而使汽车平稳起步或快速加速。TRC是ABS的完善和补充。即可独立设置，也可与ABS组合成一体化结构，常用ABS/TRC或ABS/ASR表示，统称防滑制动系统。既有防抱死滑移制动功能，又有驱动防滑转功能。二、防滑转控制ASR的基本原理

（二）汽车驱动轮的滑转率Sd

车轮打“滑”有两种情况：汽车制动时车轮滑移ABS：防止车轮在制动时抱死而滑移；汽车驱动时车轮滑转ASR：防止驱动车轮原地不动地滑转。

滑转率：

Sd――驱动轮滑转率；vw――车轮速度（车轮瞬时圆周速度，vw＝rω，m/s）；

r――车轮半径（m）；ω――车轮转动角速度（rad/s）；

v――车速（车轮中心纵向速度，m/s）。当vw＝v时，滑转率Sd＝0，车轮自由滚动；当v＝0时，滑转率Sd＝100%，车轮完全处于滑转状态；当vw＞v时，滑转率0＜Sd＜100％，车轮既滚动又滑动。（三）滑转率与附着系数的关系

（1）附着系数随路面性质的不同而发生大幅度地变化；（2）在各种路面上，附着系数均随滑转率或滑移率的变化而变化，且在各种路面上当滑转率或滑移率为20％左右时，附着系数达到最大值。若滑转率或滑移率继续增大，则附着系数逐渐减小。最佳滑转率（滑移率）＝20％（控制10％～30％）第二节防滑转控制系统的控制方式

（1）发动机输出转矩控制；（2）驱动轮制动力控制；（3）差速器锁止控制。控制的最终目的：调节驱动轮的驱动力一、发动机输出转矩控制采用电子加速踏板：根据踏板行程大小，通过调节汽油发动机节气门开度或柴油发动机喷油泵拉杆位置，使进气量或供油量改变来调节发动机输出转矩。采用电子点火系统：减小点火提前角、切断个别气缸点火电流→转矩减小采用电子控制燃油喷射系统：根据驱动轮滑转率大小，控制节气门开度或燃油喷射量等调节发动机输出转矩控制供油量二、驱动轮驱动力控制高附着系数路面上驱动轮的驱动力为FH;低附着系数路面上驱动轮的驱动力为FL;根据差速器转矩等量分配特性，汽车驱动力只取决于低附着系数路面上的驱动力FL,此时，汽车的最大驱动力Fmax＝2FL为了阻止低附着系数路面上行驶的驱动轮滑转，对其施加一个制动力FB，这样便可获得更大的驱动力。此时，汽车的最大驱动力Fmax=FH＋FL＝2FL＋FB三、差速器锁止控制（防滑转差速器）防滑转差速器：ASRECU控制的可锁止差速器调节作用在离合片上的油压：调节差速器的锁止程度。油压逐渐降低时，差速器锁止程度逐渐减小，传递给驱动轮的驱动力就逐渐减小；反之油压升高时，驱动力将逐渐增大。驱动轮驱动力控制系统实例图13-5丰田凌志LS400型轿车ASR/ABS发动机输出转矩：步进电机调节副节气门开度驱动轮的制动力：ASR与ABS执行器调节压力凌志LS400型轿车ASR/ABS安装位置凌志LS400轿车ASR/ABS液压控制系统ABS执行器+TRC制动执行器

凌志LS400车ASR/ABS控制电路在ABS基础上，增设传感器、控制开关、ASR/ABSECU执行器

凌志LS400轿车ASR/ABS控制过程ABS控制：“降低”、“保持”和“升高”轮缸压力TRC控制：车速低时，调节驱动力，防止车轮滑转；

车速高时，控制发动机输出转矩，防止车轮滑转凌志LS400轿车ASR控制过程控制发动机输出转矩：副节气门步进电动机通电转动，副节气门开度减小，减少发动机的进气量，输出转矩减小。凌志LS400轿车ASR控制过程控制驱动力：TRC执行器三个电磁阀通电，蓄压器中高压制动液进入后制动轮缸，ABS执行器再独立调节后轮缸的制动液压力“升高”、“保持”和“降低”，将滑转率控制10%~30%范围内。第九节车身稳定性控制系统VSC

定义：车身稳定性控制系统VSC：VehicleStabilityControlSystem

动态稳定性控制系统DSC：DynamicStabilityControlSystem

电子控制稳定性程序ESP：ElectronicallyControlledStabilityProgram功用：当汽车在湿滑的路面上行驶、其前轮或后轮发生侧滑时，自动调节各车轮的驱动力和制动力，确保车辆稳定行驶。

图5-42路径跟踪能力（循迹能力）控制二、车身稳定性控制系统VSC组成（一）传感器：ABS和ASR基础，增设以下传感器：（1）横摆率传感器（偏航率传感器）（2）横向加速度传感器（G传感器）（3）方向盘转角传感器（转向角）（4）节气门位置传感器（副节气门）（5）制动液压力传感器（二）VSC执行器（1）制动液压调节器（2）副节气门执行器

图5-41丰田系列轿车VSC控制部件安装位置三、车身稳定性控制系统VSC部件功用（1）横摆率传感器（偏航率传感器）：检测后轴绕车身中心垂直轴线旋转的角速度（横摆率）信号，反映后轮是否产生侧滑。（2）横向加速度传感器（G传感器）：检测前轴的横向加速度信号，供ABS/TRC/VSCECU判断车身状态以及前轮是否产生侧滑。（3）方向盘转角传感器：检测驾驶员转动方向盘的角度信号，用于ABS/TRC/VSCECU判断驾驶员的转向意图（向左转或向右转弯）（4）制动液压力传感器：检测制动主缸（总泵）内制动液的压力，ABS/TRC/VSCECU根据制动液压力高低向液压调节器的电磁阀发出不同占空比的控制脉冲，以便控制车轮制动力的大小。（5）轮速传感器：检测车轮旋转的角速度。用于ABS/TRC/VSCECU计算车轮滑移率和滑转率并采取相应地控制措施。（6）节气门位置传感器：检测驾驶员操纵加速踏板以及由VSC执行器调节发动机输出转矩时节气门开度的大小；（7）制动液压调节器：调节制动力，实现ABS、TRC和VSC功能；（8）节气门执行器：步进电机与扇形齿轮配合控制副节气门的位置

。四、前轮向右侧滑的控制过程当前轮向右侧滑时，ABS/TRC/VSCECU首先向副节气门执行器发出控制指令，使发动机输出转矩减小来降低车速，同时向制动液压调节器中左后轮液压通道的电磁阀发出占空比控制脉冲，向左后轮施加一个制动力，如图5-42（a）所示，以便产生沿逆时针方向旋转的运动，然后再对两前轮施加制动力，使车速降低平稳行驶并保持路径跟踪能力。

图5-42前轮侧滑抑制原理（图中箭头表示制动力）（a）右前轮侧滑的抑制；（b）左前轮侧滑的抑制五、前轮向左侧滑的控制过程当前轮向左侧滑时，ABS/TRC/VSCECU在控制副节气门执行器使发动机输出转矩减小的同时，还向右后轮液压通道的电磁阀发出占空比控制脉冲，向右后轮施加一个制动力，如图5-42（b）所示，以便产生沿顺时针方向旋转的运动，然后再对两前轮施加制动力，使车速降低平稳行驶并保持路径跟踪能力。

图5-41前轮侧滑抑制原理（图中箭头表示制动力）（a）右前轮侧滑的抑制；（b）左前轮侧滑的抑制六、后轮向右侧滑的控制过程当后轮向右侧滑时，ABS/TRC/VSCECU首先向副节气门执行器发出控制指令，使发动机输出转矩减小来降低车速，同时向制动液压调节器中右前轮液压通道的电磁阀发出占空比控制脉冲，向右前轮施加一个制动力，如图5-42（a）所示，以便产生沿顺时针方向旋转的运动，防止发生甩尾或调头现象。

图5-42后轮侧滑抑制原理（图中箭头表示制动力）（a）右后轮侧滑的抑制；（b）左后轮侧滑的抑制七、后轮向左侧滑的控制过程当后轮向左侧滑时，ABS/TRC/VSCECU首先向副节气门执行器发出控制指令，使发动机输出转矩减小来降低车速，同时向制动液压调节器中左前轮液压通道的电磁阀发出占空比控制脉冲，向左前轮施加一个制动力，如图5-42（b）所示，以便产生沿逆时针方向旋转的运动，防止发生甩尾或调头现象。

图5-42后轮侧滑抑制原理（图中箭头表示制动力）（a）右后轮侧滑的抑制；（b）左后轮侧滑的抑制六、ABSEBDEBAASRVSC共同特点EBD、EBA、ASR和VSC等主动安全电子控制系统都是以ABS的轮速传感器和制动压力调节器为基础进行设计。共同特点：通过调节车轮制动器制动力来提高控制效能（缩短制动距离、增强转向控制能力和提高行驶稳定性），减少交通事故。ASR和VSC在调节车轮制动器制动力的同时，还要调节发动机的输出转矩。控制目的各不相同：ABS是防止车轮制动力大于附着力而抱死滑移；EBD是增大前后轮的制动力；EBA是增大紧急制动时各个车轮的制动力；ASR是通过施加制动力来增大总驱动力；VSC是防止前后轮发生侧滑。教书育人格言欲穷千里目，更上一层楼。师者：传道授业解惑也－－韩愈汽车安全气囊系统SRS主讲：舒华教授军事交通学院汽车电子控制技术第六章安全气囊与安全带控制系统

第一节安全气囊系统组成类型第二节安全气囊系统工作原理第三节安全气囊系统结构原理第四节座椅安全带控制系统第五节安全气囊系统故障诊断与检查第一节安全气囊系统组成与类型一、安全气囊SRS的概念二、安全气囊SRS的发明三、安全气囊SRS的功用四、安全气囊SRS的组成五、安全气囊SRS的分类一、安全气囊的概念SRS—SupplementalRestraintSystem——辅助防护系统或辅助束缚系统AirBag——气囊SupplementalRestraintSafeAirBagSystem——辅助防护安全气囊系统公安部和交通部规定：自1993年7月1日起，所有轿车和中小客车在行驶过程中，驾驶员必须系上安全带。二、SRS气囊系统的发明美国机械工程师约翰·赫缀克（JohnW.Hertrick）1953年发明的。1944年，在海军鱼雷修理厂工作的约翰·赫缀克，亲眼目睹了鱼雷中释放出来的压缩空气将覆盖在鱼雷上的帆布袋突然膨胀起来、并立即顶到天花板上的现象。此后，他与家人经历了一次车祸，这次车辆事故为他后来发明SRS气囊系统提供了动力。据约翰·赫缀克回忆说：事故发生后不久，他独自一人坐在家中的厨房里，把自己的设想写在纸上并画出了草图，然后花费238美元提出了专利申请，并于1953年获得批准。约翰·赫缀克发明的SRS气囊系统是纯机械式的SRS气囊系统。压缩空气储气筒：圆柱形弹簧阀门装置：传感汽车减速度。当减速度达到一定值时，弹簧移动将阀门打开气囊：充气膨胀三、SRS气囊的功用汽车碰撞形式：一次碰撞、二次碰撞一次碰撞：汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞。二次碰撞：一次碰撞后，驾驶员和乘员受惯性力作用与车内的方向盘、挡风玻璃或仪表台等构件发生的碰撞——

遭受伤害的主要原因。SRS气囊功用示意图图14－1汽车遭受正面碰撞时SRS的作用情况

当汽车遭受碰撞时，在驾驶员与方向盘或乘员与车内构件之间铺垫一个气垫，利用气垫上小孔的排气节流作用来吸收碰撞产生的动能，从而减轻人体遭受伤害的程度。

图14－2SRS零部件安装位置

四、安全气囊SRS的组成

图14－3安全气囊SRS控制电路

（二）安全气囊SRS控制电路

五、安全气囊系统分类

按功用分类：正面气囊系统－－保护头部、胸部侧面气囊(帘)－－保护颈部、腰部按数量分类：单SRS气囊系统——驾驶席气囊双SRS气囊系统——驾驶席和前排乘员席两个气囊多SRS气囊系统——3个或3个以上气囊无论气囊数量多少，均可采用一个SRSECU控制。第二节安全气囊系统工作原理一、安全气囊控制原理二、安全气囊动作过程三、安全气囊有效范围

一、安全气囊系统控制原理发生碰撞→碰撞传感器和防护传感器触点闭合→点火器点火→点火剂（引药）爆炸→充气剂（叠氮化钠固体药片）受热分解释放氮气→气囊膨开形成气垫→保护人体。

二、安全气囊动作过程Bosch公司试验结果：Audi轿车50km/h与前方障碍物碰撞时，气囊动作时序：（1）碰撞10ms后，点火剂引爆产生热量，充气剂分解，人体未动作（图a）（2）碰撞40ms后，气囊充满，体积最大，人体前移，（充气时间30ms，图b）（3）碰撞60ms后，乘员头、胸压向气囊，气孔排气节流吸收碰撞动能（图c）（4）碰撞110ms后，气体逸出，人体复位，恢复视野，（图d）（5）碰撞120ms后，危害解除，车速降零

（人眨一次眼时间：约为200ms左右）气囊动作过程与经历时间的关系

（人眨眼一次时间：约200ms左右）三、安全气囊有效范围正面气囊引爆条件：（1）正前方±30°角；（2）纵向减速度达到某一值（减速度阈值）。气囊不能引爆的无效范围气囊无效范围：（1）碰撞超过斜前方±30°角时；（2）遭受横向碰撞时；（3）遭受后方碰撞时；（4）绕纵轴线侧翻时；（5）纵向减速度未达到设定阈值时；（6）正常行驶、制动或路面不平时。减速度阈值设定：根据SRS气囊性能设定。美国气囊按驾驶员不系安全带设计，气囊体积大、充气时间长，减速度阈值较低，汽车在较低车速（12～22km/h）碰撞时，气囊就会引爆。在日本和欧洲气囊按驾驶员系安全带设计，气囊体积小、充气时间短，减速度阈值较高，汽车在较高车速（19～32km/h）碰撞时，气囊才能引爆。第三节气囊控制部件结构原理一、碰撞传感器二、电控单元SRSECU三、SRS指示灯四、SRS气囊组件五、线束连接器及保险机构

一、碰撞传感器1、滚球式碰撞传感器

2、滚轴式碰撞传感器

3、偏心锤式碰撞传感器

4、水银开关式碰撞传感器

5、电阻应变计式碰撞传感器

6、压电效应式碰撞传感器（一）滚球式碰撞传感器结构滚球1：检测惯性力或减速度的大小，可在导缸3内移动或滚动。磁铁2：永久磁铁导缸3：滚球滚道触点4：两个固定不动，与传感器引线端子连接壳体5：印制有箭头标记，指示安装方向。（二）滚球式碰撞传感器原理（a）静止状态；（b）工作状态静止时：滚球被吸向磁铁，触点断开（图a）碰撞时（惯性力大于磁铁的吸力时）：滚球左移，触点接通（图b），接通SRS气囊点火器回路。（一）滚轴式碰撞传感器结构止动销1：滚轴2：滚动触点3：固定在滚轴部分的片状弹簧上，并可随滚轴一起转动。固定触点4：与片状弹簧6绝缘固定在底座5上，并与传感器另一个引线端子连接片状弹簧6：与传感器一个引线端子连接，一端固定在底座5上，另一端绕在滚轴2上底座5：（二）滚轴式碰撞传感器原理（a）静止状态；（b）工作状态1－止动销；2－滚轴；3－滚动触点；4－固定触点；5－底座；6－片状弹簧静止状态时：滚轴在片状弹簧的弹力作用下滚向止动销一侧，触点3