車輛電子學(xué)試習(xí)題

1、1 何謂電子學(xué)？簡(jiǎn)述其發(fā)展過程。 電子學(xué)（Electronics）是一門以應(yīng)用為主要目的的科學(xué)和技術(shù)。它主要研究電子的特性和行為，以及電子器件的物理學(xué)科。 發(fā)展過程： （1）電子學(xué)是在早期的電磁學(xué)和電工學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 （2） 標(biāo)志著電子學(xué)誕生的兩個(gè)重大的歷史事件，是愛迪生效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和關(guān)于電磁波存在的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。2 何謂微電子學(xué)？ 微電子學(xué)（Microelectronics）是電子學(xué)的一門分支學(xué)科，主要是研究電子或離子在固體材料中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用，并利用它實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理功能的學(xué)科。它以實(shí)現(xiàn)電路和系統(tǒng)的集成為目的的3 何謂汽車電子學(xué)？ 汽車電子學(xué)是以電子學(xué)和控制理論的基本原理為出發(fā)點(diǎn)，系統(tǒng)介

2、紹汽車電子控制基礎(chǔ)理論和應(yīng)用。 4 簡(jiǎn)述汽車電子技術(shù)的發(fā)展過程和發(fā)展趨勢(shì)。 （1）滿足用戶需求，大幅度提高汽車的性能，使之更舒適、方便、安全和可靠。（2）滿足社會(huì)需求，保護(hù)環(huán)境、節(jié)省能源、節(jié)約資源。（3）實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)智能化，將汽車和社會(huì)有機(jī)地聯(lián)接起來。 1974年以前為第一階段，是汽車電子控制技術(shù)發(fā)展的初級(jí)階段。1974-1982年為第二階段，是汽車電子控制技術(shù)迅速發(fā)展階段。1982-1990年為第三階段，也是微型計(jì)算機(jī)在汽車上應(yīng)用日趨成熟并向智能化發(fā)展的階段1990年以后為第四階段，是汽車電子控制技術(shù)向智能化發(fā)展的高級(jí)階段。5 這何汽車電子技術(shù)占汽車總成本的比例越來越高？ 隨著汽車工業(yè)與電子

3、工業(yè)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代汽車上電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，汽車電子化的程度越來越高。 6 汽車電子控制系統(tǒng)由哪三部分組成各部分的功用是什么 （1）傳感器 傳感器將裝置的物理參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（數(shù)字式或模擬式），用以監(jiān)測(cè)裝置的運(yùn)行情況和環(huán)境條件，并將這些信號(hào)輸送到電子控制單元。（2）電子控制單元（ECU） 電子控制單元接收和處理傳感器發(fā)出的各種信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行分析，以了解裝置的情況。利用事先制定的控制策略，決定在當(dāng)前的狀態(tài)下該如何控制這個(gè)裝置；最后將這種決定轉(zhuǎn)換成一條或多條指令輸送到執(zhí)行器。（3）執(zhí)行器 執(zhí)行器接收電子控制單元發(fā)來的各種指令，通過本身的設(shè)計(jì)，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行器的動(dòng)作（可為電器元

4、件的動(dòng)作，也可為某種機(jī)械運(yùn)動(dòng)），這些元件的動(dòng)作將改變裝置的運(yùn)行條件，決定裝置的運(yùn)行和輸出。7 簡(jiǎn)述汽車電子控制系統(tǒng)的工作過程。 第一步：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。對(duì)各傳感器的瞬時(shí)值實(shí)時(shí)采集、轉(zhuǎn)換并輸入ECU。第二步：實(shí)時(shí)決策。ECU對(duì)采集到的表征被控參數(shù)的狀態(tài)量進(jìn)行分析，并按已確定的控制規(guī)律，計(jì)算決定進(jìn)一步的控制過程策略。第三步：實(shí)時(shí)控制。根據(jù)決策，適時(shí)地對(duì)執(zhí)行器發(fā)出控制信號(hào)。8本征半導(dǎo)體有哪三大特性？ 熱敏特性、光敏特性和摻雜特性。9如何使用萬用表的電阻檔判斷二極管的極性是否損壞？ 把萬用表兩端分別接到二極管兩端，若兩次中有一次電阻無限大，一次接近于零 則是好的，若兩次電阻都為無限大，則二極管損壞。10

5、把一節(jié)1.5V的電池直接正向接到二極管的兩端，會(huì)發(fā)生什么問題？ 當(dāng)二極管導(dǎo)通后，電壓有微小升高，就會(huì)引起很大的電流變化，管子發(fā)熱量為Q=I2*R（R為二極管導(dǎo)通時(shí)的等效電阻）當(dāng)管子兩端電壓為1.5伏時(shí)，電流就很大，二極管發(fā)熱量大，會(huì)燒毀二極管。 11.試分析汽車交流發(fā)電機(jī)中整流電路的工作原理。在電路中，三個(gè)正極管的正極引出線分別與三相繞組的首端相連。在某一瞬間，只有與電位最高的一相繞組相連的正極管導(dǎo)通。同樣，三個(gè)負(fù)極管的引出線也分別同三相繞組的首端相連。在某一瞬間，只有與電位最低的一相繞組相連的負(fù)極管導(dǎo)通。12.試分析汽車交流發(fā)電機(jī)中續(xù)流電路的工作原理。一個(gè)通電的線圈，當(dāng)突然斷電時(shí)，就會(huì)在線圈

6、中產(chǎn)生一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)，如果這個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)疊加在電路中的其他電子元件上（一般為三極管），就會(huì)引起元件的損壞。為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，一般都在線圈旁邊并聯(lián)一個(gè)二極管來吸收反向電動(dòng)勢(shì)，這種電路就是二極管的續(xù)流電路（如圖2-11所示）。在這種電路中，二極管起到了對(duì)其他電子元件的保護(hù)作用，所以也稱為保護(hù)二極管。13.試分析汽車上采用發(fā)光二極管進(jìn)行報(bào)警燈的工作原理。浮子舌簧管開關(guān)式液位傳感器應(yīng)用電路原理：當(dāng)液位低于規(guī)定值時(shí)，舌簧與浮子的位置關(guān)系如圖2-16（b）中虛線浮子位置所示。當(dāng)永久磁鐵接近舌簧管時(shí)，磁力線從舌簧管中通過，舌簧管的觸點(diǎn)閉合，報(bào)警二極管電路被接通，報(bào)警二極管發(fā)光，提示駕駛員液位已經(jīng)低于規(guī)

7、定值。當(dāng)液位達(dá)到規(guī)定值時(shí)，浮子上升到規(guī)定位置如圖2-16（b）中實(shí)線所示，沒有磁力線通過舌簧管，在舌簧管本身的彈力作用下，舌簧管觸點(diǎn)打開，報(bào)警二極管熄滅，表示液位合乎要求。14.光電二極管有何特性？一、光敏性15.三極管具有電流放大作用的內(nèi)部條件和外部條件是什么？三極管的三個(gè)極分別為發(fā)射極e、集電極c、基極b。三極管的基本功能就是利用基極電流控制集電極和發(fā)射極之間的電流。當(dāng)NPN管的基極b與發(fā)射極e電位差大于0.7V，這種情況稱為基極加了正向偏壓。在這種狀態(tài)下，三極管導(dǎo)通，集電極c向發(fā)射極e有電流，而且流過的電流的大小與基極b流入的電流成正比，稱為三極管的放大狀態(tài)。對(duì)于PNP管，放大狀態(tài)的條件

8、是基極b的電位比發(fā)射極e的電位低0.3V以上。16.如何用萬用表電阻檔確定一只三極管的類型，并區(qū)分三個(gè)電極？基極的判別用指針式萬用表的黑表筆接假定的基極，用紅表筆分別接觸另外兩個(gè)極。若測(cè)得電阻都較小，約為幾百歐至幾千歐；將紅黑表筆對(duì)調(diào)，測(cè)得電阻都較大，約為幾百千歐以上。這個(gè)管子就是NPN管，最初黑表筆接的就是基極。用指針式萬用表的黑表筆接假定的基極，用紅表筆分別接觸另外兩個(gè)極。若測(cè)得電阻都較大，約為幾百千歐以上；將紅黑表筆對(duì)調(diào)，測(cè)得電阻都較小，約為幾百歐至幾千歐。這個(gè)管子就是PNP管，最初黑表筆接的就是基極。集電極和發(fā)射極的判別對(duì)于NPN管，確定基極后，用指針式萬用表的兩個(gè)表筆分別接觸另兩個(gè)管

9、腳，同時(shí)用指尖輕觸基極，觀察萬用表指針擺動(dòng)情況；將兩個(gè)表筆對(duì)調(diào)，重復(fù)上述過程。取指針擺動(dòng)較大一次的表筆接觸位置，黑表筆接觸的是集電極c，紅表筆接觸的是發(fā)射極e。對(duì)于PNP管，確定基極后，用指針式萬用表的兩個(gè)表筆分別接觸另兩個(gè)管腳，同時(shí)用指尖輕觸基極，觀察萬用表指針擺動(dòng)情況；將兩個(gè)表筆對(duì)調(diào)，重復(fù)上述過程。取指針擺動(dòng)較大一次的表筆接觸位置，黑表筆接觸的是發(fā)射極e，紅表筆接觸的是集電極c。17.試根據(jù)三極管的開關(guān)特性，設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器的驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，通過信號(hào)線圈的磁通不變，不產(chǎn)生信號(hào)。閉合點(diǎn)火開關(guān)，蓄電池電壓經(jīng)過電阻R加到三極管基極，形成基極電流，三極管飽和導(dǎo)通，噴油器工作。18.試分析

10、JFT型電子調(diào)壓器的工作原理。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓升高，達(dá)到預(yù)定調(diào)節(jié)值時(shí)，AB之間的電壓大于穩(wěn)壓管VZ的反向擊穿電壓，穩(wěn)壓管VZ導(dǎo)通，三極管VT1基極流過電流，VT1飽和導(dǎo)通，同時(shí)VT1將VT2的發(fā)射極和基極短路，使VT2截止，斷開勵(lì)磁線圈，發(fā)電機(jī)輸出電壓下降。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓稍低于調(diào)節(jié)值時(shí)，穩(wěn)壓管VZ又恢復(fù)到截止?fàn)顟B(tài)，VT1由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，使VT2導(dǎo)通。如此反復(fù)，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓維持在規(guī)定的調(diào)整值附近。19.列舉集成運(yùn)算放大器在汽車電子電路中的應(yīng)用。（1）電橋信號(hào)放大電路（2）光電測(cè)量電路20.簡(jiǎn)述電壓比較器在氧傳感器信號(hào)處理中的工作原理。在濃混合氣燃燒時(shí)（小于理論空燃比），排氣中的氧消耗殆盡

11、，氧傳感器幾乎不產(chǎn)生電壓；在稀混合氣燃燒時(shí)（大于理論空燃比），排氣中還含有一部分多余的氧氣，氧傳感器產(chǎn)生大約1 V左右的電壓。控制系統(tǒng)根據(jù)氧傳感器的輸出信號(hào)對(duì)噴油量進(jìn)行修正。控制系統(tǒng)規(guī)定，當(dāng)氧傳感器輸出電壓大于0.5V 時(shí)，認(rèn)為混合氣過濃；小于0.5V，認(rèn)為混合氣過稀。氧傳感器與ECU之間就是通過電壓比較器進(jìn)行信號(hào)傳遞的。31.何謂壓電效應(yīng)如何應(yīng)用于壓力傳感器中答：（1）某些晶體（如石英等）在一定方向的外力作用下，不僅幾何尺寸會(huì)發(fā)生變化，而且晶體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，晶體表面上有電荷出現(xiàn)，形成電場(chǎng)。當(dāng)外力去除后，表面又恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為壓電效應(yīng)(2) 具有這種性質(zhì)的材料，稱為壓電材

12、料。若將壓電材料置于電場(chǎng)之中，其幾何尺寸也會(huì)發(fā)生變化。這種由于外電場(chǎng)作用下，導(dǎo)致壓電材料產(chǎn)生機(jī)械變形的現(xiàn)象，稱為逆壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)。在壓電式傳感器中，常用兩片或多片組合在一起使用。由于壓電材料是有極性的，因此接法也有兩種，如圖3-37所示。圖3-37（a）為并聯(lián)連接法，其輸出電容C為單片的n倍，即C=nC，輸出電壓U=U，極板上的電荷量Q為單片電荷量的n倍，即Q=nQ。圖3-37（b）為串聯(lián)連接法，這時(shí)有Q=Q，U=U，C=C/n。在以上兩種連接方式中，并聯(lián)連接法輸出電荷大，本身電容大，因此時(shí)間常數(shù)也大，適用于測(cè)量緩變信號(hào)，并以電荷量作為輸出的場(chǎng)合。串聯(lián)連接法輸出電壓高，本身電容小，適用

13、于以電壓作為輸出量以及測(cè)量電路輸入阻抗很高的場(chǎng)合。壓電元件在壓電傳感器中，必須有一定的預(yù)應(yīng)力，這樣可以保證在作用力變化時(shí)，壓電片始終受到壓力，同時(shí)也保證了壓電片的輸出與作用力的線性關(guān)系。32.轉(zhuǎn)速傳感器在汽車上應(yīng)用有哪些？答: 汽車上測(cè)量轉(zhuǎn)速（速度）的場(chǎng)合主要有： 曲軸轉(zhuǎn)速或凸輪軸轉(zhuǎn)速。用于發(fā)動(dòng)機(jī)供油、點(diǎn)火等基本控制。 變速器輸入軸轉(zhuǎn)速，用于自動(dòng)變速器控制。 變速器輸出軸轉(zhuǎn)速，用于自動(dòng)變速器控制、車速的推算。 車輪輪速，用于ABS、ASR、EPS系統(tǒng)。 柴油機(jī)噴油泵轉(zhuǎn)速，用于柴油機(jī)供油控制。 絕對(duì)車速，用于ABS、ASR系統(tǒng)。33.何謂電磁感應(yīng)？解釋其測(cè)速原理。答：（1）當(dāng)導(dǎo)體相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)且

14、切割磁感線或者線圈中的磁通發(fā)生變化時(shí)，在導(dǎo)體或線圈中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。若導(dǎo)體或線圈構(gòu)成閉合回路，則導(dǎo)體或線圈中將有電流流過。（2）磁力線穿過的路徑為：永久磁鐵N極定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙轉(zhuǎn)子凸齒轉(zhuǎn)子凸齒與定子磁頭間的氣隙磁頭軛鐵永久磁鐵S極。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁路中的氣隙就會(huì)周期性地發(fā)生變化，磁路的磁阻和穿過信號(hào)線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性的變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，傳感線圈中就會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙減小，磁路磁阻減小，磁通量增多，磁通量變化率增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為正當(dāng)轉(zhuǎn)子凸齒接近磁頭邊緣時(shí)，磁通量急劇增多，磁通變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最高，圖3-5

15、6中曲線b點(diǎn)所示。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過b點(diǎn)后，雖然磁通量仍在增多，但磁通變化率減小，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E降低。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到凸齒的中心線與磁頭的中心線對(duì)齊時(shí)（圖3-55b），雖然轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙最小，磁路的磁阻最小，磁通量最大，但是，由于磁通量不可能繼續(xù)增加，磁通量變化率為零，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為零，如圖3-56中曲線c點(diǎn)所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子沿順時(shí)針方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，凸齒離開磁頭時(shí)（圖3-55c），凸齒與磁頭間的氣隙增大，磁路磁阻增大，磁通量減少，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為負(fù)值，如圖3-56中曲線cda所示。當(dāng)凸齒轉(zhuǎn)到將要離開磁頭邊緣時(shí)，磁通量急劇減少，磁通量變化率達(dá)到負(fù)向最大值，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E也達(dá)到負(fù)向最大值，如圖3-56中曲線

16、上d點(diǎn)所示。由此可見，信號(hào)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個(gè)凸齒。傳感線圈中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)周期的交變電動(dòng)勢(shì)，即電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)一次最大值和最小值，傳感線圈也就相應(yīng)地輸出一個(gè)交變電壓信號(hào)34.何謂霍爾效應(yīng)？解釋其測(cè)速原理。答：當(dāng)在半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)（稱為霍爾電動(dòng)勢(shì)或霍爾電壓），這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)（2）根據(jù)霍爾電壓的計(jì)算公式可知，若改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的有無或強(qiáng)弱，則霍爾電壓相應(yīng)變化，即有無或強(qiáng)弱變化。利用軸上的轉(zhuǎn)盤或齒輪就可改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化頻率，根據(jù)頻率的變化即可檢測(cè)到轉(zhuǎn)速的快慢。圖3-60是幾種不同結(jié)構(gòu)的霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器。磁性轉(zhuǎn)盤

17、的輸入軸與被測(cè)轉(zhuǎn)軸相連，當(dāng)被測(cè)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁性轉(zhuǎn)盤隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在磁性轉(zhuǎn)盤附近的霍爾傳感器便可在每一個(gè)小磁鐵通過時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的脈沖，檢測(cè)出單位時(shí)間的脈沖數(shù)，便可知被測(cè)轉(zhuǎn)速。磁性轉(zhuǎn)盤上小磁鐵數(shù)目的多少?zèng)Q定了傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的分辨率。35.何謂光電效應(yīng)？解釋其測(cè)速原理。答：光電效應(yīng)是指物體吸收了光能后轉(zhuǎn)換為該物體中某些電子的能量，從而產(chǎn)生的電效應(yīng)。（2）3.測(cè)速原理圖3-72是光電數(shù)字轉(zhuǎn)速表的工作原理圖。圖3-72（a）是透光式，在待測(cè)轉(zhuǎn)速軸上固定一帶孔的調(diào)置盤，在調(diào)置盤一邊由白熾燈產(chǎn)生恒定光，透過盤上小孔到達(dá)光敏二極管或光敏三極管組成的光電轉(zhuǎn)換器上，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖信號(hào)，經(jīng)過放大整形電路輸出整

18、齊的脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)換通過該脈沖頻率測(cè)定。圖3-72（b）是反光式，在待測(cè)轉(zhuǎn)速的盤上固定一個(gè)涂上黑白相間條紋的圓盤，它們具有不同的反射信號(hào)，轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)。（a）透光式 （b）反光式圖3-72 光電數(shù)字轉(zhuǎn)速表原理圖轉(zhuǎn)速每分n與脈沖頻率f的關(guān)系式為式中，N孔數(shù)或黑白條紋數(shù)目。頻率可用一般的頻率計(jì)測(cè)量。光電器件多采用光電池、光敏二極管和光敏三極管以提高壽命、減小體積、減小功耗和提高可靠性。36.何謂磁阻效應(yīng)？解釋其測(cè)速原理答：當(dāng)一載流導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中時(shí)，其電阻會(huì)隨磁場(chǎng)而變化，這種現(xiàn)象被稱為磁阻效應(yīng)。（2）用磁敏電阻元件組成的電橋回路如圖3-78所示，其與旋轉(zhuǎn)的磁性轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置如圖3-78（b）所示。

19、隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)MRE元件處于N極和S極之間的位置時(shí)，元件A和C上作用有最大的平行磁場(chǎng)，而元件B和D上作用的是最大垂直磁場(chǎng)。因而A和C的電阻值最大，B和D的電阻值最小。所以，的電位高于的電位。因而，如圖3-78（d）所示，MRE的輸出信號(hào)為正弦波形，將其整形后成為脈沖方波信號(hào)。MRE轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)子與變速器輸出軸上的驅(qū)動(dòng)齒輪相連，用于車速表的檢測(cè)信號(hào)。圖3-78 MRE轉(zhuǎn)速傳感器（a）MRE元件圖形；（b）與磁性轉(zhuǎn)子的關(guān)系；（c）信號(hào)處理電路；（d）輸出特性37.列舉位置傳感器在汽車上應(yīng)用例子。答：在汽車電子控制系統(tǒng)中，為了能滿足汽車的使用要求，位置與角度傳感器的類型很多，主要有曲軸位置傳感

20、器、節(jié)氣門位置傳感器、液位傳感器、車輛高度傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器等。位置傳感器的測(cè)量方法有很多，主要有電位器式、磁感應(yīng)式、光電式、霍爾式、電容式、超聲波式等。38.簡(jiǎn)述電位器式位置傳感器的工作原理。答：電位器式傳感器又稱變阻器傳感器，它的工作原理是基于均勻截面導(dǎo)體的電阻計(jì)算公式。由物理學(xué)可知，其電阻為式中，電阻率，；電阻絲長(zhǎng)度，；A電阻絲截面積，。由上式可知，如果電阻絲直徑與材質(zhì)一定，則電阻值R的大小隨電阻絲的長(zhǎng)度而變化。這就是電位器式位置傳感器的工作原理。39.如何應(yīng)用電磁感應(yīng)原理精確測(cè)量曲軸1°轉(zhuǎn)角信號(hào)。答：磁感應(yīng)式位置傳感器是采用電磁感應(yīng)測(cè)量角位移，主要應(yīng)用于曲軸位置傳感器上

21、。磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器安裝于曲軸飛輪附近、或曲軸正對(duì)齒輪附近、或凸輪軸正對(duì)齒輪附近、或分電器軸上。磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器由轉(zhuǎn)子與感應(yīng)頭組成。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪齒與感應(yīng)線圈的凸緣部（磁頭）的空氣間隙變化時(shí)，則導(dǎo)致感應(yīng)線圈的磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因?yàn)檩嘄X靠近及遠(yuǎn)離磁頭時(shí)，將產(chǎn)生一次增減磁通的變化，所以，每一個(gè)輪齒通過磁頭時(shí)，都將在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生一個(gè)完整的交流電壓信號(hào)。由于磁頭和磁頭相隔3°曲軸轉(zhuǎn)角安裝，而它們又是每隔4°產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。所以磁頭和磁頭所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)相位差正好為90°。將這兩個(gè)脈沖信號(hào)送入信號(hào)放大與整形電路中合成后，即產(chǎn)生曲軸1°轉(zhuǎn)角的

22、信號(hào)。精準(zhǔn)測(cè)得曲軸每轉(zhuǎn)1°的信號(hào)，可安裝兩個(gè)感應(yīng)頭，且彼此相隔3°曲軸轉(zhuǎn)角40.簡(jiǎn)述光電式位置傳感器的工作原理。答：光電式位置傳感器是利用光電元件的光電效應(yīng)測(cè)量位置信號(hào)的，主要應(yīng)用有曲軸位置、車身高度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角等檢測(cè)。41、簡(jiǎn)述超聲波距離傳感器的工作原理。超聲波傳感器將檢測(cè)一定距離之內(nèi)有無物體的傳感器稱為超聲波傳感器，它采用了發(fā)射兼接收的工作方式。在要發(fā)射超聲波時(shí)，因交流電壓加到壓電陶瓷振子上，產(chǎn)生了機(jī)械振動(dòng)，所以就能發(fā)出超聲波；反之，在接收時(shí)，障礙物產(chǎn)生的反射波將機(jī)械振動(dòng)加在壓電陶瓷振子上，產(chǎn)生交流電壓，經(jīng)前置放大器放大后輸出，利用微機(jī)檢測(cè)從發(fā)射到接收所用時(shí)間，就可以算

23、出到障礙物的距離。42、汽車ECU有何特點(diǎn)？為何汽車上ECU越來越多1、汽車ECU的特點(diǎn)（1）集成度高，體積小，質(zhì)量輕，可靠性高，價(jià)格也低廉。（2）易于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，只需改動(dòng)軟件就可以實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。（3）軟件資源豐富，特別適應(yīng)于汽車各種工況參數(shù)間關(guān)系很復(fù)雜的控制系統(tǒng)。（4）控制精度高，速度快。2、ECU越來越多ECU的作用是根據(jù)所存儲(chǔ)的程序?qū)刂茖?duì)象輸入的各種信息進(jìn)行運(yùn)算、處理、判斷，然后輸出指令，控制有關(guān)執(zhí)行器的動(dòng)作，達(dá)到快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)控制被控汽車部件工作的目的。ECU與傳感器和后續(xù)介紹的執(zhí)行器構(gòu)成汽車的電子設(shè)備，ECU則是電子設(shè)備的核心。43、模擬信號(hào)有何特征？列舉汽車上發(fā)出模擬

24、信號(hào)的傳感器。1、模擬信號(hào)是連續(xù)的變量，其模擬量的變化（如電壓）直接與所感受到的作用成正比。模擬量的精度常受各種因素限制。由于傳感器的原因，很多輸入信號(hào)為模擬信號(hào)。2、汽車部件產(chǎn)生模擬信號(hào)的傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、燃油溫度傳感器、進(jìn)氣歧管壓力傳感器、空氣流量傳感器（翼片式、熱線式、熱膜式）、爆震傳感器、氧傳感器、加速踏板位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、大氣壓力傳感器、排氣溫度傳感器底盤控制系統(tǒng)變速器油溫傳感器、車身高度傳感器車身控制系統(tǒng)車內(nèi)溫度傳感器、碰撞傳感器、超聲波測(cè)距傳感器44、對(duì)模擬信號(hào)需要進(jìn)行哪些處理才能送至CPU？放大處理、轉(zhuǎn)換處理、45、何謂A/D轉(zhuǎn)換

25、，簡(jiǎn)述逐次逼近式轉(zhuǎn)換原理。將標(biāo)準(zhǔn)幅度的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換就是將連續(xù)的模擬電壓轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)字量，輸入模擬量與輸出數(shù)字量的大小完全成比例。逐次逼近式轉(zhuǎn)換原理逐次逼近式轉(zhuǎn)換的基本原理是用一個(gè)計(jì)量單位使連續(xù)量整量化（簡(jiǎn)稱量化），即用計(jì)量單位與連續(xù)量比較，把連續(xù)量變?yōu)橛?jì)量單位的整數(shù)倍，略去小于計(jì)量單位的連續(xù)量部分，得到的整數(shù)量即數(shù)字量。顯然，計(jì)量單位越小，量化的誤差也越小。可見，逐次逼近式的轉(zhuǎn)換原理即“逐位比較”。（畫圖、寫字取其一）圖為一個(gè)N位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器原理圖。圖逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換原理圖46數(shù)字信號(hào)有何特征？列舉汽車上發(fā)出數(shù)字信號(hào)的傳感器。數(shù)字信號(hào)的輸入可分為

26、兩種：頻率信號(hào)和數(shù)字通信信號(hào)。汽車控制中需要多種頻率信號(hào)輸入，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、變速器輸入軸轉(zhuǎn)速、變速器輸出軸轉(zhuǎn)速、車速等。這些信號(hào)根據(jù)傳感器不同，其幅值和波形也不盡相同，需要經(jīng)過調(diào)節(jié)模塊將這些信號(hào)處理成微控制器可以處理的數(shù)字信號(hào)。一般來說，對(duì)頻率信號(hào)的處理方法主要有頻率技術(shù)法和頻/壓轉(zhuǎn)換法兩種。圖4-14所示為對(duì)頻率信號(hào)處理過程的示意圖。另一種數(shù)字信號(hào)是數(shù)字通信信號(hào)。目前汽車中使用的電控系統(tǒng)越來越多，它們之間的一些資源是可以共享的，因此在車用ECU中都有數(shù)字通信接口，常見的如RS232接口、SPI接口、CAN接口和1553B等。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、變速器輸入軸轉(zhuǎn)速、變速器輸出軸轉(zhuǎn)速、車速傳感器47數(shù)字信

27、號(hào)如何進(jìn)行整形處理？整形電路舉例：施密特觸發(fā)器（Schmitt Trigger）是應(yīng)用十分普遍的整形電路，它是一種電平觸發(fā)器，能把周期性變化的非矩形輸入信號(hào)整形為適合于數(shù)字電路需要的矩形脈沖，抗干擾能力較強(qiáng)。施密特觸發(fā)器由反相器或與非門構(gòu)成，并有同相輸出和反相輸出兩種。下面以反相輸出的施密特觸發(fā)器為例，簡(jiǎn)單地介紹它的工作原理和應(yīng)用。48開關(guān)信號(hào)為何會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象如何采用硬件方法進(jìn)行消抖處理機(jī)械式按鍵未被按下時(shí)，P1.0應(yīng)為高電平，當(dāng)按鍵按下后，P1.0應(yīng)變?yōu)榈碗娖?。但是由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，當(dāng)按鍵閉合時(shí)，電路不會(huì)立即穩(wěn)定地接通；當(dāng)按鍵釋放時(shí)，電路也不會(huì)立即完全斷開。于是，P 1.0口線上的電

28、平就出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，抖動(dòng)延續(xù)時(shí)間由按鍵結(jié)構(gòu)決定，一般為510 ms。用硬件方法消除抖動(dòng)，相應(yīng)的電路稱為整形電路或“消抖”電路。以雙穩(wěn)態(tài)的RS觸發(fā)器來說明消抖作用，如圖4-21所示（圖中，兩個(gè)與非門構(gòu)成了RS觸發(fā)器。開關(guān)觸點(diǎn)有兩個(gè)位置：未按下時(shí)接觸上端1，按下后接觸下端2。在開關(guān)未按下時(shí)，與非門A因輸入端1接地，其輸出應(yīng)為1，即P1.0電平為1。當(dāng)按鍵按下時(shí)，開關(guān)下端2接地，與非門B因此輸出必為1，此時(shí)與非門A因兩個(gè)輸入端都是1，其輸出必為0，即引起P 1.0電平翻轉(zhuǎn)。在開關(guān)按下期間，即使開關(guān)有瞬間彈跳，下端2的電平不穩(wěn)定，但只要按鍵不返回上端1點(diǎn)，就不會(huì)引起雙穩(wěn)態(tài)電路輸出狀態(tài)的多次翻轉(zhuǎn)。圖4-2

29、1 RS觸發(fā)器消抖電路49簡(jiǎn)述MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。MCS-51單片機(jī)是在一塊芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多功能I/O 口等一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件。其基本結(jié)構(gòu)框圖如圖4-24所示，包括：（1）一個(gè)8位CPU。（2）4 KB ROM或EPROM（8031無ROM）。（3）128字節(jié)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。（4）21個(gè)特殊功能寄存器SFR。（5）4個(gè)8位并行I/O 口，其中P0、P2為地址/數(shù)據(jù)線，可尋址64 KB ROM和64 KBRAM。（6）一個(gè)可編程全雙工串行口。（7）具有5個(gè)中斷源，兩個(gè)優(yōu)先級(jí)，嵌套中斷結(jié)構(gòu)。（8）兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。（9）一個(gè)片內(nèi)

30、振蕩器及時(shí)鐘電路。50哪些執(zhí)行元件可采用單片機(jī)的集成電路芯片直接驅(qū)動(dòng)？汽車上一些發(fā)光二極管（如發(fā)動(dòng)機(jī)ECU上的故障碼閃爍燈）可直接采用集成電路芯片驅(qū)動(dòng)，51為何要進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)述權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換法的原理。數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)稱數(shù)/模轉(zhuǎn)換或D/A轉(zhuǎn)換，是與A/D轉(zhuǎn)換相反的過程，主要用于模擬量控制系統(tǒng)中，例如控制某些直流電機(jī)，或用于儀器儀表中產(chǎn)生模擬信號(hào)電壓等場(chǎng)合。例如雨刮電極的控制、節(jié)氣門電極控制等D/A轉(zhuǎn)換原理D/A轉(zhuǎn)換常采用權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換法。權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換法是用一個(gè)二進(jìn)制數(shù)的每一位產(chǎn)生一個(gè)與二進(jìn)制數(shù)的權(quán)成正比的電壓，然后將這些電壓加起來，就可得到與該二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的模擬量電

31、壓信號(hào)。52當(dāng)某些電子器件失效時(shí)，如何采用硬件失效保護(hù)策略和軟件失效保護(hù)策略。硬件在失效保護(hù)中起著很重要的作用，它可以檢測(cè)一些失效模式，并可以對(duì)這些模式做出反應(yīng)。軟件失效保護(hù)策略在監(jiān)測(cè)失效模式方面非常有效，它可使用合適的程序流進(jìn)行保護(hù)。53汽車執(zhí)行器有哪些類型？汽車執(zhí)行器可分為電動(dòng)式、液壓式和氣壓式三種。54繪制一臺(tái)永磁鐵直流電機(jī)的原理圖并且解釋其工作原理以單匝電樞繞組的直流電機(jī)為例說明其工作原理（圖5-3）圖5-3 直流電機(jī)的組成原理電機(jī)通電后，磁極產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如圖5-3所示，并通過電刷和換向銅片將直流電引入繞組。當(dāng)換向片A與正電刷接觸，換向片B與負(fù)電刷接觸時(shí)，繞組中的電流IS從ad，此時(shí)

32、按左手定則判定繞組匝邊ab、cd受到的磁場(chǎng)力F方向如圖5-3 a所示，形成了一個(gè)逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩M而使電樞轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電樞轉(zhuǎn)動(dòng)至換向片A與負(fù)電刷接觸，換向片B與正電刷接觸時(shí)，電流改由da，如圖5-3b所示，使電磁轉(zhuǎn)矩M的方向不變，電樞仍按逆時(shí)針方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。55有刷式直流電機(jī)的特征是什么換向器電刷裝置的功能是什么解釋其工作原理從上可知，直流電機(jī)能通過轉(zhuǎn)速、電流和轉(zhuǎn)矩的自動(dòng)變化來平衡負(fù)載的改變，使之能在新的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定工作，即直流電機(jī)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩功能。直流電機(jī)具有良好的調(diào)速特性，較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，相對(duì)功率大及快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。盡管其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、但在汽車控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件得到廣泛的應(yīng)用。

33、換向器與電刷向片與換向片之間均用云母絕緣。電刷架一般為框式結(jié)構(gòu)，其中正極刷架與端蓋絕緣安裝，負(fù)極刷架直接搭鐵。刷架上裝有彈性較好的盤形彈簧。電刷由銅粉與石墨粉壓制而成，呈棕紅色，裝在端蓋上的電刷架中，通過電刷彈簧保持與換向片之間具有適當(dāng)?shù)膲毫?。電刷和裝在電樞軸上的換向器用來連接勵(lì)磁繞組和電樞繞組的電路，并使電樞軸上產(chǎn)生的電磁力矩保持固定方向。56直流電機(jī)的勵(lì)磁方式有哪幾種各有何特點(diǎn)4種：（a）他勵(lì) （b）并勵(lì) （c）串勵(lì) （d）復(fù)勵(lì)圖5-4 直流電機(jī)按勵(lì)磁分類原理圖他勵(lì)電機(jī)是電樞與勵(lì)磁繞組分別用不同的電源供電，如圖5-4a所示，永磁直流電機(jī)也屬于這一類。并勵(lì)電機(jī)是指由同一電源供電給并聯(lián)著的電樞

34、和勵(lì)磁繞組，如圖5-4b所示。串勵(lì)電機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組相串聯(lián)，串勵(lì)繞組中通過的電流和電樞繞組的電流大小相等，如圖5-4c所示。復(fù)勵(lì)電機(jī)是既有并勵(lì)繞組又有串勵(lì)繞組，并勵(lì)繞組和串勵(lì)繞組的磁場(chǎng)可以相加，也可以相減，前者稱為積復(fù)勵(lì)，后者稱為差復(fù)勵(lì)，如圖5-4d所示。57列舉直流電機(jī)在汽車中的應(yīng)用事例。1.刮水器電機(jī)2.電動(dòng)車窗電機(jī)3.電動(dòng)門鎖電機(jī)4.空調(diào)鼓風(fēng)電機(jī)5.電子節(jié)氣門的電機(jī)58在什么情況下，步進(jìn)電機(jī)比直流和交流電機(jī)有利？要實(shí)現(xiàn)精確定位，步進(jìn)電機(jī)是不錯(cuò)的選擇。60為何說電子節(jié)氣門中的電機(jī)是一種伺服電機(jī)？答：電子節(jié)氣門采用的直流電機(jī)是一種伺服電機(jī)，可根據(jù)加速踏板的位置傳感器信號(hào)通過直流電機(jī)來控

35、制節(jié)氣門的角位移和角速度。61何謂步進(jìn)電機(jī)？簡(jiǎn)述三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理一般電機(jī)都是連續(xù)旋轉(zhuǎn)，而步進(jìn)電機(jī)卻是一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)的，故叫步進(jìn)電機(jī)。62永磁式步進(jìn)電機(jī)與三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)有何區(qū)別？列舉其在汽車上的應(yīng)用永磁式步進(jìn)電機(jī)的定子上有兩相或多相繞組，轉(zhuǎn)子為一對(duì)或幾對(duì)極的星形磁鋼，轉(zhuǎn)子的極數(shù)與定子每相的極數(shù)相同，圖中的定子為兩相集中繞組（ AO、BO），每相為兩對(duì)極，轉(zhuǎn)子磁鋼也是兩對(duì)極。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上沒有勵(lì)磁線圈。在反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)中，分成定子和轉(zhuǎn)子兩大部分。定子內(nèi)圓周均勻分布著六個(gè)磁極，磁極上有勵(lì)磁繞組，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)的繞組組成一相，轉(zhuǎn)子有四個(gè)齒。永磁式步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)是：大步距角，如1

36、5°、22.5°、30°、45°、90°等。啟動(dòng)頻率較低，通常為幾十到幾百赫茲?？刂乒β瘦^小。在斷電情況下有定位轉(zhuǎn)矩。有較強(qiáng)的內(nèi)阻尼力矩。1.怠速步進(jìn)電機(jī)2.四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的步進(jìn)電機(jī)3.電子懸架上的步進(jìn)電機(jī)63開關(guān)型電磁閥與占空比型電磁閥有何區(qū)別？分別列舉在汽車上的應(yīng)用。開關(guān)式電磁閥通常由電磁線圈、銜鐵及閥心等組成（圖5-34）。它只有兩種工作狀態(tài)：全開或全關(guān)。當(dāng)線圈不通電時(shí)，閥心被油壓推開，打開泄油孔，該油路的壓力油經(jīng)電磁閥泄荷，油路壓力為零；當(dāng)線圈通電時(shí)，電磁力使閥心左移，關(guān)閉泄油孔，油路壓力上升。開關(guān)式電磁閥在汽車電子控制系統(tǒng)中應(yīng)用較廣，

37、主要用在控制響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合，如活性碳罐電磁閥、曲軸箱通風(fēng)電磁閥、進(jìn)氣歧管電磁閥、變矩器鎖止電磁閥等。占空比電磁閥是一種能進(jìn)行高速響應(yīng)的二位二通的換向閥，其響應(yīng)速度一般達(dá)到ms 的級(jí)別。當(dāng)線圈通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)將閥軸和閥吸起，空氣旁通道打開，閥門升起的越高，空氣流通面積則越大。工作時(shí)ECU 輸出占空比可調(diào)的脈沖信號(hào)，線圈中的平均電流大小決定于控制信號(hào)的占空比，最后決定電磁閥的開度和發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速的高低。占空比型電磁閥在汽車上的應(yīng)用較廣，如控制EGR率的EGR電磁閥、自動(dòng)變速器的油壓電磁閥、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速電磁閥等。64汽車上為何廣泛采用繼電器？汽車上許多電器部件需要用開關(guān)進(jìn)行控制。由于汽車電

38、氣系統(tǒng)電壓較低，具有一定功率的電器部件的工作電流較大，一般在幾十安以上，這樣大的電流如果直接用開關(guān)或按鍵進(jìn)行通斷控制，開關(guān)或按鍵的觸點(diǎn)將因無法承受大電流的通過而燒毀。繼電器是一種用小電流控制大電流的器件，所以在汽車上經(jīng)常利用開關(guān)控制繼電器的吸合與斷開，再利用繼電器的觸點(diǎn)控制電器部件的通斷。65何謂PID控制簡(jiǎn)述其控制原理PID（比例、積分、微分）控制屬于經(jīng)典控制理論的范疇，是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)成熟、應(yīng)用最廣泛的一種控制方式。常規(guī)PID控制系統(tǒng)原理框圖如圖6-1所示。系統(tǒng)由模擬PID控制器和被控對(duì)象組成。圖6-1 模擬PID控制系統(tǒng)原理圖PID控制器是一種線性控制器，它根據(jù)給定r（t）與實(shí)際值c（t

39、）構(gòu)成控制偏差，即 （6-1） 將偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）通過線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制，故稱PID控制器。其控制規(guī)律為 （6-2）或?qū)懗蓚鬟f函數(shù)的形式 （6-3）式中，Kp比例系數(shù)；T1積分時(shí)間常數(shù)；TD微分時(shí)間常數(shù)；e（t）偏差；Y（t）輸入；y（t）輸出；u（t）控制量；66簡(jiǎn)述P控制器、PI控制器、PD控制器的應(yīng)用場(chǎng)合。比例控制器是根據(jù)誤差進(jìn)行控制，使系統(tǒng)沿著減小誤差的方向運(yùn)動(dòng)。誤差大則控制作用也大。比例控制器一般不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。積分控制主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度。微分控制器能反映偏差信號(hào)的變化趨勢(shì)（變化速率），并能在偏差信號(hào)變得太大之前，在系統(tǒng)

40、中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。微分控制可以減少超調(diào)量，克服振蕩，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時(shí)加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，減少調(diào)整時(shí)間，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。67試推導(dǎo)出位置式PID控制算法和增量式PID控制算法。位置式PID控制算法：由于計(jì)算機(jī)控制是一種采樣控制，只能根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差值計(jì)算控制量，因此PID控制器中的積分和微分項(xiàng)不能直接使用，需要進(jìn)行離散化處理。按模擬PID控制算法的表達(dá)式，現(xiàn)以一系列的采樣時(shí)刻點(diǎn)kT代表連續(xù)時(shí)間t，以和式代替積分，以增量代替微分，則可作如下近似變換： （6-7）式中， T采樣周期。顯然，上述離散化過程中，采樣周期必須足夠短，才

41、能保證有足夠的精度。為書寫方便，將e（KT）簡(jiǎn)化表示成e（k），即省去T。將式（6-7）代入式（6-2），可得離散的PID表達(dá)式為 （6-8）或 （6-9）式中：k采樣序列，k=0，1，2，；u（k）第k次采樣時(shí)刻的計(jì)算機(jī)輸出值；e（k）第k次采樣時(shí)刻輸入的偏差值；e（k-1）第k-1次采樣時(shí)刻輸入的偏差值；K1積分系數(shù)，K1=KPT/T1；KD微分系數(shù)，KD=KPTD/T。由z變換的性質(zhì)：ZZ由式（6-9）的z變換式為 （6-10）由式（6-10）便可得到數(shù)字PID控制器的z的傳遞函數(shù)為 （6-11）或 增量式PID控制算法：當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的是控制量的增量（如驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)）時(shí)，可由式（6-6

42、導(dǎo)出）提供增量的PID控制算式。根據(jù)遞推原理可得 （6-13）用式（6-9）減去式（6-13），可得 （6-14）為便于計(jì)算，可以將式（6-14）乘開，合并同類項(xiàng)，可得增量式PID控制算法的表達(dá)式： （6-15）式中： （6-16） （6-17） 68為何需要對(duì)PID控制器參數(shù)進(jìn)行整定？ 當(dāng)車輛運(yùn)行工況變化時(shí)，PID控制的效果在很大程度上取決于K0、K1、K2和T等參數(shù)的選擇。PID控制器的設(shè)計(jì)一般來說可以分成兩個(gè)部分。一是根據(jù)PID控制器各環(huán)節(jié)的作用，選擇控制器的結(jié)構(gòu)，以保證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定，并盡可能地消除穩(wěn)態(tài)誤差。例如，要求系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為零，則應(yīng)選擇包含積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器如PI、PID等；對(duì)于

43、有滯后性質(zhì)的對(duì)象，往往引入微分環(huán)節(jié)等。二是根據(jù)對(duì)象和對(duì)控制性能的要求，還可以采用一些改進(jìn)的PID算法等。一旦控制器的結(jié)構(gòu)確定下來，控制器設(shè)計(jì)的下一步任務(wù)就歸結(jié)為參數(shù)整定。69簡(jiǎn)述PID控制在電子節(jié)氣門上的應(yīng)用方法。 變風(fēng)量自動(dòng)空調(diào)模型、汽車空調(diào)熱平衡方程的建立、仿真分析 70何謂自適應(yīng)控制？列舉自適應(yīng)控制系統(tǒng)在汽車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用?？刂葡到y(tǒng)在運(yùn)行過程中自身不斷地認(rèn)識(shí)被控制對(duì)象的狀態(tài)、參數(shù)或性能，并根據(jù)預(yù)定的性能指標(biāo)做出決策，自動(dòng)改變控制參數(shù)、結(jié)構(gòu)或控制作用，使控制系統(tǒng)在某種意義下達(dá)到最優(yōu)的措施。應(yīng)用：半自動(dòng)懸架阻尼自適應(yīng)控制、汽車巡航系統(tǒng)的自適應(yīng)控制、空燃比自適應(yīng)控制 71何謂模糊控制？列舉模

44、糊控制在汽車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。模糊控制是一種新型的智能控制。它模仿人工控制活動(dòng)中人腦的模糊概念和成功的控制策略，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)，把人工控制策略用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。模糊控制是一種基于模糊控制規(guī)則的控制方式。模糊控制在汽車上得到了應(yīng)用，主要有自動(dòng)變速器換擋控制、ABS控制、主動(dòng)懸架阻尼控制、ASR控制、ESP控制、自動(dòng)空調(diào)控制、SRS控制等72何謂最優(yōu)控制在汽車控制系統(tǒng)中如何運(yùn)用最優(yōu)控制是所選的系統(tǒng)性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)的一種控制方法?？刂葡到y(tǒng)中，最優(yōu)控制的設(shè)計(jì)方法主要有極大（?。┲翟砗蛣?dòng)態(tài)規(guī)劃法，算法實(shí)質(zhì)上是求解在約束條件下的極值問題73 何謂學(xué)習(xí)控制為何在汽車控制系統(tǒng)中得到廣泛采用它能夠在系統(tǒng)運(yùn)行過程中

45、采集有關(guān)系統(tǒng)的位置信息，進(jìn)行估計(jì)、分類、推理、決策，實(shí)施優(yōu)化控制，以便不斷改善系統(tǒng)品質(zhì)，直至達(dá)到期望或令人滿意的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)性能學(xué)習(xí)控制的機(jī)理是，尋求動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)輸入與輸出間的簡(jiǎn)單傳遞關(guān)系執(zhí)行一個(gè)由前一步控制過程學(xué)習(xí)得到的控制決策，使系統(tǒng)性能優(yōu)于前一步重復(fù)這種學(xué)習(xí)過程，學(xué)習(xí)記憶結(jié)果，穩(wěn)步改善受控系統(tǒng)的性能指標(biāo)。74簡(jiǎn)述汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展背景和特點(diǎn)。汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為現(xiàn)代汽車高端的標(biāo)準(zhǔn)配置，是實(shí)現(xiàn)舒適、安全、環(huán)保、節(jié)能等先進(jìn)控制裝備對(duì)車身進(jìn)行控制的重要技術(shù)手段之一。汽車網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn)：減少了線束的數(shù)量和體積，可以達(dá)到消除冗余傳感器并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的目的，改善了汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置的靈活性，利于汽車動(dòng)

46、力性、排放性、操縱性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的改進(jìn)和完善。75為何汽車網(wǎng)絡(luò)主要采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？拓?fù)涫茄芯颗c大小、形狀無關(guān)的線和面特性的方法。通常把控制器抽象為點(diǎn)，把網(wǎng)絡(luò)中的通信介質(zhì)（如數(shù)據(jù)線）抽象為線，從而抽象出網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。76設(shè)計(jì)汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)考慮哪些要求？汽車使用應(yīng)安全、方便、操作簡(jiǎn)便、性能可靠和低成本，且運(yùn)行環(huán)境惡劣，為此汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮下列因素：溫度范圍一般要求在-40125。油、水、鹽霧、塵土以及可能遇到的化學(xué)腐蝕物質(zhì)的影響。機(jī)械振動(dòng)、顛簸、沖擊的影響。電磁兼容問題：系統(tǒng)必須具有承受外來電磁干擾的能力和不能對(duì)環(huán)境造成電磁干擾和輻射（家庭環(huán)境的電磁場(chǎng)為3V/m，工廠環(huán)境的電磁場(chǎng)為10

47、V/m，汽車環(huán)境電磁場(chǎng)可能大于200V/m）。環(huán)境保護(hù)問題。工作中的釋放物（包括聲、光、電磁、油和氣等）必須滿足環(huán)保要求，部件和整車報(bào)廢時(shí)的回收處理問題。可能的故障和可能的誤操作，如電源反接、線頭脫落、短路/斷路、摩擦等，造成的損失應(yīng)盡量小。事故時(shí)的保護(hù)措施或?qū)Π踩挠绊憫?yīng)充分考慮。任何部件必須保證高的可靠性，在要求的使用周期內(nèi)發(fā)生故障的概率要足夠小。批量生產(chǎn)成本價(jià)格。汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)除了考慮以上基本因素之外，還應(yīng)當(dāng)考慮以下因素：節(jié)點(diǎn)與總線的連接頭的電氣與力學(xué)特性以及連接頭數(shù)量。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)的評(píng)估與性能檢測(cè)方法。容錯(cuò)和故障恢復(fù)問題。實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間特性。安裝與維護(hù)中的布線。網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)的增加與

48、軟硬件更新（可擴(kuò)展性）。汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要求可靠、廉價(jià)、與應(yīng)用系統(tǒng)一體化、線路簡(jiǎn)單和實(shí)時(shí)性好。77何謂多路傳輸？簡(jiǎn)述其數(shù)據(jù)傳輸與分離原理在同一條通信線路上，實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳送多路信號(hào)。（1）多路傳輸：通過尋址系統(tǒng)A，數(shù)據(jù)D0或D1由多路傳輸模塊進(jìn)入到總線S。信息D一旦傳輸?shù)叫畔⒎蛛x模塊就被導(dǎo)引到由新的尋址系統(tǒng)A所儲(chǔ)存的輸出口S0和S1處（2）信息分離：數(shù)據(jù)D以串行方式進(jìn)入到信息分離器，然后以并行方式傳輸?shù)捷敵鯯0和S1。這些數(shù)據(jù)的傳輸通過一個(gè)時(shí)鐘同步完成。每一個(gè)發(fā)送器和接收器都是同步發(fā)送和接收的78汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的模塊（域節(jié)點(diǎn)）主要由哪些硬件構(gòu)成？模塊（節(jié)點(diǎn)）一般由微處理器、控制器、收發(fā)器（或線路接口）

49、等組成。79模塊中的控制器和收發(fā)器有何功能？控制器 接收模塊中微處理器傳來的數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，傳送到收發(fā)器。接收收發(fā)器從網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)，并對(duì)這些信號(hào)處理后，傳送到模塊中的微處理器 收發(fā)器接收控制器傳來模塊的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸送至數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)。接收數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)傳來其他模塊信號(hào)，并將其發(fā)送至控制器80為何傳輸介質(zhì)多選用雙絞線？雙絞線由兩根具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，這樣可降低信號(hào)干擾的程度，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波都會(huì)被另一根線上發(fā)出的電波抵消。雙絞線既可以用于傳輸模擬信號(hào)，也可以用于傳輸數(shù)字信號(hào)。雙絞線比同軸電纜或光纖的價(jià)格便宜得多。81光纖為何能提高傳

50、輸速率？在發(fā)送端，可用發(fā)光二極管（LED）或激光二極管（LD）等光電轉(zhuǎn)換器件把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，再耦合到光纖中進(jìn)行傳輸；光纖不受電磁干擾或噪聲影響。82簡(jiǎn)述汽車藍(lán)牙的應(yīng)用場(chǎng)合。車載藍(lán)牙系統(tǒng)主要應(yīng)用于車載電話、CAN網(wǎng)關(guān)、車載多媒體、駐車遙控等方面83網(wǎng)關(guān)有何功能通常安裝在什么位置網(wǎng)關(guān)是連接異型汽車網(wǎng)絡(luò)的接口裝置。其功能是將異型網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議進(jìn)行翻譯和解釋，并進(jìn)行無差錯(cuò)數(shù)據(jù)傳輸。即從第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接收信息、翻譯信息，向第二個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息。異型網(wǎng)絡(luò)之間84何謂通信協(xié)議為何形成眾多的汽車網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議1.定義通信協(xié)議是指通信雙方控制信息交換規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)和約定的集合，即指數(shù)據(jù)在總線上傳輸?shù)囊?guī)則。在汽車上，要

51、實(shí)現(xiàn)車內(nèi)各控制單元的通信，必須制定規(guī)則，即通信方法、通信時(shí)間、通信內(nèi)容，保證通信雙方能互相配合，是通信雙方能共同遵守、可接受的一組規(guī)定和規(guī)則。2.類型在汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展初期，汽車制造根據(jù)自己的需要開發(fā)各自的汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，因此出現(xiàn)了許多網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，85A類汽車網(wǎng)絡(luò)有哪些通信協(xié)議各有何特點(diǎn)LIN協(xié)議的技術(shù)特點(diǎn)為：?jiǎn)沃鳈C(jī)多從機(jī)結(jié)構(gòu)（沒有總線仲裁）?；谄胀║ART/SCI接口的低成本硬件、低成本軟件。帶時(shí)間同步的多點(diǎn)廣播接收，從節(jié)點(diǎn)無需石英或陶瓷振蕩器。確定性的信號(hào)傳輸。低成本的單線實(shí)現(xiàn)。速率可達(dá)20 kb/s，總線長(zhǎng)度40 m，可選的數(shù)據(jù)域長(zhǎng)度為08 byte。保證信號(hào)傳輸?shù)难舆t時(shí)間。數(shù)據(jù)校驗(yàn)和

52、的安全性和錯(cuò)誤檢測(cè)。使用最小成本的半導(dǎo)體元件（小尺寸單芯片系統(tǒng)），且可使用汽車蓄電池供電。不需改變LIN從節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件即可在網(wǎng)絡(luò)上增加節(jié)點(diǎn)，通常一個(gè)LIN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)小于16個(gè)。TTP/A適應(yīng)于A類汽車網(wǎng)絡(luò)，它的應(yīng)用目標(biāo)與LIN基本一致。它是基于時(shí)間觸發(fā)訪問方式的協(xié)議，使用不同的物理層，數(shù)據(jù)傳輸速度在很大范圍內(nèi)選擇。86B類汽車網(wǎng)絡(luò)有哪些通信協(xié)議各有何特點(diǎn)CAN協(xié)議：，它是一種多主總線，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通信速率可達(dá)1 Mb/s。CAN協(xié)議采用CRC檢驗(yàn)并可提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。CAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可

53、完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗(yàn)、優(yōu)先級(jí)判別等項(xiàng)工作。保證了通信的實(shí)時(shí)性。J1850協(xié)議J1850協(xié)議由美國汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE）開發(fā)，應(yīng)用于B類網(wǎng)絡(luò)，采用雙絞線為傳輸介質(zhì)，傳輸速度為10.4kb/s，主要在美國和日本汽車公司中應(yīng)用。VAN協(xié)議是一種只需要中等通信速率的通信協(xié)議，傳輸速率為250kb/s，數(shù)據(jù)域長(zhǎng)度為064b，采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)。VAN協(xié)議尤其適用于車身功能和汽車舒適性功能的管理。87C類汽車網(wǎng)絡(luò)有哪些通信協(xié)議各有何特點(diǎn)CAN協(xié)議：TTP/C應(yīng)用于C類汽車網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)應(yīng)用于分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的完整的通信協(xié)議，它能夠支持多種的容錯(cuò)策略，提供了容

54、錯(cuò)的時(shí)間同步以及廣泛的錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制，同時(shí)還提供了節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)和再整合功能。采用光纖作為傳輸介質(zhì)、傳輸速度可達(dá)25 Mb/s。Flex-Ray協(xié)議，它采用FTDM（Flexile Time Division Multiple Access）的確定性訪問方式，具有容錯(cuò)功能和確定的消息傳輸時(shí)間，能夠滿足汽車控制系統(tǒng)的高速率通信要求。Byte-Flight的特點(diǎn)是既能滿足某些高優(yōu)先級(jí)消息需要時(shí)間觸發(fā)，以保證確定延遲的要求，又能滿足某些消息需要事件觸發(fā)，需要中斷處理的要求。88多媒體網(wǎng)絡(luò)有哪些通信協(xié)議各有何特點(diǎn)DDB協(xié)議是用于汽車多媒體和通信的分布式網(wǎng)絡(luò)，通常使用光纖作為傳輸介質(zhì)，可連接CD播放器、語音控

55、制單元、電話和因特網(wǎng)。MOST協(xié)議具有以下基本特征：支持多種網(wǎng)絡(luò)連接方式。使用POF（Plastic Optical Fiber）優(yōu)化信息傳送質(zhì)量。無論是否有主控計(jì)算機(jī)都可以工作。發(fā)送/接收器嵌有虛擬網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。支持?jǐn)?shù)據(jù)的同步和異步傳輸。支持聲音和壓縮圖像的實(shí)時(shí)處理。保證低成本的條件下，達(dá)到24.8 Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速度。提供MOST設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。方便簡(jiǎn)潔的應(yīng)用系統(tǒng)界面。89汽車網(wǎng)絡(luò)常采用哪些編碼技術(shù)？汽車網(wǎng)絡(luò)多路傳輸數(shù)據(jù)編碼技術(shù)主要有PWM、NRZ、MAN、MFM等90簡(jiǎn)述PWM編碼技術(shù)的原理。脈寬調(diào)制PWM的基本原理是利用頻率足夠高的基準(zhǔn)脈沖信號(hào)來記數(shù)信號(hào)高電平或低電平的寬度，所記基準(zhǔn)脈沖個(gè)數(shù)即為信號(hào)所代表的含義。圖7-21為PWM調(diào)制方式的原理示意圖。圖7-21 脈寬調(diào)制的原理示意圖PWM編碼技術(shù)由