模塊二 汽油機(jī)電子控制系統(tǒng)基礎(chǔ)

1、第二章 汽油機(jī)電子控制系統(tǒng)基礎(chǔ),第一節(jié) 汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成 一、基本組成 汽車電子控制系統(tǒng)通常由傳感器、電子控制器（ECU）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分所組成。,組成部分的功用 傳感器：是系統(tǒng)中信息的輸入部分，它用于感測(cè)控制系統(tǒng)外部的信息，并將得到的信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸給電控單元，輸人信息是引起控制系統(tǒng)發(fā)生變化的原因。 電控單元：是控制系統(tǒng)的中樞，是系統(tǒng)中的信息處理部分，它通過處理、分析和計(jì)算輸入信息形成控制指令，并將形成的控制決定傳輸給執(zhí)行器，處理是控制系統(tǒng)對(duì)輸入的響應(yīng)過程。 執(zhí)行器：則是控制系統(tǒng)的輸出部分，它將電控單元形成的控制指令轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的物理運(yùn)動(dòng)，輸出是系統(tǒng)根據(jù)輸入產(chǎn)生的結(jié)果。

2、,第二節(jié) 電子控制器（ECU）,第二節(jié) 電子控制器 電子控制器由輸入回路、微機(jī)和輸出回路三部分所組成。 輸入回路作用是： （1）將各傳感器及開關(guān)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可接受的數(shù)字信號(hào)；由AD轉(zhuǎn)換器和數(shù)字輸入緩沖器兩部分組成，緩沖器電路主要包括整形電路、波形變換電路、限幅電路和濾波電路等。 （2）向傳感器提供電壓穩(wěn)定的電源，確保各傳感器正常工作。,單片機(jī)作用是： 將中央處理器CPU、存儲(chǔ)M(Memory)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輸入輸出(I0)接口電路等主要計(jì)算機(jī)部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。,輸出回路作用是： 根據(jù)單片機(jī)發(fā)出的指令，控制執(zhí)行器執(zhí)行具體動(dòng)作。由于微機(jī)只能輸出微弱的電信

3、號(hào)(如噴油脈沖、點(diǎn)火信號(hào)等)，不能直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，因此必須通過輸出回路對(duì)控制指令進(jìn)行功率放大、譯碼或DA轉(zhuǎn)換，變成可以驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行元件的強(qiáng)電信號(hào)。,第三節(jié) 汽車傳感器,傳感器是汽車電控系統(tǒng)的重要組成部分之一，是系統(tǒng)信息的輸入部分，它用于感測(cè)控制系統(tǒng)外部的信息，并將得到的信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸給電控單元，輸人信息是引起控制系統(tǒng)發(fā)生變化的原因。,一、汽車傳感器的種類,二、汽車常用傳感器,（一）溫度傳感器 1功能：溫度傳感器可隨時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、排氣溫度溫度等等，以便修正各種控制參數(shù)、計(jì)算吸人氣缸空氣的質(zhì)量流量以及進(jìn)行排氣凈化處理等等。 2類型：常用的有冷卻液溫度傳感器和進(jìn)氣溫度

4、傳感器。,冷卻液溫度傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出水管上，其功用是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度，并將溫度信號(hào)變換為電信號(hào)傳送給ECU。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度信號(hào)修正噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)工況處于最佳狀態(tài)運(yùn)行。 進(jìn)氣溫度傳感器安裝在進(jìn)氣管路中，其功用是檢測(cè)進(jìn)氣溫度，并將溫度信號(hào)變換為電信號(hào)傳送給電控單元ECU。進(jìn)氣溫度信號(hào)是各種控制功能的修正信號(hào)。,（二）空氣流量傳感器 1功能和類型 空氣流量傳感器又稱為空氣流量計(jì)，通常安裝在空氣濾清器后的進(jìn)氣管路上。其功用是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量大小，并將進(jìn)氣量信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入電控單元(ECU)，以供ECU計(jì)算確定噴油時(shí)間(即噴油量)和點(diǎn)火時(shí)間?？諝饬髁總鞲衅餍?/p>

5、號(hào)是電控單元計(jì)算噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間的主要依據(jù)。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)采用的空氣流量傳感器有渦流式、熱絲式和熱膜式三種。,（三）歧管壓力傳感器 1功能與類型 進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器，簡稱歧管壓力傳感器，應(yīng)用在D型EFI汽油噴射系統(tǒng)中，是通過檢測(cè)節(jié)氣門至進(jìn)氣歧管之間的進(jìn)氣壓力來間接測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量反映發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷大小，并將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU，作為發(fā)動(dòng)機(jī)基本噴油量控制和點(diǎn)火控制的依據(jù)。 進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器有的安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)駕駛室內(nèi)，有的車型安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制盒內(nèi)，但安裝在進(jìn)氣歧管上的車型較多。,（四）轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角位置傳感器 1功能與類型 轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角位置傳感器是電子控

6、制系統(tǒng)的主要部件，它是控制發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火正時(shí)、確認(rèn)曲軸位置的信號(hào)源。曲軸位置傳感器用于檢測(cè)活塞上止點(diǎn)信號(hào)和曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)，它也是測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及車速、車輪轉(zhuǎn)速的信號(hào)源。傳感器的結(jié)構(gòu)形式有磁脈沖式、光電式和霍爾式三種。 安裝位置：通常安裝在曲軸前端、凸輪軸前端、分電器內(nèi)或飛輪上。,（五）節(jié)氣門位置傳感器 1功能與類型 節(jié)氣門位置傳感器將節(jié)氣門的開度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，輸送給電子控制器。電子控制器從節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)中獲得節(jié)氣門開度、節(jié)氣門開啟速度、怠速狀態(tài)等信息，用于進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)間、燃油噴射、怠速、廢氣再循環(huán)、炭罐通氣量等控制。節(jié)氣門位置傳感器有線性式和開關(guān)式兩種類型。,（六）氧傳感器 1功能與類型 氧傳感

7、器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管上，作用是通過檢測(cè)排放氣體中氧的含量來獲得混合氣的空燃比濃稀信號(hào)，并將檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸入ECU，ECU根據(jù)氧傳感器輸入的信號(hào)，不斷地對(duì)噴油脈寬進(jìn)行修正，使混合氣濃度保持在理想范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)空燃比的反饋控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下獲得最佳濃度的混合氣，使三元催化轉(zhuǎn)化器更有效地起凈化作用，減少汽車排氣污染。 目前汽車上采用的氧傳感器有氧化鈦(Ti02)式和氧化鋯(Zr02)式兩種。,（七）爆燃傳感器 1功能與類型 在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中，當(dāng)點(diǎn)火時(shí)刻采用閉環(huán)控制時(shí)，爆震傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)爆震信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳遞給ECU，ECU根據(jù)爆震信號(hào)對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正，從而使點(diǎn)火提前角保

8、持最佳，同時(shí)能有效地抑制發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。根據(jù)工作原理爆震傳感器有磁伸縮式和壓電晶體式兩種，其中壓電晶體式爆震傳感器分為共振型與非共振型兩種。 安裝位置：一般爆震傳感器都安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體側(cè)面或汽缸蓋上。,（八）車速/車輪轉(zhuǎn)速傳感器 車速傳感器將變速器輸出軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)，電子控制器根據(jù)此信號(hào)獲得汽車行駛速度參數(shù)；車輪轉(zhuǎn)速傳感器將車輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)，電子控制器根據(jù)此信號(hào)計(jì)算汽車行駛速度、車輪的滑移/轉(zhuǎn)率、車輪的角減速度等參數(shù)。,（九）車身高度傳感器 車身高度傳感器將車身高度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，電子控制器根據(jù)車身高度傳感器輸入的信號(hào)判斷車身的高度、計(jì)算車身相對(duì)于車橋的位移和振動(dòng)參數(shù)。光電式車身高度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、定位準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，因而現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)大都采用此種傳感器。,（十）轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器 1功能 用于檢測(cè)轉(zhuǎn)向盤的中間位置、轉(zhuǎn)動(dòng)方向、轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度。在電子控制懸架中，電子控制裝置根據(jù)車速傳感器信號(hào)和轉(zhuǎn)角傳感器信號(hào)，判斷汽車轉(zhuǎn)向時(shí)側(cè)向力的大小，以控制車身的側(cè)傾。通常采用光電式。 安裝位置：轉(zhuǎn)角傳感器安裝在轉(zhuǎn)向軸管上。,第四節(jié) 執(zhí)行器,執(zhí)行器的任務(wù)是根據(jù)ECU輸出的控制信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)某種預(yù)定的步進(jìn)電機(jī)、自動(dòng)變速器控制中控制換檔的電磁閥、空調(diào)控制中的壓縮機(jī)等執(zhí)行元件。,第五節(jié) 汽車控制理論的基本概念,開環(huán)控制系統(tǒng)