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汽车电子控制技术基础


(2)卡门漩涡式空气流量计 )
1)原理 ) 在进气道中 设置锥形涡流发 生器, 生器,空气流过 时,其后产生卡 门漩涡, 门漩涡,漩涡的 频率与空气流速 成正比, 成正比,进气道 截面积一定, 截面积一定,因 此漩涡的频率与 进气流量( 进气流量(体积 流量)成正比。 流量)成正比。
2)结构类型 )
2)结构 )
2)结构 )
怠速旁通道:用于增加小负荷、怠速时进气量。 怠速旁通道:用于增加小负荷、怠速时进气量。CO 调整螺钉用于调整旁通面积,改变怠速时混合气浓度。 调整螺钉用于调整旁通面积,改变怠速时混合气浓度。 阻尼板和稳定室:用于减小量板震动,减小电压波动。 阻尼板和稳定室:用于减小量板震动,减小电压波动。
八、车速/车轮转速传感器 车速 车轮转速传感器
1.作用 作用 车速传感器:测量变速器输出轴转速,用于换算车速; 车速传感器:测量变速器输出轴转速,用于换算车速; 轮速传感器:测量车轮转速,用于换算车速、 轮速传感器:测量车轮转速,用于换算车速、车轮 滑转/滑移率 车轮减速度,用于ABS控制。 滑移率、 控制。 滑转 滑移率、车轮减速度,用于 控制 2.类型 类型 车速传感器:磁感应式、光电式、霍尔式、舌簧开 车速传感器:磁感应式、光电式、霍尔式、 关式、磁阻式等; 关式、磁阻式等; 轮速传感器:磁感应式、光电式、霍尔式。 轮速传感器:磁感应式、光电式、霍尔式。 磁感应式、光电式、 磁感应式、光电式、霍尔式与发动机转速与曲轴位 置传感器原理相同。 置传感器原理相同。
四、温度传感器
1.作用 作用 测温, 测温,用于温度 修正或与温度相关的控 制。 多用热敏电阻式 温度传感器。 温度传感器。 2.原理 原理 电阻随温度变化。 电阻随温度变化。 并联式 串联式
3.结构类型 结构类型
半导体式、绕线式、 半导体式、绕线式、晶体管式等类型
PTC----正温度系数热敏电阻 正温度系数热敏电阻 NTC----负温度系数热敏电阻 负温度系数热敏电阻 CTC----跃变型热敏电阻 跃变型热敏电阻
第八章 汽车电子控制技术基 础
第一节 概述
一、汽车电子技术的发展过程 由分散控制到集中控制 由分立元件控制到集成电路控制 由模拟控制到数字(微处理器)控制 由模拟控制到数字(微处理器) 二、汽车电子技术的发展趋势 应用领域的扩展 控制功能的进一步集中 应用无线通讯技术,实现智能交通 应用无线通讯技术, 三、汽车电子控制系统的组成 由传感器,控制器,执行器组成。 由传感器,控制器,执行器组成。 传感器 控制器 执行器
按被控对 象所属的 汽车部位 分
底盘电子控 制系统
车身电子控 制系统
四、汽车电子控制系统的类型
降低排放与油 耗的控制系统 按控制器的 控制目标分 提高安全与舒 适性的控制系 统 主要指发动机控制系统,变 主要指发动机控制系统, 速器控制系统
底盘控制表,车载GPS,电子 汽车信息系统 电子仪表,车载 , 地图等
被控车辆
四、汽车电子控制系统的类型
模拟控制系统 按控制器的 结构与工作 方式分 由模拟电路组成,精度低, 由模拟电路组成,精度低, 灵活性差 核心是微处理器,精度高, 核心是微处理器,精度高, 扩展灵活
数字控制系统
按控制器所 具有的功能 分
控制功能单一, 控制功能单一,微处理器独 单功能控制系统 立,如点火控制系统,燃油 如点火控制系统, 喷射控制系统等。 喷射控制系统等。 具有多种控制功能, 具有多种控制功能,如发动 多功能控制系统 机集中控制系统,动力总成 机集中控制系统, 控制系统等。 控制系统等。
六、氧传感器
1.作用 作用 检测排气中的氧含量, 检测排气中的氧含量,用于空燃比的反馈控 制。 2.类型 类型 氧化锆型、氧化钛型。 氧化锆型、氧化钛型。 (1)氧化锆型 ) 1)原理 ) 高温下,氧化锆在两侧的氧浓度差下, 高温下,氧化锆在两侧的氧浓度差下,会产 生电动势。(氧电池) 。(氧电池 生电动势。(氧电池) 2)结构与特性 ) 锆管表面涂铂,用于催化CO与O2反应,提高 锆管表面涂铂,用于催化 与 反应, 灵敏度。 灵敏度。
九、车身位移传感器
1.作用 作用 用于检测车身相对于车桥的位移,计算车身位移和振动情况。 用于检测车身相对于车桥的位移,计算车身位移和振动情况。 多用光电式。 多用光电式。
2.原理 原理 遮光转子上有特制的 透光槽, 透光槽,两边布置四个发 光二极管和光敏三极管, 光二极管和光敏三极管, 透光槽的长度与位置保证 遮光盘在不同的转角上四 个光敏元件的输出不同, 个光敏元件的输出不同, 共有16钟组合 钟组合。 共有 钟组合。 不同的组合代表不同 的车高。 的车高。
(3)磁感应式轮速传感器 ) 原理与其它磁感应式传感器相同, 原理与其它磁感应式传感器相同,其触发齿轮或齿圈 装于轮毂内,随车轮一起旋转, 装于轮毂内,随车轮一起旋转,传感器装于固定不同的部 凿式和柱式两种 件上。按照其铁芯端部形状分为凿式和柱式两种。 件上。按照其铁芯端部形状分为凿式和柱式两种。
1.作用 作用 用于换算进气量 间接测量法)。 (间接测量法)。 主要有压电式、 主要有压电式、 半导体压敏电阻 电容式、 式、电容式、差 动变压器式、 动变压器式、表 面弹性波式等。 面弹性波式等。 2.结构类型 结构类型 (1)半导体压 ) 敏电阻式 a.原理 原理 半导体应变片 受拉或受压阻值 会变化。 会变化。
五、节气门位置传感器
1.作用 作用 获得节气门开 度、节气门开启速 率、怠速状态等信 用于点火正时、 息,用于点火正时、 燃油喷射、 燃油喷射、怠速等 控制。 控制。 2.类型 类型 线性式、 线性式、开关 式两种。 式两种。 (1)线性式 ) 加了怠速触点 的电位器。 的电位器。
(2)开关式 ) 全闭触点: 全闭触点: 怠速时闭合; 怠速时闭合; 全开触点: 全开触点: 大于50%时闭合。 时闭合。 大于 时闭合 应用较少。 应用较少。
三、进气压力传感器
b.结构 结构
c.特点 特点 线性度好,尺寸小,精度高,相应特性好,应用广泛。 线性度好,尺寸小,精度高,相应特性好,应用广泛。
(2)电容式 )
1)原理 ) 进气压力变 化,引起构成电容 的膜片间距变化, 的膜片间距变化, 电容量也就产生变 化。 频率检测法 电压检测法
2)结构 )
(2)磁电式 )
由永磁铁、 由永磁铁、绕有 感应线圈的铁芯组成, 感应线圈的铁芯组成, 铁芯移动时, 铁芯移动时,线圈上 将感应出电动势。 将感应出电动势。 传感器的固有频 率与发动机的爆震振 动频率是一致的, 动频率是一致的,因 在发动机爆震时, 此,在发动机爆震时, 信号显著增大。 信号显著增大。
a.反光镜检测式 反光镜检测式 利用压力 变化检测漩涡 频率
2)结构类型 )
b.超声波检测式 超声波检测式 利用空气 密度变化检测 漩涡频率。 漩涡频率。
(3)热线(膜)式空气流量计 )热线(
1)原理 ) 空气带走 的热量与空气 的质量流量成 正比。 正比。
2)结构类型 )
按电热体的放置位置:主流式、旁通式。 按电热体的放置位置:主流式、旁通式。 按电热体的结构型式:热丝式,热膜式。(热丝的自洁功能) 。(热丝的自洁功能 按电热体的结构型式:热丝式,热膜式。(热丝的自洁功能)
第二节 传感器
一、发动机转速与曲轴位置传感器 1.作用 作用 提供发动机转速与曲轴位置信号,用于确定 提供发动机转速与曲轴位置信号,用于确定 点火正时、喷油正时, 点火正时、喷油正时,产生喷油控制脉冲与控制 燃油泵工作, 燃油泵工作,在无分电器系统中和燃油顺序喷射 系统中,还用于产生判缸信号 产生判缸信号。 系统中,还用于产生判缸信号。 2.类型 类型 分为磁感应式、光电式、霍尔效应式三种。 分为磁感应式、光电式、霍尔效应式三种。 (1)磁感应式发动机转速与曲轴位置传感器 ) 1)导磁转子触发式 ) 一般装于分电器内或单独的壳体内, 一般装于分电器内或单独的壳体内,转子由 凸轮轴驱动。 凸轮轴驱动。
a.结构 结构
b.信号型式 信号型式
2)安装于飞轮处的传感器 )
a.型式 型式1 型式 利用飞轮正时标记产生曲轴位置信号
2)安装于飞轮处的传感器 ) 型式2: 型式 : 利用飞轮齿圈缺齿产生曲轴位置信号
(2)光电式发动机转速与曲轴位置传感器 ) 原理同光电式点火信号发生器
(3)霍尔效应式发动机转速与曲轴位置传感器 ) 1)导磁转子触发式 ) 结构型式1 结构型式 装在分电器内,两转子上下布置。 装在分电器内,两转子上下布置。 结构型式2 结构型式 装在单独的壳体内(无分电器), ),两转子上下 装在单独的壳体内(无分电器),两转子上下 布置。 布置。 结构型式3 结构型式 两转子与两触发元件分别装在两个壳体内, 两转子与两触发元件分别装在两个壳体内, 有两根传感器轴分别驱动。 有两根传感器轴分别驱动。 结构型式4 结构型式 两转子内外布置,转子侧面装两触发开关。 两转子内外布置,转子侧面装两触发开关。
3)测量电路 )
组成惠斯登 电桥, 电桥,热丝在空 气流带走热量时 温度降低, 温度降低,电阻 下降,电桥失衡。 下降,电桥失衡。
4)优缺点 )
测量范围大,反应灵敏,体积小; 测量范围大,反应灵敏,体积小; 质量流量,无需修正; 质量流量,无需修正; 电热体易污染而影响精度。 电热体易污染而影响精度。
3)测量电路 ) 温度传感器: 温度传感器: 将体积流量修 正为质量流量 相对电压表示 进气量: 进气量:减小 电源电压波动 对测量精度的 影响。 影响。 燃油泵开关
4)优缺点 ) 结构简单,价格便宜,工作可靠, 结构简单,价格便宜,工作可靠,精度稳 定; 进气阻力大,信号反应慢; 进气阻力大,信号反应慢; 体积流量,需要进行温度与压力修正。 体积流量,需要进行温度与压力修正。
2)专用齿槽触发式 ) 在飞轮齿圈的边缘有对称的2组 在飞轮齿圈的边缘有对称的 组(或3组)槽,每 组 组均布4槽 组均布 槽。
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