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第二节 汽车电子控制系统的一般组成
一、电子控制系统的一般组成
电子控制系统一般由检测反馈单元、指令及信 号处理单元、转换放大单元、执行器和动力源。
电子控制单元
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⑴检测反馈单元：通过传感器检测受控参数或其它中 间变量，放大转换后用来显示信号或者反馈信号； ⑵指令及信号处理单元：接受指令或反馈信号，进行 比较、变换、运算、逻辑推理等处理； ⑶转换放大单元：将指令信号按不同方式进行相互转 换和线性放大，使功率足以控制执行器和驱动受控 对象； ⑷执行器：直接驱动受控对象； ⑸动力源：主要为电子系统各单元提供能源。
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第三阶段（1990年～2000年）：车载网络阶段 采用先进的微电子技术、车载网络技术、集成智能功 率器件、智能传感器、大容量非易失存储器、专用集 成电路，形成汽车上的分布式、网络化的电子控制系 统。车辆通过网络连成一个多ECU、多节点的有机整 体，汽车性能更加完善。 技术特征： 功能多样化:各种智能化控制功能（自动巡航、 自动启停、自动避撞）。 技术一体化:机、液、电、磁一体化 系统集成化：各系统综合集成控制 通信网络化：以CAN总线为基础的整车各大总成 信息共享的分布式控制系统，车载移动通信
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⒋影响排放中有害气体生成的因素 ⑴空燃比(A/F) CO：低于理论空燃比14.7浓度大，16附近起数值低。 HC：17以内，随空燃比增大排放减少；大于17，燃烧 不良排放浓度增加。 NOx： 15.5～16 排放浓度 最大。
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⑵点火时刻 CO：点火时刻对CO影响不大，过分推迟没时间氧化， 排放会增加。 HC：推迟点火排气温度上升，促进氧化，HC浓度下降。 NOx：点火提前，燃烧温度增加，排放浓度增加。 ⒌排气净化的后处理 ⑴二次空气供给装置 空气送到各缸排气门附近，利用排气高温，使排放HC 和CO再燃烧。 ⑵三元催化转换器 现代汽车普遍应用，后续章节将具体介绍。 ⑶废气再循环(EGR) 31 ppt课件 用于减少NOx的排放量，后续章节将具体介绍。

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有经济性规律、动力性(又称运动型)规律，而且还有一般(日 常)规律、环境温度及随外界条件变化的规律等。
将车速V 和节气门开度α的组合分成一定数量的区域，
每个区域有不同的节气门开启速率程序值。当实际值大于它时， 为动力性规律，反之为经济性规律。
2. 信号输入装置
1) 节气门位置传感器 与发动机控制系统共用。 2) 发动机转速传感器 与发动机控制系统共用。 3) 车速传感器 与发动机转速传感器工作原理相同，有电磁感应式和光电式。 4) 输入轴转速传感器 作用：检测行星齿轮变速器输入轴转速，以更精确地控制换
向，摘下1挡， 进入空挡NR1； （2）使V7换向，选 挡液压缸动作， 使选挡杆从NR1进 入N23位置，挡位 信号接通，表示 选挡到位； （3）使换挡阀V5换 向，换挡液压缸 反向动作，从而 换入2挡；
（4）换挡开关接通， ECU令离合器接合， 发动机自适应地 恢复供油。
3. 发动机执行机构 对于电喷发
发散型在大节气门开度时换挡延迟所引起的输入轴转速 的变化较大、功率利用差，但换挡次数较少、舒适性高。
带强制低挡的发散型换挡规律，使它保持了换挡次数较少、 舒适性高的优点，又克服了发散型的缺点，故它在轿车自动变 速器中应用较多。
收敛型的发动机工作转速低、燃料经济性好、噪声低、行 驶平稳舒适，它适合于功率较低的货车。
或者当车速传感器损坏时，用输入轴转速传感器来控制换 挡。
输入轴转速传感器故障：ECU停止发动机减小转矩控制。 油液温度传感器出现故障：按80℃到100℃作为代替信号 控制。
② 执行机构失效 换挡电磁阀故障:两种处理方法： a、不论有几个阀出故障，ECU均停止所有换挡电磁阀工作，
挡位由操纵手柄决定； b、其中一个失效，其他阀仍工作，仍能自动换挡，但会失

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汽车电控技术
绪论
一、现代汽车电子技术应用状况
❖ 2．在底盘上的应用
❖ 1．在发动机上的应用
❖ （1）电控自动变速器（ECT）
❖ （1）电子控制喷油装置（EFI） ❖ （2）电子转向助力系统
❖ （2）电控点火系统（ESA） ❖ （3）汽车防滑控制系统
❖ （3）怠速控制系统（ISC） ❖ （4）适时调节的自适应悬挂系统
❖ 电控汽油喷射系统的分类与组成 ❖ 电控汽油喷射发动机空气供给系统的组成、结构、工作原理 ❖ 电控汽油喷射发动机燃油供给系统的组成、结构、工作原理 ❖ 电控汽油喷射发动机电子控制系统的组成、结构、工作原理 ❖ 智能型电子节气门的结构、工作原理 ❖ 汽油机缸内直喷系统的结构、工作原理
1.1 概述
❖ 1.1.1 电控汽油喷射系统的分类
❖ 1.1.2 电控汽油喷射系统的组成
❖ 电控汽油喷射系统由3个子系统组成： ❖ 空气供给系统 ❖ 燃油供给系统 ❖ 电子控制系统
❖ 电子控制系统 ❖ 传感器 ❖ 开关信号 ❖ 电子控制单元 ❖ 执行器
1.2 电控汽油喷射的空气供给系统
❖ 1.2.1 空气计量装置
❖ 1．空气流量计（AFS）
❖ （4）电控柴油喷射系统
❖ （5）自适应巡航控制系统（ACC）
二、汽车电子技术应用的发展趋势
❖ 1．微处理机技术 ❖ 2．传感器技术 ❖ 3．软件新技术应用 ❖ 4．智能汽车及智能交通系统（ITS）的研究及应用 ❖ 5．数据传输载体方面的电子新技术应用 ❖ 6．汽车车载电子网络
第1章 电子控制汽 油喷射系统
❖ 电控汽油喷射系统对汽油泵运转控制的基本要求是：只有当 发动机处于运转状态时，汽油泵才运转，若发动机不工作， 即使接通点火开关，汽油泵也不工作。

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2 霍尔式传感器结构及工作原理
结构原理分析：
此传感器为霍尔
效应式传感器，由
永久磁铁、霍尔元
件、信号轮、集成
磁铁
放大电路等组成。
叶轮在转动时“间 断”地阻挡磁场， 使得霍尔元件间断 地产生高低变化的 矩形波信号。
霍尔元件及 放大电路
b)磁路接通时
精选ppt
叶轮 a)磁路截断时
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2）工作原理
叶片进入气隙，磁场被旁路，霍尔电压为0，输出高电平 叶片离开气隙，磁场穿过霍尔元件，产生霍尔电压，输出 低电平。
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（5）霍尔效式传感器检修
一、常见故障：排放超标，油耗增加或运行不良等。 二、霍尔效应式传感器及其信号检查 2、线路及信号的确认：
1）拔下插座，打开点火开关，测量霍尔传感器 的三个接线端与搭铁之间的电压，应为12V或5V电 源，12V或5V信号参考电压，0V接地。任一不正 常应检查相关的电路。 2）用万用表检测信号输出电压是否正常；一般怠 速时约为2.5V或6.0V左右。人为触发时为0V和5V 间或0和12V间变化。
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2
四、汽车电子控制系统的类型
按控制器的 结构与工作 方式分
按控制器所 具有的功能 分
模拟控制系统 由模拟电路组成，精度低， 灵活性差
数字控制系统
核心是微处理器，精度高， 扩展灵活
单功能控制系统
控制功能单一，微处理器独 立，如点火控制系统，燃油
喷射控制系统等。
多功能控制系统
具有多种控制功能，如发动 机集中控制系统，动力总成
2.测信号电压: 拆下进气歧管处的真空软管，并接在真空枪上，接通点火开 关，测信号端子PIM与搭铁E2间的信号电压,应符合标准值。

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c.大规模集成电路：元件超过10万个
d.超大规模集成电路：
分类：
a.模拟型集成电路：宽带放大器，模 拟乘法器，函数发生器等
b.数字型集成电路：门电路（小规 模），存储器、微处理器和微控制器 （大规模到超大规模）
c.组合型集成电路：在同一芯片上既 有模拟电路又有数字电路
二、自动控制基础知识
（一）自动控制系统组成：三大部分
四）集成电路（IC）：产生前多为分立元件（元件+ 导线）体积大，可靠性差。60年代初，美国一家 仪器公司首创把电子元器件及导线制作在一小片 硅片上并封装起来。
优点：结构紧凑，可靠性高，成本低，功耗小， 响 应速度快。
发展：a.小规模集成电路：每块芯片上的元气 件数量
一般不超过100个
b.中规模集成电路
汽车电子控制技术
❖ 第一章 ❖ 第二章 ❖ 第三章 ❖ 第四章 ❖ 第五章 ❖ 第六章 ❖ 第七章 ❖ 第八章
概 述（基础知识） 发动机电子控制技术 电子控制自动变速系统 汽车电子防抱死制动系统 电子控制安全气囊 电子控制悬架系统 车上网络技术 汽车电控系统设计
第一章 概 述
第一节 汽车电子技术的发展历史和现状 一、汽车电子技术的发展历史：传统汽车主要由机
2. 反馈自适应控制：如果过程特性的变 化不能直接观测到，则根据系统的输 入、输出信号等参数依据自适应算法 计算出输入控制器的参数，使之适应 过程。
（六）模糊控制：不需要预先知道过程的精确数学
模型在控制过程中，首先把由各种传感器测出的 精确量转化成为适于模糊运算的模糊量，然后将 这些量在模糊控制器中加以运算，最后再将运算 结果中的模糊量转化为精确量，以便对执行器进 行具体的操作控制。
测发动机转速信号转子上有凸齿发动机运转带动信号转子转动信号转子与线圈之间的气隙发生变化通过线圈的磁通量变化便会在线圈两端产生感应电压并以脉冲形式输通常将该传感器装在分点器内分电器内的信号转子与分电器同轴旋转分电器轴又由凸轮轴驱动转子上有凸齿通常凸齿数与汽缸数相等分电器内还设有感应线圈和磁铁组成的定子旋转过程中转子凸齿正对定子磁极时磁通量变化率为零是输出负脉冲的零点将该点作为活塞到达上止点的基准信号
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2.测信号电压: 拆下进气歧管处的真空软管，并接在真空枪上，接通点火开 关，测信号端子PIM与搭铁E2间的信号电压,应符合标准值。
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27
桑塔纳GLi型轿车半导体压敏电阻式进气歧管压力传感器
1-搭铁；2-进气温度信号输出端 子；3-电源（+5V）端子；4-传感 器信号输出端子
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皇冠3.0轿车压敏电阻式进气歧管压力传感器
传感器
控制器 被控车辆
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执行器
6
二、汽车电子控制系统的要求
• 耐温范围为-40~+1250C
• 防电磁干扰，不易受外部辐射的影响。
• 耐震。
• 耐湿气和潮湿。
• 耐腐蚀性液体，如机油、油雾。
• 质量轻。
• 生产成本低廉。
• 安装可靠。
.
7
第二节 汽车上常用的传感器
• 传感器是将各种非电量按一定规律转换成 便于传输和处理的另一物理量。
.
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四、节气门位置传感器
作用 是将节气门开度（即发动机负荷）大小转变为电信
号输入ECU。ECU根据节气门位置信号判别发动机的工 况，如怠速工况，部分负荷工况，大负荷工况等等，并 根据发动机不同工况对混合气浓度的需求来控制喷油时 间。
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四、汽车电子控制系统的类型
按控制器的 结构与工作 方式分
按控制器所 具有的功能 分
模拟控制系统 由模拟电路组成，精度低， 灵活性差
数字控制系统
核心是微处理器，精度高， 扩展灵活
控制功能单一，微处理器独 单功能控制系统等。
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
控制系统等。
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3
四、汽车电子控制系统的类型
按被控对 象所属的 汽车部位 分
发动机电子 控制系统
底盘电子控 制系统
车身电子控 制系统
.
点火控制系统
燃油喷射控制系统
怠速控制系统
排放控制系统
制动防抱死控制系统（ABS） 防滑转控制系统（ASR） 悬架电子控制系统
动力转向电子控制系统 巡航控制系统
自动空调 电子仪表 安全气囊
的变化，并转换成电压信号，与
转速信号一起输送到电控单元
（ECU），作为确定喷油器基本
喷油量的依据。
.
23
进气压力传感器内部结构
.
24
半导体进气压力传感器的输出特性
.
25
检测
.
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1.测电源电压: 拔下传感器线束,接通点火开关，测端子VC和E2间的电压 应当是4.5～5.5V。若无电压,则应检查ECU上相应端子电压, 若正常,则为ECU与传感器间线路故障或传感器已损坏.
7－涡流发生器 8－整流网
.
20
2) 超声波式卡门旋涡空气流量计
图6-4 超声波式卡曼涡流空. 气流量传感器的结构
21
.
22
进气压力传感器
• 作用
进气歧管绝对压力传感器用于
D型汽油喷射系统。它在汽油喷
射系统中所起的作用和空气流量
传感器相似。进气歧管绝对压力
传感器根据发动机的负荷状态测
出进气歧管内绝对压力（真空度）
叶片式、热丝（膜）式、卡门漩涡式等。 （1）叶片式空气流量计 1）原理
进气推动量板转动，带动滑动电位器滑片转 动，量板转动角度与进气量成正比。
.
10
2）结构
.
11
2）工作原理
• 当吸入发动机的空气流过传感器主进气道时， 传感器叶片就会受到空气气流压力产生的推力 距和复位弹簧弹力力矩的作用。当空气流量增 加时，气流压力对叶片产生的推力距增大，推 力力矩克服弹力力矩使叶片偏转角度增大，直 到推力力矩与弹力力矩平衡为止。进气量越大， 叶片偏转角度也越大。因为叶片总成和电位计 的滑臂均固定在转轴上，所以在叶片偏转的同 时，滑臂也随之偏转。
电子防盗
4
四、汽车电子控制系统的类型
按控制器的 控制目标分
降低排放与油 主要指发动机控制系统，变 耗的控制系统 速器控制系统
提高安全与舒 适性的控制系 统
底盘控制系统，安全气囊等
汽车信息系统 电子仪表，车载GPS，电子 地图等
.
5
第一章
• 第一节 汽车电子控制系统概述
一、汽车电子控制系统的组成 由传感器，控制器，执行器组成。
汽车电子技术
主讲：XXX
XXXX 2021年3月13日
.
1
绪论
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 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
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器直径（d） 空气流量Q = 空气流速（V） ×流通截面积（A） 卡门旋涡频率的测量方式有光学式和超声波式两种。
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1)光学式卡门旋涡空气流量计
反光镜式卡曼涡流空气流量传感器 1－反光镜 2－发光二级管 3－簧片 4－光敏晶体管 5－旋涡 6－导压孔
7－涡流发生器 8－整流网
.
19
图6-5 反光镜式卡曼涡流空气流量传感器 1－反光镜 2－发光二级管 3－簧片 4－光敏晶体管 5－旋涡 6－导压孔
铂金热线电阻（正温度系数电阻）—感知空气流量 温度补偿电阻(冷线，负温度系数的电阻)—感知进气温度 控制线路板
壳体
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２）热线式空气流量计的信号特征
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15
热膜式空气流量计
• 热膜式不使用白金丝作为热线，而是将热线电阻、补偿 电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成 的。
• 增加了发热体的强度，提高了空气流量计的可靠性。
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1）热膜式空气流量传感器的结构与原理
（a）结构 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
.
b）原理 1－温补电阻 2－热膜 3－屏蔽网 4－进气 5－电桥电路电阻 6－滤网
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（三）.卡门旋涡式空气流量计
卡门涡流的形成
卡门旋涡式空气流量计的基本原理 卡门涡流频率（f）=常数（0.2）×空气流速（V)/涡流发生
• 传感器一般由敏感元件，转换元件和测量 电路三部分组成。
.
8
汽车上常用的传感器有
按被测参数分
•空气流量传感器 •压力传感器 •温度传感器 •位置与角度传感器 •氧传感器 •曲轴位置传感器 •凸轮轴位置传感器
.
9
二、空气流量传感器
1.作用 检测发动机进气量的大小，是确定基本喷油
量、最佳点火时间的主要参考系数。 2.类型
.
12
2）工作原理
• 当之空间气的流 电量 阻增 值大 减时小，，端两子端V子C和之VS 间空输气出流的 量信 减号 少电 时压，U气S降流低压。力当对 叶片产生的推力力矩减少，叶 片之偏间转的角 电度 阻也 值减 增少大，，端两子端V子C和之VS 间输出的信号电压US增大。
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2）热线式空气流量计的结构