1、3/8/2022華新現代職業學院1汽車電器與電子控制技術（六）汽車電器與電子控制技術（六）SUCCESS3/8/2022華新現代職業學院2汽車電子技術的基本概念汽車電子技術的基本概念n汽車電子技術u汽車電子控制系統u車載電子信息系統3/8/2022華新現代職業學院3汽車電控系統的基本結構汽車電控系統的基本結構n傳感器nECUn執行器電子控電子控制單元制單元ECU傳感器傳感器傳感器傳感器傳感器傳感器執行器執行器執行器執行器執行器執行器3/8/2022華新現代職業學院4汽車電控系統的基本結構汽車電控系統的基本結構n電子控制單元（電子控制單元（ECUECU）u一些一些ECUECU實物圖實物圖3/8/

2、2022華新現代職業學院5汽車電控系統的基本結構汽車電控系統的基本結構nECU的組成u輸入接口電路信號整形電平轉換A/D轉換等u微控制器（Microcontroller）是ECU的心臟部分，也稱為MCU（Microcontrol Unit）對輸入信號進行分析運算處理，并向執行器發出操作命令u輸出接口電路驅動隔離D/A轉換等 3/8/2022華新現代職業學院6汽車電控系統的基本結構汽車電控系統的基本結構u傳感器傳感器u功能：將某種變化的物理量（絕大部分是非電量）轉化成對應的電信功能：將某種變化的物理量（絕大部分是非電量）轉化成對應的電信號號u作用：感受運行過程中諸如溫度、壓力、轉速、位置、空氣流

3、量、氣作用：感受運行過程中諸如溫度、壓力、轉速、位置、空氣流量、氣體濃度等物理量的狀態及變化情況體濃度等物理量的狀態及變化情況u一些常用傳感器：一些常用傳感器： 3/8/2022華新現代職業學院7汽車電控系統的基本結構汽車電控系統的基本結構n執行器執行器u是是ECUECU動作命令的執行者動作命令的執行者u各類執行器件：繼電器、直流電機、步進電機、電磁閥等各類執行器件：繼電器、直流電機、步進電機、電磁閥等3/8/2022華新現代職業學院8汽車電控系統的基本結構汽車電控系統的基本結構CPURAMROMA/D轉換輸入處理輸出處理放大執行器微控制器電子控制單元ECU傳感器輸入接口輸出接口基準電壓調節器

4、小的模擬信號模擬信號數字（開關）信號3/8/2022華新現代職業學院9汽車電控系統的基本結構汽車電控系統的基本結構nROMROM的作用：固化了的程序（廠家）；的作用：固化了的程序（廠家）；nRAMRAM的作用：修正數據（現場自適應值）。的作用：修正數據（現場自適應值）。3/8/2022華新現代職業學院10汽車電控系統的基本結構汽車電控系統的基本結構n比例比例- -積分積分- -微分（微分（PIDPID）控制）控制 u也是閉環控制系統也是閉環控制系統u根據輸出與預定值偏差的大小和變化情況隨時調整控制作用根據輸出與預定值偏差的大小和變化情況隨時調整控制作用3/8/2022華新現代職業學院11汽車電

5、控系統的基本結構汽車電控系統的基本結構n最優控制最優控制u根據傳感器信號經過分析計算給出最佳控制根據傳感器信號經過分析計算給出最佳控制u如點火正時、噴油脈寬的控制如點火正時、噴油脈寬的控制n自適應控制自適應控制u在外部環境條件變化時，能夠自行調整或修改控制在外部環境條件變化時，能夠自行調整或修改控制3/8/2022華新現代職業學院12汽車電控系統的基本結構汽車電控系統的基本結構開環控制：輸出量對控制單元沒有影響開環控制：輸出量對控制單元沒有影響n n 閉環控制：通過反饋環節修正控制量閉環控制：通過反饋環節修正控制量例：沒有氧傳感器的燃油噴射控制例：汽車自動空調控制3/8/2022華新現代職業學

6、院13汽車傳感器汽車傳感器n概述概述u一般是一般是將物理量將物理量電信號電信號n分類分類u種類繁多種類繁多n發展發展u集成化（集成化（IC）u智能化智能化u高精度等特殊要求高精度等特殊要求3/8/2022華新現代職業學院14汽車傳感器汽車傳感器n種類種類u按原理分類金屬熱電阻式金屬熱電阻式熱敏電阻式熱敏電阻式熱電偶式熱電偶式其它其它u按用途分類水溫傳感器水溫傳感器空氣溫度傳感器空氣溫度傳感器進氣、排氣溫度傳感器進氣、排氣溫度傳感器其它其它3/8/2022華新現代職業學院15汽車傳感器汽車傳感器n金屬熱電阻式金屬熱電阻式u電阻隨溫度而變化uR2=R11+a(t2-t1)a:電阻溫度系數u常用金屬

7、：銅、鉑u主要用于高精度測量R1R2t1t2溫度電阻3/8/2022華新現代職業學院16汽車傳感器汽車傳感器n半導體熱敏電阻式半導體熱敏電阻式u正溫度系數（PTC）與負溫度系數（NTC）u特點電阻隨溫度顯著變化體積小，結構簡單，價格低u應用應用廣泛，主要用于汽車水溫、油溫、進氣溫度、空調溫度傳感器3/8/2022華新現代職業學院17汽車傳感器汽車傳感器n熱電偶式熱電偶式u溫差電動勢原理n特點u測量范圍大：-271-2800u便于遠距離測量n應用u汽車中主要用于測量高溫（如排氣溫度）3/8/2022華新現代職業學院18汽車傳感器汽車傳感器n發動機用水溫傳感器發動機用水溫傳感器u作用：使作用：使E

8、CUECU根據水溫修正噴油量根據水溫修正噴油量u傳感器：熱敏電阻式（負溫度系數）傳感器：熱敏電阻式（負溫度系數）u結構（圖）結構（圖）u與與ECUECU的連接方法（圖）的連接方法（圖）u特性特性冷卻水溫度冷卻水溫度 電阻值（電阻值（k） 冷卻水溫度冷卻水溫度 電阻值（電阻值（k）-2010-20400.9-1.304-7600.4-0.7202-3800.2-0.43/8/2022華新現代職業學院19汽車傳感器汽車傳感器3/8/2022華新現代職業學院20汽車傳感器汽車傳感器n發動機進氣溫度傳感器發動機進氣溫度傳感器u作用：修正噴油量u安裝位置：一般在空氣流量計內u結構及特性（圖）u與ECU的

9、連接（圖）3/8/2022華新現代職業學院21汽車傳感器汽車傳感器1-絕緣套；絕緣套；2-塑料外殼；塑料外殼；3-插插座；座；4-銅墊圈；銅墊圈；5-熱敏電阻熱敏電阻3/8/2022華新現代職業學院22汽車傳感器汽車傳感器n用途用途u測量氣體或液體壓力n種類種類u金屬應變片式u半導體應變片式（壓敏電阻式）u壓電式（壓電晶體）u霍爾效應式（膜片變形引起磁場變化）u膜片式（膜片變形改變電容量）等3/8/2022華新現代職業學院23汽車傳感器汽車傳感器n進氣歧管壓力傳感器進氣歧管壓力傳感器n結構結構u屬于半導體應變片式（圖）屬于半導體應變片式（圖）n原理（原理（圖圖）1-1-塑料外殼；塑料外殼；2-

10、2-濾濾波器；波器；3-3-混合集成混合集成電路；電路；4-4-壓力轉換壓力轉換元件；元件；5-5-濾清器濾清器1 1應變絲；應變絲；2 2基底基底3 3引線；引線；4 4金屬膜引線金屬膜引線3/8/2022華新現代職業學院24汽車傳感器汽車傳感器n半導體壓力傳感器原理半導體壓力傳感器原理R1-R4：半導體壓敏電阻：半導體壓敏電阻3/8/2022華新現代職業學院25汽車傳感器汽車傳感器n概述概述n種類種類u葉片式葉片式u卡門渦旋式卡門渦旋式u熱線（熱膜）式熱線（熱膜）式u量芯式量芯式3/8/2022華新現代職業學院26汽車傳感器汽車傳感器n葉片式空氣流量計葉片式空氣流量計1 滑臂滑臂 2鍍膜電

11、阻鍍膜電阻 3進氣歧管側進氣歧管側 4葉片葉片5旁通進氣道旁通進氣道 6空氣空氣濾清器側濾清器側3/8/2022華新現代職業學院27汽車傳感器汽車傳感器n卡門渦旋式空氣流量計卡門渦旋式空氣流量計超聲波式超聲波式原理：受卡門渦流影響，超聲波相位發生變化，與氣流速度有關。將此相位信號放大整形送ECU。1信號發射器 2渦流穩定板 3超聲波發生器 4渦流發生器 5至進氣歧管 6旋渦 7超聲波接收器 8信號接收器 9至電腦 10旁通進氣道 11、12空氣 13整流網3/8/2022華新現代職業學院28汽車傳感器汽車傳感器n卡門渦旋式空氣流量計卡門渦旋式空氣流量計n反光鏡式反光鏡式原理：受渦流影響，鏡片振

12、動，反光方向周期變化，由光敏晶體管感受光束抖動頻率1反光鏡 2發光二級管 3簧片 4光敏晶體管 5旋渦 6導壓孔 7渦流發生器 8整流網3/8/2022華新現代職業學院29汽車傳感器汽車傳感器n熱線式空氣流量計熱線式空氣流量計1防護網防護網 2取樣管取樣管 3白金熱線白金熱線 4溫度補償電阻溫度補償電阻 5空氣流空氣流 6控制線路板控制線路板 7電連接器電連接器n基本結構基本結構3/8/2022華新現代職業學院30汽車傳感器汽車傳感器n熱膜式空氣流量計熱膜式空氣流量計1控制電路 2至進氣歧管 3熱膜4溫補電阻 5屏蔽網 6空氣1溫補電阻控制電路 2熱膜 3屏蔽網4進氣 5電橋電路電阻 6濾網3

13、/8/2022華新現代職業學院31汽車傳感器汽車傳感器n量芯式空氣流量計量芯式空氣流量計原理：氣流推動量芯移動，帶動電位計滑臂轉動，引起電阻及電壓變化，并與空氣流速有關。（a）外形結構 （b）內部結構1傳感器量芯 2線束插座3/8/2022華新現代職業學院32汽車傳感器汽車傳感器n速度傳感器的用途速度傳感器的用途u發動機轉速u車速u輪速n速度傳感器的分類速度傳感器的分類u磁脈沖式 u光電式u霍爾效應式3/8/2022華新現代職業學院33汽車傳感器汽車傳感器n安裝在變速器輸出軸上安裝在變速器輸出軸上n原理圖：原理圖：1停車鎖定齒輪停車鎖定齒輪 2車速傳感器車速傳感器 3永久磁鐵永久磁鐵 4感應線

14、圈感應線圈 5ECU及接口及接口3/8/2022華新現代職業學院34汽車傳感器汽車傳感器n磁脈沖式（電磁感應式）磁脈沖式（電磁感應式）u安裝在分電器上安裝在分電器上u結構原理圖結構原理圖3/8/2022華新現代職業學院35汽車傳感器汽車傳感器n光電式光電式u安裝在分電器上安裝在分電器上u結構原理圖：結構原理圖：1-信號處理裝置；信號處理裝置； 2-光敏光敏晶體管；晶體管；3-發光二極管；發光二極管；4-轉子；轉子；5-蓋板；蓋板；6-轉子板轉子板；7-120用二極管；用二極管；8-1用二極管；用二極管；9-1信號信號檢測窗；檢測窗；10-120信號檢信號檢測窗測窗3/8/2022華新現代職業學

15、院36汽車傳感器汽車傳感器n傳感器按原理分類傳感器按原理分類u可變電阻式（節氣門位置可變電阻式（節氣門位置)u舌簧開關式（液位高度）舌簧開關式（液位高度）u光電式（轉向）光電式（轉向）u磁敏電阻式（轉向）磁敏電阻式（轉向）n位置與角度傳感器的應用位置與角度傳感器的應用u節氣門位置檢測節氣門位置檢測u液位檢測液位檢測u車高檢測車高檢測u轉向轉向(動力轉向動力轉向,四輪轉向四輪轉向)3/8/2022華新現代職業學院37汽車傳感器汽車傳感器n線性節氣門位置傳感器線性節氣門位置傳感器1-1-旋轉方向；旋轉方向；2-2-轉子；轉子；3-3-滑動觸點；滑動觸點；4-4-電阻電阻3/8/2022華新現代職業

16、學院38汽車傳感器汽車傳感器n編碼式節氣門位置傳感器編碼式節氣門位置傳感器加速時：加減速觸點閉合，加速時：加減速觸點閉合，ACC1ACC1、ACC2ACC2交替通斷，則視交替通斷，則視為加速。為加速。 減速時：加減速觸點斷減速時：加減速觸點斷開。開。 節氣門開度足夠小：節氣門開度足夠小：IDL=ONIDL=ON 節氣門開度足夠大：節氣門開度足夠大：PSW=ONPSW=ON1-ACC2；2-ACC1；3-PSW；4-IDL；5-加減速檢測加減速檢測3/8/2022華新現代職業學院39汽車傳感器汽車傳感器n風窗玻璃洗滌液位傳感器風窗玻璃洗滌液位傳感器3/8/2022華新現代職業學院40汽車傳感器汽

17、車傳感器n加速度與振動傳感器加速度與振動傳感器u本質相同n常用類型常用類型u偏心錘式、鋼球式、半導體式、光電式等n應用應用u加速度傳感器用于ABS、SRS等u振動傳感器用于感受發動機爆震3/8/2022華新現代職業學院41汽車傳感器汽車傳感器n基本原理基本原理u爆震的產生原因uECU對爆震的處理爆震判別爆震處理：調整點火提前角u爆震傳感器磁致伸縮式（磁應變式）壓電式3/8/2022華新現代職業學院42汽車傳感器汽車傳感器n結構原理結構原理n通用、日產公司多用通用、日產公司多用原理：當發動機原理：當發動機爆震時，傳感器爆震時，傳感器在在7kHz頻率出現頻率出現共振，磁鐵導磁共振，磁鐵導磁率變化，

18、磁場變率變化，磁場變化產生電信號輸化產生電信號輸出。出。1-外殼；外殼；2-鐵心；鐵心；3-永磁永磁3/8/2022華新現代職業學院43汽車傳感器汽車傳感器n共振型（豐田、克萊斯勒多用）共振型（豐田、克萊斯勒多用）1-連接頭；連接頭；2、10-O形圈；形圈；3-基座；基座；4-共振板；共振板；5-壓電元件壓電元件原理：發原理：發動機爆震動機爆震時，引起時，引起振動板共振動板共振，壓電振，壓電元件產生元件產生電壓信號電壓信號3/8/2022華新現代職業學院44汽車傳感器汽車傳感器n非共振型（三菱、雷諾多用）非共振型（三菱、雷諾多用）1.傳感器性能傳感器性能 2傳感器傳感器+濾波器濾波器性能實例性

19、能實例1平衡重塊平衡重塊 2壓電元件壓電元件原理：發動機爆震時，外殼與平衡重塊相原理：發動機爆震時，外殼與平衡重塊相對位移，引起壓電元件受力產生電壓信號對位移，引起壓電元件受力產生電壓信號 因無共振作用，故處理電路需要濾波器因無共振作用，故處理電路需要濾波器3/8/2022華新現代職業學院45汽車傳感器汽車傳感器n二氧化鋯（二氧化鋯（ZrO2）型氧）型氧傳感器傳感器u屬于u結構（圖）一般用帶加熱器的傳感器4條引線：2加熱電阻線+2信號線u原理（圖）u輸出特性（圖）3/8/2022華新現代職業學院46汽車傳感器汽車傳感器大氣側鉑電極廢氣側鉑電極原理：廢氣中氧氣越少，管內外氧離子濃度差越大，信號電

20、壓越高3/8/2022華新現代職業學院47汽車傳感器汽車傳感器1廢氣廢氣 2鋯管鋯管 3電極電極 4彈簧彈簧 5絕緣座絕緣座 6引出電極引出電極 7大氣大氣 8銅質護管銅質護管 9加熱元件加熱元件 10加熱元件引線端子加熱元件引線端子 11、12信號輸出端子信號輸出端子3/8/2022華新現代職業學院48汽車傳感器汽車傳感器n二氧化鈦（二氧化鈦（TiO2）型）型氧傳感器氧傳感器u屬于u結構（圖）u輸出特性（圖）缺氧時表面電阻小3/8/2022華新現代職業學院49有關排放的基本知識有關排放的基本知識n1 1、碳氫化合物（、碳氫化合物（HCHC）-HCHC排放物是由于不完全排放物是由于不完全燃燒造

21、成的，它實際上是未燃燒的汽油。燃燒造成的，它實際上是未燃燒的汽油。n2 2、一氧化碳（、一氧化碳（COCO）- -是一種無色、無味、有毒是一種無色、無味、有毒的氣體是燃燒過程中碳氫化合物不完全燃燒的產物。的氣體是燃燒過程中碳氫化合物不完全燃燒的產物。n3 3、氮氧化合物（、氮氧化合物（NOXNOX）- -是在氣缸內高溫下由氧是在氣缸內高溫下由氧和氮化合而生成的，有毒，與空氣結合形成硝酸。和氮化合而生成的，有毒，與空氣結合形成硝酸。n4 4、二氧化碳（、二氧化碳（CO2CO2）- -是燃料燃燒的必然產物，是燃料燃燒的必然產物，是燃燒效率高低的標志，該值越高發動機效率越高。是燃燒效率高低的標志，該

22、值越高發動機效率越高。n5 5、氧氣（、氧氣（O2O2）- -是空燃比檢測的重要參考。是空燃比檢測的重要參考。3/8/2022華新現代職業學院50有關排放的基本知識有關排放的基本知識n空氣成分：空氣成分：3/8/2022華新現代職業學院51有關排放的基本知識有關排放的基本知識n理想燃燒理想燃燒3/8/2022華新現代職業學院52有關排放的基本知識有關排放的基本知識n廢氣排放比例廢氣排放比例3/8/2022華新現代職業學院53有關排放的基本知識有關排放的基本知識n理論空燃比理論空燃比：3/8/2022華新現代職業學院54有關排放的基本知識有關排放的基本知識n五氣分析：五氣分析：3/8/2022華

23、新現代職業學院55有關排放的基本知識有關排放的基本知識n混合氣濃稀比較：混合氣濃稀比較：3/8/2022華新現代職業學院56有關排放的基本知識有關排放的基本知識n稀混合氣：稀混合氣：3/8/2022華新現代職業學院57n汽車常用的電動機種類及應用汽車常用的電動機種類及應用u種類直流電機控制電機步進電機u應用起動機 ，油泵，刮水器，電動門窗座椅，電動后視鏡，中控門鎖等3/8/2022華新現代職業學院58n基本結構原理基本結構原理u結構u原理u勵磁方式及對特性的影響n應用應用u起動機u電動油泵u雨刷3/8/2022華新現代職業學院59n概述概述u伺服電機的特點響應速度定位精度u應用電子節氣門，后視

24、鏡等定位控制n伺服電機的控制伺服電機的控制（圖）3/8/2022華新現代職業學院60n概述概述u步進電機的特點用脈沖電壓控制定位精度高無累積誤差u應用場合怠速通道控制（怠速調節閥）3/8/2022華新現代職業學院61怠速空氣控制原理怠速空氣控制原理3/8/2022華新現代職業學院62n基本結構基本結構u定子線圈一般二相或四相（ABABABAB）u轉子：使用永久磁鐵，所以有固定的極性n工作原理工作原理u示意圖3/8/2022華新現代職業學院63n永磁式步進電機控制電路永磁式步進電機控制電路A，B相通電順序：11-01-00-103/8/2022華新現代職業學院64n概述概述u基本作用u分類電流繼

25、電器電壓繼電器中間繼電器熱繼電器u觸點種類常開觸點常閉觸點3/8/2022華新現代職業學院65n概述概述n基本工作原理（圖）基本工作原理（圖）n噴油器電磁閥（噴油器）噴油器電磁閥（噴油器）u針式與孔式噴油器針式與孔式噴油器u噴油器驅動電路噴油器驅動電路 電流型電流型 電路阻抗較小，電流上升快，需要限流電路電路阻抗較小，電流上升快，需要限流電路 適用于低阻型噴油器適用于低阻型噴油器電壓型電壓型 電路阻抗較大，電流上升慢電路阻抗較大，電流上升慢 適用于高阻型噴油器，或帶附加電阻的低阻型噴油器適用于高阻型噴油器，或帶附加電阻的低阻型噴油器3/8/2022華新現代職業學院66n真空膜片式廢氣再循環閥真

26、空膜片式廢氣再循環閥u由進氣管處真空驅動膜片n電磁式廢氣再循環閥電磁式廢氣再循環閥u結構（圖）u占空比控制u驅動控制電路(圖)3/8/2022華新現代職業學院67n電磁式廢氣再循環閥電磁式廢氣再循環閥3/8/2022華新現代職業學院68n電磁式電磁式EGREGR閥驅動電路閥驅動電路3/8/2022華新現代職業學院69n基本功能：角位移控制基本功能：角位移控制n基本結構基本結構u定子：線圈定子：線圈u轉子：磁鐵轉子：磁鐵u工作原理工作原理3/8/2022華新現代職業學院70n應用舉例應用舉例u怠速旁通道進氣量控制3/8/2022華新現代職業學院71n汽油泵部分主要由一個汽油泵部分主要由一個或兩個葉輪、外殼和泵或兩個葉輪、外殼和泵蓋組成。當葉輪旋轉時，蓋組成。當葉輪旋轉時，葉輪邊緣的葉片把汽油葉輪邊緣的葉片把汽油從進油口壓向出油口。從進油口壓向出油口。n特點是供油壓力的脈動特點是供油壓力的脈動小，供油系統中不需