发布时间 : 星期二 文章南京工业大学《汽车电子控制技术》重点更新完毕开始阅读
1 电子控制系统的一般组成：检测反馈单元，指令及信号处理单元，转换放大单元，执行器动力源。 2 汽车电控系统可以简化为传感器，ECU和执行器
汽车电子控制系统可分为以下四个部分：1）发动机和动力传动集中控制系统2）底盘综合控制和安全系统3）智能 车身电子系统4）通讯与信息/娱乐系统 3 汽车电子控制系统：（1）发动机和动力传动集中控制系统：包括发动机集中控制系统，自动变速控制系统，防抱死制动和牵引力控制系统。（2）底盘综合控制和安全系统：包括车辆稳定控制系统，主动式车身姿态控制系统，巡航控制系统，防撞预警系统，驾驶员智能支持系统。（3）智能车身电子系统：自动调节座椅系统，智能前灯系统，汽车夜视系统，电子门锁与防盗系统。（4）通信与信息/娱乐系统
4 ECU的组成：输入回路，A/D转换器，微型计算机和输出回路。功能：（1）接受传感器或其他装置输入的信息， 给传感器提供参考电压：2V,5V,9V.12V，将输入信号转变为微机所能接受的信号。（2）存储，计算，分析处理信息， 计算出输出值所用的程序，存储该车型的特点参数，存储运算中的数据，存储故障信息。（3）运算分析。（4）输出 执行命令。（5）自我修正功能。
5 HC的生成机理：HC产生的原因除燃料的不完全燃烧外，缸壁淬冷也是排气中HC的主要来源。在排气初期，靠 近排气门附近的那一部分淬冷层中的未燃气体首先“剥离”随尾气排出。在排气后期，活塞把气缸壁面的淬冷层也 卷进排气中，使HC的排放浓度大大增加。
6 CO的生成机理：CO是燃料的中间产物。排气中CO主要是在局部缺氧或低温下由于烃的不完全燃烧产生的。CO 浓度基本取决于空燃比。
7 NOx的生成原理：NOx是空气在燃烧室的高温条件下，由氧和氮的反应所形成的，它和其他废气成分不同，不是 来自燃料。
8 排气净化后处理：（1）二次空气供给装置：解决尾气中未完全燃烧HC和CO。工作原理：空气送到各缸的排气门附近，利用燃烧后的高温，使废气中残留的HC和CO与空气相混合后再燃烧，达到排气净化的目的。（2）三元催化转换器：把发动机排出的废气中有害气体转换成无害气体。（3）废气再循环控制：将一部分废气引到吸入的新鲜空气中返回气缸进行再循环的方法。 汽油机对点火系统的要求：（1）发动机对点火系的要求1）、能产生足以击穿火花塞电极间隙的电压2）、火花应具有足够的能量 3）、最佳点火提前角/点火时刻（点火提前角）（2）闭合角控制 闭合角，即一次电流接通期间分电器转过的角度。最理想的闭合角，应随发动机转速增加而增加
第二章：传感器
11 传感器：是指能感受规定的物理量，并按一定规律转换成可用输入信号的器件或装置。由敏感元件，转换元件和测量电路三部分组成。1) 敏感元件是指能直接感受（或响应）被测量的部分，即将被测量通过传感器的敏感元件转换成与被测量有确定关系的非电量或其它量。2）转换元件则将上述非电量转换成电参量。3）测量电路的作用是将转换元件输入的电参量经过处理转换成电压、电流或频率等可测电量，以便进行显示、记录、控制和处理的部分。
（一）磁电式传感器：1．磁电效应 ：根据法拉第电磁感应定律，N匝线圈在磁场中运动，切割磁力线（或线圈所在磁场的磁通变化）时，线圈中所产生的感应电动势的大小取决于穿过线圈的磁通的变化率
A 直线移动式磁电传感器:直线移动式磁电传感器由永久磁铁、线圈和传感器壳体等组成。当壳体随被测振动体一起振动且在振动频率远大于传感器的固有频率时，由于弹簧较软，运动件质量相对较大，运动件来不及随振动体一起振动（静止不动）。此时，磁铁与线圈之间的相对运动速度接近振动体的振动速度。
B 转动式磁电传感器：软铁、线圈和永久磁铁固定不动。由导磁材料制成的测量齿轮安装在被测旋转体上，每转过一个齿，测量齿轮与软铁之间构成的磁路磁阻变化一次，磁通也变化一次。线圈中感应电动势的变化频率（脉冲数）等于测量齿轮上的齿数和转速的乘积。
（二）霍耳式传感器：1霍耳效应：半导体或金属薄片置于磁场中，当有电流（与磁场垂直的薄片平面方向）流过时，在垂直于磁场和电流的方向上产生电动势，这种现象称为霍耳效应。 霍尔效应式传感器：当触发叶轮上的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间时，磁场被叶片旁路，不产生霍尔电压；当缺口部分进入磁铁与霍尔元件之间时，磁力线进入霍尔元件，传感器输出电压信号
（三）压电式传感器：1．压电效应：对某些电介质沿着一定方向加力而使其变形时，在一定表面上产生电荷，当外力撤除后，又恢复到不带电状态，这种现象称为正压电效应。在电介质的极化方向施加电场，电介质会在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外电场去除后，变形或应力随之消失，此现象称为逆压电效应。
（四）光电式传感器 ：信号盘随分电器轴转动，产生透光和遮光交替变化。当发光二极管的光束照到光敏二极管时，光敏二极管产生低电压；当发光二极管光束被挡住时，光敏二极管输出高电压。
（五）热电式传感器1．热电效应：将两种不同性质的金属导体A、B接成一个闭合回路，如果两接合点温度不相等（T0≠T），则在两导体间产生电动势，并且回路中有一定大小的电流存在，此现象称为热电效应。 发动机怠速控制系统常用（旁通空气式）和（节气门直动式）两种控制方式。 汽车电控单元ECU主要由(输入回路)、(A／D转换器(模／数转换器))、(微型计算机(微处理器))和(输出回路)四部分组成。
采用发动机机体振动检测法的爆燃传感器有(磁致伸缩式)和压电式两种类型，压电式又分(共振型)和(非共振)型。
1）简述发动机电子控制系统传感器原理
（1）热线式空气流量传感器；将热线温度与吸入空气温度差保持在100℃，热线温度由混合集成电路控制，当空气质量流量增大时，由于空气带走的热量增多，为保持热线温度，混合集成电路使热线RH通过的电流增大，反之，则减小。热线电流随空气质量流量增大而增大。加热电流通过惠斯顿电桥电路中精密电阻RA产生的电压降即作为传感器的输出信号。
（2）发动机线性输出型节气门位置传感器； 传感器有2个同节气门联动的可动电刷触点。1个触点可在位于基板上的电阻体上滑动，利用变化的电阻值，测得与节气门开度相对应的线性输出电压，根据输出的电压值，就可以知道节气门的开度。
为了能够准确地检测节气门的全关闭状态，另外设有1个怠速触点，它只在节气门处于全关闭状态时才被接通。 （3）热敏电阻式进气温度传感器； 进气温度传感器安装在发动机进气道，常见的进气温度传感器为负温度系数的热敏电阻型式，发动机进气温度变化时，热敏电阻的阻值变化，通过测量电路将其转变为电压信号
（4）半导体应变片式进气压力传感器； 半导体应变片式进气压力传感器利用的是半导体的压阻效应，它是由压力转换元件和把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路等构成的。进气歧管内压力使传感器硅膜片产生变形，在薄膜上的应变电阻的阻值随应变成正比的变化，利用惠斯顿电桥将硅膜片的变形变成电信号。用集成电路进行放大后输出至ECU。
（5）二氧化钛式氧传感器 氧传感器在排气管上安装，氧化钛式氧传感器是利用二氧化钛（TiO2）材料的电阻值随排气中氧含量的变化而变化的特性制成的。二氧化钛是在室温下具有很高电阻的半导体。若排气中氧含量少（混合气浓）时，二氧化钛材料的电阻随之降低。通过测量电路将其转变为电压信号
第三章：电控汽油喷射系统
12 电子控制燃油喷射系统ECU如何进行起动时的喷油量控制:发动机在起动时，由于转速波动大，空气流量传感器（L型）或进气压力传感器（D型）难以精确地、直接地或间接地测量进气量，计算出基本喷油持续时间。因此，在发动机起动时，ECU会根据起动信号，调用专用的起动控制程序，根据存贮在存贮器中的冷却液温度一喷油时间图，找出基本喷油持续时间Tp，然后进行进气温度和蓄电池电压的修正，得到起动时的喷射持续时间，即喷油持续时间T＝Tp＋TA＋TB。其中，TA 为进气温度修正量，TB 为蓄电池电压修正量。
电子控制燃油喷射系统ECU如何进行起动后的喷油量控制:当发动机转速超过预定值时，ECU根据以下公式确定喷油持续时间：喷油持续时间＝基本喷油持续时间×喷油修正系数+电压修正值。其中，喷油修正系数是各种修正系数的总和。
基本喷油持续时间：，基本喷油持续时间由进气歧管压力和发动机转速确定或由空气量和发动机转速确定 喷油量的控制：电控喷油器的喷油量取决于喷油器喷射持续时间，即喷油脉宽
喷油器的驱动方式分为电流驱动与电压驱动两种方式。电流驱动式响应快，但只适用于低阻喷油器；电压驱动式电路简单，既可用于低阻喷油器（必须在回路中加入附加电阻，以减小线圈中电流），又可用于高阻喷油器（响应慢）。 喷油量修正：发动机的ECU根据传感器传来的工况信息，还要对基本喷油持续时间进行修正，这些修正主要包括：起动后燃油增量修正、暖机时燃油增量修正、大负荷运转时的修正、过渡工况空燃比控制的修正、空燃比反馈修正、学习控制、断油控制等。当蓄电池电压变化时，应考虑对无效喷射时间的影响，应对无效喷射时间进行修正。异步喷射：起动喷油控制和加速喷油控制
13 空气供给系统的作用：空气供给系统的作用是测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量。并且能够通过电控单元对进气量进行测量和控制。组成：1）进气总管和进气歧管，2）节气门总成，3）空气流量计
14 汽油供给系统组成：电动汽油泵、滤清器、燃油分配管、压力调节器、喷油器及脉动减振器等
15、电动汽油泵的构造和工作原理：电动汽油泵的功用是从油箱中吸入汽油，将油压提高到规定值，然后通过供给系统送到喷油器。由点火开关和油泵继电器控制。油压：多点喷射：0.2～0.3MPa单点喷射：0.1～0.2MPa 电动汽油泵的性能改善：（1）改进滚柱滚道的廓线 （2）改进涡轮泵叶片设计 （3）采用特殊的阻尼装置 （4）采用双级泵的结构型式
16、汽油压力调节器的主要功用是：使系统油压（即供油总管内油压）与进气歧管压力之差保持常数，确保喷油压
力恒定。一般为250kPa。这样，从喷油器喷出的汽油量便唯一地取定于喷油器的开启时间工作原理：燃油压力调节器由内部的调节弹簧和外部的进气歧管真空度的相互作用控制。它始终保持进油总管内的油压与进气歧管内的压差为250kPa。当进油总管的汽油压力超过预定值时，汽油压力将膜片上顶，克服弹簧压力，打开阀门，使汽油室内的过剩汽油通过回油管流回到汽油箱。
电磁喷油器：功用：接受来自ECU 的喷油脉冲信号，实现精确的汽油喷射量工作原理：
当由ECU控制的大功率晶体管导通时，即接通喷油器电磁线圈电路，产生电磁吸力。当电磁力超过针阀弹簧力和油压力的合力时，磁心被吸动，针阀随之离开阀座，即阀门打开，喷油器开始喷油。当大功率晶体管截止时，则喷油器电磁线圈电路被切断，电磁力消失，当针阀弹簧力超过衰减的电磁力时，弹簧力又使针阀返回到阀座上，使阀门关闭，喷油器停止喷油
电控汽油喷射系统 ：一、汽油泵控制（1）汽油泵开关控制的汽油泵控制电路（2）ECU控制的汽油泵控制电路（3）具有转速控制的汽油泵控制电路二、喷油器控制：发动机工作时，ECU根据有关信号，经运算判断后输出控制信号，控制大功率三极管导通与截止。当大功率管导通时，即接通喷油器电磁线圈电路，产生电磁吸力。当电磁力超过针阀弹簧力和油压力的合力时，磁心被吸动，针阀随之离开阀座，即阀门打开，喷油器开始喷油。当大功率三极管截止时，则喷油器电磁线圈电路被切断，电磁力消失，当针阀弹簧力超过衰减的电磁力时，弹簧力又使针阀返回到阀座上，使阀门关闭，喷油器停止喷油
第四章：汽油机点火控制 1 点火系统的分类：A传统点火系统：（1）磁电机点火系统；（2）蓄电池点火系统。缺点：高速易断火，不适合高速发动机；断电器触点易烧蚀，工作可靠性差；点火能量低，点火可靠性差。B微机控制的点火系统：（即电控点火系统。采用计算机根据各传感器信号对点火提前角进行控制。)（1）又分电式，（2）无分电式。电控点火系统的组成：电子控制的点火系统一般由电源、传感器、电子控制单元（ECU）、点火控制模块、分电器、火花塞等组成。 工作原理：发动机工作时，ECU根据传感器信号（G、Ne等信号），确定出最佳点火提前角和通电时间，并以此向点火器发出指令（IGt、IGd信号）。点火器根据指令，控制点火线圈初级电路的导通和截止。当电路导通时，点火线圈初级电路导通。当初级电路被切断时，次级线圈中感应出高压，经分电器或直接送至工作气缸的火花塞。
电控点火系统分类：1、有分电器式点火系2、无分电器电控点火系统：二极管配电点火方式；点火线圈分配式：同时点火方式 ，独立点火方式
2点火提前角和闭合角的控制：1）开环控制的基本点火提前角是靠预先在台架上用实验方法测得的数据来确定的。这些数据存入ECU的只读存储器ROM中，工作时，ECU根据发动机的工况来选择调取。2）闭环控制方式是根据发动机实际运行结果的反馈信息来控制点火提前角的，所以闭环控制又称为反馈控制。通常，闭环控制方式是利用爆震传感器反馈爆震信号来控制点火提前角的。
目前广泛应用的电控点火系统，是在开环控制方式的基础上再配以闭环控制方式的混合控制方式。点火提前角的修正：修正方法有修正系数法和修正点火提前角法两种 。
点火提前角的修正主要修正项目:水温修正；怠速稳定修正；空燃比反馈修正 最大和最小提前角的控制:微处理器计算的点火提前角必须控制在 一定范围内，否则发动机很难正常运转。一般地，最大提前角为35~45o，最小提前角为-10~0o
闭合角的控制:闭合角控制电路的作用是：根据发动机转速和蓄电池电压调节闭合角，以保证足够的点火能量。在发动机转速上升和蓄电池电压下降时，闭合角控制电路使闭合角加大，即延长一次侧电路的通电时间，防止一次侧储能下降，确保点火能量。在发动机转速下降和蓄电池电压较高时，闭合角控制电路使闭合角减小，即缩短一次侧电路的通电时间，确保一次线圈的安全。
点火提前角对发动机性能的影响：发动机每一工况都存在一个最佳点火提前角。适当点火提前角，可使发动机每循环所做的机械功最多点火提前角过大，易爆燃；点火提前角过小，排气温度升高，功率降低。
最佳点火提前角的影响因素: 发动机转速：转速升高，点火提前角增大。发动机负荷：歧管压力高（真空度小、负荷大），点火提前角小，反之点火提前角大。燃料性质：汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增大。其他因素：燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却水温度。采用电控点火（ESA）系统，可以使发动机的实际点火提前角接近于理想的点火提前角
发动机爆燃的控制: 汽车发动机利用电火花将混合气点燃，并以火焰传播方式使混合气燃烧。如果在传播过程中，火焰还未到达时，局部地区混合气自行着火燃烧，使气流运动速度加快，缸内压力、温度迅速增加，这种现象称为爆燃
2、爆燃的危害是一种不正常燃烧。轻微的爆燃，可使发动机功率上升，油耗下降。爆燃严重时，会导致冷却液过热，功率下降油耗上升。控制方法：推迟点火提前角。
第七章:自动变速器
1、自动变速器组成：液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统和换挡操纵机构
2、液力自动变速器的工作过程：根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化，自动变换挡位。换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号两个参数转换成控制油压（控制信号），按照设定的换挡规律，将该油压加到换挡阀的两端，以控制换挡阀的位置，从而改变换挡执行元件（离合器和制动器）的油路。这样，工作液压油进入相应的执行元件，使离合器结合或分离，制动器制动或松开，控制行星齿轮变速器的升挡或降挡，从而实现自动换挡。 通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态，接受驾驶员的指令，并将发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器液压油温度等参数转换成电信号输入到ECU。ECU根据这些信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出控制信号；电磁阀控制液压换挡阀，使其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的油路，从而控制换挡时刻和挡位的变换，以实现自动变速。
4、 自动变速器按齿轮变速器的类型不同，可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种
5、自动变速器按控制方式不同，可分为液力控制自动变速器（液力自动变速器）和电子控制自动变速器（电控自动变速器）两种
轿车自动变速器基本上都是采用结构简单的单级三元件（泵轮、涡轮和导轮）综合式变矩器。这种变矩器又分为有锁止离合器和无锁止离合器两种
6、液力自动变速器的汽车具有的优点：1）大大提高发动机和传动系的使用寿命2）提高汽车通过性3）具有良好的自适应性4）操纵轻便
7、液力耦合器的结构：曲轴、外壳 、泵轮、 涡轮 、输出轴 8、液力变矩器构造组成：泵轮、导轮、涡轮及外壳
9、导轮何时起作用，何时不起作用？ 随涡轮转速的不断增大，涡轮出口处的液流的牵连速度相应的增大，液流冲击导轮叶片的作用逐渐减小，当达到某一数值时，液流不再对导轮叶片产生冲击作用，此时Mw = Mb ；若涡轮转速进一步增大，液流对导轮叶片背部产生冲击作用，导轮开始自由转动
10、变矩器输出扭矩增大原理 ：当液体离开泵轮冲击涡轮时，把液体能量传递给涡轮并使其转动，与此同时流经涡轮的液体从中间流出，撞击导轮叶片的正面（此时单向离合器锁止），液体受到导轮正面叶片的阻挡而产生液体折反，具有方向性的液体返回到泵轮叶片上，而这种具有方向性的液体起到了帮助发动机转动泵轮的作用。流动的液体对导轮产生的作用力矩，可以使变矩器的输出扭矩提高
11、变矩器中的导轮设置单向离合器的原因：为了防止汽车高速时出现变矩器的输出扭矩小于输入扭矩的现象，在导轮和固定轴之间安置了单向离合器。当在低速时，作用在导轮叶片正面的液体通过单向离合器锁止使导轮固定，产生增大扭矩的效果。当在高速时，作用在导轮叶片的扭矩不能增大
12、液力变矩器性能指标：转矩比（K）＝涡轮输出转矩/泵轮输出转矩＝ Mw / Mb转速比（i）＝涡轮转速/泵轮转速= nw/nB<1传动效率（η）＝涡轮轴输出功率/泵轮轴输出功率
14、行星齿轮机构的结构 ：一个太阳轮、若干个行星齿轮和一个齿轮圈 15、单排行星齿轮变速系统组成：太阳轮、行星轮、行星轮架和齿圈
16行星齿轮机构的变速原理：1、内齿圈固定(n2=0)，太阳轮为主动件且顺时针转动，而行星架则为从动件2、太阳轮固定(n1=0)，行星架为主动件且顺时针转动，内齿圈为从动件3、行星架固定(n3=0)，太阳轮为主动件且顺时针转动，而齿圈则作为从动件
17、行星齿轮机构基本特征： ①两个外齿轮相互啮合时，其转动方向相反。 ②一个外齿轮与一个内齿轮相啮合时，其转动方向相同。 ③小齿轮驱动大齿轮时，输出扭矩增大而输出转速降低。 ④大齿轮驱动小齿轮时，输出扭矩减小而输出转速提高。 ⑤若行星架作为被动件，则它的旋转方向和主动件同向。⑥若行量架作为主动件，则被动件的旋转方向和它同向。⑦在简单行星齿轮机构中，太阳轮齿数最少，行星架的当量齿数最多．而齿圈齿数则介于中间。⑧若行星齿轮机构中的任意两个元件同速同方向旋转，则第三元件的转速和方向必然与前两者相同，即机构锁止，成为直接档
18、自动变速器供油系统作用：液压控制系统提供工作压力，通过电控实现换档离合器、制动器，阀体上的各种阀的接通、关闭或控制通过变速器的油流，把液压油（ATF）的液力传递给相应的施力装置，从而达到自动变速器变速的目的。
组成：油泵、压力调节装置、辅助装置及分支供油系统。
19、1－2档换档阀：当ECU发出信号使2号电磁阀关闭时，管路压力将作用于此阀的上部1处，克服弹簧压力使此阀下移，变速器进入1档。当ECU发出信号使2号电磁阀打开时，作用于此阀的上部1处的管路压力将从2号电磁阀的排泄孔释放，这时弹簧压力使此阀上移，接通通向B2（锁止阀）的油路，B2动作，变速器进入2档。 当变速