【正文】 第一章 概 述 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 三、汽車電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) （一）汽車用微機(jī) 1．單片機(jī)定義： Single Chip Microputer 將中央處理器（ CPU）、 ROM、 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器和一些 I/O接口電路、 A/D轉(zhuǎn)換電路集成在一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī)，能獨(dú)立完成所需控制功能。E2PROM， FLASH（ 快、便宜、 AD精度高、可在線編程） 第一章 概 述 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) （二）汽車電控系統(tǒng)組成 1．傳感器： 感知車輛運(yùn)行狀態(tài)和外部信息，在自控系統(tǒng)中相當(dāng)于人的感覺(jué)器官 2．電子控制單元（ ECU）： 是電控系統(tǒng)的核心，通常以單片機(jī)為控制核心，外加相應(yīng)的控制電路，主要作用是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、判斷和處理，形成決策并發(fā)出相應(yīng)的控制命令給執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能 3．執(zhí)行器： 用來(lái)實(shí)現(xiàn)控制意圖 第一章 概 述 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 1. 汽車用傳感器 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 2．電子控制單元（ ECU）： （ 1） 電源模塊 : （ 2） 微控制系統(tǒng)模塊 : （ 3） 輸入模塊 ： （ 4） 輸出模塊 : 第一章 概 述 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 3. 執(zhí)行器 :根據(jù) ECU輸出的控制信號(hào)完成相應(yīng)的機(jī)械動(dòng)作 將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的部件：電磁線圈、電動(dòng)機(jī)、壓電元器件 汽車各控制系統(tǒng)所使用的執(zhí)行器情況 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 第一章 概 述 四、汽車電子技術(shù)涉及的若干技術(shù)問(wèn)題： （一）微控制器： ? 在汽車上應(yīng)用要求： 1. 體積小 2. 成本低 3. I/O口多，并行處理、實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng) 4. 抗干擾能力強(qiáng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 第一章 概 述 ?要解決的問(wèn)題： 1. A/D， D/A與微處理器復(fù)合，減少信號(hào)轉(zhuǎn)換，提高微處理器處理能力和系統(tǒng)可靠性 ，以便直接驅(qū)動(dòng)高功率部件 ，提高編程效率 ： AMT換檔過(guò)程 ，油門和離合器控制，雙機(jī)通信 —— 〉 中斷方式，占用CPU時(shí)間。 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 第一節(jié) 電控汽油噴射系統(tǒng) 汽油機(jī)燃油供給系統(tǒng)的 任務(wù) ：據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況要求 ，配置相應(yīng)空燃比和一定數(shù)量的可燃混合氣送入汽缸 。 外裝式： 裝在油箱外輸油管路中 。 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) （ 5） 噴油器： 噴油系統(tǒng)的重要部件 ， 單點(diǎn)式安裝在節(jié)氣門體上 ， 多點(diǎn)式每個(gè)汽缸裝一個(gè) 。 不進(jìn)氣時(shí) ， 翼片自動(dòng)回位 。 在噴射系統(tǒng)中還需測(cè)出 第一缸活塞到達(dá)上止點(diǎn) 的信號(hào) ， 以便按順序進(jìn)行噴射 ， 為此在分電器內(nèi)另設(shè)一傳感器 ， 轉(zhuǎn)子只設(shè)一個(gè)凸齒 ， 轉(zhuǎn)一圈只出一個(gè)脈沖 ， 將該脈沖 作為第一缸活塞到達(dá)上止點(diǎn)的基準(zhǔn)信號(hào) 。 （ 1） 起動(dòng)噴油控制： 冷機(jī)起動(dòng)時(shí) ， 由于溫度 、 轉(zhuǎn)速較低 ， 噴入的燃油不易汽化 ， 有相當(dāng)一部分燃油凝結(jié)在進(jìn)氣道管壁上 ， 使實(shí)際吸入汽缸的混合氣變稀 ， 因此要附加噴入一定量的燃油 ， 通常采用兩種方式獲得起動(dòng)加濃噴油量： 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) a. 冷起動(dòng)閥和溫度時(shí)間開關(guān)： 冷起動(dòng)閥安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣總 管處 ， 使所有汽缸都得到的 混合氣分配 ， 該閥為電磁操縱閥 ， 冷起動(dòng)閥的噴油時(shí)間由溫度 時(shí)間 開關(guān)控制 ， 溫度 時(shí)間開關(guān)感知發(fā) 動(dòng)機(jī)水溫 。 方法： ECU通過(guò)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度計(jì)算噴油量 ， 水溫低時(shí) ， 傳感器阻值大 ， 送入 ECU的電壓值也大 ， ECU控制噴油多 ， 水溫高時(shí) ， 噴油少 ， 一般水溫高于 60C，ECU停止附加噴油量 ， 暖車過(guò)程完成 。 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) II. 在現(xiàn)代電控汽油噴射系統(tǒng)中，怠速調(diào)整由ECU控制怠速步進(jìn)電機(jī)，由電機(jī)操縱怠速控制閥，若是閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制精度更高 f. 空氣溫度適應(yīng)： 在空氣流量計(jì)的吸氣道內(nèi)裝有空氣溫度傳感器 ， 將空氣溫度的變化變?yōu)殡娦盘?hào)送入 ECU， ECU根據(jù)溫度變化對(duì)噴油量進(jìn)行校正當(dāng)溫度高于 40C時(shí)不再按空氣溫度進(jìn)行校正 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 2． 噴油定時(shí)控制： 對(duì)于多點(diǎn)間歇式噴射發(fā)動(dòng)機(jī)按噴油時(shí)刻可分為同步噴射和異步噴射兩類 ，同步噴射： 與發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)同步 ， 是在固定的曲軸轉(zhuǎn)角位置進(jìn)行噴射 （ 1） 同時(shí)噴射 （ 2） 分組噴射 （ 3） 順序噴射 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) （ 1）同時(shí)噴射：電路如圖， 所有噴 油器并聯(lián)， ECU發(fā)出的噴油信號(hào)控 制功率三極管導(dǎo)通和截止，從而控制 各噴油器電磁線圈電路同時(shí)接通和切 斷，使各噴油器同時(shí)噴油， 曲軸每轉(zhuǎn) 一圈，各噴油器同時(shí)噴射一次 優(yōu)點(diǎn)： 軟、硬件控制簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)電路 通用性好，仍占有一定地位 缺點(diǎn)： 由于各缸對(duì)應(yīng)的噴射時(shí)間不可 能同時(shí)最佳，可能造成各缸混合氣形 成不一樣 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 時(shí)序圖如圖所示： 以 4缸為例 ， 只占微機(jī)一個(gè)輸出口 。 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 一 、 電子點(diǎn)火系統(tǒng)的發(fā)展 ? 60年代初： 美國(guó)通用推出晶體管點(diǎn)火系統(tǒng) （ 輔助觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng) ）工作原理 :觸點(diǎn)閉合時(shí) ,電流從正極 觸點(diǎn) 晶體管基極 負(fù)極 ， 基極電流使晶體管導(dǎo)通 ,接通一次繞阻 ,產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng) .當(dāng)觸點(diǎn)斷開時(shí) ,基極無(wú)電流 ,晶體管截止 ,一次繞組中電流被切斷 ,便在二次繞阻感應(yīng)出高電壓 。 也稱 晶體管式點(diǎn)火系統(tǒng) ， 適用于改進(jìn)傳統(tǒng)式點(diǎn)火系統(tǒng) 。 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) （ 3） 無(wú)觸點(diǎn)式： 不用觸點(diǎn)檢出點(diǎn)火正時(shí) ， 而用電磁 、 光電等器件檢測(cè)點(diǎn)火正時(shí) （ 采用無(wú)觸點(diǎn)的傳感器代替機(jī)械觸點(diǎn) ） 。 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) ?進(jìn)一步發(fā)展： 觸點(diǎn)被取消 ， 采用電子開關(guān)取代觸點(diǎn)斷電器 ， 稱無(wú)觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系統(tǒng) ， 采用點(diǎn)火控制器控制系統(tǒng)工作 ， 克服了與觸點(diǎn)相關(guān)的所有缺點(diǎn) 。 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) （ 2） 分組噴射控制電路： 將噴油器分為兩組 ， 每組兩個(gè)ECU分組控制噴油器 ， 兩組噴油器輪流交替噴射 ， 每組內(nèi)部為同時(shí)噴射 ， 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 每一工作循環(huán)，各噴油器均噴射一次。 c. 加 、 減速工況： 加速時(shí) ， 節(jié)氣門突然開大 ， 短時(shí)間內(nèi)混合氣變稀 ， 要求短時(shí)間內(nèi)使混合氣加濃 ， 由 ECU控制增加噴油脈寬 。 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 工作原理： 發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)時(shí)，溫度 時(shí)間開關(guān)的觸點(diǎn)是閉合的，起動(dòng)開始，點(diǎn)火開關(guān)閉合，整個(gè)電路導(dǎo) 通，冷起動(dòng)噴油閥的電磁線圈通電，噴油，同時(shí)加熱線圈通電加熱雙金屬片，加熱一段時(shí)間后，雙金屬片彎曲斷開觸點(diǎn)，切斷電路，停止噴油。 ? 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路： 溫度 、 節(jié)氣門位置 、 空氣流量 ， 壓力信號(hào) ? 信號(hào)處理電路： 轉(zhuǎn)速信號(hào) 、 上止點(diǎn)信號(hào) ， 需放大 、整形 、 濾波 。 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) ?由于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣過(guò)程中進(jìn)氣管系壓力有波動(dòng)使之吸入的空氣產(chǎn)生脈動(dòng) ， 緩沖室和補(bǔ)償擋板用于減小翼片脈動(dòng) ， 使翼片運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 。 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) —— 燃油供給系統(tǒng)的工作過(guò)程： 燃油由電動(dòng)汽油泵從燃油箱泵出 — 〉 經(jīng)燃油濾清器去除雜質(zhì) — 〉 燃油導(dǎo)軌 — 〉 通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器使系統(tǒng)壓力保持恒定 ， 過(guò)量壓力油返回油箱— 〉 經(jīng)調(diào)節(jié)后的壓力油送至各噴油器 ， 接受電控單元指令 。 （ 2） 燃油濾清器： 過(guò)濾燃油中雜質(zhì) 。 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 一 、 汽油噴射供給系統(tǒng)的發(fā)展歷史 ? 30年代： 汽噴技術(shù)最早開始應(yīng)用于航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)上 ? 50年代： 開始應(yīng)用于轎車發(fā)動(dòng)機(jī) ? 1967年： 德國(guó)博世公司推出第一臺(tái)電控汽油噴射系統(tǒng) ， 并裝在德國(guó)大眾轎車上 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) 二 、 分類 ? 按噴射系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同分為 （ SPI） ： 一個(gè)噴油器供給兩個(gè)以上汽缸 ， 噴油器安裝在節(jié)氣門體上 ， 向進(jìn)氣總管噴油 ， 又稱節(jié)氣門體噴射系統(tǒng)或集中噴射系統(tǒng) 2. 多點(diǎn)噴射（ MPI）： 每個(gè)汽缸進(jìn)氣門前部都安裝一個(gè)噴油器，將燃油噴入各進(jìn)氣門前方 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 授課教師：張洪坤 吉林大學(xué) ? 按噴射控制裝置型式不同分為 1. 機(jī)械式：噴射控制裝置主要由空氣計(jì)量器和燃油分配器組成兩者組合成一體 ， 噴油量的控制通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn) 2. 機(jī)電式：在機(jī)械式基礎(chǔ)上改進(jìn)而成 。