【正文】 通用公司研制的自動變速器上采用了雙導(dǎo)輪、可閉鎖的綜合式變矩器。 1978 年，美國克萊斯勒（ Chrysler）公司生產(chǎn)了帶鎖止式液力變矩器的自動變速器。 1983 年，德國博世（ Bosch） 公司研制成功發(fā)動機和自動變速器共用的電子控制單元，實現(xiàn)了對動力總成的聯(lián)合控制。 電子控制自動變速器也存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件精度要求高、制造難度大，傳動效率低等缺點。和液力自動變速器相比， 機械 式 自動變速器 具有更高的傳動效率， 無級自動變速器可以實現(xiàn)傳動比的連續(xù)改變，從 而 實現(xiàn) 傳動系與發(fā)動機工況的最佳匹配。 第三節(jié) 汽車電子控制系統(tǒng)的 分類 一、按控制對象分類 分為： （ 1）發(fā)動機電子控制系統(tǒng) （ 2）底盤電子控制系統(tǒng) （ 3）車身電子控制系統(tǒng) 二、按控制目標分類 分為 （見表 15） ： （ 1）動力性控制系統(tǒng) （ 2）經(jīng)濟性控制系統(tǒng) （ 3）排放性控制系統(tǒng) （ 4）安全性控制系統(tǒng) （ 5）舒適性控制系統(tǒng) （ 6）操縱性控制系統(tǒng) （ 7）通過性控制系統(tǒng) 第四節(jié) 汽車電子控制系統(tǒng)的 組成 一、汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成 但就總體結(jié)構(gòu)而言，發(fā)動機電子控制系統(tǒng)都是由傳感器、電子控制單元（ Electronic Control Unit，簡稱 ECU）和執(zhí)行器 3 部分組成。 （二）電子控制單元 電子控制單元是以單片微型計算機（即單片機）為核心所組成的電子控制裝置，具有強大的數(shù)學(xué)運算、邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理等功能。 （三）執(zhí)行器 執(zhí)行器又稱執(zhí)行元件，是電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。 二、汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的組成 圖 15 所示為桑塔納 2020GSi、 3000 型轎車采用的莫特朗尼克（ Motronic） 型發(fā)動機電子控制系統(tǒng)。 （一）傳感器與開關(guān)信號 1. 傳感器 傳感器有空氣流量傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、怠速節(jié)氣門位置傳感器和節(jié)氣門位置傳感器（兩只傳感器與節(jié)氣門控制組件 J338 制作成一體）、冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、氧傳感器、爆震傳感器和車速傳感器。怠速節(jié)氣門位置傳感器 G88 安裝在節(jié)流閥體內(nèi)并與怠速電機 V60 連接在一起；節(jié)氣門位置傳感器 G69 安裝在節(jié)氣門軸上。在 型發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中，發(fā)動機怠速時的進氣量采用了直接控制節(jié)氣門開度的方式進行控制，所以發(fā)動機在怠速范圍內(nèi)工作時，電控單元 J220 將根據(jù)怠速節(jié)氣門位置傳感器 G88 提供的信號調(diào)節(jié)怠速時的節(jié)氣門開度；當(dāng)發(fā)動機在怠速以外的工況時，電控單元 J220 將根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器 G69 提供的信號進行控制。當(dāng)點火開關(guān)處于“點火（ IG）”擋位時，向電控單元輸入一個高電平信號。當(dāng)點火開關(guān)處于“起動（ ST）”擋位時，向電控單元輸入一個高電平信號。當(dāng)空調(diào)開關(guān)接通時，向電控單元提供提供接通空調(diào)系統(tǒng)的信號。向電控單元提供蓄電池端電壓信號。 （二）執(zhí)行器 執(zhí)行器有電動燃油泵、電磁噴油器、怠速控制電動 機（在節(jié)氣門控制組件 J338 內(nèi)），活性炭罐電磁閥、點火控制器和點火線圈。 一、空氣供給系統(tǒng) 功能：向發(fā)動機提供混合氣燃燒所需的空氣，并測量出進入氣缸的空氣量。利用空氣動力效應(yīng)。 可變進氣系統(tǒng)：高轉(zhuǎn)速、大負荷時配用粗而短的進氣歧管，中低轉(zhuǎn)速和中、小負荷時配用細而長的進氣歧管。 三、 電子控制系統(tǒng) 組成：傳感器與控制開關(guān)、 ECU 和執(zhí)行器 第二節(jié) 汽車發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)的分類 一、按噴射系統(tǒng)的控制方式分類 按汽油噴射系統(tǒng)的控制方式不同，汽油機燃油噴射系統(tǒng)可分成機械控制式汽油噴射系統(tǒng)、機電結(jié)合式汽油噴射系統(tǒng)和電子控制式汽油噴射系統(tǒng)。機械控制式汽油噴射系統(tǒng)，也稱 KJetronic 系統(tǒng)， 1967 年由德國 Bosch 公司推出。機電結(jié)合式汽油噴射系統(tǒng)也稱 KEJetronic 系統(tǒng)，它是 KJetronic 系統(tǒng)的改進型，德國 Bosch 公司于1982 年推向市場?，F(xiàn)代電噴汽油 機已全部采用電子控制式汽油噴射系統(tǒng)，但汽油機電控系統(tǒng)發(fā)展的初期，都是僅具有單一電控汽油噴射控制功能，現(xiàn)已全部被發(fā)動機集中管理系統(tǒng)所代替。其中進氣管噴射又可分為單點噴射（ SPI、 TBI 或 CFI）和多點噴射（ MPI）兩種類型，多點噴射又可分為壓力型（即 D 型）和流量型（即 L 型）多點噴射系統(tǒng)兩種類型。 “缸外混合 ”的缺點是顯而易見的，進入燃燒室的混合氣只能夠通過氣門的開 、 閉來被動控制，對發(fā)動機工況 變化 的適應(yīng) 性差。 例如奧迪（大眾） FSI 技術(shù)便采用了兩種不同的注油模式，即分層注油和均勻注油模式。此時 節(jié)氣門為半開狀態(tài)，空氣由進氣管進入汽缸 ， 由于活塞頂部制作成特殊的形狀 ，進入汽缸的空氣 在活塞頂部火花塞附近形成渦流。 此時在火花塞周圍的混合氣濃度較高，而燃燒室的其他地方則濃度較低，實現(xiàn)了分層燃燒。 當(dāng)節(jié)氣門完全開啟 、 發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時， 采用均勻注油模式。 這樣， ECU根據(jù)發(fā)動機工況改變注油模式，始終 保持最適宜的供油方式 ，使 燃油 得到 充分利用 ， 提高了燃油 經(jīng)濟性 和發(fā)動機 動力性，降低 了 污染物 排放 。另外，采用缸內(nèi)噴射方式，需要能耐高溫、耐高壓，動態(tài)響應(yīng)速度快，可靠、壽命長的噴油器。 2．進氣管噴射系統(tǒng) 進氣管噴射系統(tǒng)（也稱缸外噴射）的特點是：噴油器安裝在 進氣總管或者進氣歧管上，噴油器把汽油噴入進氣總管或者進氣歧管，噴入的汽油在進氣管中與空氣混合形成可燃混合氣，在進氣行程被吸入汽缸。 對于進氣管噴射系統(tǒng)，按噴油器的安裝部位不同，又分為單點噴射系統(tǒng)和多點噴射系統(tǒng)。 （ 2）多點噴射系統(tǒng) 多點噴射系統(tǒng)（ MultiPoint Fuel Injection System，縮寫為 MPFI 或 MPI）是指在發(fā)動機每個汽缸進氣門前方的進氣歧管上均設(shè)計安裝一只噴油器的燃油噴射系統(tǒng)。其中 D 和L 分別來源于德文的 Druck（壓力）和 Luftmengen（空氣流量）。 二、按噴油器噴射方式分類 按噴油器噴射方式分類，汽油機燃油噴射系統(tǒng)可以分為連續(xù)噴射系統(tǒng)和間歇噴射系統(tǒng)兩種類型。這種噴射方式不需要考慮噴油定時和各缸的噴油順序，因此其控制非常簡單，但混合氣的均勻性、空燃比控制精度及過渡工況的響應(yīng)特性都較差。 2．間歇噴射系統(tǒng) 間歇噴 射系統(tǒng)是指在發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間，噴油器間歇噴射燃油的燃油噴射系統(tǒng)。間歇噴射系統(tǒng)按照各缸噴油器的噴油時序不同，分為同時噴射、分組噴射和順序噴射三種方式。 （ 2）分組噴射 分組噴射是指把發(fā)動機所有汽缸分成 2 組（四缸機）或 3 組（六缸機）， ECU 用兩個或三個控制電路控制各組噴油器。 第三節(jié) 燃油噴射電子控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理 一、空氣流量傳感器 作用：檢測進入汽缸的空氣流量。 （一）空氣流量傳感器分類 根據(jù)檢測進氣量的方式不同，空氣流量傳感器分為 D 型（即壓力型）和 L 型（即空氣流量型）兩種類型。裝備“ D”型 傳感器的系統(tǒng)稱為“ D”型燃油噴射系統(tǒng)，控制系統(tǒng)利用該絕對壓力和發(fā)動機轉(zhuǎn)速來計算吸入汽缸的空氣量。汽車采用的“ L”型傳感器分為體積流量型（如翼片式、渦流式）傳感器和質(zhì)量流量型（如熱絲式和熱膜式）傳感器。翼片組件和電位計組件是同軸結(jié)構(gòu)，軸 端有盤形回位彈簧。 計量翼片轉(zhuǎn)過的角度取決于空氣流速和回位彈簧的預(yù)緊力矩，當(dāng)進氣的作用力與彈簧的回轉(zhuǎn)力平衡時，計量翼片便穩(wěn)定在某一角度。旁通氣道的流通截面積可由一個 CO 調(diào)整螺釘進行調(diào)整。 2）電位計組件 當(dāng)翼片帶動電位計轉(zhuǎn)動時，電位計上的滑臂便在電阻片上滑動，使輸出電阻變化。用（ VC－ VS） /VB 作為傳感器的輸出信號。 方法二：如圖所示。該電路中的電源電壓由 ECU 的穩(wěn)壓電路提供。 流速與渦流頻率之間具有如下關(guān)系： dVSf t? 2．渦流式空氣流量傳感器的分類 根據(jù)渦流頻率的檢測方法不同，汽車用渦流式空氣流量傳感器分為光電式和超聲波式兩種類型。光電式空氣流量傳感器主要由整流柵、渦流發(fā)生器、發(fā)光二極管、光敏晶體管、反射鏡等組成。 4．超聲波檢測渦流式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)原理 如圖 225 所 示。其中超聲波發(fā)生器、超聲波接收器、集成電路用于檢測卡爾曼渦流的頻率。 當(dāng)由發(fā)射器發(fā)射的超聲波通過進氣流到達到超聲波接收器時，由于渦流的影響，使接收器接收到超聲波信號的時間（即單個波的相位）和時間之差（即相鄰波之間的相位差）發(fā)生變化，而且此時間和時間之差的變化與渦流頻率成正比。 當(dāng)進氣流中沒有渦流時，接收器接收到的超聲波的相位、相位差和發(fā)射器發(fā)射的超聲波完全相同。 每通過一個渦流，便出現(xiàn)一個超聲波提前到達的、遲后到達的變化過程，集成電路根據(jù)這一變化輸出一個脈沖波。這種傳感器還具有測量精確度高、進氣阻力小 、無磨損等優(yōu)點，但其價格高，因此只有少數(shù)高檔轎車使用。 （四） 熱線式和熱膜式空氣流量傳感器 1．熱線式和熱膜式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu) 1）熱線式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)特點 熱線式空氣流量傳感器主要由熱線鉑絲電阻 RH、溫度補償電阻 RK（又叫冷線）、控制電路板（包括 RA、 RB 兩個固定電阻）、防護網(wǎng)以及空氣流量傳感器外殼等組成。 2）熱膜式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)特點 發(fā)熱元件采用平面形鉑金屬薄膜電阻器。 2．熱線式和熱膜式空氣流量傳感器的測量原理 熱線式空氣流量傳感器是利用空氣流過熱線時的冷卻效應(yīng)制成的。在環(huán)境溫度一定時，給惠斯通橋形電路供電，電橋會達到平衡。為重新達到平衡，使熱線電阻恢復(fù)到原來數(shù)值，就必 須增大電流，使熱線溫度提高。電流的變化又使固定電阻 RA 兩端的電壓 U0 發(fā)生變化，此變化的電壓就是熱線式空氣流量傳感器的傳感信號。發(fā)動機工作時，傳感器中的控制電路調(diào)節(jié)作用在鉑絲熱線和溫度補償電阻上的加熱電流（ 50~120mA），使鉑絲熱線和溫度補償電阻上的溫度之差始終保持在 100~120℃，也只有在此溫度差時惠斯通橋形電路才能達到平衡。發(fā)動機工作時，節(jié)氣門后進氣歧管內(nèi)的絕對壓力，反映了發(fā)動機的負荷狀況，間接反映了發(fā)動機的進氣量。 分類：壓阻效應(yīng)式、電容式和電感式。 優(yōu)點： 靈敏度高、尺寸小、成本低、動態(tài)響應(yīng)和抗振性好 2. 壓阻效應(yīng)式進氣歧管絕對壓力傳感器的結(jié)構(gòu) 安裝位置：直接安裝在進氣管上，固定在機艙內(nèi)前圍板上，固定在機艙一側(cè)支架上 組成：硅膜片、混合 IC（集成電路）、真空室、殼體和線束插接器 內(nèi)部結(jié)構(gòu)：硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管接頭和引線電極等。硅膜片為邊長 3mm 的正方形，其中部采用光刻腐蝕的方法制成一個直徑為 2mm、厚度約為 50μ m 的薄膜片。 惠斯通橋形電路的輸出信號，再由混合集成電路中的溫度補償電路、信號放大電路和 A/D（模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換）電路處理后，輸送給 ECU。真空室為基準壓力室，基準壓力為 0。發(fā)動機不工作時，惠斯通橋形電路中 4 個應(yīng)變電阻片的電阻相 等，電橋平衡，電橋的輸出電壓 U0 為零。 通過特殊加工，使 4 個電阻應(yīng)變片處于特殊的位置，即在受到膜片拉應(yīng)力的作用下，應(yīng)變電阻R R4 增加（即產(chǎn)生正向增量Δ R），應(yīng)變電阻 R R3 減?。串a(chǎn)生負向增量－Δ R）。當(dāng) ECU 控制噴油器噴油時，首先必須知道哪缸的活塞即將到達排氣上止點；當(dāng) ECU 控制火花塞跳火時，首先必須知道哪缸的活塞即將到達壓縮上止點，然后再根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角信號控制噴油和點火。曲軸轉(zhuǎn)動角度信號用于確定點火時刻和噴油時刻，發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號用于確定噴油量和點火提前角。凸輪軸位置傳感器的功用是采集配氣凸輪軸的位置信號，并將信號輸入 ECU，以便 ECU識別 1 缸壓縮上 止點，從而進行順序噴油控制、點火控制和爆震控制。 發(fā)動機工作時，信號盤隨著分電器軸同步旋轉(zhuǎn)，信號盤上的縫隙便連續(xù)切斷從發(fā)光二極管照向光敏晶體管的光束。 發(fā)動機每轉(zhuǎn)過兩圈，信號盤轉(zhuǎn)過一周，在與細縫隙相對應(yīng)的光敏晶體管上感應(yīng)出 360 個脈沖電壓信號，這就是曲軸位置傳感器輸出信號。設(shè)計安裝保證每個脈沖信號產(chǎn)生在對應(yīng)汽缸活塞的壓縮行程，而且脈沖信號的下降沿還表示該活塞的瞬時位置是上止點前 70176。 （三）磁感應(yīng)式曲軸與凸輪軸位置傳感器 1．基本結(jié)構(gòu)與工作原理 圖 240 所示。 2．桑塔納與捷達轎車用磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器 如圖 243 所示 。信號轉(zhuǎn)子為齒盤式，在其圓周上均勻間隔地制作有 58 個凸齒、 57 個小齒缺和一個大齒缺。大齒缺所占的弧度相當(dāng)于兩個凸齒和三個小齒缺所占的弧度。豐田公司 2JZGE 六缸發(fā)動機電磁感應(yīng)式曲軸與凸輪軸位置傳感器。傳感器分上、下兩部分。安裝， 產(chǎn)生 G 信號 ； 下部分 由固定在分電器軸上的 正時轉(zhuǎn)子 和固定在分電器殼體內(nèi)的 Ne 耦合 線圈 組成， 產(chǎn)生 Ne 信號 。 G1 耦合線圈產(chǎn)生正向脈沖信號（下降沿）時表示第六缸處于壓縮行程上止點前 10176。 （四）霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器 1．霍爾式傳感器的工作原理 霍爾效應(yīng)原理：把一個通有電流的霍爾半導(dǎo)體基片（即霍爾元件）放置在與電流方向垂直的磁場中時，在垂直于電流和磁場的 方向上就會產(chǎn)生一個微量電壓，我們把該電壓稱為霍爾電壓。 BIU dRH H ?? 霍爾式傳感器有兩個突出優(yōu)點：一是輸出電壓信號近似于方波信號；二是輸出電壓高低與被測物體的轉(zhuǎn)速無關(guān)。 2．桑塔納與捷達轎車霍爾式凸輪軸位置傳感器 霍爾式凸輪軸位置傳感器安裝在配氣凸輪軸的前端、配氣凸輪軸同步帶輪腹板的背面。凸輪軸位置傳感器由帶有半周（