汽车电器模块.ppt

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1、汽车电器与电子控制技术（六）,汽车电子技术的基本概念,汽车电子技术汽车电子控制系统车载电子信息系统,汽车电控系统的基本结构,传感器ECU执行器,汽车电控系统的基本结构,电子控制单元（ECU）一些ECU实物图,汽车电控系统的基本结构,ECU的组成输入接口电路信号整形电平转换A/D转换等微控制器（Microcontroller）是ECU的心脏部分，也称为MCU（Microcontrol Unit）对输入信号进行分析运算处理，并向执行器发出操作命令输出接口电路驱动隔离D/A转换等,汽车电控系统的基本结构,传感器功能：将某种变化的物理量（绝大部分是非电量）转化成对应的电信号作用：感受运行过程中诸如温度

2、、压力、转速、位置、空气流量、气体浓度等物理量的状态及变化情况一些常用传感器：,汽车电控系统的基本结构,执行器是ECU动作命令的执行者各类执行器件：继电器、直流电机、步进电机、电磁阀等,汽车电控系统的基本结构,汽车电控系统的基本结构,ROM的作用：固化了的程序（厂家）；RAM的作用：修正数据（现场自适应值）。,汽车电控系统的基本结构,比例-积分-微分（PID）控制 也是闭环控制系统根据输出与预定值偏差的大小和变化情况随时调整控制作用,汽车电控系统的基本结构,最优控制根据传感器信号经过分析计算给出最佳控制如点火正时、喷油脉宽的控制自适应控制在外部环境条件变化时，能够自行调整或修改控制,汽车电控系

3、统的基本结构,开环控制：输出量对控制单元没有影响 闭环控制：通过反馈环节修正控制量,例：没有氧传感器的燃油喷射控制,例：汽车自动空调控制,汽车传感器,概述一般是将物理量电信号分类种类繁多发展集成化（IC）智能化高精度等特殊要求,汽车传感器,种类按原理分类金属热电阻式热敏电阻式热电偶式其它按用途分类水温传感器空气温度传感器进气、排气温度传感器其它,温度传感器概述,汽车传感器,金属热电阻式电阻随温度而变化R2=R11+a(t2-t1)a:电阻温度系数常用金属：铜、铂主要用于高精度测量,温度传感器原理,汽车传感器,半导体热敏电阻式正温度系数（PTC）与负温度系数（NTC）特点电阻随温度显著变化体积小

4、，结构简单，价格低应用应用广泛，主要用于汽车水温、油温、进气温度、空调温度传感器,温度传感器原理,汽车传感器,热电偶式温差电动势原理特点测量范围大：-271-2800便于远距离测量应用汽车中主要用于测量高温（如排气温度）,温度传感器原理,汽车传感器,发动机用水温传感器作用：使ECU根据水温修正喷油量传感器：热敏电阻式（负温度系数）结构（图）与ECU的连接方法（图）特性,温度传感器应用,汽车传感器,冷却温度传感器应用,汽车传感器,发动机进气温度传感器作用：修正喷油量安装位置：一般在空气流量计内结构及特性（图）与ECU的连接（图）,温度传感器应用,汽车传感器,1-绝缘套；2-塑料外壳；3-插座；4

5、-铜垫圈；5-热敏电阻,进气温度传感器应用,汽车传感器,用途测量气体或液体压力种类金属应变片式半导体应变片式（压敏电阻式）压电式（压电晶体）霍尔效应式（膜片变形引起磁场变化）膜片式（膜片变形改变电容量）等,压力传感器,汽车传感器,进气歧管压力传感器结构属于半导体应变片式（图）原理（图）,压力传感器,1-塑料外壳；2-滤波器；3-混合集成电路；4-压力转换元件；5-滤清器,1应变丝；2基底3引线；4金属膜引线,汽车传感器,半导体压力传感器原理,压力传感器,R1-R4：半导体压敏电阻,汽车传感器,概述种类叶片式卡门涡旋式热线（热膜）式量芯式,空气流量传感器（AFM）,汽车传感器,叶片式空气流量计,

6、1 滑臂 2镀膜电阻 3进气歧管侧 4叶片5旁通进气道 6空气滤清器侧,空气流量传感器（AFM）,汽车传感器,卡门涡旋式空气流量计,空气流量传感器（AFM）,超声波式,原理：受卡门涡流影响，超声波相位发生变化，与气流速度有关。将此相位信号放大整形送ECU。,1信号发射器 2涡流稳定板 3超声波发生器 4涡流发生器 5至进气歧管 6旋涡 7超声波接收器 8信号接收器 9至电脑 10旁通进气道 11、12空气 13整流网,汽车传感器,卡门涡旋式空气流量计,空气流量传感器（AFM）,反光镜式,原理：受涡流影响，镜片振动，反光方向周期变化，由光敏晶体管感受光束抖动频率,1反光镜 2发光二级管 3簧片

7、4光敏晶体管 5旋涡 6导压孔 7涡流发生器 8整流网,汽车传感器,热线式空气流量计,空气流量传感器（AFM）,1防护网 2取样管 3白金热线 4温度补偿电阻 5空气流 6控制线路板 7电连接器,基本结构,汽车传感器,热膜式空气流量计,空气流量传感器（AFM）,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,1温补电阻控制电路 2热膜 3屏蔽网4进气 5电桥电路电阻 6滤网,汽车传感器,量芯式空气流量计,空气流量传感器（AFM）,原理：气流推动量芯移动，带动电位计滑臂转动，引起电阻及电压变化，并与空气流速有关。,（a）外形结构（b）内部结构1传感器量芯 2线束插座,汽车传感器,速

8、度传感器的用途发动机转速车速轮速速度传感器的分类磁脉冲式 光电式霍尔效应式,速度传感器概述,汽车传感器,安装在变速器输出轴上原理图：,1停车锁定齿轮 2车速传感器 3永久磁铁 4感应线圈 5ECU及接口,电磁感应式车速传感器,汽车传感器,磁脉冲式（电磁感应式）安装在分电器上结构原理图,发动机转速传感器,汽车传感器,光电式安装在分电器上结构原理图：,1-信号处理装置；2-光敏晶体管；3-发光二极管；4-转子；5-盖板；6-转子板；7-120用二极管；8-1用二极管；9-1信号检测窗；10-120信号检测窗,发动机转速传感器,汽车传感器,传感器按原理分类可变电阻式（节气门位置)舌簧开关式（液位高度

9、）光电式（转向）磁敏电阻式（转向）位置与角度传感器的应用节气门位置检测液位检测车高检测转向(动力转向,四轮转向),位置与角度传感器概述,汽车传感器,线性节气门位置传感器,1-旋转方向；2-转子；3-滑动触点；4-电阻,汽车传感器,编码式节气门位置传感器,加速时：加减速触点闭合，ACC1、ACC2交替通断，则视为加速。减速时：加减速触点断开。节气门开度足够小：IDL=ON 节气门开度足够大：PSW=ON,1-ACC2；2-ACC1；3-PSW；4-IDL；5-加减速检测,汽车传感器,风窗玻璃洗涤液位传感器,汽车传感器,加速度与振动传感器本质相同常用类型偏心锤式、钢球式、半导体式、光电式等应用加速

10、度传感器用于ABS、SRS等振动传感器用于感受发动机爆震,加速度与振动传感器概述,汽车传感器,基本原理爆震的产生原因ECU对爆震的处理爆震判别爆震处理：调整点火提前角爆震传感器磁致伸缩式（磁应变式）压电式,汽车传感器,结构原理通用、日产公司多用,原理：当发动机爆震时，传感器在7kHz频率出现共振，磁铁导磁率变化，磁场变化产生电信号输出。,1-外壳；2-铁心；3-永磁,磁应变式爆震传感器,汽车传感器,共振型（丰田、克莱斯勒多用）,1-连接头；2、10-O形圈；3-基座；4-共振板；5-压电元件,压电式爆震传感器,原理：发动机爆震时，引起振动板共振，压电元件产生电压信号,汽车传感器,非共振型（三菱

11、、雷诺多用）,压电式爆震传感器,1.传感器性能 2传感器+滤波器性能实例,1平衡重块 2压电元件,原理：发动机爆震时，外壳与平衡重块相对位移，引起压电元件受力产生电压信号 因无共振作用，故处理电路需要滤波器,汽车传感器,二氧化锆（ZrO2）型氧传感器属于电压型结构（图）一般用带加热器的传感器4条引线：2加热电阻线+2信号线原理（图）输出特性（图）,氧传感器,汽车传感器,大气侧铂电极,废气侧铂电极,原理：废气中氧气越少，管内外氧离子浓度差越大，信号电压越高,二氧化锆氧传感器,汽车传感器,1废气 2锆管 3电极 4弹簧 5绝缘座 6引出电极 7大气 8铜质护管 9加热元件 10加热元件引线端子 1

12、1、12信号输出端子,二氧化锆氧传感器,汽车传感器,二氧化钛（TiO2）型氧传感器属于电阻型结构（图）输出特性（图）,氧传感器,缺氧时表面电阻小,有关排放的基本知识,1、碳氢化合物（HC）-HC排放物是由于不完全燃烧造成的，它实际上是未燃烧的汽油。2、一氧化碳（CO）-是一种无色、无味、有毒的气体是燃烧过程中碳氢化合物不完全燃烧的产物。3、氮氧化合物（NOX）-是在气缸内高温下由氧和氮化合而生成的，有毒，与空气结合形成硝酸。4、二氧化碳（CO2）-是燃料燃烧的必然产物，是燃烧效率高低的标志，该值越高发动机效率越高。5、氧气（O2）-是空燃比检测的重要参考。,有关排放的基本知识,空气成分：,有关

13、排放的基本知识,理想燃烧,有关排放的基本知识,废气排放比例,有关排放的基本知识,理论空燃比：,有关排放的基本知识,五气分析：,有关排放的基本知识,混合气浓稀比较：,有关排放的基本知识,稀混合气：,汽车常用执行器,汽车常用的电动机种类及应用种类直流电机控制电机步进电机应用起动机，油泵，刮水器，电动门窗座椅，电动后视镜，中控门锁等,汽车常用执行器,基本结构原理结构原理励磁方式及对特性的影响应用起动机电动油泵雨刷,直流电机,汽车常用执行器,概述伺服电机的特点响应速度定位精度应用电子节气门，后视镜等定位控制伺服电机的控制（图）,直流伺服电机,汽车常用执行器,概述步进电机的特点用脉冲电压控制定位精度高无

14、累积误差应用场合怠速通道控制（怠速调节阀）,步进电机,汽车常用执行器,怠速空气控制原理,汽车常用执行器,基本结构定子线圈一般二相或四相（ABAB）转子：使用永久磁铁，所以有固定的极性工作原理示意图,永磁式步进电机,汽车常用执行器,永磁式步进电机控制电路,A，B相通电顺序：11-01-00-10,汽车常用执行器,概述基本作用分类电流继电器电压继电器中间继电器热继电器触点种类常开触点常闭触点,汽车常用的继电器,汽车常用执行器,概述基本工作原理（图）喷油器电磁阀（喷油器）针式与孔式喷油器喷油器驱动电路 电流型电路阻抗较小，电流上升快，需要限流电路适用于低阻型喷油器电压型电路阻抗较大，电流上升慢适用于

15、高阻型喷油器，或带附加电阻的低阻型喷油器,汽车常用的电磁阀,汽车常用执行器,真空膜片式废气再循环阀由进气管处真空驱动膜片电磁式废气再循环阀结构（图）占空比控制驱动控制电路(图),废气再循环阀,汽车常用执行器,电磁式废气再循环阀,废气再循环阀,汽车常用执行器,电磁式EGR阀驱动电路,废气再循环阀,汽车常用执行器,基本功能：角位移控制基本结构定子：线圈转子：磁铁工作原理,旋转式电磁阀,汽车常用执行器,应用举例怠速旁通道进气量控制,旋转式电磁阀应用,汽车常用执行器,汽油泵部分主要由一个或两个叶轮、外壳和泵盖组成。当叶轮旋转时，叶轮边缘的叶片把汽油从进油口压向出油口。特点是供油压力的脉动小，供油系统中

16、不需要设置减振器，易于小型化，适合装在油箱内，简化供油系统管路，降低噪声。由于它输送率低，故主要用于低压且输送量大的场合。,汽油泵,汽车常用执行器,具有转速控制的汽油泵控制电路（一）,汽油泵,汽车常用执行器,具有转速控制的汽油泵控制电路（二）,汽油泵,汽车常用执行器,汽油由汽油泵从油箱中泵出，经过汽油过滤器，除去杂质及水分后，再送至汽油脉动减振器。这样具有一定压力的汽油流至供油总管，再经各供油歧管送至各缸喷油器。,喷油器,汽车常用执行器,喷油器的控制（一）,喷油器,汽车常用执行器,喷油器的控制（二）,喷油器,汽车常用执行器,喷油器,汽车常用执行器,单点电控汽油喷射系统,喷油器,汽车常用执行器,喷油器的驱动方式,喷油器,喷油量的控制原理,基本喷油量与修正,喷油量的控制原理,启动喷油量：,喷油量的控制原理,启动后修正：,喷油量的控制原理,冷却温度信号对脉宽的修正：,汽车电器与电子控制技术（六）,The end,