第11章汽车电控系统简介.ppt

发动机电控系统主要由发动机电控燃油喷射系统、发动机电控点火系 统、发动机电控怠速控制系统、发动机电控废气再循环控制系统四个部分 组成，其作用是对发动机空燃比和点火时刻进行控制，使发动机在最佳工 况下运行，同时对发动机怠速转速、废气再循环等进行控制。任何一个控 制系统都是由传感器、控制电脑和执行器来完成整个系统工作的过程。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 1、发动机电控燃油喷射系统 发动机电控燃油喷射系统用于发动机可 燃混合气的空燃比控制，它根据发动机进气 量的多少来确定其基本喷油量，然后根据发 动机工况来修正喷油量，同时还根据反馈信 息对燃烧后所检测到的实际空燃比进行动态 修正，最后将基本喷油量和修正喷油量相加 得到每次喷射的实际喷油时间，如图11-1所 示。 发动机电控燃油喷射系统由进气系统、 燃油系统和电子控制系统三部分组成。 发动机电控燃油喷射系统由进气系统、燃油系统和电子控制系统三部分组成。 1）进气系统 进气系统的功用是测量和控制发动机工作时进入的空气量，为发动机可燃混合气的形成 提供必需的空气。图11-2a）、b）所示为二种不同测量方式的进气系统框图。 对于质量流量型（L型）电喷系统空气经过空气滤清器过滤后，用空气流量传感器 进行测量，然后通过节气门体到达进气总管，再分配给各缸进气管。在进气管内，由喷油器 中喷出的汽油与空气混合后被吸入气缸内进行燃烧。 对于压力速度型（D型）电喷系统空气经过空气滤清器过滤后，通过节气门体到达 进气总管，再分配给各缸进气管，由进气压力传感器测量进气量。在进气管内，由喷油器中 喷出的汽油与空气混合后被吸入气缸内进行燃烧。 车辆行驶时，空气的流量由通道中的节气门（油门）来控制。怠速时，节气门关闭，空 气由旁通气道通过。怠速转速的控制是由怠速调整螺钉和怠速控制阀调整流经旁通气道的空 气量来实现的。有的发动机无旁通气道，怠速转速的控制直接通过控制节气门开度实现。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 2）燃油系统 燃油系统的功用是向气缸内供给燃烧时所需要的汽油量，其构成图如图11-3所示。燃油 系统由电动汽油泵、汽油滤清器、汽油脉动阻尼器、喷油器、燃油压力调节器及供油总管等 组成。 汽油由电动汽油泵从油箱中泵出，经燃油滤清器过滤后，进入燃油总管，在燃油总管上 装有压力调节器和脉动阻尼器，用以调节燃油压力和减小油压波动。然后定压的燃油经燃油 总管配送给各缸喷油器和冷起动喷油器。发动机工作时喷油器根据发动机电子控制系统电控 单元（ECU）发出的指令，将适量的汽油喷入各进气歧管或进气总管。 发动机各正常工况喷油量是由安装在进气门附近的各缸喷油器（多点燃油喷射系统，简 称MP系统），或位于节气门体位置的喷油器（单点燃油喷射系统，简称SPI系统）喷入的， 其喷油量由喷油器的通电时间长短决定。 冷车起动时由装在进气总管处的冷起动喷油器供给额外的燃油，其喷油时间受温度时间 开关控制或由温度时间开关和ECU协同控制。目前由于汽车技术的发展，大部分车辆已经取 消了冷起动喷油器，冷起动增加的油量由各缸喷油器增加喷油时间来完成。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 3）电子控制系统 电子控制系统的功能是根据发动机运转状 况和车辆运行状况确定汽油的最佳喷射量和喷 油时刻。电子控制系统由传感器、电控单元（ ECU）和执行器组成。如图11-4所示。 传感器用于监测发动机的实际工况，感知 各种信号并传输给ECU。检测发动机和车辆运行 工况的传感器有：转速传感器、进气流量传感 器（或进气压力传感器）、冷却液温度传感器 、进气温度传感器、曲轴位置传感器、节气门 位置传感器、车速传感器、氧传感器等。 电子控制单元通过来自进气歧管压力传感 器（D型进气系统）或空气流量传感器（L型进 气系统系统）的信号计算进气量，根据进气量 和转速计算出基本喷油持续时间。然后进行温 度、海拔高度、节气门开度等各种工作参数的 修正及氧传感器的反馈修正，得到发动机在这 工况下运行的最佳喷油持续时间，精确地控制 喷油量。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 2、发动机电控点火系统 发动机电子控制点火系又被称为微机控制的点火系，它是使用无触点点火系后，点 火系的又一大进步，其特点是将点火提前角的机械调节方式改变为电子控制方式，增加 了爆震控制内容，能使发动机获得最佳的燃烧，提高了发动机的动力性、经济性，减少 了排放污染。在发动机控制系统中，点火控制包括点火提前角控制、通电时间（闭合角 ）控制和防爆震控制三个方面。 微机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，如图11-5所示。 发动机运行时，ECU不断地采集发动机的转速、负荷、冷却水温度、进气温度等信号 ，并根据存储器中存储的有关程序与有关数据，确定出该工况下最佳点火提前角和初级 电路的最佳导通时间，并以此向点火控制模块发出指令，点火控制模块根据ECU的点火指 令，控制点火线圈初级回路的导通和截止。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 当电路导通时，有电流从点火线圈中的初级线 圈通过，点火线因此时将点火能量以磁场的形式储 存起来。当初级线圈中电流被切断时，在其次级线 圈中将产生很高的感应电动势（1530kV），经分 电器送至工作气缸的火花塞，点火能量被瞬间释放 ，并迅速点燃气缸内的混合气，发动机完成做功过 程。 目前使用的发动机电子控制点火系统主要对点火提前角、点火线圈 初级绕组通电时间和爆震进行控制。 1）点火提前角控制 在点火提前角控制系统中，根据有关传感器送来的信号，ECU计算 出最佳点火时刻。输出点火正时信号、控制点火器点火。 通常情况下，实际点火提前角初始点火提前角基本点火提前角修 正点火提前角。 （）初始点火提前角 初始点火提前角为原始设定的，也称为固定点火提前角。对于丰田 汽车的发动机来讲，其值为上止点前10°此外，在下列之一情况出现时 ，实际点火提前角等于初始点火提前角： 当发动机起动时，因为这时发动机转速变化大，无法正确计算点 火提前角； 当发动机转速在400r/min以下时，原因同； 当故障诊断端子对地短路时； 当发动机ECU内的后备系统工作时。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 （2）基本点火提前角 基本点火提前角通常以二维表的形式储存在CPU的ROM存储器中，又 分为怠速和正常行驶两种情况。 怠速时的基本点火提前角。指节气门位置传感器的怠速触点闭合 时所对应的基本点火提前角。其值还根据空调是否工作及发动机的怠速 转速略有不同。如空调工作时，随着发动机怠速的目标转速的提高，应 适当地增加点火提前角，以利于发动机运转速度的稳定，此时怠速基本 点火提前角定为8°。空调不工作时，怠速基本点火提前角则定为° 。由此可见，两种情况所对应的实际点火提前角应分别伪 18°和14° 。 正常行驶时的基本点火提前角。指节气门位置传感器怠速触点打 开时所对应的基本点火提前角。该值主要是依据发动机的转速和负荷（ 用进气量表示）而定。ECU根据传感器的输入信号，利用查表法从CPU的 ROM存储器中找出基本点火提前角的最佳值即可。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 （3）点火提前角的修正 通过上述方法得到点火系初始点火提前角与基本点火提前角后，再 通过修正方可得到最终的用来进行实际控制的最佳点火提前角。点火提 前角修正一般分为暖机修正、怠速稳定修正、过热修正及空燃比反馈修 正。 暖机修正。是指当节气门位置传感器怠速触点闭合时，微机根据 发动机冷却液温度进行修正的点火提前角。 怠速稳定修正。是指发动机怠速时，由于负载的变化（如空调、 动力转向等动作）会引起转速不稳。ECU可根据转速差（实际转速与目 标转速之差）动态地修正点火提前角。以利于怠速的稳定。 过热修正。是指发动机处于正常行驶运行工况（节气门位置传感 器无怠速信号输出）时，若冷却水温度过高，为了避免爆震，应适当的 减小点火提前角。 空燃比反馈修正。是指对装有氧传感器的电在燃油喷射系统进入 闭环控制时，ECU通常根据氧传感器的反馈信号对空燃比进行修正。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 2）通电时间控制 对于常见的电感放电式点火系，当点火线圈的初级电路被接通后，其初级 电流是按指数规律增长的。初级电路被断开瞬间初级电流所能达到的值（断开 电流）与初级电路接通的时间长短有关。只有通电时间达到一定值时，初级电 流才可能达到饱和使次级电压达到最大值，因此必须保证通电时间足够。但如 果通电时间过长，点火线圈又会发热并使电能消耗增大。最佳通电时间控制要 兼顾上述两方面的要求，同时当蓄电池的电压变化时，也将影响初级电流。如 蓄电池电压下降时，在相同的通电时间里初级电流所达到的值将会减小，因此 必须对通电时间进行修正。 3）爆震控制 汽油发动机是利用火花塞提供的电火花将混合气点燃，使火焰在混合气内 不断传播进行燃烧的过程。火焰在传播途中，如果压力异常升高时，一些部位 的混合气不等火焰传到，自己就着火燃烧，造成瞬时爆发燃烧，这种现象称为 爆法。 要消除爆震，常采用抗爆性能好的燃料、改进燃烧室结构、加强冷却液循 环、推迟点火时刻等方面的措施。尤其是推迟点火时刻对消除爆震有明显的作 用。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 3、怠速转速系统 所谓怠速转速，通常是指发动机在无对外功率输出（不向传动系输 出动力）情况下的稳定运转速度。 1）怠速控制的目的 怠速转速过高，会增加燃油消耗量，因此怠速转速应尽可能降低。 同时怠速转速不应过低，这是因为怠速使用条件下，如起动状态、冷机 运转、空调制冷装置使用、自动变速器或动力转向何服机构的接入以及 电器负荷增大等情况，它们都会引起怠速转速变化，使发动机运转不稳 甚至引起熄火现象。 电控发动机处在怠速工况时，节气门处于全关闭状态，空气通过节 气门缝隙及绕过节气门的怠速调节通道进入发动机，由空气流量传感器 （或过气压力传感器）检测该进气量，并根据转速及其他修正信号控制 喷油量，使输出转矩与发动机本身内部阻力短相平衡，保证发动机在怠 速下稳定运转。当发动机的内部阻力矩发生变化时，怠速运转转速会发 生变化，发动机怠速控制系统的功能就是由ECU自动维持发动机怠速稳 定运转。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 2）怠速控制原理和内容 如图11-6所示，控制电脑首先需要用怠速开关信号、转速信号等来 检测怠速状态，并且只能在这种状态下才实施怠速控制。控制时控制根 据从各传感器的输入信号所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比 较，根据比较得出的差值，确定相当于目标转速的控制量，去驱动控制 空气量的执行机构。 除上述最基本的稳定怠速控制之外，怠速控制一般还包括：起动后 控制、暖机过程控制、负荷变化预控制、电器负荷变化控制等几方面内 容。总之怠速控制的实质就是对怠速工况的过气量进行控制，以控制怠 速转速。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 3）怠速控制执行机构 怠速控制系统可分为两种基本类型：一是控制节气门旁通空气道中 空气流量的旁通空气式；二是直接控制节气门关闭位置（节气门最小开 度）的节气门直动式，如图11-7所示。两种类型都是通过调节空气通路 截面的方法来控制空气流量的。其中旁通空气式的控制方式有：步进电 机式怠速控制系统、旋转滑阀式怠速控制系统、附加空气阀式怠速控制 系统等。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 4、废气再循环系统 1）废气再循环的作用和意义 为了防止大气污染，在排放法规中规定了汽车排出气体中氢氧化合物（NOx）的排放量。NOX是混 合气在高温下燃烧时，混合气中的N2和O2发生化学反应产生的。燃烧温度越高，排出的高浓度NOx越多 ，汽油机排放的NOX主要是NO。 废气再循环（EGR）就是把一部分排气引入进气系统中，和混合气一起再进入气缸中燃烧，废气的 加入，能有效地抑制燃烧温度的升高，NOX的排量随着燃烧温度下降急剧减少。废气再循环作为降低 NOX排放量的一种有效手段广泛使用。 2）废气再循环的控制 由于采用EGR而使混合气的着火性能和发动机输出功率下降，因此，应进行适量的EGR控制。EGR的 控制量指标大多采用EGR率，即控制再循环废气量与进气总量（吸入空气量和再循环废气量之和）的比 值。过度的废气再循环将会影响发动机的正常运行，特别是在怠速、低转速小负荷及发动机处于冷态 运行时，再循环的废气将会明显降低发动机性能。因此应根据工况及工作条件的变化自动调整参与再 循环的废气量。根据发动机结构不同、进入进气歧管的废气量一般在623之间变化。 进行EGR控制时，ECU根据各种传感器信号控制EGR率，在降低排气污染的同时保证发动机的性能。 具体地说： 在低速、低负荷时，由于供油量少，燃烧易变得不稳定，应降低EGR率；在高速、大负荷时，为 了获得较高的输出功率也应降低EGR率。 怠速时，燃烧温度不高，NOX的排出量不高，一般关闭EGR阀。否则发动机工作不稳定。 水温过低时，混合气供应不均匀，燃烧不稳定，而且燃烧温度低，一般关闭EGR阀，并随着水温 升高逐渐使EGR率增大。 在发动机起动时，一般关闭EGR阀，保证发动机顺利起动到稳定工况。 空气温度也会影响EGR率，空气温度过低也应适当降低EGR率。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 3）废气再循环控制系统 废气再循环控制系统的原理是采用各种传感器检测发动机工作工况，将之 输入发动机控制电脑，由发动机控制电脑计算出在此工况下的EGR循环率，通过 执行器控制EGR阀的开度来确定废气再循环量，原理如图11-8所示。 目前车辆上采用的废气再循环控制系统有普通废气再循环控制系统、可变EGR率 废气再循环控制系统和闭环控制式废气再循环控制系统三种。 （1）普通废气再循环控制系统 普通废气再循环控制系统由传感器、发动机的ECU、废气再循环控制阀、废 气再循环电磁间等组成。 这种控制系统的工作原理是；在发动机工作时，ECU根据各传感器，如曲轴 位置传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、点火开关等送来的信号 ，确定发动机目前在哪一种工况下工作，以输出指令，控制废气再循环电磁阀 打开或关闭，从而控制废气再循环控制阀打开或关闭。使排气再循环进行或停 止。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 （2）可变EGR率废气再循环控制系统 可变EGR率废气再循环控制系统用在开环控制废气再循环系统量。 图11-9中真空控制阀是一个真空调节阀。当打开电磁阀时，使大气与定 压阀室相通，使得EGR阀的真空度变小，使EGR阀开启量变小，EGR率减 小。于是可以通过控制电磁阀的开启时间来控制EGR阀的开启量，也就 能控制废气再循环量。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 （3）闭环控制式废气再循环系统 在开环控制式废气再循环系统中，EGR率只受ECU预先设置好的程序 控制，不检测发动机各种工况下的EGR率，因此无反馈信号，而在闭环 控制式废气再循环系统中，ECU以EGR率作为反馈信号实现闭环控制。在 这种系统中，在EGR控制阀上增加了一个EGR位置传感器，并利用电位计 将EGR阀的开度（位置）转变为相应的电压信号，反馈给ECU作为控制废 气再循环的参考信号，以便ECU精确地控制EGR率。 第11章 汽车电控系统简介 11.1 发动机电控系统 汽车安全气囊系统是轿车上的一种辅助保护系统，与座椅安全带配合使用 ，可以为乘员提供十分有效的防撞保护。当车辆时速超过30 km/h并受到来自在 车辆纵轴线左右30°范围内发生碰撞事故，控制系统检测到冲击力超过设定值 时，安全气囊立即接通充气元件中的电雷管引爆火药粉和气体发生剂，产生大 量气体，气囊就会迅速充气膨胀，冲破缓冲垫（装饰板），在30ms内迅速在乘 员与车辆之间形成一道柔软的弹性屏障，使乘员免受伤害。当撞击发生后，气 囊随即自动放气，它不会妨碍车内人员出逃，也不影响他们的视线。 安全气囊系统有下列几种形式：安装在方向盘内的驾驶员安全气囊，安装 在仪表板内的副驾驶席安全气囊，安装在车门上的侧面安全气囊，安装在前排 椅背上的后排座椅安全气囊。它们分别用来在汽车碰撞时保护驾驶员、副驾驶 员及乘客。汽车安全气囊电控系统主要由碰撞传感器、SRS控制电脑、SRS指示 灯和气囊组件四个部分组成。当汽车受到前方一定角度范围内的高速碰撞时， 安装在汽车前端的碰撞感知器与SRS控制电脑安装在一起的防护碰撞传感器检测 到汽车突然减速的信号，使其两传感器的触点闭合，将减速信号传到SRS控制电 脑，通过计算和逻辑判断后，立即向SRS气囊组件内的点火器发出点火指令，点 火剂引爆迅速产生大量热量，气体发生器内的充气剂受热释放，将气囊膨胀， 隔开人体与车内构件变成弹性碰撞，达到保护人体的目的。 第11章 汽车电控系统简介 11.2 汽车安全气囊电控系统 1、安全气囊的组成 安全气囊主要由安全气囊传感器，安全气囊组件和电子控制装置组成。图11-10所示 的是某种双气囊系统的组成部件布置。主要装置及功能如表11-1所列。 第11章 汽车电控系统简介 11.2 汽车安全气囊电控系统 图11-10 安全气囊组成图 安全气囊装置及功能 表11-1 第11章 汽车电控系统简介 11.2 汽车安全气囊电控系统 主要装置功 能 充气器瞬间产 生氮气，使空气囊充气 空气囊 由充气器发出的氮气瞬间使空气囊充气。一充满气，气体就从空气 囊后面的一些孔排出，缓和对驾驶员 和前座乘客的冲击 安全传感器防止空气囊在不需要时错误 起爆 中央空气囊传感器用于判断碰撞强度是否超过规 定值 前空气囊传感器测量车辆 的减速度（仅在某些车型上设置） 控制电脑 根据正面碰撞的减速度（力），决定是否张开气囊。当转换 至诊断 模式时，如系统有故障，也可进行诊断 发火极引燃充气器中的固体爆炸物 警告灯当系统不正常时，点亮以警告驾驶员 螺旋电缆将中央传感器总成的点火电流传至充气器 2、安全气囊工作原理 1）基本原理 安全气囊控制原理如图11-11所示，安全气囊的 作用过程如图11-12所示。当汽车受到前方一定角度 内的高速碰撞时，安全传感器和中央碰撞传感器（ 装有前碰撞传感器时，由安全传感器和中央碰撞传 感器或前碰撞传感器）同时检测到的车速突然变化 （车辆减速度）信号，在0.01秒之内迅速传递给安 全气囊系统的控制电脑。电脑在经过分析确认碰撞 强度超过其规定值时，立即引爆安全气囊包内的发 火极（即电雷管），使其发生爆炸，这一过程一般 只需0.05秒左右。发火极引爆之后，充气器中的固 态氮粒(叠氮钠)迅速气化，大量氮气立即吹涨气囊 ，并在强大的冲击力之下，气囊冲开方向盘上的盖 而完全展开。在乘员压向气囊的同时，气囊内部的 氮气就会因受压而从气囊上的小孔排出，从而减缓 撞击力。如此，缓冲了乘员的冲击，避免了硬碰撞 ，保护了乘员。如果膨胀的气囊在受乘员压迫时不 泄气，就会将乘员反弹回去，形成第二次碰撞而造 成伤害。 第11章 汽车电控系统简介 11.2 汽车安全气囊电控系统 图11-11 安全气囊控制原理图 第11章 汽车电控系统简介 11.2 汽车安全气囊电控系统 图11-12 安全气囊作用过程 2）安全气囊系统的工作过程 如图11-13所示，当点火开关闭合接通仪表电路后，安全气囊系统就开始工作 ，自检子程序对电器元件进行逐个检查，如有故障，安全气囊故障警示灯将闪亮 不熄，提示驾驶员要读取故障码，查出故障进行排除。如无故障，起动传感器子 程序，对传感器进行巡回检测，如果没有碰撞发生，则又返回自检子程序，若一 直无碰撞，程序就这样循环下去。 如果汽车发生碰撞，碰撞强度能使传感器输出电信号而没达到使电控装置发 出引发气囊膨胀的指令时（碰撞时汽车速度大约为2030km/h），电控装置就发 出引发安全带预紧器的指令，使安全带拉紧，保护乘员。当碰撞强度很大（碰撞 时汽车速度30km/h），则引爆安全气囊，使之膨胀展开。若碰撞强度太大使主 电源线断路，则备用电源电路仍可保证引爆安全气囊膨胀的用电需要，并使报警 灯也同时闪亮。 第11章 汽车电控系统简介 11.2 汽车安全气囊电控系统 3）安全气囊起安全保护的时间过程 汽车碰撞030ms，电子控制装置接收到传感器电信号并进行判断， 若此信号达到或超过引爆的最低数值时，则电子控制装置发出使驱动电路引 爆传爆管指令，点燃火药，产生高温和大量气体，此时乘员因惯性和汽车还 没产生相对位移。 汽车碰撞后3040ms，大量气体经冷却过滤后迅速使气囊膨胀，乘员 逐渐向前移动，安全带被拉长起一定的缓冲作用，乘员已紧贴安全气囊，安 全气囊吸收了乘员的惯性冲击能量。 汽车碰撞后60110ms，乘员压向安全气囊并使气囊压紧变形，气囊 则进一步吸收惯性冲击能量。由于安全气囊上的排气孔排气，使气囊变软， 乘员进一步沉向气囊中，使缓冲作用更加良好。汽车碰撞后100ms，乘员惯 性冲击能量已减弱，危险期已过。 汽车碰撞后110ms，乘员惯性冲击能量消失，在安全带作用下将其拉 回座椅上，气囊中气体也排出大部分，整个过程基本结束。 从汽车碰撞到乘员因惯性与车身产生相对位移后而碰撞受伤的时间间隔 大约为50ms，而安全气囊也正好抢在这50ms之前，大约只为30ms的时间，在 乘员与车身之间形成一道柔软的弹性保护气囊，减少受伤程度。 第11章 汽车电控系统简介 11.2 汽车安全气囊电控系统 3、防止安全气囊误开的措施 汽车发生碰撞时，汽车及其乘员在极短的时间内，从高速运动到静止， 急需安全气囊来吸收缓冲由此产生的巨大惯性力。但在正常运行时，若安全 气囊不适时的错误打开，也会给乘员和安全行驶造成伤害，所以安全气囊系 统都必须设有防止安全气囊误开的措施。具体措施如下。 配备多个安全气囊传感器。在汽车前部不同的位置设有多个安全气囊 传感器，只有全部的传感器所感知的碰撞强度都达到或超过设定强度后，都 向电子控制装置输入电信号时，才能使电子控制装置开始工作，缺一不可。 存储安全气囊引爆展开的最低碰撞强度信号。碰撞强度大，也就是汽 车的减速度值大。为避免误膨胀必须要保证汽车在高速行驶中紧急制动时， 安全气囊不会打开。因此，安全气囊膨胀展开的最小减速度值要大于紧急制 动时的减速度值。 安全气囊膨胀展开的最小减速度值（最小碰撞强度信号值）都存储在电 子控制装置的程序中。不同的国家生产的汽车，因国情不同，各自法规不同 ，这一数值有所不同。但确保乘员安全的目的是相同的，所以要掌握不同数 值的真正含义，按要求规范使用安全气囊。 第11章 汽车电控系统简介 11.2 汽车安全气囊电控系统 4、容易引起安全气囊误膨开的因素 在以下条件下会引起安全气囊误开，必须防范。 温度过高，引起火药燃烧而使安全气囊膨胀展开。 电磁波信号干扰，引起电子控制装置误动作，如车内使用大功率移动 电话等也可能使安全气囊展开。 进行汽车维修作业时，操作不规范，也会引起安全气囊误展开。 5、安全气囊作用注意事项 1）安全气囊的正确使用 安全气囊必须和安全带配合使用。安全气囊属于辅助性防撞装置，只 有和安全带配合使用，才能获得满意的结果，所以驾驶员和乘客在汽车运行 时必须系好安全带。 及时排除安全气囊的故障。发现安全气囊系统故障，必须即时排除， 绝对不能带病运行，否则会产生两种严重后果。一种是若汽车发生重度碰撞 时，需要安全气囊膨胀展开起安全保护作用，它却不能工作。另一种则是在 汽车正常运行安全气囊不应工作时，它却突然膨胀展开，给司机和乘客造成 不应有的意外伤害，甚至发生安全事故。 第11章 汽车电控系统简介 11.2 汽车安全气囊电控系统 不要人为碰撞安全气囊传感器。安全气囊传感器对碰撞冲击很敏感，所 以在对汽车进行维修作业，若有可能对传感器造成碰撞冲击时，应先将传感器 拆下，以免安全气囊不必要的突然展开，待维修竣工后，再装好传感器。 按规范保管好安全气囊系统元器件。因安全气囊系统中有火药、传爆管 等易燃易爆物品，所以其运输保管必须严格按规范进行，否则将会造成严重后 果。 2）安全操作规范 安全气囊系统元器件要保证原厂包装、单独、恰当的运输，妥善保管。 非安全气囊专业维修人员不得进行安全气囊的检查、维修工作。 不能使安全气囊的元器件受85以上的高温。 不能任意改动安全气囊系统的线路和元器件结构。 不能在装有安全气囊的部位粘贴饰物、胶条及摆放任何物品。 未成年儿童和身材短小乘员，乘坐有安全气囊的车辆时要坐后排，因气 囊对他们的保护效果不如成年人。 对安全气囊进行所有的维修作业时都必须在断开蓄电池电源线3min后再 进行，以免发生意外气囊展开。 第11章 汽车电控系统简介 11.2 汽车安全气囊电控系统 现代汽车普遍采用的电子控制自动变速器是由液力变矩器与行星齿 轮机构组合实现动力传递和变速，可将其分成液力传动、机械辅助变速 和自动控制三大功能部分，其基本组成如图11-14所示。 （1）液力传动装置 液力变矩器通过液力传递动力，将发动机飞轮输出的功率输送给行 星齿轮机构。液力变矩器可在一定的范围内实现增矩减速和无级变速， 在必要时还可通过其锁止离合器锁止液力变矩器来提高传动效率。 第11章 汽车电控系统简介 11.3 自动变速器电控系统 （2）辅助变速装置 目前普遍采用的行星齿轮式变速器包括 行星齿轮变速机构和换档执行机构两部分， 其作用是进一步增矩减速，通过变换档位实 现不同的传动比，以提高汽车的适应能力。 一般有3个或4个前进档，一个倒档。行星齿 轮机构与液力变矩器相配合，就形成了更大 范围内的变速。 （3）自动控制系统 自动控制系统包括电子控制系统和液压 控制系统（自动变速器阀体）两部分。自动 变速器ECU根据各传感器及有关开关的输入信 号产生相应的电控信号控制各电磁阀的动作 ，再通过换档阀及阀体中的各油路转换为相 应的控制油压，从而实现对换档执行机构、 油压调节装置及液力变矩器锁止装置等的自 动控制。其控制原理如图11-15。 第11章 汽车电控系统简介 11.3 自动变速器电控系统 1、自动变速器控制系统 自动变速器电控系统主要包括换挡控制系统、油压控制系统、锁止 控制系统、超越离合器控制系统四部分组成。它是根据车速传感器和节 气门开度传感器产生的信号输入到电脑，通过计算比较处理后根据预先 编制的换挡程序，确定挡位和换档点，输出换挡指令控制电磁阀线圈的 通断，改变油路，实现自动控制。 1）换挡控制系统 自动变速器控制电脑根据车速传感器输出的车速信号以及节气门位 置传感器传出的发动机负荷信号，然后按照换挡规律来确定换挡点，并 控制换挡电磁阀动作，实施自动变速器的换挡操作，另外，工况信息由 档位开关、油温传感器、超速档开关、强制降档开关等提供，主要用于 确定换挡范围。 第11章 汽车电控系统简介 11.3 自动变速器电控系统 2）油压控制系统 自动变速器电控系统油压控制是通过油压调节电磁阀的开闭占空比 信号来完成其工作的。 油压控制随节气门开度的变化而变化； 不同档位的选择，节气门油压也发生改变，以达到降低油泵负荷 ，减少发动机油耗； 发动机制动时提高了降档控制油压； 换挡时降低节气门油压，减少换挡时的冲击； 当油温低时，降低节气门油压，用以获得良好的换挡特性，但油 温低于-10时，提高节气门油压以防止离合器等因粘度过大造成动作 滞后。 3）锁止控制系统 液力变矩器采用锁止控制系统来提高传动效率。在电控自动变速器 中，使用锁止电磁阀来完成锁止工作。当锁止电磁阀通电时，液力变矩 器进入锁止状态，当锁止电磁阀断电时，液力变矩器解除锁止状态。 第11章 汽车电控系统简介 11.3 自动变速器电控系统 4）超越离合器控制系统 电控自动变速器中采用超越离合器，使发动机在制动状态下能防止 单向离合器打滑，产生良好的制动效果。超越离合器的控制通过超越离 合器电磁阀来实施。 2、电子控制自动变速器的特点 相比于传统的手动机械式变速器，这种自动变速器具有如下的优点 。 1）驾驶操作简化，提高了行车安全性 在汽车起步和运行时，自动变速器无需离合器操作和手动换档操作 ，减少了驾车操作的劳动强度，可使司机集中精力注意路面交通情况， 因此，行车的安全性得以提高。 2）提高了发动机和传动系统的使用寿命 由于自动变速器在自动换档过程中无动力中断，换档平稳，减小了 发动机和传动系统零件的动载荷；此外，液力变矩器这个“弹性元件” 可以吸收动力传递过程中的冲击和动载荷。因此，采用自动变速器的汽 车发动机和传动系统零件的寿命比采用机械式变速器的要长。 第11章 汽车电控系统简介 11.3 自动变速器电控系统 3）提高了汽车的动力性 自动变速器在起步时，由于液力变短器可连续自动变矩，可使驱动 轮上的牵引力逐渐增加，换档时动力不中断，发动机可维持在一稳定的 转速，因此可使汽车的起步、加速性能提高，汽车的平均车速也可提高 。 4）提高了汽车的通过性能 液力变矩器可以在一定的范围内自动变速来适应汽车行驶阻力的变 化，在必要时又可自动换档以满足牵引力的需要，因此显著提高了汽车 的通过性能。 5）减少了废气污染 手动换档过程常常伴有供油量急剧变化，发动机转速变化较大的情 况，容易导致燃烧不完全，使得发动机废气中有害物质增加。自动变速 器由于有液力传动和自动换档，在换档过程中发动机可保持在稳定的转 速，发动机的燃烧条件不会恶化，因此可减少发动机排放的废气对空气 的污染。 第11章 汽车电控系统简介 11.3 自动变速器电控系统 汽车制动防抱死系统，简称ABS。它是汽车上的一种主动安全装置。在汽车 制动过程中，车轮抱死拖滑时危害较大，为了防止汽车在制动过程中车轮抱死 拖滑，同时又保持较大的地面制动力，应控制车轮滑移率在20左右，因为这 时车轮与路面间的纵向附着系数和横向附着系数都处于最大，既可获得最大地 面制动力缩短制动距离；以能使汽车在制动时能较好的保持横向稳定性、方向 稳定性和转向控制能力。ABS的作用就是在汽车制动时，防止车轮抱死在路面上 滑拖，控制车轮滑移率在20左右，以提高汽车制动过程中的方向稳定性、转 向控制能力和缩短制动距离，使汽车制动更为安全有效。 1、制动防抱死系统的组成 ABS是在原传统制动系统的基础上增加了一套防止车轮制动抱死的控制系统 。该装置在制动过程中，当车轮趋于抱死，即车轮滑移率进入非稳定区时，会 迅速降低制动系统压力，使车轮滑移率恢复到靠近理想滑移率的稳定区内，通 过自动、高频率对制动系压力进行调节（其频率高达每秒十多次），使车轮滑 移率保持在理想的狭小范围内，以达到充分利用车轮与地面间纵向峰值附着系 数和较高的横向附着系数，防止车轮抱死和获得最佳制动效能。 制动防抱死系统主要由传感器、ABS控制器和执行器三部分组成。主要装置及功 用见表11-2。 第11章 汽车电控系统简介 11.4 制动防抱死系统 制动防抱死系统的组成部件及其功用 表11-2 第11章 汽车电控系统简介 11.4 制动防抱死系统 主要装置功用 传感器车速传感器产生汽车相对于地面移动速度信号，用于计算车轮 滑移率 车轮转 速传感器产生制动车轮转 速信号，用于计算车轮 滑移率和角加速度等 汽车减速度传感 器 产生汽车减速度信号，用于判别路面附着力 执行机构制动压 力调节 器受ECU控制，用于调节 制动系统的压力 液压泵受ECU控制，用于建立制动压 力调节 器控制油路的控制油压 回油泵受ECU控制，将从制动总泵 中流出的制动液泵回到总泵储 液 罐 ABS警告灯用于ABS系统故障报警和闪示故障码 控制器（ECU） 根据传感器的信号进行计算、分析及判别，输出控制信号， 控制执行机构工作 2、制动防抱死系统的工作原理 装有制动防抱死系统的车辆在制动时，防抱死电子控制系统中的传 感器会监测汽车制动时车轮是否抱死，在车轮不会被抱死的普通制动过 程中，控制器无控制信号输出，汽车的制动力完全由司机踩在制动踏板 上的力量来控制。在车轮会被抱死（如紧急制动或是在松滑路面行驶中 制动）的情况上，控制器就会根据传感器反映制动车轮抱死情况的信号 迅速作出反应，及时输出控制信号，通过执行机构（制动压力调节器） 对制动器的制动力进行调整，使车轮不被抱死。 3、汽车制动防抱死系统的型式 在制动防抱死系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路称为 控制通道。如果车轮的制动压力可以进行单独调节，则称该车轮为独立 控制；如果两个（或两个以上）车轮的制动压力是一同进行调节的，则 称这两个车轮为一同控制。当两个车轮一同控制时，如果以保证附着力 较大的车轮不发生制动抱死或驱动滑转为原则进行制动压力调节，这两 个车轮就是按高选原则一同控制；如果以保证附着力较小的车轮不发生 制动抱死或驱动滑转为原则进行制动压力调节，这两个车轮就是按低选 原则一同控制。 第11章 汽车电控系统简介 11.4 制动防抱死系统 制动防抱死系统按通道数可分四通道、三通道、双通道和单通道系统。 对应于双制动管路，按前后和对角两种布置形式；四通道制动防抱死系统相应 地也有两种结构，如图11-16所示。在四通道系统中，为了对四个车轮进行独立 控制，在每个车轮各设置一个转速传感器，并在通往各制动轮的制动管路中各 设置一个制动压力调节分装置。 四通道制动防抱死系统可以最大限度地利用每个车轮的最大附着力进行制 动，而且每个车轮都具有较高的抵抗外界横向力作用的能力。当汽车左右两侧 车轮的附着力相近时，两侧车轮所产生的制动力几乎相等，而且接近于附着力 的极限。因此，汽车不仅具有良好的方向稳定性和转向操纵能力，而且能够获 得最短的制动距离。但是，如果两侧车轮的附着力相差较大（例如汽车行驶在 附着系数分离的路面或两侧车轮的垂直载荷相差较大时），则制动过程中两侧 车轮的制动力就相差较大，由此产生的横摆力矩会严重地影响汽车的方向稳定 性，所以制动防抱死系统通常不对四个车轮进行独立的制动压力调节。 第11章 汽车电控系统简介 11.4 制动防抱死系统 三通道制动防抱死系统一般是对两个前轮进行独立控制，对两个后 轮按低选原则进行一同控制。各种三通道制动防抱死系统如图11-17所 示。 汽车在紧急制动时会发生很大的轴荷转移，使前轮的附着力比后轮 的大得多。特别是前轮驱动的汽车，通常前轮的附着力约占汽车总附着 力的7080。 对前轮进行独立控制，可使两前轮在制动过程中始终获得较大的侧 向附着力，使汽车保持良好的转向操纵能力，同时也充分地利用了两前 轮很大的纵向附着力产生制动力，这将有助于缩短汽车的制动距离。对 两后轮按低选原则进行一同控制时，即使汽车两侧车轮附着力相差较大 ，两后轮的制动力也将被限制在较小附着力的水平，使两后轮的制动力 始终保持平衡，保证汽车在各种条件下进行制动时都具有良好的方向稳 定性。 第11章 汽车电控系统简介 11.4 制动防抱死系统 当然，两后轮按低选原则一同控制时，可能会使附着力较大的后轮 不能产生充分制动。但由于后轮制动力在汽车总制动力中所占的比例本 来就较小，所以由此造成的制动力损失并不显著。尽管两前轮独立控制 可能会导致两前轮制动力的不平衡，但由于两前轮制动力不平衡对汽车 行驶方向稳定性的影响较小，而且还可以通过转向操纵对由此造成的影 响进行修正，因此，四轮制动防抱死系统大都为三通道系统。在图11- 17c）所示按对角布置的双管路制动系统中，虽然在通往四个制动轮缸 的制动管路中各设置一制动压力调节分装置，但两个后制动轮缸的制动 压力调节分装置却是由电子控制单元（ECU）按低选原则一同控制的， 因此，实际上仍然是三通道制动防抱死系统。由于三通道制动防抱死系 统对两后轮进行一同控制，对于后轮驱动的汽车就可以在传动系统中（ 如主减速器或变速器中）只设置一个转速传感器，见图11-17b），用来 感测两后轮的平均转速。对于按前后布置的双管路