《汽车电器模块》课件.ppt
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1、汽车电器与电子控制技术(六)汽车电器与电子控制技术(六)SUCCESS10/25/20221汽车电子技术的基本概念汽车电子技术的基本概念n汽车电子技术u汽车电子控制系统u车载电子信息系统汽车电子汽车电子汽车电子汽车电子技术技术技术技术车身控制车身控制车身控制车身控制发动机控制发动机控制发动机控制发动机控制底盘控制底盘控制底盘控制底盘控制汽车电子汽车电子汽车电子汽车电子控制系统控制系统控制系统控制系统车载电子车载电子车载电子车载电子信息系统信息系统信息系统信息系统安全气囊安全气囊安全气囊安全气囊中央门锁控制中央门锁控制中央门锁控制中央门锁控制车灯控制车灯控制车灯控制车灯控制空调控制空调控制空调控
2、制空调控制巡航控制巡航控制巡航控制巡航控制CCSCCS动力转向动力转向动力转向动力转向EPSEPS主动悬架控制主动悬架控制主动悬架控制主动悬架控制驱动防滑驱动防滑驱动防滑驱动防滑ASRASR防抱制动防抱制动防抱制动防抱制动ABSABS自动变速器自动变速器自动变速器自动变速器ECTECT废气再循环废气再循环废气再循环废气再循环EGREGR怠速控制怠速控制怠速控制怠速控制ISCISC喷油控制喷油控制喷油控制喷油控制EFIEFI点火控制点火控制点火控制点火控制10/25/20222汽车电控系统的基本结构汽车电控系统的基本结构n传感器nECUn执行器电子控电子控制单元制单元ECU传感器传感器传感器传感
3、器传感器传感器执行器执行器执行器执行器执行器执行器10/25/20223汽车电控系统的基本结构汽车电控系统的基本结构n电子控制单元(电子控制单元(ECUECU)u一些一些ECUECU实物图实物图10/25/20224汽车电控系统的基本结构汽车电控系统的基本结构nECU的组成u输入接口电路信号整形电平转换A/D转换等u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u输出接口电路驱动隔离D/A转换等 10/25/20225汽车电控系统的基本结构汽车电控系统的基本结构u传感器传感器u功
4、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号u作用:感受运行过程中诸如温度、压力、转速、位置、空气流量、气作用:感受运行过程中诸如温度、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体浓度等物理量的状态及变化情况u一些常用传感器:一些常用传感器:10/25/20226汽车电控系统的基本结构汽车电控系统的基本结构n执行器执行器u是是ECUECU动作命令的执行者动作命令的执行者u各类执行器件:继电器、直流电机、步进电机、电磁阀等各类执行器件:继电器、直流电机、步进电机、电磁阀等10/25/20227汽车电控
5、系统的基本结构汽车电控系统的基本结构CPURAMROMA/D转换输入处理输出处理放大执行器微控制器电子控制单元ECU传感器输入接口输出接口基准电压调节器小的模拟信号模拟信号数字(开关)信号10/25/20228汽车电控系统的基本结构汽车电控系统的基本结构nROMROM的作用:固化了的程序(厂家);的作用:固化了的程序(厂家);nRAMRAM的作用:修正数据(现场自适应值)。的作用:修正数据(现场自适应值)。10/25/20229汽车电控系统的基本结构汽车电控系统的基本结构n比例比例-积分积分-微分(微分(PIDPID)控制)控制 u也是闭环控制系统也是闭环控制系统u根据输出与预定值偏差的大小和
6、变化情况随时调整控制作用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10/25/202210汽车电控系统的基本结构汽车电控系统的基本结构n最优控制最优控制u根据传感器信号经过分析计算给出最佳控制根据传感器信号经过分析计算给出最佳控制u如点火正时、喷油脉宽的控制如点火正时、喷油脉宽的控制n自适应控制自适应控制u在外部环境条件变化时,能够自行调整或修改控制在外部环境条件变化时,能够自行调整或修改控制10/25/202211汽车电控系统的基本结构汽车电控系统的基本结构开环控制:输出量对控制单元没有影响开环控制:输出量对控制单元没有影响n n 闭环控制:通过反馈环节修正控制量闭环控制:通过反馈
7、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10/25/202212汽车传感器汽车传感器n概述概述u一般是一般是将物理量将物理量电信号电信号n分类分类u种类繁多种类繁多n发展发展u集成化(集成化(IC)u智能化智能化u高精度等特殊要求高精度等特殊要求10/25/202213汽车传感器汽车传感器n种类种类u按原理分类金属热电阻式金属热电阻式热敏电阻式热敏电阻式热电偶式热电偶式其它其它u按用途分类水温传感器水温传感器空气温度传感器空气温度传感器进气、排气温度传感器进气、排气温度传感器其它其它温度传感器概述温度传感器概述温度传感器概述温度传感器概述10/25/202214汽车传感
8、器汽车传感器n金属热电阻式金属热电阻式u电阻随温度而变化uR2=R11+a(t2-t1)a:电阻温度系数u常用金属:铜、铂u主要用于高精度测量R1R2t1t2温度电阻温度传感器原理温度传感器原理温度传感器原理温度传感器原理10/25/202215汽车传感器汽车传感器n半导体热敏电阻式半导体热敏电阻式u正温度系数(PTC)与负温度系数(NTC)u特点电阻随温度显著变化体积小,结构简单,价格低u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温度传感器原理温度传感器原理温度传感器原理10/25/202216汽车传感器汽车传感器n热电偶式热电偶式u温差电动势原理n特点u测
9、量范围大:-271-2800u便于远距离测量n应用u汽车中主要用于测量高温(如排气温度)温度传感器原理温度传感器原理温度传感器原理温度传感器原理10/25/202217汽车传感器汽车传感器n发动机用水温传感器发动机用水温传感器u作用:使作用:使ECUECU根据水温修正喷油量根据水温修正喷油量u传感器:热敏电阻式(负温度系数)传感器:热敏电阻式(负温度系数)u结构(结构(图图)u与与ECUECU的连接方法(的连接方法(图图)u特性特性温度传感器应用温度传感器应用温度传感器应用温度传感器应用冷却水温度冷却水温度电阻值电阻值(k)冷却水温度冷却水温度电阻值电阻值(k)-2010-20400.9-1.
10、304-7600.4-0.7202-3800.2-0.410/25/202218汽车传感器汽车传感器冷却温度传感器应用冷却温度传感器应用冷却温度传感器应用冷却温度传感器应用10/25/202219汽车传感器汽车传感器n发动机进气温度传感器发动机进气温度传感器u作用:修正喷油量u安装位置:一般在空气流量计内u结构及特性(图)u与ECU的连接(图)温度传感器应用温度传感器应用温度传感器应用温度传感器应用10/25/202220汽车传感器汽车传感器1-绝缘套;绝缘套;2-塑料外壳;塑料外壳;3-插座;插座;4-铜垫圈;铜垫圈;5-热敏电阻热敏电阻进气温度传感器应用进气温度传感器应用进气温度传感器应用
11、进气温度传感器应用10/25/202221汽车传感器汽车传感器n用途用途u测量气体或液体压力n种类种类u金属应变片式u半导体应变片式(压敏电阻式)u压电式(压电晶体)u霍尔效应式(膜片变形引起磁场变化)u膜片式(膜片变形改变电容量)等压力传感器压力传感器压力传感器压力传感器10/25/202222汽车传感器汽车传感器n进气歧管压力传感器进气歧管压力传感器n结构结构u属于半导体应变片式(属于半导体应变片式(图图)n原理(原理(图图)压力传感器压力传感器压力传感器压力传感器1-1-塑料外壳;塑料外壳;2-2-滤滤波器;波器;3-3-混合集成混合集成电路;电路;4-4-压力转换压力转换元件;元件;5
12、-5-滤清器滤清器1 1应变丝;应变丝;2 2基底基底3 3引线;引线;4 4金属膜引线金属膜引线10/25/202223汽车传感器汽车传感器n半导体压力传感器原理半导体压力传感器原理压力传感器压力传感器压力传感器压力传感器R1-R4:半导体压敏电阻:半导体压敏电阻10/25/202224汽车传感器汽车传感器n概述概述n种类种类u叶片式叶片式u卡门涡旋式卡门涡旋式u热线(热膜)式热线(热膜)式u量芯式量芯式空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(AFMAFMAFMAFM)10/25/202225汽车传感器汽车传感器n叶片式空气流量计叶片式空气流量计1 滑臂滑臂 2镀膜电
13、阻镀膜电阻 3进气歧管侧进气歧管侧 4叶片叶片5旁通进气道旁通进气道 6空气空气滤清器侧滤清器侧空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(AFMAFM)10/25/202226汽车传感器汽车传感器n卡门涡旋式空气流量计卡门涡旋式空气流量计空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(AFMAFMAFMAFM)超声波式超声波式原理: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
14、空气 13整流网10/25/202227汽车传感器汽车传感器n卡门涡旋式空气流量计卡门涡旋式空气流量计空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(AFMAFMAFMAFM)n反光镜式反光镜式原理: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 4光敏晶体管 5旋涡 6导压孔 7涡流发生器 8整流网10/25/202228汽车传感器汽车传感器n热线式空气流量计热线式空气流量计空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(AFMAFMAFMAFM)1防护网防护网 2取样管取样管 3白金热线白金热线 4温度补偿
15、电阻温度补偿电阻 5空气流空气流 6控制线路板控制线路板 7电连接器电连接器n基本结构基本结构10/25/202229汽车传感器汽车传感器n热膜式空气流量计热膜式空气流量计空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(AFMAFMAFMAFM)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10/25/202230汽车传感器汽车传感器n量芯式空气流量计量芯式空气流量计空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(空气流量传感器(AFMAFMAFMAFM)原理:气流推动量芯移动,带动电位计滑臂转动,
16、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10/25/202231汽车传感器汽车传感器n速度传感器的用途速度传感器的用途u发动机转速u车速u轮速n速度传感器的分类速度传感器的分类u磁脉冲式 u光电式u霍尔效应式速度传感器概述速度传感器概述速度传感器概述速度传感器概述10/25/202232汽车传感器汽车传感器n安装在变速器输出轴上安装在变速器输出轴上n原理图:原理图:1停车锁定齿轮停车锁定齿轮 2车速传感器车速传感器 3永久磁铁永久磁铁 4感应线圈感应线圈 5ECU及接口及接口电磁感应式车速传感器电磁感应式车速传感器电磁感应式车速传感器电磁感应
17、式车速传感器10/25/202233汽车传感器汽车传感器n磁脉冲式(电磁感应式)磁脉冲式(电磁感应式)u安装在分电器上安装在分电器上u结构原理图结构原理图发动机转速传感器发动机转速传感器发动机转速传感器发动机转速传感器10/25/202234汽车传感器汽车传感器n光电式光电式u安装在分电器上安装在分电器上u结构原理图:结构原理图:1-信号处理装置;信号处理装置;2-光敏光敏晶体管;晶体管;3-发光二极管;发光二极管;4-转子;转子;5-盖板;盖板;6-转子板;转子板;7-120用二极管;用二极管;8-1用二用二极管;极管;9-1信号检测窗;信号检测窗;10-120信号检测窗信号检测窗发动机转速
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