现代汽车新技术知识讲座

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1、汽车新技术的应用和发展趋势*1导言n汽车已经从上个世纪的没有马的马车，发展成 了今天的装有四个轮子的计算机。利用计算机 对汽车各个系统进行最佳优化控制，不断地满 足人类对汽车在节能、环保、安全、舒适、及 动力等性能的更新、更高的要求，是近30年来 从事汽车事业的人们努力奋斗的目标，也是世 界汽车发展到一个新的里程碑的主要标志。Date2导言n如今，无论在汽车的设计、试验与制造方面， 还是在使用、维护、管理及其结构本身，都无 不和计算机息息相关。目前，由计算机指令控 制的汽车已经达到了较高的水平。可以说，凡 是可能会影响到汽车综合性能的有关结构或工 作过程，都可以采用计算机控制。各种按需要 设计

2、的综合或独立式车用计算机已经相当成熟 。Date3现代汽车计算机控制系统概况 电控燃料喷射系统n实现完全燃烧，是汽车发动机高经济性及低排 放的关键所在。1967年德国B0SCH公司成功开 发了DJetronic电控汽油喷射系统（EFI）， 并装备在大众VW1600型轿车上，由此人类 的汽车事业开始走入了电子时代Date4电控燃料喷射系统进入20世纪70年代后，德国、美国、日本等国汽车公司相 继采用了质量流量式空气传感器，可以直接测得发动机 吸入的空气量，代替了D型系统中的速度密度式空气流 量检测系统，使电控燃油喷射系统的控水平有了质的提 高。随着大规模集成电路和微型计算机的飞速发展，德 国BO

3、SCH公司在1979年开始生产集电子点火和电控汽 油喷射于一体的Motronic数字式发动机综合控制系统， 这些系统可以对A/F、点火、怠速及废气再循环等进行 综合控制，其控制功能与精度已日趋完善。Date5电控燃料喷射系统n在电控燃料喷射系统中，电脑根据发动机转速 传感器（RPMS）、空气流量传感受器（AFS） 、节气门位置传感受器（TPS）、排气氧含量 传感器及其它各种有关汽车工况及环境状态参 数的传感受器提供的信息，经计算及优化处理 ，可以实现对喷油时刻、喷油压力、喷油率、 增压中冷进气及加速空气喷射等进行电控，使 汽车的经济性与环保性能得到极大的改善。Date6EFIEFI 系统的构成

4、系统的构成燃料泵燃料箱燃料滤清器分配管分电器爆振传感器喷油嘴电瓶空气流量计节气门位置传感器气压缓冲器ECU点火开关压力调节器ISC阀点火线圈氧传感器Date7电控点火系统n传统的蓄电池点火系统及其后的晶体管点火系 统，由于都不同程度的存在反应迟钝、机械故 障多、调整精度有限且易受多种因素影响等问 题，所以无法实现最佳点火控制。而电子控制 点火系统能综合分析发动机的转速、曲轴位置 、爆震状态、温度、海拨高度、系统电压及其 它有关传感器的信息，可以在各种不同的转速 与负荷条件下随时调整及修正点火时刻、点火 能量及点火顺序保证了最优化的点火控制。Date8电子控制点火装置n电子控制点火装置是利用半导

5、体材料代替传统的点火 系机械开关，接通或切断初级电流。n目前采用的无触点电子点火控制系统可分为有分电器 和无分电器两类。无触点电子点火系的特点是在分电 器内没有断电器的触点，而是利用各种形式的点火信 号发生器来取代。n根据点火信号发生器的工作原理不同，又可分为磁电 式、霍尔效应式、光电式、电磁振荡式。其中磁电式 和霍尔效应式的信号发生器应用较多。 Date9直接点火系统n在20世纪80年代中期出现在德国大众和美国通 用汽车发动机上的直接点火系统（DLS）取消 了传统的点火线圈和分电器。电子控制单元（ ECU）、点火控制模块（ICM）、点火信号发 生器（PIP）、气缸识别传感器（CID）、及其

6、它有关元件组成了新型的电子点火系统。大大 改善了发动机的燃烧与环保、经济与可靠性。Date10E C U点火方式同时独立点火方式点火线圈装置点火线圈装置 ( (Ignition Coil SystemIgnition Coil System) )Date11怠速控制（ISC） n怠速控制系统根据发动机冷却水温及其它相关 参数（如空调开关信号、动力转向开关信号等 ）通过怠速控制阀，控制发动机在怠速运转时 的可燃混合气的供给量，和空燃比的控制，使 发动机的怠速处于最佳状态。 Date12ISCISC阀阀 ( (I Idle dle S Speed peed C Control Valveontro

7、l Valve) )( () )怠速控制执行器怠速控制执行器(1)电磁式执行器线圈空气出口空气吸入口(2)转子式旋转滑阀Date13ISCISC阀阀( (I Idle dle S Speed peed C Control Valveontrol Valve) )ISC-ISC-伺服伺服( (Servo)Servo)电机位置传感器ISC操纵杆电机电机位置传感器Date14发动机排放控制n排放控制包括以下内容：EGR废气再循环，氧 传感器及三元催化器，CO控制，二次空气喷 射，活性炭罐电磁阀控制。n除了以上控制装置外，在发动机部分的电控系 统中还包括：进气控制（空气引导通路切换和 旅涡控制阀）发动

8、机增压控制、电动燃油泵控 制、发电机控制、冷却风扇、发动机排量、节 气门正时、二次空气喷射、油气蒸发及系统自 我诊断、警告提示、备用功能与失效保护等。 Date15在燃烧室里产生的排放气体中的HC,CO,Nox经过催化器时被Pt,Ph的作用，进行 氧化和还原反应转换成CO2,H2O,N2. 为了促进氧化反应，通过片簧阀供入新鲜空 气。构成图O2 传感器三元催化器三元催化器和三元催化器和 2 2次空气喷射装置次空气喷射装置片簧阀排放净化控制装置排放净化控制装置Date16电子控制自动变速器（ECT） n电控自动变速器由液力变矩器、行星齿轮系统、液压 控制系统、手控联杆机构、最终传动机构、壳体、散

9、 热系统、电控系统等部分组成。n液力变矩器利用液体的流动，把来自发动机的扭矩增 大后传递给行星齿轮机构，同时液压控制装置根据行 驶的需要来操纵行星齿轮系统，使其获得相应的传动 比和旋转方向，实现升挡、降挡、前进、后退。以上 过程中，扭矩的增大、油门开度和；车速信号对液压 控制装置的操纵、行星齿轮机构传动比和旋转方向的 改变，都是在变速器内部自动进行的，不需要驾驶员 操作，即进行“自动换挡”Date17电子控制自动变速器（ECT） n所以，自动变速器可以根据发动机节气门开度 信号和车速、发动机的载荷等行驶条件、按照 换挡特性，精确地控制变速比，自动适时地换 入高挡和低速挡，处于最佳挡位。该装置具

10、有 提高传动效率，降低油耗，改善换挡合适性， 汽车行驶的平稳性以及延长变速器使用寿命等 优点。Date18自动变速器Date19电子控制防抱死制动装置（ABS）如果汽车没有防抱死制动装置，在汽车制动过程 中，当制动力达到一定程度时，车轮就会抱死 ，这样不但使制动力减小，制动距离增大，而 且使制动稳定性变差，汽车会发生侧滑和甩尾 ，引发交通事故。电子电子控防抱死制动装置形式很能多，按其 控制参数可分为按车轮的滑移率控制方式、按 车轮的减速度控制方式、按车轮的滑移率和车 轮的减速度混合控制方式三种。Date20Date21电子控制悬架装置（TEMS） n电控悬架装置在悬架系统中引入微机控制的车高自

11、动 调整装置和减振器衰减力自动调整系统。该系统根据 路面状况和载重情况，改变悬架弹簧的刚度和阻尼特 性，控制车辆高度，改善车辆行驶操纵稳定性和乘座 舒适性。具体作用如下：在高质量路面上高速行驶时 ，弹簧变软，提高舒适性在凹凸不平的路面上行驶， 悬架弹簧变硬，以消除颠簸、冲击和碰撞若滿载，车 辆处于“前仰”状态，该系统可适当调整车高可减少 汽车制动时的点头现象 Date22电子控制制动力转向 n电子控制动力转向的形式较多，目前有电子控制前轮、 后轮及前后四轮转向系统。它们分别显示出不同的优越 性如有的可获得最优化的转向作用力特性，最优化的转 向回正特性，改善行驶的稳定性以及节能降低成本的作 用，

12、有的主要是为了提高转向能力和转向响应性，有的 主要用来改善高速行驶时的稳定性。 n目前电控前轮动力转向较普及，通过控制转向力，保证 汽车停驶或人或低速行驶时转向较轻便，而高速行驶时 又确保安全。 Date23巡航控制系统（CCS） n该系统一般称为恒速控制行驶系统。汽车在高 速公路上长时间行驶时，打开该系统的自动操 纵开关后，恒速行驶装置将根据行车阻力自动 增减节气门的开度，使汽车行驶速度保持一定 。该系统是一个具有速度反馈控制的微机自动 控制系统，包括速度传感器、节气门开度等传 感器、微处理器及步进电机等组成。 Date24驱动防滑控制系统（ASR）n该装置是在防抱死制动系统的基础上开发的，

13、 两个系统有许多共用组件。当驱动轮上的轮速 传感器感受到驱动轮打滑时，控制单元便通过 制动或者通过油门降低转速，使之不在打滑， 实质上是一种速度调节器。它可以在汽车起步 和弯道中速度发生急剧变化时，改善车轮与路 面间的附着力，提高行驶安全性。 Date25雷达防撞装置 n在汽车行驶过程中，由于前车速度的突然变化、道路 与气候条件不佳原因造成的追尾事故是最常见的碰撞 事故。因此准确地测定安全距离，并具有报警和自动 控制装置的电子防撞系统应运而生。汽车行驶的安全 距离由驾驶员的反应时间、汽车速度、两车相对速度 和制动减速度等多种因素决定。事先将反应时间、减 速度以及相应的安全距离存储在ROM中。雷

14、达把车距 、车速、相对速度等信息通过接口送给微机，如果实 测距离小于安全距离时，微机发生报警信息，如果驾 驶员末采取措施，且实测距离小于极限安全距离时， 执行机构会自动控制汽车制动器使车停隹，当距离又 超过极限安全距离时，制动系统恢复正常工作。 Date26倒车安全装置、安全带控制 n汽车安全倒车装置一般采用超声波作传感器，来判别 车后的障碍物的方位及距离，不同的距离采用不同的 报警方式（用蜂鸣音的长短、次数来区分）并用显示 器亮灯来表示，可以有效的防止事故的倒车发生n安全带控制装置在汽车发生任何撞碰时，可瞬间束紧 安全带。在有的汽车上，该装置还具有当微机确认驾 驶员乘客安全带使用正确无误时，

15、发动机才能起动。Date27前照灯控制及驾驶员状态监控系统n该照明系统，可在前照灯照明范围内，随着方 向盘的转动而转动，保证最佳的照明状态，并 能在会车时自动启闭和防眩。还可以根据外界 光强及道路情况，自动调整灯光亮度n驾驶员状态监控系统（EDMS）可随时监视驾 驶员的工作及身体状态，如发现有打盹、喝酒 、病态及过多的谈话等影响安全行驶的因素时 ，则给予提醒、警告甚至停车。Date28自动空调系统n自动空调系统根据设置在车内外的各种温度传 感器（车内温度、大气温度、日照温度、蒸发 器温度、发动机水温）输入的信号，由微机进 行平衡温度计算，对进气转换风扇，送气转换 风门、混合风门、水阀、加热继电

16、器、压缩机 、鼓风机等进行控制，根据乘客要求，保持车 内的温度、湿度等小气候处于最佳状态。Date29电控自动座椅n自动座椅调节装置是人体工程技术与电子控制 技术相结合的产物，能适应不同体形的乘客的 乘坐舒适性要求。该调节装置除能改变座椅的 前后、高低、靠背斜度位置外，还能存贮座椅 位置的若干个数据。只要一按按钮，就能调出 各个座椅位置和相应的后视镜的位置，如果此 时不符合存贮数据的乘员坐上，能发出蜂鸣报 警。Date30常用汽车英文缩写之意 n Quattro-全时四轮驱动系统 Tiptronic-轻触子-自动 变速器 Multitronic-多极子-无级自动变速器nABC-车身主动控制系统 DSC-车身稳定控制系统 VSC-车身稳定控制系统 nTRC-牵引力控制系统 TCS-牵引力控制系统 ABS- 防抱死制动系统 ASR-加速防滑系统 nBAS-制动辅助系统 DCS-车身动态控制系统 EBA-紧 急制动辅助系统 EBD-电子制动力分配系统 Date31常用汽车英文缩写之意nEDS-电子差速锁 ESP-电子稳定程序系统