汽车电子控制技术上课件

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1、 汽车电器电子技术汽车电器电子技术授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 参考书目参考书目l汽车电器与电子技术汽车电器与电子技术 机械工业出版社，机械工业出版社，2013.72013.7，孙仁云，孙仁云 付白学付白学l汽车电子控制技术汽车电子控制技术 机械工业出版社，机械工业出版社， 20102010年年3 3月，月， 付百学付百学l现代汽车电子控制技术现代汽车电子控制技术 国防工业出版社，国防工业出版社， 20062006年年5 5月，月， 罗玉涛罗玉涛l汽车电子控制技术汽车电子控制技术 人民交通出版社，人民交通出版社， 20052005年年1010月，月， 冯崇毅冯崇毅吉林大学吉林大学授课教师：

2、张洪坤授课教师：张洪坤第一章第一章第一章第一章 概述和基础知识概述和基础知识概述和基础知识概述和基础知识第二章第二章第二章第二章 发动机电子控制系统发动机电子控制系统发动机电子控制系统发动机电子控制系统第三章第三章第三章第三章 电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统第四章第四章第四章第四章 汽车电子防抱死制动系统汽车电子防抱死制动系统汽车电子防抱死制动系统汽车电子防抱死制动系统 第五章第五章第五章第五章 汽车巡航控制系统汽车巡航控制系统汽车巡航控制系统汽车巡航控制系统 第六章第六章第六章第六章 电子控制安全气囊电子控制安全气囊电子控制安全气囊电子控制安

3、全气囊第七章第七章第七章第七章 电子控制悬架系统电子控制悬架系统电子控制悬架系统电子控制悬架系统第八章第八章第八章第八章 车载网络技术车载网络技术车载网络技术车载网络技术第九章第九章第九章第九章 汽车电控系统设计汽车电控系统设计汽车电控系统设计汽车电控系统设计 第十章第十章第十章第十章 汽车电器技术汽车电器技术汽车电器技术汽车电器技术 主要内容主要内容吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 第一章第一章概概述述 第一节第一节 汽车电子技术的发展历史和现状汽车电子技术的发展历史和现状 一、汽车电子技术的发展历史：一、汽车电子技术的发展历史：传统汽车主要由机械部件构成，较少采用电子装置，

4、结构和性能的改善由机械装置实现 汽车电子化进程经历了：汽车电子化进程经历了：二极管、三极管、小规模集成 电路、中规模集成电路、大规模集成电路到超大规模集成电路、微处理机及复杂控制系统。 60年代初：年代初：采用简单的电子装置，二极管整流的交流发电机、电子调节器、采用晶体管的电子点火装置等 80年代以来：年代以来：电子技术广泛应用于汽车 目前：目前：汽车电子化程度已成为衡量一个国家汽车生产技术水平的重要标志吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 第一章第一章概概述述 衡量方法：衡量方法：平均每台汽车电子装置的费用 平均每台汽车电子装置所占汽车成本的比例美国： 自60年代初开始汽车电子装

5、置费用逐年增加 1970 1980 1990 1995 2000年以后美元： 25 248 872 1600 20004000 电子元器件所占整车成本比例 1970 1980 1990 1995 2000以后 8.4% 10% 13% 20% 40%以上 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤发发动动机机传传动动系系交流发电机的整流及集成调节器交流发电机的整流及集成调节器点火控制方面点火控制方面1电电子子点点火火装装置置：全晶体管式、集成式、无触电分电式、一体化点火线圈式）2点点火火正正时时控控制制：普通电子点火系与传统点火系控制原理同，靠机械调节装置完成，受机械结构和性能的限制，控

6、制精度低。微机控制点火提前角：控制精度大大提高燃燃油油供供给给方方面面：电子化油器、电子燃油喷射控制发发动动机机最最佳佳电电子子控控制制（发发动动机机管管理理系系统统）：点火、空燃比、废气再循环、怠速、爆震、喷射等柴油机最佳电子控制柴油机最佳电子控制离离合合器器电电子子控控制制：自动离合器，自动分离、结合自动变速控制自动变速控制巡航控制巡航控制转转向向控控制制：车速感应动力转向电子控制动力转向发发动动机机和和传传动动系系的的综综合合控控制制：涉涉及及车车上网络通信上网络通信 现代汽车电子装置的种类现代汽车电子装置的种类吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤安全性方面舒适性方面电子防抱

7、死制动控制（电子防抱死制动控制（ABS）驱动防滑控制（驱动防滑控制（ASR）牵引力控制（牵引力控制（TCS）安安全全气气囊囊、安安全全带带自自控控（自自动动锁锁紧紧、未未系报警）系报警）电子主动悬架电子主动悬架报报警警装装置置：防防盗盗报报警警、防防撞撞车车间间距距报报警警、轮胎气压报警轮胎气压报警电子门锁、车窗自控等、电子后视镜电子门锁、车窗自控等、电子后视镜遥控车门遥控车门座椅自动调整座椅自动调整自动空调、自动照明、自动空调、自动照明、车用电视机及音响车用电视机及音响将采用：将采用：全全自自动动空空调调：温温度度、湿湿度度、清清洁洁度度、含含氧氧量自动调节量自动调节行行驶驶路路线线最最优优

8、化化选选择择、道道路路交交通通信信息息指指示示、声控驾驶等声控驾驶等仪仪表表通通讯讯电子钟、电子油耗表、电子温度计、电子转速表、电子车速里程表电子钟、电子油耗表、电子温度计、电子转速表、电子车速里程表各种报警显示（未关门、未系安全带等）各种报警显示（未关门、未系安全带等）电电话话、通通讯讯装装置置将将采采用用：惯惯性性导导航航、卫卫星星导导航航、屏屏幕幕显显示示街街道道图图和和交交通通阻阻塞塞情情况况等等吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤二、汽车电子产品的特点二、汽车电子产品的特点 1. 安全可靠 2. 适合大批量生产，成本低 3.

9、 必须能适应苛刻的工作环境：温度、振动、灰尘、电磁干扰等 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 第一章第一章概概述述 三、汽车上采用电子装置的好处：三、汽车上采用电子装置的好处：1. 改善排汽污染、节约能源2. 提高安全性：主动安全和被动安全3. 方便操纵性，增加驾驶乐趣4. 创造更加舒适的乘车环境、改善车辆性能5. 提高性价比吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 第二节第二节 基础知识基础知识一、电子计算机基础知识一、电子计算机基础知识（一）计算机基本组成：（一）计算机基本组成：中央处理器、程序存储器、数据存储器、输入输出接口、时钟与电源等。 1

10、. 中央处理器中央处理器CPU（Central Processing Unit）：）：核心部件，它通过接口向系统各受控部件发出指令，同时进行运算、数据处理和逻辑判断等。 运算器ALU：对数据执行算术与逻辑运算、移位操作等 寄存器：通用寄存器、暂存寄存器等 控制器：发相应的控制指令，使系统按一定的时序进行操作 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 2. 存储器存储器 ROM：(read only memory)：用于存放程序、表格和常数。断电后内容不会丢失。控制系统程序、特性曲线、MAP图、换档规律表等。ROM有三种类型： a. 掩膜ROM：简称ROM，由芯片生

11、产厂家利用光刻掩膜技术 将程序写入，写入后的内容不可由用户更改，可靠性较高，大量生产时成本较低，一般用于定型产品大批量生产。 b. 可编程ROM（PROM）：出厂时未写入程序，只能由用户进行一次性写入，一旦写入便不可更改。 c. 可擦写可编程ROM（EPROM）:可由用户反复地写入程序又分 为两类：紫外线擦除 EPROM 电擦除E2PROM FLASH 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 RAM（Random Access Memory）：读写存储器或随机存取存储器，用于存放现场输入、输出的数据、运算的中间结果以及各种临时性信息。 静态RAM: 工作稳定、不

12、用刷新，但成本高、功耗大 动态RAM: 功耗小、成本低，需要刷新 常用的静态RAM: 6116，6264，62256等。 3. 输入输出接口输入输出接口(Input/Output)：是CPU 与外界进行通信和数据交换的通路，从外界来的信息经I/O口送入CPU，CPU发出的控制指令通过I/O 口送到外设 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 4. 总线总线(BUS)：传递信息的一组信号线，在CPU、存储器和I/O口之间传递信息。 数据总线DB：用于传送数据信息，数据总线的宽度（位数）决定了CPU能并行输入/输出的二进制数据的位数。8位机有8根导线，双向 地址总线

13、AB：用于传送地址信息，CPU通过地址总线寻找特定的存储器单元或I/O端口。地址总线的位数决定了微机所能直接寻址的存储器空间范围。如需对存储器内的某单元进行读或写操作时，必须先将该单元的地址码送到地址总线上，然后再发出读或写的命令，是单向信号线，地址信号由CPU 输出送入存储器或I/O口 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 例：地址总线为8条，内存的存储单元总数为28地址总线为16根，内存的存储单元总数为216=65536个即64K字节。单向 控制总线CB：用于传送各种控制信息。CPU发出的控制命令及其他部件向CPU发出的请求信息均须通过控制总线来传递。命令

14、：读数据写数据、发地址。由一些不同方向的单向信号线组成。三总线又合称为系统总线。 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（二）计算机中的数制（二）计算机中的数制 1. 数制：二进制，0和1，逢二进一， 2. 电平：计算机中用1和0分别代表高、低电平，高电平（2.7V-5V），低电平（0-0.7V）l高低电平、沿跳变l占空比：占空比=BAAA+B*100% 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（三）常用的半导体器件（三）常用的半导体器件1二极管二极管：单向导电性，正向导通，反向截止。如图： 应用于汽车上的有：l整流二极管（交流发电

15、机）l稳压二极管l开关二极管l发光二极管 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤2晶体管：晶体管：又称三极管，如图，由两个二极管组成，为电流控制元件，有三个极：基极b，发射极e，集电极c 分类：PNP型和NPN型，应用较多的是NPN型 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 作用： a. 放大作用：基极电流的很小变化能引起发射极 和集电极间电流的很大变化，发动机点火系中晶 体管点火系统用到其放大作用 b. 开关作用：导通时：饱和状态，压降为0.1-0.3V 输出低电平，关闭时：截止状态，输出高电平 3场效应管：场效应管：是一种新型

16、的晶体管，外型与普通晶体管相似，为电压控制元件，有三个极：源极S，漏极D， 栅极G 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤4光电隔离器：光电隔离器：也称光电耦合器，它通过光来传递信息使输入输出在电气上完全隔离， 作用：作用： a. 抗干扰:干扰源一般有较大的电压幅度，但能量较小只能形成微弱电流，而光电输入端的发光二极管是在电流状态下工作的，干扰源会因无法提供足够的电流而被抑制掉。光隔为密封集成件，不会受外界干扰 b. 可用于电位不同的的电路间的耦合,起电平转换作用 如图所示： 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（四）集成电路（

17、四）集成电路（IC）：）：产生前多为分立元件（元件+导线）体积大，可靠性差。60年代初，美国一家仪器公司首创把电子元器件及导线制作在一小片硅片上并封装起来。 优点：优点：结构紧凑，可靠性高，成本低，功耗小，响 应速度快。 发展：发展：a.小规模集成电路：每块芯片上的元气件数量 一般不超过100个 b.中规模集成电路 c.大规模集成电路：元件超过10万个 d.超大规模集成电路： 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤分类：分类： a.模拟型集成电路：宽带放大器，模拟乘法器，函数发生器等 b.数字型集成电路：门电路（小规模），存储器、微处理器和微控制器（大规模到超大

18、规模） c.组合型集成电路：在同一芯片上既有模拟电路又有数字电路 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤二、自动控制基础知识二、自动控制基础知识（一）自动控制系统组成：三大部分（一）自动控制系统组成：三大部分1.信号采集部分：传感器2.电子控制单元（ECU）：对传感器的各种输入信号进行分析处理，向被控装置输出控制信号3.执行器：根据ECU的输出信号完成对被控对象的操作 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（二）开环控制与闭环控制（二）开环控制与闭环控制 1. 开环控制：ECU不对控制系统的输出进行监测，即不考虑实际输出与期望输出

19、之间的差异 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤2. 闭环控制：闭环控制：ECU通过反馈传感器和反馈电路对控制系统的输出进行实时监测，并根据实际输出与期望输出之间的差异产生相应修正信号，使实际值接近期望值，控制精度高。电子油门被测对象传感器电控单元计算、分析、处理执行器反馈传感器反馈电路 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（三）（三）PID控制（比例控制（比例-积分积分-微分）：微分）：属于经典控制，它是连续系统中技术成熟、应用广泛的一种控制方式。 优点：优点：是不需了解被控对象的数学模型，只要根据经验进行调节其参数在线整定

20、，即可取得满意结果。 缺点：缺点：对被控对象参数变化比较敏感 PID控制用微机实现称作数字PID调节器，广泛应用于汽车动力传动系统，如节气门开度控制、离合器结合行程的控制 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（四）最优控制：（四）最优控制：经典控制理论不适用于多变量、时变、非线性系统，而这些系统在汽车工程中大量用到，必须采用现代控制理论的所提供的状态空间设计法。它是利用状态空间表达式，确定系统的控制规律使控制系统达到要求的性能指标。即适用于单变量、定常系统和线性系统，也适用于多变量、时变系统和非线性系统。状态空间设计法分很多种，但在汽车电子系统中多采用使二次型

21、指标最优来确定控制规律的最优控制法。 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（五）自适应控制：（五）自适应控制：是综合运用现代控制理论的一门新兴技术，研究对象是具有不确定性的系统。在反馈控制系统中，系统的微小变化对动态特性的影响可以被减弱，但当系统的参数和环境变化比较显著时，只有采用具有一定适应能力的系统才能满足要求。所谓适应能力就是系统本身能够随着环境条件或结构的不可预计的变化，自行调整或修改系统参数，这种本身具有适应能力的控制系统成为自适应控制系统自适应控制系统。自适应控制系统分类：自适应控制系统分类： 1. 前馈自适应控制： 也叫开环自适应 第一章第一章概

22、概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 应用对象：应用对象：如果通过可测信号能够观测到过程特性的改变，并且预先知道如何根据这些信号来调整控制器，那么就可应用前馈自适应控制系统。 在汽车电控系统中，为适应海拔高度、工作温度等参数的变化，控制系统通常采用这种前馈自适应。利用气压表或温度计即可测出这些参数的变化量，并且可在控制器中预先设定好系统随之所作的改变 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤2. 反馈自适应控制：如果过程特性的变化不能直接观测到，则根据系统的输入、输出信号等参数依据自适应算法计算出输入控制器的参数，使之适应过程。 第一章第一章概

23、概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（六）模糊控制：不需要预先知道过程的精确数学模型在控制过程中，首先把由各种传感器测出的精确量转化成为适于模糊运算的模糊量，然后将这些量在模糊控制器中加以运算，最后再将运算结果中的模糊量转化为精确量，以便对执行器进行具体的操作控制。 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤三、汽车电子技术基础知识三、汽车电子技术基础知识（一）汽车用微机（一）汽车用微机 1单片机定义：单片机定义：Single Chip Microcomputer 将中央处理器（CPU）、ROM、RAM、定时器/计数器和一些I/O接口电路、A/D

24、转换电路集成在一块芯片上的微型计算机，能独立完成所需控制功能。又称微控制器（Microcontroller Unit, MCU）。是微型计算机家族的重要成员。与微处理器的区别：微处理器（MPUMicro Processing Unit）将CPU做在一块集成电路芯片上使之成为一个独立的器件 第一块单片机由美国德克萨斯仪器公司于1974年推出。 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤2特点特点：（1）集成度高、功能强、通用性好（2）体积小、重量轻，价格便宜、可靠性好（3）

25、面向控制：内部具有许多适用于控制目的的功能部件其指令系统也包含了丰富的适宜于完成控制任务的指令。尤其是用于自动控制领域，完成实时控制任务。在汽车电控系统中得到广泛应用 （4）只需改动软件就可实现不同的控制功能 （5）速度快、控制精度高 4位，8位，16位，32位 目前应用广泛系列：Intel公司的MCS-51系列，MCS-96系列，Motorola多种型号,Philips的80C51系列，日本NEC公司，INFINEON公司。 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤安安3单片机分类单片机分类l无ROM型：价格低，外扩一片EPROM即可组成基本微机系统lROM型：

26、只能由制造厂商掩膜编程，适合大批量生产lEPROM型：常用的有两种封装 a. 开窗口的陶瓷封装，应用中任意擦除、写入，价格较贵适合研制样机使用， b.不开窗口，只允许一次性写入，OTP，写入后不能更改，价格仅为开窗口的1/3，适用于小批量生产。E2PROM，FLASH（快、便宜、AD精度高、可在线编程） 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（二）汽车电控系统组成（二）汽车电控系统组成 1传感器：传感器：感知车辆运行状态和外部信息，在自控系统中相当于人的感觉器官 2电子控制单元（电子控制单元（ECU）：）：是电控系

27、统的核心，通常以单片机为控制核心，外加相应的控制电路，主要作用是对输入信号进行运算、判断和处理，形成决策并发出相应的控制命令给执行器，实现自动控制功能 3执行器：执行器：用来实现控制意图 第一章第一章 概概 述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 1. 汽车用传感器汽车用传感器吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤2电子控制单元（电子控制单元（ECU）：）：（1）电源模块电源模块: :（2）微控制系统模块微控制系统模块: :（3）输入模块输入模块：（4）输出模块输出模块: : 第一章第一章 概概 述述 吉林大学吉林大学授

28、课教师：张洪坤授课教师：张洪坤3. 执行器执行器:根据ECU输出的控制信号完成相应的机械动作将电信号转换为机械运动的部件：电磁线圈、电动机、压电元器件汽车各控制系统所使用的执行器情况吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 第一章第一章概概述述 四、汽车电子技术涉及的若干技术问题：四、汽车电子技术涉及的若干技术问题：（一）微控制器：（一）微控制器：l 在汽车上应用要求：在汽车上应用要求： 1. 体积小 2. 成本低 3. I/O口多，并行处理、实时处理能力强 4. 抗干扰能力强吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 第一章第一章概概述述 l要解决的问题：要解决的问题：1. A

29、/D，D/A与微处理器复合，减少信号转换，提高微处理器处理能力和系统可靠性2.提高微处理器的基本输入输出能力，以便直接驱动高功率部件3.建立汽车专用的微处理器高级编程语言，提高编程效率4.开发具有并行处理能力的汽车专用微处理器：AMT换档过换档过程程，油门和离合器控制，双机通信中断方式，占用CPU时间。 INFINEON的的C167PEC 不占用CPU时间 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 第一章第一章概概述述 （二）存储器：（二）存储器：处于电源通断和电磁干扰环境中， 要求：要求： 1.可靠的接收和保持数据的能力 2.存储器容量足够大 3.存取速度快，数据便于修改，功耗小 吉

30、林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 第一章第一章概概述述 （三）软件：（三）软件： 1.汽车软件设计应由专项功能转为多项功能，并达到数 据共享和综合控制 2.故障诊断和故障预警软件的开发和完善：安全性要求 高，尤其随着电子元器件增多，更易受到干扰， 故障 预警软件功能：在故障发生前准确预料要出现的问题并 通知驾驶员 3.如何将人工智能、神经网络和最优控制理论应用于汽 车控制系统：需要开发出高性能的微处理器作为支持。吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（四）车用电子元器件（四）车用电子元器件 1.车上空间有限，要求安装密度和布线密度高 2.要求结构简单、坚固耐用、耐高温-

31、40125、可靠 性高 3.便于自动化大批量生产 4.开发出高可靠性的集成控制电路和功率器件 第一章第一章概概述述 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 第一章第一章概概述述 （五）传感器：（五）传感器：一般要求有五年以上的寿命，并维持两年无性能调整 智能传感器：智能传感器：能处理模拟、数字信号，并能实现某些逻辑功能，有信号处理和参数记忆功能，另外还能自动进行时间漂移，温度漂移和非线性的自校正（六）执行机构：（六）执行机构：电磁阀、电动调节阀、步进电机、直流电机等。 要求体积小、功耗小、响应速度快、驱动能力强吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 第一章第一章概概述述 （

32、七）汽车网络技术：（七）汽车网络技术： 作用：作用： 1. 解决汽车电子化中出现的线路复杂和线束增加问题， 2. 实现车上通信和资源共享， 3. 降低成本。吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 第一章第一章概概述述 存在技术问题：存在技术问题：1. 网络传输速度问题2. 网络传输安全性问题3. 网络传输的实时性及可预测性问题：基于事件触发的网络通信，当多个信息同时发送出现拥挤现象时，信息传输会出现较大延迟，且延迟时间无法预测。TTCAN：多个节点首先同步，然后在特定的时间窗口传送信息，可预测传送延迟时间，2002年推出吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤在汽车各电控系统

33、中，以发动机电控技术应用最早早早期期：使用模拟电路控制装置，发动机电子控制系统由单独的电控装置构成，主要包括：电子点火装置和汽油喷射装置。70年年代代末末：开始应用微机技术，要增加控制功能很容易很多可用软件实现，将点火控制、汽油喷射控制及辅助控制功能集中在一个电控单元上，称为集中控制系统也称发动机管理系统。从模拟电路到数字电路，从单独控制到集中控制。从模拟电路到数字电路，从单独控制到集中控制。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤第一节第一节电控汽油喷射系统电控汽油喷射系统汽油机燃油供给系统的任任务务：据发动机不同工况要求，配置相应空

34、燃比和一定数量的可燃混合气送入汽缸。两种方法： l化油器式：传统汽车采用化油器，汽油通过化油器和空气混合后进入汽缸，用化油器调节空燃比 l喷射式：通过喷油器将汽油喷入进气道内或直接喷入汽缸内，与进入的空气混合形成可燃混合气，通过控制汽油喷射装置调节控燃比。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤一、汽油喷射供给系统的发展历史一、汽油喷射供给系统的发展历史l30年年代代：汽喷技术最早开始应用于航空活塞式发动机上l50年代：年代：开始应用于轿车发动机l1967年年：德国博世公司推出第一台电控汽油喷射系统，并装在德国大众轿车上 第二章第二章发

35、动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤二、分类二、分类l按喷射系统执行机构不同分为1.单点喷射（SPI）：一个喷油器供给两个以上汽缸，喷油器安装在节气门体上，向进气总管喷油，又称节气门体喷射系统或集中喷射系统2.多点喷射（MPI）：每个汽缸进气门前部都安装一个喷油器，将燃油喷入各进气门前方 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤l按喷射控制装置型式不同分为1.机械式：喷射控制装置主要由空气计量器和燃油分配器组成两者组合成一体，喷油量的控制通过机械传动装置实现2.机电式：在机械式基础上改进而成。

36、与机械式的主要区别是在燃油分配器上安装了电液式压差调节器，由电控单元控制其动作来调节燃油量，提高了控制的灵活性3.电控式：根据各种传感器送至ECU信号获知发动机的运行状况，经运算后由ECU发出控制喷油量的指令 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤l按喷射方式不同分为1.间歇喷射或脉冲喷射：应用广泛，发动机运转期间汽油间歇喷射喷油量大小取决于喷油阀开启时间，由ECU控制2.连续喷射式：发动机运转期间汽油连续不断喷射，多用于机械式或机电式汽油喷射系统l按喷射位置不同分为1.进气道喷射式：喷油器安装在进气歧管上把燃油喷在进气道内进气门的前方

37、，是目前常用方式2.缸内燃油直接喷射：喷油器装在汽缸盖上，把燃油直接喷入汽缸内，需较高压力的喷油装置，成本高，布置复杂 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤l按喷射时序分为1.同时喷射：由ECU发控制信号控制喷油器同时喷油2.分组喷射：将多个喷油器分为不同组，由ECU分组控制喷油器轮流交替喷射3.顺序喷射：也称独立喷射，由ECU控制各喷油器按特定次序轮流喷射 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤三、电子控制汽油喷射系统三、电子控制汽油喷射系统l1967年，博世公司推出第一台D

38、型（D-Jetronic）汽油喷射系统，其经济性、动力性和排气净化性都优于化油器发动机，采用进气管压力作为控制喷油量的主要因素，缺点是在汽车突然制动、下坡节气门关闭或大气状态有较大变化时会产生加速响应不良l1973年，经改进，采用以吸入空气流量（空气流量计）作为控制喷油量的主要因素，称为L型应用广泛。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤L型电控汽油喷射系统：型电控汽油喷射系统：（一）系统组成（一）系统组成：燃油供给系统、空气供给系统和电控

39、系统组成。1燃燃油油供供给给系系统统：由电动汽油泵、燃油滤清器、燃油导轨、压力调节阀和喷油器等组成。功功能能：将汽油加压、计量和雾化后供给发动机，形成符合空燃比要求的可燃混合气。如图： 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（1）电电动动汽汽油油泵泵：供给燃油系统足够流量和规定压力的燃油，分外装式和内装式。外外装装式式：装在油箱外输油管路中。内内装装式式：装在油箱内，不易泄露，噪音小，目前广泛采用。（2）燃燃油油滤滤清清器器：过滤燃油中杂质。滤清器为精密元件，易堵塞失效，使用时间取决于受污染程度，一般行驶4万公里需更换。（3）燃燃油油导

40、导轨轨：a.将燃油均匀、等压地分配给各喷油器b.储 油 蓄 压 ， 油 轨 容 量 相 对 于 发 动 机 循 环 喷 油 量 大 得 多 ， 可 防 止 燃 油 压 力 波 动 ， 供 给 喷 油 器 以 等 量 的 油量。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（4）压力调节器：压力调节器：功功能能：使系统油压（燃油总管内的油压）与进气歧管压力之差保持恒定。由于喷油量是通过ECU发喷油脉冲，控制加给电磁喷油器的通电时间来控制的，为使喷油量唯一取决于喷油器的开启时间，必须保证喷油器前的燃油总管油压与喷油器后的进气歧管压力之差保持不变，

41、但进气歧管压力随发动机负荷变化，因此燃油总管内的油压应随进气歧管压力变化而变化，这是由压力调节器实现的。结结构构如如图图：通常直接安装在燃油总管上膜片将金属壳体分成燃油室（直接与燃油总管相连）和弹簧室（由一软管连接至进气歧管）两部分 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤工作原理：工作原理：膜片一侧承受燃油总管压力，另一侧承受进气歧管负压与弹簧压力的合力，当燃油总管的油压超过该合力作用，将推动膜片下移打开阀门，超压燃油通过回油管返回油箱,使燃油总管及燃油室内油压始终跟随进气歧管压力变化，而两者之间压差保持不变。 第二章第二章发动机电子控

42、制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（5）喷喷油油器器：喷油系统的重要部件，单点式安装在节气门体上，多点式每个汽缸装一个。结构如图结构如图工作原理：工作原理：燃油由燃油总管从喷油器顶部经滤网进入喷油器内，不通，不通电时，电时，电磁线圈内无电流，针阀被弹簧压紧在阀座上，当ECU发喷油脉冲时，线圈通电，产生电磁力，将衔铁与针阀吸起，使燃油通过轴针头部环行间隙喷出，并在喷油器头部前端将燃油粉碎雾化，与进气歧管内吸入的空气混合进入汽缸。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤燃油供给系统的工作过程：燃油供给系

43、统的工作过程：燃油由电动汽油泵从燃油箱泵出经燃油滤清器去除杂质燃油导轨通过压力调节器使系统压力保持恒定，过量压力油返回油箱经调节后的压力油送至各喷油器，接受电控单元指令。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤2空气供给系统：空气供给系统：功功能能：为发动机可燃混合气的形成提供必须的空气，测量和控制发动机运行时吸入汽缸的空气量。组组成成：进气总管、进气歧管、节气门、空气滤清器和空气流量计。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤工作过程：工作过程：空气由空气滤清器吸入，经空气流量

44、计、节气门通道进入进气总管、进气歧管，到达发动机汽缸。空气流量由驾驶员踩加速踏板操纵节气门来控制，怠速时，踏板完全松开，节气门关闭，空气由空气流量计的旁通道流入，供给怠速时所需空气。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤3电控系统：电控系统：由传感器、电控单元ECU和执行器构成（1）传感器：）传感器：空气流量计、进气歧管压力传感器发动机转速传感器温度传感器（冷却水温、进气温度）、节气门位置曲轴位置传感器（空燃比控制和点火定时控制） 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤空气流量

45、计：空气流量计：a.组成：组成：翼片、补偿挡板、回位弹簧、缓冲室、旁通空气道电位计调节螺钉、空气温度传感器 b.工作原理：工作原理：翼片轴上装有电位计，空气翼片转轴与电位计是同轴结构，发动机进发动机进气时，气时，气流推开翼片的力与作用在翼片上回位弹簧的力相平衡，使翼片可保持在稳定位置，翼片随空气流量变化在空气主通道内偏转。不进气时不进气时，翼片自动回位。翼片的偏转位置决定空气通道开启的截面积，翼片旋转的角度将直接转换至电位计上，翼片旋转角度不同产生不同的阻值，再转为电信号送入ECU。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤l由于发动机进

46、气过程中进气管系压力有波动使之吸入的空气产生脉动，缓冲室和补偿挡板用于减小翼片脉动，使翼片运转平稳。l旁通空气道：当发动机怠速，空气道内空气翼片置于关闭时，允许少量空气经旁通空气道流过，调节螺钉用于调整发动机怠速时混合气成分。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤曲轴位置传感器：组成：曲轴位置传感器：组成：信号转子、线圈和永久磁铁。作用：作用：a.提供相对于活塞上止点位置的曲轴转角信号。b.测发动机转速 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤工作原理：工作原理：信号转子上有凸齿

47、，发动机运转带动信号转子转动，信号转子与线圈之间的气隙发生变化，通过线圈的磁通量变化便会在线圈两端产生感应电压并以脉冲形式输出。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤通常将该传感器装在分点器内，分电器内的信号转子与分电器同轴旋转，分电器轴又由凸轮轴驱动，转子上有凸齿，通常凸齿数与汽缸数相等，分电器内还设有感应线圈和磁铁组成的定子，旋转过程中，转子凸齿正对定子磁极时，磁通量变化率为零，是输出负脉冲的零点，将该点作为活塞到达上止点的基准信号。在喷射系统中还需测出第第一一缸缸活活塞塞到到达达上上止止点点的信号，以便按顺序进行喷射，为此在分电

48、器内另设一传感器，转子只设一个凸齿，转一圈只出一个脉冲，将该脉冲作为第一缸活塞到达上止点的基准信号。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤发动机转速传感器 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（2）电电控控单单元元ECU：包括微控制器、程序数据存储器、信号处理电路（模数转换电路，脉冲信号放大、整形、滤波电路），喷油器驱动电路等。 l模模数数转转换换电电路路：温度、节气门位置、空气流量，压力信号 l信信号号处处理理电电路路：转速信

49、号、上止点信号，需放大、整形、滤波。 l驱驱动动电电路路：微机输出的喷油脉冲信号必须经过驱动放大，保证有足够的功率控制喷油器的开启和关闭，采用功率三极管 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤工工作作原原理理：驱动脉冲将电路接通，电磁线圈中的电流逐渐增大，增大到一定程度将针阀开启。附附加加电电阻阻：只有在使用低阻喷油器时使用，防止电磁线圈中电流过大，造成线圈发热而烧毁。低阻：0.6-3高阻：12-17消弧电路：消弧电路：消除电路中的电弧，并联到电路上 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教

50、师：张洪坤（3）执行器：电动汽油泵、喷油器 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（二）电控汽油喷射系统控制要点：（二）电控汽油喷射系统控制要点：基基本本控控制制思思路路：ECU通过空气流量计（L型）或进气歧管绝对压力传感器（D型）计计量量空空气气流流量量，根据发动机的进气量和转速计算出基基本本喷喷油油脉脉宽宽（喷油持续时间），再利用传感器检测到的冷却水温度，进气温度、节气门开度等与发动机工况有关的参数对基本喷油量进进行行修修正正，得出最佳喷油脉宽，按喷喷油油定定时时（ECU根据曲轴位置信号和判缸信号确定的）进行喷油。过程如图：过程如图

51、： 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统信号输入主控信号转速信号空气流量或进气管压力修正信号冷却水温进气温度节气门位置起动信号喷油器基本喷 油量补充修正最佳喷油量驱动电路电控单元ECU吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤1.喷喷油油量量控控制制：通过发发动动机机转转速速和吸入空空气气量量确定基本喷油量，再通过与发动机运行工况有关的参数对其进行修正，得出最佳喷油量，由ECU发占空比不同的喷油脉宽调制信号控制喷油量，不同厂家的产品采用的方法不完全一样。常常见见方方法法：喷油脉宽控制方式概括讲分为两部分，起起动动喷喷油油控控制制和起起动动后后喷喷油油控控制制，以发动机转速作为

52、转换信号（如400r/min）。（1）起起动动喷喷油油控控制制：冷机起动时，由于温度、转速较低，喷入的燃油不易汽化，有相当一部分燃油凝结在进气道管壁上，使实际吸入汽缸的混合气变稀，因此要附加喷入一定量的燃油，通常采用两种方式获得起动加浓喷油量： 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（2）起起动动后后喷喷油油控控制制：发动机转速超过预定值后，ECU自动转入起动后的喷油控制，分以下几种方式控制a.起起动动后后暖暖车车加加浓浓：起动后温度不高，仍有一部分燃油凝结在汽缸壁上，使实际吸入的混合气变稀，此时冷起动阀停止喷油，若不加浓，发动机转速会

53、明显下降。方方法法：ECU通过检测发动机温度计算喷油量，水温低时，传感器阻值大，送入ECU的电压值也大，ECU控制喷油多，水温高时，喷油少，一般水温高于60C，ECU停止附加喷油量，暖车过程完成。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤b.正正常常行行驶驶工工况况：由于大部分在中、小负荷下运行，此时保证供给经济的混合气成分，使发动机具有最低的燃油消耗率和良好的排放性能。c.加加、减减速速工工况况：加速时，节气门突然开大，短时间内混合气变稀，要求短时间内使混合气加浓，由ECU控制增加喷油脉宽。减速时，混合气变浓，由ECU控制减小喷油脉宽。

54、d.全全负负荷荷工工况况：全负荷运行时，发动机应输出最大转矩供给混合气也应加浓。全全负负荷荷工工况况的的判判断断：根据节气门传感器由ECU进行判断若是全负荷，则按该工况对喷油量进行校正。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤一、电子点火系统的发展一、电子点火系统的发展l60年年代代初初：美国通用推出晶体管点火系统（辅助触点式点火系统）工工作作原原理理:触点闭合时,电流从正极-触点-晶体管基极-负极，基极电流使晶体管导通,接通一次绕阻,产生强磁场.当触点断开时,基极无电流,晶体管截止,一次绕组中电流被切断,便在二次绕阻感应出高电压。断电

55、器触点不再直接控制一次电流的通断，而是作为晶体管的触发控制器 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤优点：优点：l流过触点的电流可以减小到一次电流的1/5到1/10不易烧蚀l与传统相比，若适当提高匝数比，可使次极电压明显提高，且点火能量显著增大缺点：缺点：l触点仍存在，表面易氧化变脏l凸轮顶块易磨损产生误差，使点火性能变差。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤l进进一一步步发发展展：触点被取消，采用电子开关取代触点断电器，称无触

56、点电子点火系统，采用点火控制器控制系统工作，克服了与触点相关的所有缺点。l70年年代代末末80年年代代初初：进入计算机控制点火系统时代，取消了断电器和点火提前装置，在点火时刻方面的控制明显优于普通的电子点火系统。另一种计算机控制点火系统将分电器也取消，称无分电器式点火系统，由计算机按发动机点火顺序直接控制点火。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤二、点火系统的分类：二、点火系统的分类：1按储能元件不同分为：按储能元件不同分为：（1）线圈式点火系统：）线圈式点火系统：是常用的点火系统，火花放电的能量（点火能量）储存在点火线圈中，结构简

57、单，性能可靠。（2）电容放电式点火系统：）电容放电式点火系统：点火能量储存在电容器中点火线圈只起变换电压的作用，多用于高速高性能的赛车。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤2按点火正时的检出方式分为：按点火正时的检出方式分为：（1）触触点点式式：传统的点火系统用触点直接接通与断开来控制一次电流，国内仍采用（2）辅助触点式：辅助触点式：优优点点：触点作为晶体管的触发控制器，触点闭合时，流过断电器触点的电流为一次电流的1/5-1/10，触点不会烧蚀，提高了触点寿命。也称晶晶体体管管式式点点火火系系统统，适用于改进传统式点火系统。缺缺点点

58、：触点仍存在，触点表面会氧化、变脏，凸轮顶快磨损产生误差，仍会使点火性能变差。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（3）无无触触点点式式：不用触点检出点火正时，而用电磁、光电等器件检测点火正时（采用无触点的传感器代替机械触点）。也称高能点火系统，可根据发动机转速的高低对一次绕组的通电时间进行控制3按点火控制方式不同分为：按点火控制方式不同分为：（1）点火控制器控制：）点火控制器控制：（2）计算机数控：）计算机数控：一般为无触点的高能点火系统普通电子点火系统在提高点火电压和点火能量方面很有效，但对点火时刻控制仍采用离心机械式或真空提前

59、装置完成（机械点火装置），由于机械系统的滞后、磨损及本身结构的限制，不能保证点火时刻始终处于最佳状态，主要介绍计算机控制的点火系统。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤三、计算机控制的点火系统三、计算机控制的点火系统：以传感器检测发动机运行状态与条件，经过微机的计算与处理，可将点火提前脚等控制在最佳值，同时可改善发动机起动性，提高怠速稳定性，降低燃油消耗，还可进行爆震控制（在经济性、动力性、运转平稳性和排放等方面达到最佳）。1系统组成：系统组成：监测发动机运转状况的传感器、处理信号并发送指令的ECU和执行ECU指令的执行器。 第二章

60、第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（1）传感器：爆震传感器）传感器：爆震传感器爆震检测方法：a.汽缸压力b.发动机机体振动c.燃烧噪声其中汽缸压力法精度最高，但传感器耐久性差且难安装，常用发动机机体振动法，检测爆振发动机机体振动的传感器有两种：磁致伸缩式和压电式，压电式又分为共振型和非共振型 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤l磁致伸缩式：磁致伸缩式：应用最早，组成如图l工工作作原原理理：将发动机震动频率转换成电信号。高镍合金组成的磁芯外侧设有永久磁铁，在其周围缠绕着感应线圈，

61、磁芯通过永久磁铁压放在和发动机汽缸连接的螺丝顶部，当磁芯由于汽缸振动而受到压力时，它的导磁性发生变化，因此在线圈内产生和气缸振动相关的感应电动势，此电动势即为传感器输出电压信号，电压信号大小与发动机振动大小及频率有关，当发动机发生设定的爆震强度时，传感器输出电压信号最大，为实现点火提前角闭环控制提供反馈信号。所有传感器中仅爆震传感所有传感器中仅爆震传感器是电控点火系统专用的，其他都器是电控点火系统专用的，其他都与电喷相同。与电喷相同。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（2）电控单元）电控单元ECU：单片机、ROM、RAM、模拟输入

62、电路、脉冲输入电路和驱动电路 （3）执行器：）执行器：可分为分电器式和无分电器式分分电电器器式式点点火火系系统统：只用一个点火线圈产生高电压然后由分电器按点火顺序依次分配到各缸火花塞上进行点火执行器：执行器：由分电器、点火线圈和点火器组成。a.分分电电器器：分电器内取消断电器，不再承担点火线圈初级绕组通断任务，仅起到对高压电的分配作用，多数分电器内装有电磁式曲轴位置传感器，有些车型将点火线圈和点火器全集成在一个分电器内。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤b.点火线圈：点火线圈：一般分为开磁路式和闭磁路式。闭闭磁磁路路式式：铁芯是封

63、闭的，磁通全部通过铁芯内部，而铁芯的导磁能力约为空气的一万倍，电器磁阻小，所需匝数少，易实现小型化，可与点火器、火花塞一体化，现代电控点火系统采用。开开磁磁路路式式：要获得与闭磁路式相同的磁通量，所需初级和次级线圈匝数多，小型化困难。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤c.点点火火器器：分离式，组合式：点火器和点火线圈做在一起I点点火火控控制制电电路路：用来分别控制功率三极管导通和截止时刻，包括点火定时和闭合角的控制。II点点火火确确认认信信号号（IGF）发发生生电电路路：当点火线圈初级电流被切断时，产生的反电动势触发IGF信号发生

64、电路输出一个点火确认信号送入ECU，若功率三极管不能正常导通或截止，ECU收不到IGF信号，表明点火系统发生故障，立即切断燃油喷射，用于故障诊断 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤III锁锁止止保保护护电电路路：当点火线圈和功率三极管T通电时间超过预定时间时，锁止电路将T截止，切断电路，保护T和点火线圈。IV过过压压保保护护电电路路：若供电电压过高，过压保护电路使T截止。工工作作过过程程：ECU据曲轴位置传感器输入的G和Ne确定点火时刻，发点火定时信号IGt点火器经其中的闭合角控制电路

65、和点火控制电路控制T导通和截止实现点火线圈初级绕组的充电和断电次级绕组感应出高电压分电器 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤无无分分电电器器式式点点火火系系统统：完全取消传统的分电器，由于点火线圈产生的高电压直接送火花塞，也称直接点火系统，有两种形式：a.双双缸缸同同时时点点火火式式：两个汽缸合用一个点火线圈，次级绕组两端分别与两个汽缸上的火花塞相连。如图所示：如图所示： 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤b.单单独独点点火火方方式式：每个汽缸的火花塞上各配一个点火线圈，

66、单独对各缸点火。优点：优点：这种形式无机械式分电器和高压导线，因此能量传导损失和漏电损失小，机械磨损或故障少，并且各缸的点火线圈和火花塞均由金属层包覆，电磁干扰大大减少，同时也减少了对其他电控系统的干扰。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤l无分电器式点火系统组成：无分电器式点火系统组成：a.点火线圈点火线圈:采用小型闭磁路点火线圈b.点点火火器器：在分电器式点火系统点火器电路的基础上增加以下两部分电路I.控制点火线圈初级绕组通断的功率三极管极其驱动电路增多，个数与点火线圈个数相等。II增加了汽缸判别电路和判缸信号，判缸信号存于EC

67、U，ECU根据曲轴角度基准位置及查表确定判缸信号状态，送入点火器。汽缸判别电路根据判缸信号状态决定接通哪条驱动电路，并将点火正时信号IGt送往与此驱动电路相连的点火线圈，完成点火。原理如图原理如图 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤四、电控点火系统控制要点：四、电控点火系统控制要点：电控系统框图如图所示将一系列适应于各种工况下的最佳点火角组成相应三维MAP图，是控制的主要依据，通过发动机台架试验，得出原始数据（主要依据不同转速和负荷工况下）并在汽车行驶过程中按预定准则优化后确定MAP图

68、，并以数据形式存入ROM。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤1点火提前角控制：点火提前角控制：（1）起动点火提前角控制：）起动点火提前角控制：主要依据发动机转速、起动开关和冷却水温，起动时发动机转速较低，进气流量不稳定，点火时刻一般固定在某一初始点火提前角，其值因发动机而异，有的将初始点火提前角定在上止点前10度，有的还考虑冷却水温，如某些日产车，在水温0以上，定在上止点前16度，低于0时，根据水温适当增大点火角。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课

69、教师：张洪坤授课教师：张洪坤（2）起起动动后后点点火火提提前前角角控控制制：起动后发动机转速超过一定值时自动转换为由ECU的点火正时信号IGt控制，ECU根据发动机转速和负荷，从存储器中找出最佳基本点火提前角，再根据有关传感器信号加以修正，得出实际点火提前角。a.基本点火提前角确定：基本点火提前角确定：I怠怠速速工工况况：怠速触点闭合时，ECU根据发动机转速和空调开关是否接通确定基本点火提前角。II正正常常运运行行工工况况：怠速触点断开，ECU根据发动机转速和负荷（进气流量、进气歧管绝对压力、节气门开度）信号，在存储器中查找该工况下最佳基本点火提前角。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子

70、控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤b.点火提前角的修正：点火提前角的修正：I暖暖机机修修正正：冷起动后，当冷却水温较低时，应增大点火提前角，如图如图 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤II过过热热修修正正：发动机处于怠速工况（怠速触点IDL接通），当冷却水温度过高时，为避免发动机长时间过热，应将点火提前角增大，发动机处于正常工况（IDL断开），当冷却水温过高时，为避免发生爆震，应减小点火提前角。如图：如图：吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤III空燃

71、比反馈修正：空燃比反馈修正：装有氧传感器的电喷系统进行闭环控制时，ECU根据氧传感器的反馈信号对空燃比进行修正，在反馈修正油量减少，混合气变稀时，适当增大点火提前角。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤2通通电电时时间间（闭闭合合角角：一一次次绕绕组组接接通通时时，分分电电器器轴轴转转过过的的角角度度）控控制制：也称点火接通角，对电感储能式点火系统，当点火线圈的初级电路接通后，初级电流按指数规律增长，初级电路断开瞬间，初级电流所能达到的值（即断开电流）与初级电路被接通时间长短有关。只有通电时间达到一定值，初级电流才能达到饱和，而次级

72、电压值与断开电流成正比，需保证通电时间能使初级电流达到一定值，但通电时间不能过长，防止线圈发热和电能消耗增大控控制制原原则则：闭合角取决于发动机转速和蓄电池的供电电压，要求在不同的蓄电池供电电压，不同转速下都应具有相同的一次电流。发动机转速升高时，增大闭合角防止储能下降，点火困难。蓄电池电压下降时，也要增大通电时间。 第二章第二章发动机电子控制系统发动机电子控制系统吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统二、自动变速器分类：二、自动变速器分类：车辆传动装置可分为：l液力传动l机械传动：机械有级传动和机械无级传动l电传动目前已实现电子控

73、制并得到广泛应用的电控自动变速器大致可分为以下几类：吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤1.电控液力自动变速器：电控液力自动变速器：AutomaticTransmission,ATl结结构构：液力变矩器+行星齿轮变速器+电控系统+液压、冷却系统应用最广l优优点点：采用液力变矩器，具有无级连续变速和变矩能力使起步换档平稳，为动力性换档，平顺性好。l缺缺点点：传动效率差，耗油量大，结构复杂，制造困难，成本高第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤2电电控控机机械械式式自自动动变变速速器器：AutomatedMechanica

74、lTransmission,AMTl结构：结构：a.干式离合器+传统固定轴式齿轮变速器+电控系统+液压系统、执行机构。为电液式AMT，动力源由液压系统中的油泵提供b.干式离合器+传统固定轴式齿轮变速器+电控系统+电机、执行机构。为全电式AMT，电机作为动力源，依靠电机转动驱动离合器、选换档执行机构动作。第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤目前普遍采用的是电液式AMT。第一台：日本五十铃，1984年推出l优优点点：原齿轮变速箱结构不变，加一些电控系统、执行机构，适合我国国情。传动效率高、省油，结构简单，易制造，成本低。l缺点：缺点

75、：采用干式离合器，易磨损，离合器寿命短，不易控制，非动力性换档，平顺性差，罗密欧。第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤3.3.双离合器式自动变速器：双离合器式自动变速器：Dual Clutch Transmission，DCT： 采用两个湿式离合器、与两个湿式离合器分别相联接的两个输入轴、按奇偶数档位分别布置在两个输入轴上的换档同步器及相应齿轮组、还有自动换档控制系统以及电控系统TCU等。主要特点是变速器各档位主动齿轮按奇、偶数档位分别与输入轴上设置的两个湿式离合器C1、C2连接，离合器C1、C2交替传递工作动力以实现档位切换

76、结构：扭转减振器+湿式离合器+变速器+电控系统+液压系统第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤优点：继承了手动变速器传动效率高、安装空间紧凑、重量轻、价格便宜等许多优点为动力换档，换档品质好。保证了车辆的加速性能和平顺性。保证车辆具有良好的经济性，使车辆在油耗和排放等方面有所改善。保护现有手动变速箱生产投资，生产继承性好。第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤4机机械械式式无无级级自自动动变变速速器器：ContinuouslyVariableTransmission,

77、CVTl结结构构：主要有带传动和链传动两种形式，电磁离合器+CVT：离合器制造困难液力变矩器+离合器：也称双无级菲亚特派力奥，洛阳三明公司。l优优点点：起步换档平顺，缺缺点点：液力变矩器+离合器传动效率低，制造难度大，成本高。第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统AT、AMT、DCTl基本结构l工作原理l控制要点： 挡位决策方法 换档过程控制吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤第二节第二节电控机械式自动变速器电控机械式自动变速器一一、电电液液式式AMT系系统统基基本本

78、组组成成：传感器+ECU+液压系统+执行机构1.液液压压系系统统和和执执行行机机构构：液压泵、压力继电器、蓄能器、电磁阀，离合器、选换档动作缸l电电磁磁阀阀：一个总阀，三个离合器控制阀，四个选换档控制阀，采用高速开关阀第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 l离离合合器器油油缸缸：离合器油缸活塞连接到离合器分离杠杆上，通过活塞运动控制离合器l选选换换档档油油缸缸：由油缸活塞推动选换档执行机构动作带动齿轮箱换档拨叉运动实现选换档，离合器：离合器：由三个电磁阀和一个油缸组成选换档：选

79、换档：由四个电磁阀和两个油缸组成5个前进档，一个倒档，油缸为三稳态油缸2挡升3档，5档降4档吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤2AMT电电控控单单元元ECU：单片机（外扩程序数据存储器）输入信号测量电路，输出接口及驱动电路，CAN接口电路。第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 中 央处理单元 光 电隔 离 模拟量 输入 电路 开关量 输入电路 CAN 接口部件 电磁阀 驱动 电路显 示 电 路故障诊断 输出电路复 位电 路硬件电路框图操纵手柄温度信号压力信号中间轴转速脚刹车信号手刹车信号档位信号CAN .HCAN.L

80、换档执行机构离合器执行机构选档执行机构压力电磁阀坡道起步执行机构显示档位 故障码输出故障代码车速发动机转速离合器行程号加速踏板吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（1）前向通道：）前向通道：a.脉冲量输入：脉冲量输入：b.模拟量输入：模拟量输入：c.开关量输入：开关量输入：档位、刹车第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（2）后向通道：）后向通道：第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（3）CAN接接口口电电路路：CAN控制器，CAN驱动器，CAN.H，C

81、AN.L第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 3传感器：传 感 器 名 称 信号种类 传 感 器 型 式 速度传感器 脉 冲霍 尔 式 离合器行程传感器 模 拟 电 位 计 档位信号传感器 模拟 线位移 操纵手柄位置 模 拟 电位计 温度传感器 模 拟 电位计 压力传感器 模 拟 电位计 节气门开度 模 拟 电位计 加速踏板位置 模 拟 电位计 刹车信号 开关吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（1）转转速速传传感感器器：测量发动机、中间轴转速及车速l车速传感器：车

82、速传感器：a.电电磁磁感感应应式式车车速速传传感感器器:由永久磁铁和电磁感应线圈组成，传感器顶端安装在靠近带齿的转子处。如如图图：工作原理：带齿的转子旋转时，齿的凸起步分不断靠近或离开传感器，通过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电压，并以交流形式输出，经处理后送入单片机第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤b.霍尔效应齿轮传感器：霍尔效应齿轮传感器：内置磁铁，内部有霍尔集成电路，输出为方波，不需整形放大，可直接送入单片机有三根

83、线，因是集电极开路，需接上拉电阻，有多少齿，就出多少方波第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（2）温温度度传传感感器器：测量液压系统油温，温度自适应控制的依据，液压油特点热敏式温度传感器：内部为热敏电阻，利用电阻随温度变化，阻值发生变化的特性，多数热敏电阻阻值随温度升高而降低。正负温度系数。如图：第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（3）节节气气门门位位置置传传感感器器：安装在节气门上，并与节气门连动线性节气门位置传感器：线性节气门位置传感器：可连续检测节气门的旋

84、转位置，并将检测到的节气门开度转换成电压信号输入微机l内部结构：如图内部结构：如图第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统l工工作作原原理理：当节气门打开时，两个触点在电阻膜上滑动，滑动电阻阻值发生变化，加+5V电压，在VTA上输出与节气门开度成比例的电压信号送入微机，当节气门全闭时，怠速信号用动触点使IDL与E2接通，输出怠速状态。l与与ECU连连接接：如如图图：节气门打开从VTA输出电压值送入A/D口变为数字信号送CPU，全闭时，IDL为低电平送入微机吉林大学吉林大学授课教师：

85、张洪坤授课教师：张洪坤（4）离离合合器器位位移移传传感感器器：测量离合器从分离到结合这断行程线位移传感器：接触式传感器，内部为一滑变电阻电阻值随滑杆移动发生变化，将阻值变化变为电压变化送入微机，离合器动作缸中的活塞运动带动离合器分离杠杆产生分离结合动作，分离杠杆又带动传感器滑杆运动，产生电阻变化，与与微微机机相相连连：三个接线端。优点：线性度好。缺点：接触式传感器，若分离行程过大，损坏传感器，加限位。模拟型霍尔传感器：非接触式传感器，霍尔元件+磁铁，外形如图。随着霍尔元件与磁铁间的距离发生变化霍尔元件信号端输出电压值发生变化，非接触式，寿命长，但线性度不好。 第三章第三章电子控制自动变速系统电

86、子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（5）操操纵纵手手柄柄：采用电位器，有五个不同位置，选择开关打到不同位置电位器输出的阻值不同，将阻值变化变为电压变化送入微机，传感器有两个输出端，一端接+5V，一端为信号端送入微机，由于每个位置电压值会有微小变化，因此取电压范围作为各个位置，而不是点第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 RND+5VLDE吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤二二、换换档档过过程程控控制制：通过软件档位决策得出应升档或降档后，则由微机发指令控制执行机构进行相应动作。 换换档档过过程程：分离离合器收油门摘空挡选档换档判断

87、是否挂上（补挂）结合离合器恢复供油 选换档动作实现是靠电磁阀开闭时间，不同温度下开阀时间不同，开阀时间存于表中，读取温度值，量化后查表得出时间，按该时间进行控制。第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤三三、离离合合器器控控制制：分离时，尽可能快，进油阀全开，结合时，过快，产生冲击，过慢，离合器滑磨，影响寿命且整个换档时间过长。用两个阀调。是整个系统控制的重点和难点。 离合器释放行程和传递扭矩的关系如图，L为离合器释放行程，即从离合器完全分离到完全结合的行程，T为传递的扭矩，从分离到结合其行程分三个阶段：（1 1）为无扭矩传递区，即

88、空行程阶段（2）为传递扭矩区（3）为扭矩不再增长区第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤阶段：阶段：为空行程阶段，越快结合越好以便快速起步和减少换档时动力中断时间，两个阀同时打开放油阶段：阶段：为扭矩不再增长阶段，越快越好 阶段：阶段：关键阶段，应放慢速度，减小冲击，达到起步换档平稳，提高乘座舒适性但为了防止滑磨时间过长影响离合器寿命，要控制在一定时间内完成，大致分为快慢快三个阶段。横坐标为时间，纵坐标为离合器行程，AB，CD控制较简单，两个放油阀同时打开，BC段控制最复杂，需在不同

89、工况下采取不同的控制策略要分段控制第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤B点确定方法：点确定方法：（1）B点预先测量好，即车辆处于停车状态，先挂一档，结合离合器，在结合离合器过程中，用万用表量离合器位置，以车辆刚启动时的离合器位置作为B，存于寄存器。 缺缺点点：测量精度差，离合器发生磨损，B点是变化的 第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（2）在线方法：在离合器分离空挡状态下，中轴转速为0，结合离合器时，离合器结合到半结合点上开始传递扭矩，此时中轴开始转动，依据这一

90、过程，采用下述方法：a.AMT系统上电，程序初始化，执行动作：分离合器摘空挡。b.发动机启动后，在空挡位置结合离合器，在离合器结合过程中，实时检测中轴转速，如果发生沿跳变，则立即触发一个中断。在中断处理程序中读取离合器位移值，将该值对应的离合器位置作为离合器半结合点，存入寄存器。每次系统上电后都进行上述检测过程。从来一个上跳沿，到触发中断，读值，所需时间很短。比较第一种。精度高，全由微机自动完成，中断处理程序流程如图：第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤C点确定方法：在换档完成，离

91、合器结合过程中，比较发动机转速和中轴转速（发=离合器主动片，中=离合器从动片），两转速相等，则到达C点，两放油阀同时打开，尽快结合离合器第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤BC段段控控制制：油门、发动机转速、转速差，三个参数影响，由三个参数确定开阀时间，存入表中。控制过程中检测油门，发、中得出转速差，量化后查表得出开阀时间，按该时间控制。油门、发动机转速大，开阀时间长，转速差大，开阀时间短。第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤第三节双离合器式自动变速器 一、方案的

92、提出：一、方案的提出：一、方案的提出：一、方案的提出：AMT是在平行轴式手动变速器的基础上加装自动操纵机构实现自动换档的，因此，它保留了原手动变速器传动效率高、价廉、省油和易于制造等优点。同时，生产继承性好。但是换档过程中产生了动力传递的中断，这种非动力换档给车辆的加速性、舒适性等带来不利影响，这样，也就不可避免地要影响换档品质以及车辆动力性和经济性。 为了既可以充分利用AMT所具有的优点，又可以消除其中断动力换档的缺点，提出了双离合器的设计方案。第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤l两两个个离离合合器器: :布置在发动机与变速

93、器之间，分干式和湿式两种类型l变变速速箱箱：内部包括与两个离合器分别相联接的两个输入轴、按奇偶数档位分别布置在两个输入轴上的换档同步器及相应齿轮组l电控系统：电控系统：TCU、传感器、线束l液液压压系系统统及及执执行行机机构构: :液压泵、液压控制单元、油液冷却系统等。 DCT系统基本组成系统基本组成吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤二、双离合器工作原理双离合器工作原理第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 这种双离合器式自动变速器（Dual Clutch Transmission，简称DCT）采用了两个湿式离合器、

94、与两个湿式离合器分别相联接的两个输入轴、按奇偶数档位分别布置在两个输入轴上的换档同步器及相应齿轮组、还有自动换档控制系统以及电控系统TCU等。它的主要特点是变速器各档位主动齿轮按奇、偶数档位分别与输入轴上设置的两个湿式离合器C1、C2连接，离合器C1、C2交替传递工作动力以实现档位切换第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 DCT工作时，车辆先以某一与一个离合器相连的档位运行,车辆自动变速器电控单元可以根据相关传感器的信号判断即将进入工作的与另一个离合器相连的下一档位，因该档位还未传递动力，故指令液压控制电磁阀十分方便的控制换档执

95、行机构，预先啮合这一档位，在车辆运行达到换档点时，只需要将正在工作的离合器分离，同时将另一个离合器接合，则使汽车以下一个档位行驶。在换档过程中，发动机的动力始终不断的被传递到车轮，所以这样完成的换档过程为动力换档。 第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 三、湿式DCT结构：扭转减振器 湿式离合器 变速器 电控系统 液压系统l双离合器布置在发动机与变速器之间，变速器的档位切换档油缸负责完成。l电控系统采集车辆运行信息、驾驶员的操作指令，然后进行判断并控制DCT的运行。同时，电控系统还要负责与发动机电控单元以及其它系统的电控单元协调

96、工作。l而液压系统则是负责接受电控系统的控制指令，对变速器的换档机构和离合器的工作进行操纵。液压系统包括液压泵、液压控制单元、以及油液冷却系统。第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 特点：双离合器自动变速器在换档过程中不存在动力中断，所以换档时没有明显的急剧减速产生，而且，两个离合器的切换时间通常在0.3秒左右，换档完成时间非常短，所以不易被驾驶室乘员感觉到，极大的提高了换档舒适性，同时也保证了车辆具有良好的经济性，对车辆油耗和排放等方面也有所改善。第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：

97、张洪坤授课教师：张洪坤 DCT与与AMT换档过程比较换档过程比较lAMT:分离离合器-摘空档-选档-换档-结合离合器(0.8-1.2秒)lDCT:分离离合器C1,结合离合器C2 (0.3秒左右)吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 开发DCT的意义 l双离合器自动变速器在换档过程中不存在动力中断，所以换档时没有明显的急剧减速产生，而且，两个离合器的切换时间通常在0.3秒左右换档完成时间非常短，不易被察觉，极大提高了换档舒适性，同时也保证了车辆具有良好的动力性和经济性，车辆油耗和排放等方面也有所改善。吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 开发DCT的意义 l其次，双离合器

98、自动变速器是在原传统的手动变速器基础上开发的，从而以结构简单的固定轴式结构达到了结构复杂的旋转轴（行星齿轮）的AT的目的，其效率高于AT。它可以充分利用原有手动变速箱的生产设备，只需增加少量的生产设备即可，这相对于AT的巨额生产设备投资而言具有极大的经济效益和社会效益吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 DCTDCT的优点的优点1、继承了手动变速器传动效率高、安装空间紧凑、重量轻等优点2、为动力换档，换档品质好。保证了车辆的加速性能和平顺性。 3、保证车辆具有良好的经济性，使车辆在油耗和排放等方面有所改善。 4、保护现有手动变速箱生产投资，生产继承性好。吉林大学吉林大学授课教师：张

99、洪坤授课教师：张洪坤 四、双离合器式自动变速器的应用双离合器式自动变速器的应用l 双离合器式自动变速器的应用范围很大，它既可以应用在大、中型车上，也可应用于轿车上而且由于它换档时间很短，也可以应用在运动车上。此外，还可应用于混合动力车上l双离合器式自动变速器动力换档的原理对混合动力车辆的研究也有参考价值。混合动力车辆一个主要的内容就是由电动机驱动向发动机驱动转换时的离合器控制策略,这个双离合器有相似的地方。 LUK公司：ESG=PSG（DCT)+起动电机第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤l奥迪 TT quattro3.2 (湿

100、式)l奥迪的新车 A3 系列l大众的高尔夫五代l捷达五代lLUK公司研制的干式双离合器第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 DCTDCT系统控制框图系统控制框图节气门开度 发动机转速 第一离合器 输入轴转速 第二离合器 输入轴转速 车速 操纵手柄位置 油液温度 其它信号TCU液压动力源 第一离合器 操纵机构第二离合器 操纵机构换档机构发动机控制 第一离合器 第二离合器 变速箱发动机吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤 第五节第五节电控液力自动变速器电控液力自动变速器l液力变矩器+行星齿轮变速器+电控系统+液压、冷却系

101、统第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤1液力变矩器：液力变矩器：由泵轮、涡轮和导轮组成 输入端与发动机飞轮相接，输出部件与行星齿轮变速器输入轴相连，实现发动机与变速器的软连接，在一定范围内实现无级变速。为提高传动效率，有些液力变矩器内装有闭锁离合器，闭锁离合器分离时，变矩器有变矩和偶合两种工况，传递、输入和输出处于软连接，结合时处于硬连接，提高传动效率。可控。第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤2行行星星齿齿轮轮变变速速器器：是电控液力自动变速器的变速机构，由行星

102、排机构及操纵机构组成，操纵机构由行星齿轮变速器中的离合器、制动器组成，通过电磁阀控制这些离合器和制动器来改变传动比第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤3液压系统：液压系统：（1）液压泵：系统动力源，由变矩器泵轮驱动，为执行控制机构供给压力油，为液力变矩器提供冷却补偿油。向行星齿轮变速器提供润滑油。（2）执行机构：（离合器、制动器的液压缸）第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（3）控制机构：主油路系统，换档信号系统，换档阀系统和缓冲安全系统。根据换档信号系统和换档阀

103、系统是采用全液压元件还是采用电子控制元件可将控制机构分两类：a.液液控控液液压压式式：离合器和制动器由各种液压阀根据节气门开度和车速决定的换档点进行液压控制。b.电控液压式：电控液压式：在自动控制过程中换档点的选择和换档信号的产生由微机控制。 第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（）电电磁磁阀阀：使用电磁阀控制液压系统中的换档阀，使离合器、制动器工作，实现自动换档使用两种阀：a.开关式电磁阀：开启关闭油路，用于控制换档阀和液力变矩器 的闭锁离合器锁止阀。 工作原理：工作原理：只有两种工作状态，全开和全闭第三章第三章电子控制自动变

104、速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤b.脉冲式电磁阀：脉冲式电磁阀： 作用：作用：控制油路中油压的大小 工作原理：工作原理：微机通过脉冲的占 空比 来改变阀开启和关闭的 时间 比例， 来开启和关闭 泄油孔，达到控制油路压力的 目 的占空比越大，通电时间 越 长，经电磁阀流出的变速 器 油越多，油路压力越低第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤电控系统：电控系统：传感器、和线束构成电电控控装装置置图图：电喷和自动变速做在一起，如图：第三章第三章电

105、子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤输入信号：输入信号：（）开关信号： a. 选档手柄、 b.模式开关：(POWER)动力模式：动力性换 档规律，延迟换档 （ECONOMY）经济模式：经济性换档规律 M（MANUAL）手动模式： （SNOW）雪地模式 c.点火开关第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤（）模拟信号：节气门位置、油温（）脉冲信号：发、中、车输出信号：输出信号：（）控制电磁阀信号（）失效指示灯传传感感器器：节气门，发，车

106、，输入轴，温度传感器，一些控制开关第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤l电控自动变速器的故障诊断电控自动变速器的故障诊断故故障障诊诊断断和和失失效效保保护护功功能能：自动变速器的电控系统任何一个环节出现故障，都会影响整个系统的正常工作，因此，在ECU中设专门的故障自诊断电路。故故障障诊诊断断：及时发现电子控制装置中的故障，记录故障信息失失效效保保护护：出现故障时尽可能使自动变速器保持最基本的工作能力。维持汽车行驶，便于进厂维修，通常在ECU中设有专门的故障自诊断电路，在汽车行驶过程中不断监测所有传感器和电动执行器的工作状态，一旦

107、发现有故障，ECU具有以下几种保护功能：第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤1设故障警告灯，以提醒司机：大部分日产汽车以超速档指示灯O/DOFF作为故障指示灯 当该灯闪亮拨动超速档开关也不能将其熄灭时，说明电控装置出现故障，而一些欧洲车型以变速杆位置指示灯作为故障指示灯。2记录并存储故障内容便于维修时使用：记录在存储器内，只要不拆除汽车蓄电池，被测到的故障代码会一直保存在存储器中，维修时将故障代码读出，为查找故障部位提供依据。 第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤

108、3具具有有失失效效保保护护程程序序：以保持汽车的基本行驶能力，但工作性能会受到影响a.节节气气门门位位置置传传感感器器出出现现故故障障：若怠速开关工作正常，则按怠速开关的状态进行控制，断开时，50%油门，节气门油压按最大值输出，接通时，按全闭状态控制，节气门油压按最小值输出。b.车车速速传传感感器器出出现现故故障障：两个微电脑不能进行档位判断此时自动变速器档位可由选档手柄位置决定，在D，S则在超速档或三档，L，在2，1，或不论在任何前进档变速器均为1档，保持基本行驶能力，许多车型有两个车速传感器第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学授课教师：张洪坤授课教师：张洪坤c.输输入入轴轴转转速速传传感感器器出出现现故故障障：停止减转矩控制，此时换档冲击会增大d.液液压压油油温温传传感感器器出出现现故故障障：一种是几个换档电磁阀中有若干个出现故障，控制其他无故障电磁阀工作，保证仍能升档或降档，但会失去某些档位功能，可能出现跳档。另一种是无论有几个阀出现故障都停止所有档位电磁阀工作，变速器档位按选档手柄位置决定。e.锁止电磁阀出现故障：锁止电磁阀出现故障：停止闭锁离合器控制，使闭锁离合器始终处于分离状态。第三章第三章电子控制自动变速系统电子控制自动变速系统 吉林大学吉林大学