汽車電子控制裝置教案

1、汽車電子控制裝置教案200 /200 學年 第 學期課程名稱：汽車電子控制裝置 授課教師：王猛班級：第 1 講題目：第一章 電控汽油噴射系統(tǒng)第1講 電控汽油噴射系統(tǒng)概述與類型第 周 星期 本講教學目標：知識點：·汽油噴射技術的發(fā)展·電控汽油噴射系統(tǒng)的分類·電控汽油噴射系統(tǒng)的特點·汽油噴射系統(tǒng)的基本類型能力點：·能夠正確分析理解電控汽油噴射系統(tǒng)的特點·具備判斷電控汽油噴射系統(tǒng)不同類型的能力本講主要內容：·汽油噴射系統(tǒng)概述·電控汽油噴射系統(tǒng)基本類型本講教學要求及適合專業(yè)：·汽車檢測與維修專業(yè)（2課時）

2、3;汽車維修與營銷專業(yè)（2課時）·汽車電子技術專業(yè) （2課時）·汽車制造與維修專業(yè)（2課時）·啟發(fā)分析汽油噴射系統(tǒng)概述·重點講解電控汽油噴射系統(tǒng)基本類型教學重點： ·電控汽油噴射系統(tǒng)的基本分類·電控汽油噴射系統(tǒng)的特點教學難點： ·電控汽油噴射系統(tǒng)的基本分類 教學方法及手段：導入、啟發(fā)分析、對比講解、重點講解、歸納總結、多媒體作業(yè)或課外閱讀資料：·同步學習汽車構造課程建設網頁中的汽車發(fā)動機網絡教程·具體書面作業(yè)從汽車發(fā)動機網絡教程下載，由教師根據不同專業(yè)要求布置1 / 45上一講 回主頁 下一講不同專業(yè)本章

3、內容比較：·汽車檢測與維修專業(yè)（8課時）·啟發(fā)分析電控汽油噴射系統(tǒng)概述與類型·重點講解燃油供給系統(tǒng)構造與原理·重點講解空氣供給系統(tǒng)構造與原理·重點講解電子控制系統(tǒng)構造與原理·啟發(fā)分析電控汽油噴射系統(tǒng)的功能·汽車維修與營銷專業(yè)（8課時）·汽車制造與維修專業(yè)（2課時）·啟發(fā)分析電控汽油噴射系統(tǒng)概述與類型·其它內容在汽車電子技術課中重點講解·汽車電子技術專業(yè) （2課時）·啟發(fā)分析電控汽油噴射系統(tǒng)概述與類型·其它內容在電噴發(fā)動機課中重點講解本講教學內容：由化油器式燃料供給系

4、導入啟發(fā)分析：一、電控汽油噴射系統(tǒng)概述·要求學生了解汽油噴射的基本概念1汽油噴射的基本概念 （1）汽油噴射·一定數量和壓力的汽油經過噴油器直接噴入氣缸或進氣歧管（2）汽油噴射系統(tǒng)·汽油噴射式發(fā)動機燃油供給裝置的簡稱。包括：燃油系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)·對比化油器式發(fā)動機講解其優(yōu)點2汽油噴射的優(yōu)點 ·能根據發(fā)動機工況的變化供給最佳空燃比的混合氣·供入各氣缸內的混合氣，分配均勻性較好·提高了發(fā)動機充氣效率，從而增加了發(fā)動機的功率和扭矩·減少油耗和改善排放性·發(fā)動機冷起動性和加速性較好·要求學生了解汽

5、油噴射的發(fā)展3汽油噴射的發(fā)展 ·汽油噴射技術最初為航空發(fā)動機設計·60年代前，大多采用機械式柱塞噴射泵·60年代，歐美日制定嚴格的汽車排放法規(guī) ·70年代，各國制定汽車燃油經濟性法規(guī)·1967年，Bosch公司K-Jetronic機械式汽油噴射系統(tǒng)，后改進為KE-Jetronic機電混合控制式·6070年代，電控汽油噴射經歷了晶體管、集成電路和微機控制·90年代后，電控汽油噴射已占統(tǒng)治地位·要求學生理解掌握汽油噴射的分類4汽油噴射系統(tǒng)的分類圖6-1：按噴油器安裝位置分類（1）按噴油器安裝位置（圖6-1）·

6、單點噴射（SPI）：也稱節(jié)氣門體噴射（TBI）·多點噴射（MPI） 圖6-2：按噴射時序分類（2）按噴射時序（圖6-2）·同時噴射：所有噴油器同時噴油·分組噴射：兩個噴油器同時噴油·順序噴射：按各缸進氣行程的順序輪流噴射 （3）按噴油方式·連續(xù)噴射：多用于機械式或機電結合式汽油噴射系統(tǒng)，噴油量大小不取決于噴油器·間歇噴射：廣泛應用于現代電控汽油噴射系統(tǒng)， 噴油量大小取決于噴油器噴油閥開啟時間（4）按噴射部位·缸內噴射：汽油直接噴射入氣缸內（目前應用少）， 需要較高噴射壓力（約35MPa），噴油器結構和布置比較復雜·

7、缸外噴射：將噴油器安裝在進氣管或歧管上，噴射壓力低壓（約0.200.35MPa）（5）按控制裝置·機械式汽油噴射系統(tǒng)：汽油的計量是通過機械方式實現的。如Bosch公司K-Jetronic系統(tǒng)·機電結合式汽油噴射系統(tǒng)：汽油的計量是通過機械和電液方式實現的。如Bosch公司KE-Jetronic系統(tǒng)·電控式汽油噴射系統(tǒng)：汽油的計量是通過電控單元和電磁噴油器實現的。如Bosch公司Motronic系統(tǒng)（6）按空氣量檢測方式·直接測量式（壓力型）：將歧管絕對壓力和轉速信號輸送到ECU計算出進氣量。如Bosch公司D-Jetronic系統(tǒng)·間接測量式（流

8、量型）：用空氣流量計測量進氣量。如Bosch公司L-Jetronic系統(tǒng)重點講解：二、電控汽油噴射系統(tǒng)基本類型·要求學生理解掌握Bosch公司Motronic系統(tǒng)組成及特點圖6-3：Bosch公司Motronic M3.8.2系統(tǒng)1Bosch公司Motronic M3.8.2系統(tǒng)（SANTANA 2000 GSi）（圖6-3）·熱膜式空氣流量計測量進氣量·無分電器電控點火系統(tǒng)·節(jié)氣門直動式怠速進氣控制·全電腦控制冷起動噴油·要求學生理解掌握Bosch公司D-Jetronic系統(tǒng)組成及特點圖6-4：Bosch公司D-Jetronic系統(tǒng)

9、2Bosch公司D-Jetronic系統(tǒng)（奔馳 280SE 豐田CROWN等）（圖6-4）·進氣壓力傳感器測量進氣量·補充空氣閥和怠速調節(jié)螺釘控制怠速進氣（早期電控系統(tǒng)采用，后采用怠速控制閥）·熱時間開關控制冷起動噴油·有分電器的電控點火系統(tǒng)·要求學生理解掌握Bosch公司L-Jetronic系統(tǒng)組成及特點圖6-5：Bosch公司L-Jetronic系統(tǒng)3Bosch公司L-Jetronic系統(tǒng)（圖6-5）·空氣流量計測量進氣量·補充空氣閥和怠速調節(jié)螺釘控制怠速進氣（早期電控系統(tǒng)采用，后采用怠速控制閥）·熱時間開關控

10、制冷起動噴油·有分電器的電控點火系統(tǒng)·要求學生理解掌握Bosch Mono-Jetronic系統(tǒng)組成及特點圖6-6：Bosch公司Mono-Jetronic系統(tǒng)歸納小結：·概括基本內容，歸納重點內容，布置下一講主要教學內容4. Bosch公司Mono-Jetronic系統(tǒng)（圖6-6）·汽油單點噴射系統(tǒng)，噴射壓力低，結構簡單、成本低、工作可靠 ·采用怠速控制閥控制怠速進氣·有分電器的電控點火系統(tǒng)汽車電子控制裝置教案200 /200 學年 第 學期課程名稱：汽車電子控制裝置 授課教師：王猛班級：第 2 講題目：第一章 電控汽油噴射系統(tǒng)第2

11、講 燃油供給系統(tǒng)第 周 星期 本講教學目標：知識點：·電動燃油泵的結構原理及控制過程·燃油壓力調節(jié)器的結構原理及控制過程·噴油器的結構原理及控制過程·冷起動噴油器的結構原理及控制過程能力點：·能夠正確理解燃油供給系統(tǒng)主要元件的結構原理·能夠正確分析燃油供給系統(tǒng)主要元件的控制電路及控制過程本講主要內容：·電動燃油泵·燃油壓力調節(jié)器·噴油器·冷起動噴油器和熱時間開關本講教學要求及適合專業(yè)：·汽車檢測與維修專業(yè)（2課時）·汽車維修與營銷專業(yè)（2課時）·重點講解電動燃油泵、

12、燃油壓力調節(jié)器、噴油器、冷起動噴油器和熱時間開關的結構原理·啟發(fā)分析電動燃油泵、燃油壓力調節(jié)器、噴油器、冷起動噴油器和熱時間開關的控制電路及控制過程教學重點： ·燃油供給系統(tǒng)主要元件的結構原理及控制過程教學難點： ·燃油供給系統(tǒng)主要元件的控制電路及控制過程教學方法及手段：導入、重點講解、對比介紹、啟發(fā)分析、對比分析、歸納總結、多媒體作業(yè)或課外閱讀資料：·同步學習汽車構造課程建設網頁中的汽車發(fā)動機網絡教程·具體書面作業(yè)從汽車發(fā)動機網絡教程下載，由教師根據不同專業(yè)要求布置上一講 回主頁 下一講本講教學內容：由電控燃油噴射系統(tǒng)組成導入燃油供給系統(tǒng)及功

13、用圖6-7：燃油供給系統(tǒng)組成·燃油供給系統(tǒng)組成：燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調節(jié)器、噴油器、冷起動噴油器、油壓脈沖衰減器等。（圖6-7）·燃油供給系統(tǒng)功用：供給噴油器一定壓力的汽油，噴油器根據電腦指令噴油。重點講解：一、電動燃油泵重點介紹：1電動燃油泵結構與原理·要求學生理解滾柱式電動汽油泵的結構與原理圖6-8：滾柱式電動汽油泵結構（1）滾柱式電動汽油泵（圖6-8）1）工作過程·轉子偏心地安裝在泵體內，滾柱裝在轉子的凹槽中。當轉子旋轉時，滾柱在離心力的作用下緊壓在泵體的內表面上；同時在慣性力的作用下，滾柱總是與轉子凹槽的一個側面貼緊，從而形成若干個工作腔

14、。·在汽油泵工作過程中，進油口一側的工作腔容積增大，成為低壓吸油腔，汽油經進油口被吸入工作腔內。在出油口一側的工作腔容積減小，成為高壓油腔，高壓汽油從壓油腔經出油口流出。·限壓閥（溢流閥）的作用是當油壓超過0.45MPa時開啟，使汽油回流到進油口，以防止油壓過高損壞汽油泵。·在出油口處裝設單向止回閥（出油閥），當發(fā)動機停機時，止回閥關閉，防止管路中的汽油倒流回汽油泵，借以保持管路中有一定的油壓，目的是再起動發(fā)動機時比較容易。2）特點·運轉噪聲大、油壓脈動大、泵內表面和轉子易磨損對比介紹：·要求學生理解葉片式電動汽油泵的結構與原理圖6-9：葉片式

15、電動汽油泵（2）葉片式電動汽油泵（圖6-9）1）工作原理·葉輪是一個圓形平板，在平板的圓周上加工有小槽，形成泵油葉片。葉輪旋轉時，小槽內的汽油隨同葉輪一同高速旋轉。由于離心力的作用，使出口處油壓增高，而在進口處產生真空，從而使汽油從進口吸人，從出口排出2）特點·運轉噪聲小、泵油壓力高、葉片磨損小、使用壽命長啟發(fā)分析：2電動燃油泵的控制·要求學生分析理解燃油泵繼電器控制電路及控制過程圖6-10：燃油泵繼電器控制電路（1）燃油泵繼電器控制電路（圖6-10）·點火開關STA：起動機繼電器閉合，同時ECU有STA信號，起動機起動。·STA信號和NE信號

16、輸入ECU：Tr1接通，開路繼電器閉合，燃油泵運轉。·起動或重負荷時：ECU中的Tr2斷開，燃油泵繼電器閉合，燃油泵高速運轉； ·怠速或輕負荷時：ECU中的Tr2接通，燃油泵繼電器斷開，電流流過燃油泵電阻器，燃油泵低速運轉對比分析：·要求學生分析理解（2）燃油泵ECU控制電路（圖6-11）燃油泵ECU控制電路及控制過程圖6-11：燃油泵ECU控制電路·起動或重負荷時：發(fā)動機ECU通過FPC端子向燃油泵ECU發(fā)出高電平信號，燃油泵ECU向燃油泵輸出高電壓(約12V)，燃油泵高速運轉·怠速或輕負荷時：發(fā)動機ECU通過FPC端子向燃油泵ECU發(fā)出低電

17、平信號，燃油泵ECU向燃油泵輸出低電壓(約9V)，燃油泵低速運轉對比分析：·要求學生分析理解燃油泵開關控制電路及控制過程圖6-12：燃油泵開關控制電路（3）燃油泵開關控制電路（圖6-12）·起動時：起動機繼電器閉合，開路繼電器線圈L1通電，開路繼電器觸點閉合，燃油泵運轉。·起動后正常運轉：翼片式空氣流量計中的翼片因進氣氣流轉動，使燃油泵開關閉合，開路繼電器線圈L2通電，開路繼電器觸點閉合，燃油泵運轉重點講解：二、油壓調節(jié)器重點介紹：·要求學生理解油壓調節(jié)器功用、結構及工作過程1油壓調節(jié)器功用·噴油壓力 = 供油壓力進氣管壓力 （使燃油供給系統(tǒng)的

18、壓力與進氣管壓力之差即噴油壓力保持恒定）2油壓調節(jié)器結構及工作過程（圖6-13）·當進氣管壓力減小時，油壓調節(jié)器中的膜片克服彈簧的彈力向上彎曲，回油閥口開啟，汽油經回油口流回汽油箱，使燃油供給系統(tǒng)的壓力下降，但兩者的壓差保持不變。·當進氣管壓力增大，膜片向下彎曲，將回油閥口關閉，回油終止，燃油供給系統(tǒng)的壓力增大，使兩者的壓差仍然保持不變。·燃油供給系統(tǒng)的壓力與進氣管壓力之差由油壓調節(jié)器中的彈簧的彈力限定，調節(jié)彈簧預緊力即可改變兩者的壓力差，也就是改變噴油壓力圖6-13：油壓調節(jié)器結構及工作過程啟發(fā)分析：·要求學生理解掌握油燃油壓力控制過程及功用圖6-13

19、：燃油壓力控制3燃油壓力控制（圖6-13）·改善高溫起動性能：高溫狀態(tài)下起動發(fā)動機，ECU接收到冷卻液的高溫信號，便會接通VSV，將空氣抽入壓力調節(jié)器的膜片室，提高燃油壓力，防止高溫時的燃油氣阻。·高溫起動后約90120s，控制終止，燃油壓力恢復正常。重點講解：三、噴油器·要求學生理解噴油器功用及類型1噴油器的功用·按電控單元指令將一定數量的汽油適時地噴入進氣管內2噴油器的類型·按噴油口結構：軸針式、孔式·按線圈電阻值：高阻（1316）、低阻（23）·按用途分：MPI用、SPI用·按燃料位置：上端供油式、側面供油式

20、·要求學生理解掌握噴油器結構和工作原理3噴油器的結構和工作原理（圖6-14）圖6-14：噴油器的結構和工作原理·噴油器相當于電磁閥·通電時電磁線圈產生電磁力，銜鐵及針閥吸起，噴油器開啟，汽油經噴孔噴入進氣道或進氣管·斷電時電磁力消失，銜鐵及針閥在復位彈簧的作用下將噴孔封閉，噴油器停止噴油。·噴油器的通電、斷電由電控單元以電脈沖控制。·噴油量由電脈沖寬度決定。脈沖寬度=噴油持續(xù)時間=噴油量·一般針閥升程約為0.1mm，而噴油持續(xù)時間在2l0ms范圍內·要求學生理解分析噴油器的三種控制電路4噴油器的控制電路·

21、順序噴射控制電路·分組噴射控制電路·同時噴射控制電路重點講解：四、冷起動噴嘴及熱時間開關·要求學生理解掌握冷起動噴油工作狀態(tài)圖6-14：冷起動噴油工作狀態(tài)1冷起動噴嘴功用·當發(fā)動機低溫起動時, 噴入附加汽油,以加濃混合氣2冷起動噴油工作狀態(tài)（圖6-14） （a）導通噴油狀態(tài) （b）斷開不噴油狀態(tài)·要求學生理解掌握熱時間開關的工作3熱時間開關·當水溫低于14°C時，觸點閉合（視具體車型而異）·當水溫高于25°C時，觸點斷開（視具體車型而異）·當反復起動時，熱電絲發(fā)熱，金屬片保持彎曲，使觸點始終斷開

22、，停止冷起動噴油，避免起動失敗時混合氣過濃·要求學生理解掌握冷起動噴油的類型4冷起動噴油的類型·熱時間開關+冷起動噴嘴控制（早期常用）·ECU+熱時間開關+冷起動噴嘴控制·ECU通過噴油器控制，取消了冷起動噴嘴簡要介紹：·要求學生了解燃油分配管結構及功用圖6-15：燃油分配管五、燃油分配管·燃油分配管功用：將汽油均勻等壓輸送給各缸噴油器（圖6-15）·因其容積大，故有儲油蓄壓、減緩油壓脈動的作用簡要介紹：·要求學生了解油壓脈沖衰減器功用及原理圖6-16：油壓脈沖衰減器歸納小結：·概括基本內容，歸納重點內容

23、，布置下一講主要教學內容六、油壓脈沖衰減器1油壓脈沖衰減器功用·衰減噴油器噴油時引起的燃油壓力脈動，使燃油系統(tǒng)保持壓力穩(wěn)定2油壓脈沖衰減器原理（圖6-16）·油壓脈動時膜片彈簧被壓縮或膨脹，膜片下方的容積略有增大或減小以穩(wěn)定油壓汽車電子控制裝置教案200 /200 學年 第 學期課程名稱：汽車電子控制裝置 授課教師：王猛班級：第 3 講題目：第一章 電控汽油噴射系統(tǒng)第3講 空氣供給系統(tǒng)第 周 星期 本講教學目標：知識點：·空氣流量計的結構原理及控制過程·進氣絕對壓力傳感器的結構原理及控制過程·怠速控制閥的結構原理及控制過程·慣性增壓進

24、氣系統(tǒng)的原理及控制過程能力點：·能夠正確理解空氣供給系統(tǒng)主要元件的結構原理·能夠正確分析空氣供給系統(tǒng)主要元件的控制電路及控制過程本講主要內容：·空氣流量計·進氣絕對壓力傳感器·怠速控制閥·補充空氣閥·慣性增壓進氣系統(tǒng)本講教學要求及適合專業(yè)：·汽車檢測與維修專業(yè)（2課時）·汽車維修與營銷專業(yè)（2課時）·重點講解空氣流量計、進氣絕對壓力傳感器、怠速控制閥的結構原理·啟發(fā)分析空氣流量計、進氣絕對壓力傳感器、怠速控制閥的控制電路及控制過程·簡單講解補充空氣閥、慣性增壓進氣系統(tǒng)教學重點

25、： ·空氣供給系統(tǒng)主要元件的結構原理及控制過程教學難點： ·空氣供給系統(tǒng)主要元件的控制電路及控制過程教學方法及手段：導入、重點講解、對比介紹、啟發(fā)分析、對比分析、歸納總結、多媒體作業(yè)或課外閱讀資料：·同步學習汽車構造課程建設網頁中的汽車發(fā)動機網絡教程·具體書面作業(yè)從汽車發(fā)動機網絡教程下載，由教師根據不同專業(yè)要求布置上一講 回主頁 下一講本講教學內容：由電控燃油噴射系統(tǒng)組成導入空氣供給系統(tǒng)·空氣供給系統(tǒng)功用：供給與發(fā)動機負荷相適應的清潔空氣，直接和間接計量空氣質量，與噴油器噴出的汽油形成最佳混合氣。·空氣供給系統(tǒng)組成：空氣計量裝置（空氣

26、流量計或進氣壓力傳感器）、怠速控制閥、補充空氣閥、慣性增壓進氣系統(tǒng)、節(jié)氣門位置傳感器、進氣溫度傳感器等（后兩個傳感器在下講介紹）。圖6-17：L-Jetronic空氣供給系統(tǒng)·L-Jetronic空氣供給系統(tǒng)（圖6-17）圖6-18：D-Jetronic空氣供給系統(tǒng)·D-Jetronic空氣供給系統(tǒng)（圖6-18）重點講解：一、 空氣流量計簡單介紹：·要求學生了解翼片式空氣流量計主要結構、工作原理及控制電路1翼片式空氣流量計（1）結構及功能（圖6-19）·為體積流量型，六七十年代較為流行·緩沖片（視頻）：緩沖室內空氣對緩沖片的阻尼作用，使翼片轉動

27、平穩(wěn)·旁通空氣調節(jié)螺釘：調節(jié)怠速時旁通空氣量的大小，從而調節(jié)怠速混合氣的成分·電位計：將翼片轉動的角度轉換為電信號（2）工作原理·翼片全關時，沒有進氣量，產生電壓信號最強·翼片打開時，進氣量由小變大，產生電壓信號有強變弱·翼片全開時，進氣量最大，產生電壓信號最弱圖6-19：翼片式空氣流量計結構圖6-20：早期凌志ES300發(fā)動機翼片式空氣流量計控制電路（3）控制電路（圖6-20）·下圖為早期凌志ES300發(fā)動機翼片式空氣流量計，集成有三個元件·空氣流量計：VC（電源）、VS（空氣流量信號）、E2（接地）·進氣溫度傳

28、感器：THA（溫度信號）、E1（接地）·燃油泵開關對比介紹：·要求學生理解掌握光電式卡門漩渦式空氣流量計主要結構、工作原理及控制電路圖6-21：光電式卡門漩渦式空氣流量計結構原理2卡門漩渦式空氣流量計（1）光電式1）結構與原理（圖6-21）·卡門漩渦原理：流體流過渦流發(fā)生體時，流體會產生系列漩渦，且漩渦頻率與流體流速成正比。·光電式傳感器：由發(fā)光二極管、振動反光鏡、光敏三極管組成。漩渦頻率通過壓力孔使振動反光鏡振動，光敏三極管接受因振動產生變化的光能，轉化為脈沖電壓信號，該脈沖信號與漩渦頻率成正比圖6-22：光電式卡門漩渦式空氣流量計控制電路及接口2）控

29、制電路（圖6-22）·圖中某款車型卡門漩渦式空氣流量計，集成有二個元件·空氣流量計：V1（電源）、V2（空氣流量信號）、E（接地）·進氣溫度傳感器：ATS（溫度信號）、E1（接地） ·要求學生理解掌握超聲波式卡門漩渦式空氣流量計主要結構、工作原理及控制電路圖6-23：超聲波式卡門漩渦式空氣流量計結構與原理（2）超聲波式（圖6-23）·超聲波式傳感器：由超聲波發(fā)射器、超聲波接受器組成。漩渦頻率使超聲波發(fā)射器產生的超聲波發(fā)生變化，超聲波接受器接受該超聲波轉化為脈沖電壓信號，該脈沖信號與漩渦頻率成正比重點介紹：·要求學生理解掌握熱線式空氣流

30、量計主要結構、工作原理及控制電路圖6-24：熱線式空氣流量計組成3.熱線式空氣流量計（1）組成（圖6-24）·一般還帶有自潔電路：熄火后自動加熱帕絲1000°C維持1s，燒掉帕絲上的灰塵圖6-25：熱線式空氣流量計工作原理（2）工作原理（圖6-25）·控制電路自動控制電橋平衡·當進氣量越大，因進氣的散熱使帕熱絲電阻減小，電橋平衡受到破壞?？刂齐娐纷詣釉龃箅娏鳎龃笈翢峤z電阻使電橋重新恢復平衡。因電路中電流的增大，使精密電阻的電位增大。該電位與進氣量成正比，作為進氣量信號電壓傳輸給發(fā)動機ECU圖6-26：熱線式空氣流量計控制電路（3）控制電路（圖6-26）

31、·下圖為凌志LS400發(fā)動機熱線式空氣流量計原車電路圖·空氣流量計：VG（空氣流量信號）、EVG（接地）對比介紹：·要求學生理解掌握熱膜式空氣流量計主要結構、工作原理及控制電路4.熱膜式空氣流量計（1）組成及原理（圖6-27）·工作原理：與熱線式相同·熱膜：帕金屬片固定在樹脂薄膜上。優(yōu)點是提高可靠性和耐用性，不粘附灰塵圖6-27：熱膜式空氣流量計組成圖6-28：熱膜式空氣流量計控制電路（2）控制電路（圖6-28）·圖為桑塔納2000AJR發(fā)動機熱膜式空氣流量計原車電路圖·空氣流量計：端子2（電源12V）、端子4（參考電壓5V

32、）、端子5和3（空氣流量信號與接地） 比較四種空氣流量計：5四種空氣流量計的比較·二十世紀七十年代，翼片式空氣流量計在電子控制汽油噴射系統(tǒng)上應用較廣。這種空氣流量計結構簡單，價格便宜，且具有良好的可靠性。但翼片式空氣流量計也存在一些缺點，如體積大、不便于安裝、急加速響應滯后較長、進氣阻力較大以及需要補償大氣壓力和溫度的變化等。·為了克服這些缺點，80年代初相繼出現了熱線式、熱膜式和卡門旋渦式等空氣流量計。尤其是熱線式和熱膜式空氣流量計能測出空氣質量流量，避免了海拔高度引起的誤差，再加上該空氣流量計響應時間短，測量精度高。因此，已成為現代汽車電子汽油噴射系統(tǒng)較流行的空氣流量計

33、。重點講解：二、進氣壓力傳感器重點介紹：·要求學生理解掌握半導體壓敏電阻型進氣壓力傳感器主要結構、工作原理及控制電路圖6-29：半導體壓敏電阻型結構示意圖1半導體壓敏電阻型（1）結構示意圖（圖6-29）·主要特點：尺寸小、精度高、成本低，響應速度快，輸出信號與進氣歧管絕對壓力呈線性關系，測量精度基本不受溫度的影響圖6-30：半導體壓敏電阻型工作原理（2）工作原理（圖6-30）·進氣歧管壓力越高（真空度越低）硅膜片變形越大應變電阻變化越大電信號放大輸出給發(fā)動機ECU圖6-31：半導體壓敏電阻型控制電路（3）控制電路（圖6-31）·圖為皇冠3.0轎車2JZ-

34、GE發(fā)動機進氣壓力傳感器電路圖·進氣壓力傳感器：端子VCC（電源5V）、端子PIM（進氣壓力信號電壓）、端子E2（傳感器接地） 對比介紹：·要求學生理解掌握真空膜盒型進氣壓力傳感器主要結構、工作原理及控制電路圖6-32：真空膜盒型結構2真空膜盒型（1）結構（圖6-32）圖6-33：真空膜盒型工作原理（2）工作原理（圖6-33）·電感式傳感器（線性變化壓差變壓器）：進氣歧管壓力變化鐵芯移動輸出信號電壓變化輸送給發(fā)動機ECU 重點講解：三、怠速控制閥簡單介紹：·要求學生了解旁通空氣式和節(jié)氣門直動式怠速進氣量的控制方法圖6-34：旁通空氣式怠速控制1怠速進氣量

35、的控制方法（1）旁通空氣式（圖6-34）1）特點·怠速時，節(jié)氣門完全關閉，怠速進氣量由怠速控制閥控制的旁通空氣道提供2）怠速控制閥的類型·步進電機型·旋轉電磁閥型·占空比控制電磁閥型·開關控制電磁閥型圖6-35：節(jié)氣門直動式怠速控制（2）節(jié)氣門直動式（圖6-35）·怠速進氣量由節(jié)氣門較小的開度提供，不設旁通空氣道。節(jié)氣門在怠速狀態(tài)的開度大小由發(fā)動機ECU通過怠速電機控制 重點介紹：·要求學生理解掌握步進電機型怠速控制閥組成、原理、控制電路圖6-36：步進電機型怠速控制閥組成2步進電機型怠速控制閥（1）組成（圖6-36）圖6-

36、37：步進工作原理（2）步進工作原理（圖6-37）·定子相線按1-2-3-4順序搭鐵，定子N極逆時針移動，轉子逆時針步進·定子相線按1-4-3-2順序搭鐵，定子N極順時針移動，轉子順時針步進·轉子轉動一圈分為4個步級進行，每級步進90° 圖6-38：豐田車系步進電機型怠速控制閥工作過程（3）豐田車系步進電機型怠速控制閥工作過程（圖6-38）·轉子八對磁極·定子A、B各16個爪極，定子線圈A的兩組線圈與定子線圈B的兩組線圈反極性，定子共分為32個磁極爪·步進一個爪極轉角11.25°，步進32步轉子轉一圈，豐田車系步進

37、電機0125步。圖6-39：步進電機定子繞組控制電路（4）定子繞組控制電路（圖6-39） 對比介紹：·要求學生理解掌握占空比控制電磁閥型怠速控制閥原理圖6-40：占空比控制電磁閥型工作原理3占空比控制電磁閥型（1）工作原理（圖6-40）·是一個比例電磁閥：占空比大，驅動電流大，電磁吸力大，怠速控制閥開度大（2）占空比 簡單介紹：·要求學生了解補充空氣閥的功用及工作過程四、補充空氣閥1.功用·提高冷起動怠速，加快暖機預熱過程，增加暖機過程中所需的空氣量，也稱高怠速控制·發(fā)動機完成暖機后，通過輔助空氣閥的空氣被自動切斷，恢復正常怠速·現代

38、發(fā)動機集中管理系統(tǒng)，高怠速控制由怠速控制閥完成圖6-41：石臘式補充空氣閥2石臘式補充空氣閥（圖6-41）·當冷卻液溫度>80時，閥門完全關閉 （a）怠速狀態(tài) （b）熱起后狀態(tài)圖6-42：雙金屬片式補充空氣閥3雙金屬片式補充空氣閥（圖6-42）（1）怠速狀態(tài)·雙金屬片的動作由加熱線圈通電時間或發(fā)動機水溫決定·當水溫<-20時，閥門全開·當水溫>60時，閥門全閉（2）熱起后狀態(tài) （a）怠速狀態(tài) （b）熱起后狀態(tài)簡單介紹：·要求學生理解慣性增壓進氣系統(tǒng)功用及工作過程圖6-43：慣性增壓進氣系統(tǒng)的組成歸納小結：·概括基本內

39、容，歸納重點內容，布置下一講主要教學內容五、慣性增壓進氣系統(tǒng)1組成與功用（圖6-43）功用：利用進氣氣流慣性所形成的壓力波來提高充氣效率2.工作過程（1）發(fā)動機中低速時：ECU控制VSV斷電關閉，IACV關閉，脈動壓力波傳遞長度增大，形成低速慣性增壓效果（2）發(fā)動機高速時：ECU控制VSV通電打開， IACV打開，脈動壓力波傳遞長度縮短，形成高速慣性增壓效果汽車電子控制裝置教案200 /200 學年 第 學期課程名稱：汽車電子控制裝置 授課教師：王猛班級：第 4 講題目：第一章 電控汽油噴射系統(tǒng)第4講 電子控制系統(tǒng)第 周 星期 本講教學目標：知識點：·節(jié)氣門位置傳感器的結構原理及控制

40、過程·進氣和冷卻液溫度傳感器的結構原理及控制過程·曲軸轉速和位置傳感器的結構原理及控制過程·氧傳感器及爆震傳感器的結構原理及控制過程能力點：·能夠正確理解電子控制系統(tǒng)主要元件的結構原理·能夠正確分析電子控制系統(tǒng)主要元件的控制電路及控制過程本講主要內容：·節(jié)氣門位置傳感器·進氣溫度傳感器·冷卻液溫度傳感器·曲軸轉速與位置傳感器·氧傳感器·爆震傳感器·電子控制器本講教學要求及適合專業(yè)：·汽車檢測與維修專業(yè)（2課時）·汽車維修與營銷專業(yè)（2課時）·重點

41、講解電子控制系統(tǒng)主要元件的結構原理·啟發(fā)分析電子控制系統(tǒng)主要元件的控制電路及控制過程教學重點： ·電子控制系統(tǒng)主要元件的結構原理及控制過程教學難點： ·電子控制系統(tǒng)主要元件的控制電路及控制過程教學方法及手段：導入、重點講解、對比介紹、簡單介紹、對比分析、歸納總結、多媒體作業(yè)或課外閱讀資料：·同步學習汽車構造課程建設網頁中的汽車發(fā)動機網絡教程·具體書面作業(yè)從汽車發(fā)動機網絡教程下載，由教師根據不同專業(yè)要求布置上一講 回主頁 下一講本講教學內容：由電控燃油噴射系統(tǒng)組成導入電子控制系統(tǒng)如圖6-44：電子控制系統(tǒng)組成·電子控制系統(tǒng)由傳感器、電子

42、控制器、執(zhí)行器組成（如圖6-44）·部分傳感器和執(zhí)行器在有關章節(jié)中講授，注意銜接。重點講解：一、節(jié)氣門位置傳感器·要求學生了解節(jié)氣門位置傳感器功能及類型1功能及類型（1）功能·檢測節(jié)氣門開度轉換為電壓信號傳遞給ECU ·判定發(fā)動機運轉工況的依據（2）類型·線性輸出型(滑動電阻式)·開關量輸出型(觸點式)重點介紹：·要求學生理解掌握線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器結構原理與控制電路2線性輸出型（1）結構和原理（圖6-45a）·VCC：傳感器電源端子。由ECU提供 ·VTA：節(jié)氣門開度信號端子。節(jié)氣門開度越大，VT

43、A-E2間電阻越大，開度電壓信號越大·IDL：怠速開關端子。節(jié)氣門關閉時，怠速開關閉合；節(jié)氣門打開時，怠速開關斷開·E2：傳感器通過ECU接地（2）輸出特性（圖6-45b）·輸出電壓隨節(jié)氣門開度的增大而線性增大·當節(jié)氣門完全關閉時，怠速觸點閉合，發(fā)動機處于怠速狀態(tài)（3）控制電路（圖6-45c）·VTA信號：節(jié)氣門由關閉逐漸開大，在05V間變化·IDL信號：怠速時0V，節(jié)氣門打開時12V圖6-5：線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器（a）結構和原理 （b）輸出特性 （c）控制電路對比介紹：·要求學生了解開關量輸出型節(jié)氣門位置傳感器結構原

44、理與控制電路圖6-46：開關量輸出型節(jié)氣門位置傳感器結構與原理3開關量輸出型（1）結構與原理（圖6-46） （a）怠速工況 （b）大負荷工況（2）輸出特性（圖6-47a）·傳感器有開和關兩種信號·怠速觸點閉合：節(jié)氣門全閉，發(fā)動機處于怠速狀態(tài)·全開觸點閉合：節(jié)氣門開度>50，發(fā)動機處于大負荷狀態(tài)（3）控制電路（圖6-47b）（4）帶ACC信號輸出的開關量輸出型（圖6-47c）·怠速觸點閉合，怠速狀態(tài)；如高速時怠速觸點閉合，減速狀態(tài)·加減速檢測觸點閉合，同時該觸點與ACC1和ACC2交替閉合/斷開，急加速工況·大負荷觸點閉合，大負荷

45、工況·加減速檢測觸點斷開，同時該觸點與ACC1和ACC2交替閉合/斷開，減速工況圖6-46：開關量輸出型節(jié)氣門位置傳感器輸出特性及控制電路 （a）輸出特性 （b）控制電路 （c）帶ACC信號結構原理重點講解：·要求學生理解掌握二、進氣溫度傳感器進氣溫度傳感器原理及控制電路1功能與結構（圖6-48a）·檢測進氣溫度轉化為電信號，送給ECU作為噴油量修正信號，獲得最佳空燃比·熱敏電阻傳感器2工作原理（圖6-48b）·負溫度系數熱敏電阻特性：進氣溫度升高，熱敏電阻值降低3控制電路（圖6-48c）·THA信號：進氣溫度越高，熱敏電阻越低，電路

46、總電阻減小，電路電流增大，ECU內電阻R分壓增加，熱敏電阻分壓降低，即THA信號電壓減小·E2：傳感器接地圖6-48：進氣溫度傳感器 （a）結構 （b）特性曲線 （c）控制電路對比介紹：·要求學生理解掌握冷卻液溫度傳感器原理及控制電路圖6-49：冷卻液傳感器控制電路三、冷卻液溫度傳感器1功能·檢測冷卻液溫度轉化為電信號，送給ECU作為噴油量、點火正時的修正信號2結構與原理·熱敏電阻傳感器 ·負溫度系數熱敏電阻特性：冷卻液溫度升高，熱敏電阻值降低3控制電路（圖6-49）·THW信號：冷卻液溫度越高，熱敏電阻越低，電路總電阻減小，電路電流

47、增大，ECU內電阻R分壓增加，熱敏電阻分壓降低，即THW信號電壓減小·E2：傳感器接地重點講解：四、曲軸/凸輪軸位置和轉速傳感器·要求學生了解曲軸/凸輪軸位置和轉速傳感器功能及類型1功用、類型及位置·功用：檢測發(fā)動機上止點、曲軸轉角、發(fā)動機轉速信號送給ECU，以確認曲軸位置，用來控制噴油正時和點火正時·類型：磁電式、光電式、霍爾式·位置：經常安裝在發(fā)動機的曲軸端、凸輪軸端、飛輪上或分電器內重點介紹：·要求學生理解掌握磁電式曲軸/凸輪軸位置和轉速傳感器結構原理與控制電路圖6-50：磁電式曲軸/凸輪軸位置和轉速傳感器結構與原理2磁電式（1

48、）結構與原理（圖6-50）·豐田TCCS系統(tǒng)，位于分電器內·利用轉子旋轉使磁通量變化，從而在感應線圈里產生交變的感應電動勢信號，將此信號放大后，送入電腦圖6-51：發(fā)動機轉速（Ne）信號（2）發(fā)動機轉速（Ne）信號（圖6-51） ·曲軸轉角1°信號=30°轉角時間/30等分·發(fā)動機轉速：Ne信號以2個脈沖時間（曲軸60°）為基準計算和檢測圖6-52：曲軸位置（G）信號（3）曲軸位置（G）信號（圖6-52）·G信號：辨別氣缸及檢測活塞上止點位置。G1為第6缸壓縮上止點前10°，G2為第1缸壓縮上止點前10&

49、#176;·G信號：ECU利用Ne信號計算曲軸轉角的基準信號 圖6-53：磁電式曲軸/凸輪軸位置和轉速傳感器控制電路（4）控制電路（圖6-53）·G1-G-：第6缸上止點位置電脈沖信號·G2-G-：第1缸上止點位置電脈沖信號·Ne-G-：曲軸轉速電脈沖信號對比分析：·要求學生理解掌握光電式曲軸/凸輪軸位置和轉速傳感器結構原理與控制電路圖6-54：光電式曲軸/凸輪軸位置和轉速傳感器結構與原理3光電式（1）結構與原理（圖6-54）·NISSAN公司，位于分電器內·利用發(fā)光二極管，造成信號發(fā)生器輸出表征曲軸位置和轉角的脈沖信號圖6

50、-55：1°和120°信號（2）1°和120°信號（圖6-55）·曲軸1°信號：供ECU計算曲軸轉角和發(fā)動機轉速·曲軸120°信號：供ECU確認活塞上止點(前70°)位置 圖6-56：光電式曲軸/凸輪軸位置和轉速傳感器控制電路（3）控制電路（圖6-56）對比分析：·要求學生理解掌握霍爾式曲軸/凸輪軸位置和轉速傳感器結構原理與控制電路圖6-57：霍爾效應原理3霍爾式·利用霍爾效應原理，產生與曲軸轉角相對應的電壓脈沖信號。·霍爾效應原理（圖6-57）（a）葉片對永久磁鐵和霍爾元件

51、隔磁，不產生霍爾電壓 （b）葉片離開空氣隙，產生霍爾電壓 （a） （b）重點介紹：·要求學生理解掌握觸發(fā)葉片式霍爾傳感器結構和輸出信號圖6-58：信號輪（1）觸發(fā)葉片式（GM公司）1）結構型式（圖6-58）·外信號輪：均布18個葉片和窗口，寬度10°弧長 ·內信號輪：3個葉片寬度100°、90°、110°弧長；3個窗口寬度20°、30°、10°弧長。圖6-59：輸出信號2）輸出信號（圖6-59）·18X信號：一個脈沖為20 °/20等份= 1°信號控制點火時刻

52、83;3X信號：120°信號判斷氣缸和點火時刻基準信號·100°弧長觸發(fā)葉片前沿：1、4缸上止點前75 °·90°弧長觸發(fā)葉片前沿：3、6缸上止點前75 °·110°弧長觸發(fā)葉片前沿：2、5缸上止點前75 ° 對比介紹：·要求學生理解掌握觸發(fā)輪齒式霍爾傳感器結構和控制電路圖6-60：觸發(fā)輪齒式霍爾傳感器（2）觸發(fā)輪齒式（克萊斯勒公司）1）結構型式（四缸發(fā)動機飛輪殼）（圖6-60a）·輪槽通過時：霍爾效應輸出高電位（5V） ·輪齒通過時：霍爾效應輸出低電位（0.3V）

53、·第4個槽脈沖下降沿：活塞上止點前(TDC)4°·1組4個脈沖信號：1、4缸接近上止點·另1組4個脈沖信號：2、3缸接近上止點2）控制電路（圖6-60b）·CPS信號：確定活塞上止點和發(fā)動機轉速 ；但并不知道有哪兩個缸的活塞接近上止點，·同步信號傳感器：裝在分電器內，協(xié)助傳感器判缸。 （a）結構型式 （b）控制電路對比介紹：·要求學生理解掌握同步信號霍爾傳感器結構和控制電路圖6-61：同步信號霍爾傳感器（3）同步信號傳感器（霍爾式）1）結構型式（四缸發(fā)動機分電器內）（圖6-61a）·脈沖環(huán)前沿通過時：產生5V高電壓

54、 ·脈沖環(huán)后沿離開時：產生0V信號電壓·分電器旋轉一周：高低電位各占180°（曲軸轉角360°）2）控制電路（圖6-61b）·產生5V電壓信號時：表示下一個到達上止點的是1、4缸，1缸為壓縮行程，4缸為排氣行程。·產生0V電壓信號時：表示下一個到達上止點的仍是1、4缸，但氣缸工作行程與前述相反。 （a）結構型式 （b）控制電路重點講解：五、氧傳感器·要求學生了解氧傳感器功能及類型1功用與類型·功用：在使用三元催化轉換器降低排放污染的發(fā)動機上，氧傳感器是必不可少的。氧傳感器測定排氣中氧濃度信號，發(fā)動機ECU據此信號反

55、饋修正噴油量，控制空燃比收斂于理論值，使三元催化轉換器效果最佳。氧傳感器的工作使發(fā)動機處于閉環(huán)控制狀態(tài)·類型：氧化鋯式（應用最多）和氧化鈦式重點介紹：·要求學生理解掌握氧化鋯式氧傳感器結構原理與控制電路圖6-62：氧化鋯式氧傳感器結構2氧化鋯式（1）結構型式（圖6-62）·鋯管：氧化鋯固體電解質制作的多孔陶瓷體試管·鋯管內側：大氣·鋯管外側：排氣·鋯管元件：微電池圖6-63：氧化鋯式氧傳感器原理與輸出信號（2）工作原理（圖6-63a）·混合氣?。号艢庵泻醵?，兩側氧濃度差小，產生電壓信號較低 ·混合氣濃：排氣中含氧

56、少，兩側氧濃度差大，產生電壓信號較高（3）輸出電壓信號特點（圖6-63b）·氧傳感器電壓在 =1（理論空燃比14.7）時突變： >1時輸出電壓幾乎為0 ，< 1時輸出電壓接近1V·反饋控制只能使混合氣在理論空燃比附近一個狹小的范圍內波動：故氧傳感器輸出電壓在0.10.9V之間不斷變化，如果變化過緩或不變則表明存在故障 （a）工作原理 （b）輸出電壓信號圖6-64：氧化鋯式氧傳感器的加熱器和控制電路（4）帶加熱器的氧傳感器原理（圖6-64a）·氧傳感器輸出信號與工作溫度有關： 早期通過排氣加熱，發(fā)動機起動數分鐘后才能工作·帶加熱器的氧傳感器，起

57、動后2030s內工作（5）控制電路（圖6-64b）·OX端子：產生氧傳感器信號電壓·HT端子：控制加熱絲電路通斷 （a）加熱器 （b）控制電路對比介紹：·要求學生了解氧化鈦式氧傳感器結構原理與控制電路圖6-65：氧化鈦氧傳感器的結構與控制電路3氧化鈦式（1）結構型式（圖6-65a）·又稱電阻型氧傳感器：氧化鈦常溫下為高電阻半導體，一旦缺氧，電阻隨之減小·也有電加熱器：保證傳感器工作溫度不變（2）控制電路（圖6-65b）·與ECU連接的輸出端子電壓：0.10.9V ·混合氣?。狠敵鲭妷焊哂趨⒖茧妷?#183;混合氣濃：輸出電壓

58、低于參考電壓 （a）結構 （b）控制電路重點講解：六、爆震傳感器·要求學生了解爆震傳感器功能及類型1功用與類型·功用：檢測發(fā)動機有無爆震現象，并將信號送入發(fā)動機ECU，判定有無爆震及爆震強弱，推遲點火提前角·類型：磁致伸縮式和壓電式重點介紹：·要求學生理解掌握壓電式爆震傳感器結構原理與控制電路圖6-66：壓電式爆震傳感器2壓電式（1）結構原理（圖6-66a）·壓電效應：當缸體振動時，配重受振動影響產生加速度，壓電元件受到加速度慣性力的作用而產生電壓信號（2）輸出特性（圖6-66b） （a）結構原理 （b）控制電路對比介紹：·要求學生了解磁致伸縮式爆震傳感器結構原理與控制電路圖6-67：磁致伸縮式爆震傳感器3磁致伸縮式（圖6-67）·缸體出現振動時，傳感器在7kHz左右處產生共振，鐵心的導磁率發(fā)生變化