汽车电器和电子控制系统论文

摘 要：能源和环保是当今世界与汽车有关两大热点问题。现代汽车的发展趋势是动力好、操作方便、行驶安全、乘坐舒适，并且更重要的是节能、环保，汽车制造技术的发展必然要适应这一发展方向。汽车电子控制技术的是现代汽车新技术的核心正在快速发展中，呈现了电脑化、智能化、多样化态势。现代汽车被喻为“四个轮子的电脑”。汽车维修企业作为汽车后市场的服务者，应该主动适应汽车技术的发展，才能在的激烈竞争中保持旺盛的生命力。 关键词：汽车；电控；新技术；维修行业 中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1672—545X（2007）02— — 一、汽车电控新技术 现代汽车是典型的机、电、液一体化产品。其中的电子控制技术已成为衡量现代汽车发展水平的重要标志。汽车上的电控系统主要有：电子燃油喷射系统(EFI) 、电控点火装置（ESA）、废气再循环控制（EGR）、怠速控制（ISC）、制动防抱死控制系统（ABS）、防滑控制系统（ASR）、电子控制悬架系统(ASS )、电子控制自动变速器（AT）、电子助力转向(EPS) 、巡行控制系统（CCS）等。 汽车电控系统主要由传感器、电子控制中枢（ECU）、驱动器和控制程序软件等组成，大体可分为发动机电子控制系统，底盘综合控制系统，车身电子安全系统，信息通讯系统四个部分。 （一）发动机电控新技术 1、电控汽油喷射系统 发动机电控燃油喷射装置是根据各传感器测得的空气流量、进气温度、发动机转速及工作温度等参数，适时调整供油量，保证发动机始终在最佳工作状态，提高发动机的综合性能。分为单点喷射（SPI）、多点喷射（MPI）和缸内直接喷射3种型式。缸内直喷当前电控燃油喷射中的前沿技术，其喷油器安装在气缸盖上，工作时直接将汽油喷入气缸内进行混合燃烧。直喷技术的实现大大降低了汽油机的油耗，动力性能更为优越；配合其他机构使高空燃比稀燃技术得以实现。 2、电子点火控制系统 由微处理机、传感器及其接口、执行器等构成。该装置根据传感器测得的发动机参数进行运算、判断、点火时刻的调节，使发动机保证在最佳点火提前角（ESA）下工作，输出最大的功率和转矩，降低油耗和排放。目前出现了一种无分电器微机控制点火系统（DLI），改由 ECU内部控制各缸配电。点火线圈产生的高压电不需经过分电器分配，直接就送至火花塞发生点火，可消除分火头与分电器盖边电极的火花放电现象，减少电磁干扰。 3、怠速控制系统 怠速性能差将导致油耗增加，排污严重，现代轿车中一般都设有怠速控制系统。主要执行元件是怠速控制阀（ISC）。ECU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比较，根据比较得出的差值，确定相当于目标转速的控制量，驱动控制空气量的执行机构，使怠速保持在最佳状态附近。怠速控制系统中的执行器—怠速控制阀的发展较快，有步进电机型、旋转电磁阀型、占空比型和开关控制型等。 4、排气再循环电控系统 是目前降低废气中氧化氮排放的一种有效措施。主要执行元件是数控式EGR阀。ECU根据发动机的转速、节气门开度、冷却水温等信号，计算最佳再循环排气率，通过真空调节阀将ECU输出的电信号转换为气压变化，控制 EGR阀的开度来实现。真空调节阀一般是电磁式的。ECU还通过压力传感器测量再循环排气率信号来进行反馈控制，一般是独立式压力或压差传感器，现在出现了与EGR阀共为一体的EGR位置传感器，提高了控制精度。 5、增压电控系统 发动机中增压系统的安装目的是为了提高进气效率。电控增压系统的研制开发使增压技术又跨上了一个新台阶。目前，应用较普遍的是电控废气涡轮增压系统。 增压技术所带来的一个不可忽视的负面影响就是燃烧爆震倾向增加了，为此，专门用爆震传感器对点火系统进行反馈控制（即爆震控制）。 6、故障自诊断系统 现代轿车发动机电控系统的ECU中的故障自诊断系统，可自行监测、诊断发动机控制系统各部分的故障。当各控制系统出现故障时，仪表板上的故障指示灯闪烁报警，同时将故障信息以代码的形式保存在微机的存储器中，维修时可以通过故障指示灯间断闪烁来显示，也可以通过专用的检测仪器以数字的形式显示故障代码，通过手册可查出故障原因。 7、故障保险系统及故障备用控制系统 当自诊断系统检测出传感器及其电路故障后，ECU中的故障保险系统自动启动，用程序设定的数据取代故障部分输入的非正常信号直接控制。 而当微机或主要传感器出现故障时，ECU立即将主控权由微机切换至故障备用系统中，由其代替微机工作，保证轿车“缓慢回家”以便修理。 9、进气涡流电控系统 电控进气涡流技术在某些轿车（特别是采用稀燃技术的轿车）上应用较多。其结构是在进气口附近增设一涡流控制阀，通过ECU采集转速、节气门开度、冷却水温等信号，并加以处理后控制其旋转角度，引导气流偏转产生涡流，调节涡流比，实现涡流控制，促进汽油蒸发以及与空气的均匀混合，提高燃烧效率。 10、可变进气控制系统 可变进气控制系统从增加进气量、提高进气效率的角度出发提高发动机动力性和经济性。有两种类型：可变流通面积控制方式通过ECU控制安装在进气管道中的控制阀的旋转角度来改变其进气流通截面，满足不同工况对进气量的需求；可变流通长度控制方式由ECU控制进气管道中的控制阀来调整进气管的长度。 11、进气温度预热控制系统 进气温度预热控制系统通过调节低温起动时的进气温度来促进汽油蒸发，改善排放性能。预热方式主要有排气管预热、水温预热和正温度元件（PTC）预热3种型式。 12、燃油蒸发电控系统 广泛应用的是活性炭罐蒸发电控装置。停车期间，利用活性炭罐吸收汽油蒸气，防止向大气扩散；发动机运行后，ECU控制活性炭罐与进气管之间的导通，利用进气真空度将活性炭罐中吸附的汽油蒸气吸入进气管，这样可有效防止汽油蒸气的外逸，降低 HC的排放污染。 13、曲轴箱强制通风电控系统 曲轴箱强制通风电控系统由ECU根据节气门位置信号、转速信号等控制强制通风阀，从而实现曲轴箱内气体与进气管之间的导通，将气缸中经活塞环间隙渗入曲轴箱内的气体再次循环进入进气管中，以减少该部分气体直接排向大气造成的污染。 14、二次空气喷射系统 二次空气喷射由ECU控制二次空气喷射气道的导通，将空气引入催化转换器中，实现对NOx、CO、HC的转变。目前与催化转换器配合使用。随着研究的深入，出现了许多新技术。如停缸控制可根据负荷的不同要求，停止部分气缸的燃油供给与点火控制，减少浪费，提高发动机效率；再如加速踏板电控系统，可避免机械式加速踏板因为磨损而产生的误差，增加控制精度。 （二）汽车底盘、车身电控技术的发展 汽车底盘作为汽车的重要组成部分，其性能的好坏直接影响到整个汽车的综合性能。底盘综合控制系统包括电控自动变速器（ECAT）、防抱死制动系统（ABS）与驱动防滑系统（ASR）、电子转向助力系统(EPS)、自适应悬挂系统(ASS )、巡行控制系统（CCS）等。 1、电控自动变速器 电控自动变速器可以根据发动机的载荷、转速、车速、制动器工作状态及驾驶员所控制的各种参数，经计算、判断后自动地改变变速杆的位置，按照换档特性精确地控制变速比，从而实现变速器换挡的最佳控制，得到最佳挡位和最佳换挡时间。采用电子技术特别是微电子技术控制变速系统，已经成为当前汽车实现自动变速功能的主要方法。 2、防抱死制动系统与驱动防滑系统 汽车防抱死制动系统是在汽车安全上的最有价值应用。通过感知制动轮瞬时的运动状态，控制防止汽车制动时车轮的抱死，以保证汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，提高行车的安全性。驱动防滑系统是汽车制动防抱死系统的功能完善和扩展，两系统有许多共同组件。利用驱动轮上的转速传感器感受驱动轮是否打滑，打滑时控制元件便通过制动或油门降低转速，使之不再打滑。 3、电子转向助力系统 由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器以及蓄电池电源等构成。采用电动机与电子控制技术对转向进行控制，利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向，系统不直接消耗发动机的动力。电子转向助力系统提高了汽车的转向能力和转向响应特性，增加了汽车低速时的机动性以及调整行驶时的稳定性。目前国内中高档轿车应用助力转向较多。 4、自适应悬挂系统 自适应悬挂系统能根据悬挂装置的瞬时负荷，自动、适时地调整悬挂的阻尼特性及悬架弹簧的刚度，以适应瞬时负荷，保持悬挂的既定高度，极大地提高了车辆行驶的稳定性、操纵性和乘坐的舒适性。 5、定速巡航控制系统 巡航控制是让驾驶员在长途行驶无需操作油门踏板就能保证汽车以某一固定的预选车速行驶的控制系统。将根据行车阻力自动调整节气门开度以调整车速在恒速状态附近。若路况变化可调节节气门开度以调节发动机功率达到相应的转速。该系统可以减轻驾驶员长途驾驶之疲劳，同时也可以得到较好的燃油经济性。 （三）车身电子安全技术的发展 车身电子安全系统包括自适应前照灯系统（AFS）、汽车夜视系统（N VS）、安全气囊（SRS)、碰撞警示与预防系统（CWAS）、轮胎压力监测系统（TPWS）、自动调节座椅系统（AA S）、安全带控制系统等，提高了驾驶人员和乘客乘坐的舒适和方便性。 1、自适应前照灯系统 自适应前照灯系统可在前照灯照明范围内，根据车身的动态变化、转向机构的动作特性等计算和判断汽车当前的行驶状态并对前照灯近光进行调整，在会车时自动启闭和防眩，有效降低驾驶者在夜晚弯路上行车的疲劳。一些日本高档轿车（如丰田）中已标配AFS系统。 2、汽车夜视系统 夜视系统是全天候的电子眼，通过一个起摄影作用的传感器来探测前方物体热量，再集中可以通过各种红外线波长的探测器上，后将辐射依次变换为电信号和数字信号，转换成图像显示给驾驶者，使其视力范围达到近光灯照射距离的3到5倍，大大提高了汽车行驶的安全性。 3、安全气囊 是常见的被动安全装置。在车辆相撞时，由电控元件用电流引爆安置在方向盘中央（有的在仪表盘板杂务箱后边也安装）等处气囊中的渗氮物，迅速燃烧产生氮气，瞬间充满气囊，在驾驶员与方向盘之间、前座乘员与仪表板间形成一个缓冲软垫，避免硬性撞击而受伤。 4、碰撞警示和预防系统 该系统有多种形式，有的在汽车行驶中，当两车的距离小到安全距离时，即自动报警，若继续行驶，则会在即将相撞的瞬间，自动控制汽车制动器将汽车停住；有的是在汽车倒车时，显示车后障碍物的距离，有效地防止倒车事故发生。 5、轮胎压力监测系统 轮胎压力监测系统通过连续地监测轮胎的压力、温度和车轮转速，能够自动地为驾驶员发出警告，以保持适宜的轮压，可以减小轮胎的磨损、降低油耗、保证汽车的行驶稳定和安全性。 6、自动调节座椅系统 该装置通过传感器感知乘坐人员的体态，并使座椅状态与之相适应，满足乘客的舒适性要求。是人体工程技术与电子控制技术相结合的产物。

汽车上电控技术的应用，提高了汽车的动力性、经济性、环保性、舒适性，与此同时，需要大量的先进的检测设备对汽车进行故障诊断。我们培养的学生将来走上工作岗位要会利用检测设备对车辆进行检测，并根据检测结果进行故障分析的。...www.wsdxs.cn/html/zhiye

随着轿车技术的快速发展，电子技术在轿车中得到了广泛的应用。自20世纪80年代以来，由微机(ECU)控制的电子燃油喷射系统、电子点火系统、电控防抱死系统、电控自动变速器匹配的轿车成了轿车工业发展的主流和方向。我国为了控制尾气排放和节约能源，2001年5月份颁布了在47个主要城市禁止出售6座以下化油器式轿、客车的法规。这将对我国汽车工业的发展起到积极的推动作用，同时对维修人员也提出了更高的要求。下面结合日常维修电控轿车的实践经验，讲几点诊断、检修技巧。电子控制系统检修技巧 1．电子控制器(ECU)是精密器件，虽然许多故障现象都可能与ECU有关，但其故障率很低，因此不要轻易处置ECU，更不要随便打开ECU盖。 2．电路断路或接触不良是电子控制系统常见的故障，除了某些线路断脱、插接器松动等故障可以用直观法检查外，须用高阻抗万用表检测有关测量点的电压和电阻来判断故障部位，不能用刮火的方法检查线路是否通断。因为在刮火时，电路中的自感线圈产生的瞬间电压会击穿电子元件。 3．在点火开关接通的情况下，不要进行断开任何电器设备的操作，以免电路中产生的感应电动势损坏电子元件。当断开蓄电池时，须注意以下几点：①必须关闭点火开关；②检查自诊断故障代码是否存在；③牢记带防盗码的音响设备的密码。 4．蓄电池断开装复后，如果出现发动机工作状况不如以前时，先不要随便更换零部件，因为这种情况可能是由于蓄电池断开后，将E—CU的“学习修正记忆”消除的缘故。待发动机运行一段时间，ECU自动建立修正记忆后，发动机工作不良状况会自动消失。 5．在对车辆进行电弧焊修理作业时，一定要断开ECU与蓄电池的连接。若在靠近ECU处进行焊接修理时，应将ECU盒移走。燃油喷射系统维修诊断技巧 1．对于电控燃油喷射系统来说，进气系统漏气对发动机工作的影响远比对化油器式轿车的影响大。因为在电控燃油喷射式发动机上，漏气不经空气流量计计量，对空燃比的影响很大。因此，遇有发动机工作不良时，应注意检查空气流量计、节气门体、辅助空气阀、怠速稳定阀及废气再循环阀等有无松动，空气软管及其接头有无破损、漏气。 2．发动机熄火后，输油管中还存有一定压力的燃油，所以拆卸油管时应防止燃油喷出而造成危险。 3．输油管路中的密封垫圈为一次性的，装配时应重新更换，切勿重复使用。 4．安装喷油器时，注意不要损坏新更换的O形圈，以免影响喷油器密封性。安装时，应用燃油先润滑O形圈，切勿采用机油和齿轮油等润滑。 5．在检查喷油器喷油性能时，一定要清楚喷油器是高电阻型还是低电阻型。高电阻型的电阻一般为12～14欧，可以直接接蓄电池来进行喷油器喷油性能试验。但低电阻型喷油器电磁线圈的电阻一般只有2～3欧，直接接蓄电池会因电流过大而烧坏喷油器，须采用专用连接器与蓄电池连接。若采用普通导线，则需串联一个8～10欧的电阻。 6．空气流量传感器为精密部件，对发动机工作性能影响很大。在拆下空气流量计时要稳拿轻放，不要解体空气流量计，以免损坏或影响其检测精度。清洁空气流量计时，切勿用水或清洗液冲洗。 7．空气流量计上的调整螺钉是用于调整怠速时一氧化碳的含量。一般情况下不应去动它，调整不当将会引起发动机的动力下降，油耗增加。 8．水温传感器长期使用后，性能会发生变化，使水温信号发生错误，这会对燃油喷射、点火时间及燃油泵的工作等造成不良影响。而水温传感器这种性能参数的改变(并非短路或断路)往往不被自诊断系统所识别。因此，当发动机工作不正常(如不能起动、怠速不稳、油耗增加等)，而故障自诊断系统又未指示水温传感器故障代码时，不要忽略对水温传感器的检查。 9．检修氧传感器时，要注意不要让氧传感器跌落碰撞其他物体。更换时，一定要用专用的防粘胶刷涂螺纹，以免下次拆卸困难。电子点火系统检修技巧 1．在发动机起动和运转时，不要用手触摸点火线圈以及高压导线、分电器等，以免被高压电电击。 2．在高压试火时，应用绝缘橡胶夹夹住高压线，不能直接用手拿高压线，以防电击。同时，用逐缸断火法来检验各缸工作情况时，应将断火缸高压线一端搭铁。否则，将会产生次级高电压而烧坏线路。 3．点火正时对发动机工作影响很大，因此，发动机工作不良，或发动机拆修后，不要忽视对点火正时的检查。 4．在检查点火信号发生器(曲轴位置传感器)时应注意以下几点：①对于磁感应点火信号发生器，在打开分电器盖时，注意不要让垫片、螺钉之类的金属掉入其中；检查导磁转子与定子之间气隙时，要用无磁性塞规，并注意不要硬塞强拉；②对于光电式点火信号发生器，不要轻易打开分电器盖，在确实需要打开检查时，要防止尘土进入；②在更换分电器总成时，要保证其原来的安装位置，否则将影响点火时刻的精度。电控防抱死系统检修技巧 1．电控防抱死系统的电子控制装置故障率很低。因此，电子控制装置的故障大多数并不是电子元器件的问题，而是线路连接不良或部件脏污所致。如故障代码提示传感器故障，应首先检查传感器的各个连接点接触是否良好，有无锈蚀等。 2．对于具有蓄能器的制动防抱死系统，在对其液压系统进行维修作业时，应首先使蓄能器卸压，以免高压制动液喷出伤人。 3．由于制动防抱死系统的正常工作必须以原制动系统的完好为基础，因此，对原制动系统的维修应正常进行。更换制动衬块时，在压回活塞之前应先拧开制动钳的放气螺钉，否则油缸中的积垢可能被压入管路造成元件失效。而回流的油液还可能使电子控制装置得到错误的信息，使制动防抱死系统实施保护而关闭。在维修或使用过程中，如需要对液压制动系统进行排气时，应按照有关车型使用说明的规定程序进行。因为装有制动防抱死系统与普通制动系统的放气程序可能有些不同，不能盲目照搬原制动系统的放气程序。电控自动变速器检修技巧 1．电控自动变速器故障诊断的特点，就是要首先确定故障在电路部分还是机械部分，如果故障灯亮，即可认为故障在电路部分，否则在机械部分。 2．就车修理时，应关闭点火开关，即转到“LOCK”位置，应在蓄电池负极接柱脱开20秒以上时，才能进行电控系统的检修。 3．更换油封、修理阀体及电磁阀时，应尽量放掉变速器油。在拆卸螺母和传感器时，应尽量使用专用工具。安装时，应按规定力矩拧紧。 4．自动变速器零件精度都比较高，拆卸后各种试验都无法进行，只有待全面检修装复后才能进行试验，因此拆卸修理之前必须全面检查。 5．自动变速器零件拆卸修理时，每次最好只拆卸维修一个零部件组，待该组装配好后再检修另一组，以免装错。所有被分解的零件应用变速器油或煤油清洗干净，装配时还应吹干，并用压缩空气吹油道和油孔，切勿使用抹布。 6．更换新的制动器和离合器的摩擦片前应在变速器油中至少浸泡15分钟。所有拆卸过的密封垫片和密封胶圈，均应更换新的，装配时应涂上变速器油。 7．阀体检修拆装时，注意拆装方法，以免阀体上的球阀脱落而不知安装位置，各个控制阀及弹簧应小心拆装，拆卸时千万不要碰刮控制阀表面。 8．变速器拆装完毕往车上安装时，要确保液力变矩器安装到位。并对变速器进行必要的检查和调整后才能开车试行。资料来源：