汽车电子控制技术教案.doc
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汽车电子控制技术
陕西职业技术学院教案
系别：
财经学院
专业：
汽车检测与诊断技术
年级：
2013级
课程名称：
汽车电子控制技术
授课老师：
周娟英
实习时间：
2014-2015
（2）
《汽车电子控制技术》主编：
吴刚
人民交通出版社股份有限公司2014年8月出版
第一章汽车电控基础知识
目的任务
1.了解汽车电子控制技术的发展过程；
2.掌握电子控制系统组成的英文名称；
3.掌握电子控制系统的组成；
4.掌握电子控制系统的简要工作过程。
重点难点
1.电子控制系统的组成；
2.电子控制系统的简要工作过程。
教学方法
讲授
使用教具
PPT、教学视频
课后作业
课后习题
课时安排
课堂教学时数：
2
试验教学时数：
0
讲授时间：
2015年3月9日星期一
2015年3月10日星期二
第一节汽车电子技术发展简介
一、汽车电子技术的发展过程
二、汽车电子控制技术应用的优越性
第二节汽车电子控制系统的组成及工作原理
一、汽车电子控制系统的组成与分类
1.发动控制部分－－电控点火装置、电控汽油喷射、废弃再循环系统、怠速控制
2.底盘控制部分－－电控自动变速器、防抱死制动系统、电子控制动力转向系统、
电控悬架、巡航控制系统、安全气囊、雷达防撞系统、
驱动防滑系统、制动力分配系统、电子稳定控制系统、
安全带控制系统
3.车身电控系统－－前照灯控制系统、转向灯控制系统、自动座椅、全自动空调、
电子门锁与防盗系统、音响/音像
4.信息系统－－信息显示与报警系统、语言信息系统、车用导航系统、
通信系统
二、电子控制单元的功能与组成
1.电子控制单元所具备基本功能
2.电子控制单元的组成
三、电子控制系统的工作过程
案例分析：
桑塔纳2000型轿车ABS灯常亮
课后作业：
1.汽车电控系统由哪几部分组成？
2.电子控制单元有哪些功能？
3.与发动机单独控制相比，集中控制有哪些优点？
4.传感器的信号有哪几种类型?
拓展知识点：
1.发动机电控系统由哪些部分组成？
2.哪些汽车是有电控单元的？
3.国产奇瑞A3是否有电控单元？
本章小结：
1.汽车电子控制系统主要由信号输入装置即传感器、电子控制单元、执行器等组成。
分发动机控制部分、底盘控制部分、车身电控系统和信息系统四大部分。
2.发动机和动力传动集中控制系统：
包括发动机集中控制系统、自动化变速控制系统、防抱死制动系统和牵引力控制系统等；电控点火装置、电控汽油喷射、废弃再循环控制、怠速控制。
3.底盘综合控制和安全系统：
包括车辆稳定控制系统、主动式车身姿态控制系统、巡航控制系统、防撞预警系统、驾驶员智能支持系统等；电控自动变速器、制动防抱死制动系统、牵引控制、驱动防滑控制系统和车辆横向稳定性控制系统、电控悬架、巡航控制系统、安全气囊、雷达防撞系统、驱动防滑控制系统、安全带控制系统、前照灯控制系统。
4.智能车身电子系统：
自动调节座椅系统、智能前灯系统、汽车夜视系统、电子门锁与防盗系统等。
5.通信与信息/娱乐系统：
包括智能汽车导航系统、语音识别系统、“ONSTAR”系统、汽车维修数据传输系统、汽车音响系统、实时交通信息咨询系统、动态车辆跟踪与管理系统、信息化服务系统等；信息显示与报警系统、语音信息系统、车用导航系统与定位系统、通信系统。
6.电子控制系统的工作过程：
从传感器传来的信号，首先进入回路进行处理。
如果是数字信号，根据CPU的安排，经I/O借口直接进入计算机。
如果是模拟信号，还要经过A/D转换器，将其转换成数字信号后，才能经I/O借口进入计算机。
大多数信息暂时存储在RAM内，根据指令再从RAM送至CPU。
有时需将存储在ROM中的参考数据引入CPU，使输入到传感器的信号与之进行比较。
对来自有关传感器的每一个信号依次取样，并与参考数据进行比较。
CPU对这些数据进行比较运算，并进行处理，最后经输出回路去控制执行器动作。
如果比较的数据不在范围之内，则以故障码的形式储存，同时故障指示灯闪烁，告知驾驶员或维修人员该汽车有故障及故障内容，便于检修车辆，保证车辆性能稳定，避免事故发生。
第二章汽油机电控燃油喷射系统
目的任务
1.了解EFI的分类及组成；
2.熟悉EFI的工作过程及原理；
3.掌握EFI的传感器工作原理及作用；
4.掌握EFI的常见故障排除方法。
重点难点
1.EFI的工作过程及原理；
2.EFI的常见故障排除方法
教学方法
讲授、实训
使用教具
PPT、教学视频
课后作业
课后习题
课时安排
课堂教学时数：
8
试验教学时数：
讲授时间：
2015年3月14日、3月16日、3月17日、3月21日
第一节汽油机燃油喷射系统概述
一、汽车电子技术的发展过程
二、汽油机燃油喷射系统
1.汽油机机燃油喷射系统概述
2.汽油机燃油喷射系统的分类－－汽油喷射部位分类、喷射控制装置的形式不同分类、喷射方式不同分类、按空气流量的测量方式分类、多点间歇喷射系统、按喷油器之间的喷油顺序分类
3.汽油机电控喷射系统的优点
4.电控燃油喷射系统的控制功能－－喷油量的控制（基本喷油时间、起动后各工况下喷油量的修正）、汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理（空气供给系统、燃油供给系统、电子控制系统）
重点：
燃油供给系统的主要部件结构及检测诊断-电动汽油泵
第二节电动汽油泵的控制
一、电动汽油泵的控制内容
1.油泵的开关控制
2.油泵的转速控制
二、电动汽油泵开关的控制
1.由点火开关和空气流量传感器内的油泵开关控制的电动汽油泵控制电路
2.由点火开关和ECU共同控制的电动汽油泵控制电路
3.由ECU控制的电动汽油泵控制电路
三、电动汽油泵转速的控制
1.用电阻器控制的方式
2.由专用ECU控制的方式
3.由发动机ECU直接控制油泵工作电压的控制方式
4.电动汽油泵及控制电路的检测
第三节过滤器和燃油脉动阻尼器
一、过滤器
过滤器安装在燃油泵之后的油路中，其作用是过滤燃油中的氧化铁、粉尘等固体夹杂物，防止燃料系统堵塞，减小系统的机械磨损，确保发动机稳定运转，提高工作可靠性。
二、燃油脉动阻尼器
作用是使压力脉动衰减，以减小这种波动和降低噪声。
第四节燃油压力调节器和喷油器
一、燃油压力调节器的组成及作用
作用是使系统油压（即供油总管内油压）与进气歧管压力之差保持常数，一般为250kpa。
二、喷油器
1.喷油器的组成--由滤网、电接头、电磁线圈、复位弹簧、衔铁、针阀轴针、密封圈等组成。
2.喷油器的作用
ECU提供给电磁喷油器通电信号的时间长度，控制气缸里的油量。
3.喷油器分类
4.喷油器驱动方式－－电流驱动、电压驱动、无效喷射时间、喷油器及其控制电路的检修
第五节冷启动喷油器与热限时开关
一、冷起动喷油器
冷启动喷油器安装在进气总管上，其功用是发动机在低温起动时投入工作，以改善发动机的低温起动性能。
冷启动喷油器主要由电磁线圈、弹簧、柱塞阀与阀座、旋流式喷嘴、滤网和电接头等组成。
二、热限时开关
热限时开关控制由点火开关、冷启动喷油器、热限时开关、电热线圈等组成。
第六节燃油供给系统的检测诊断步骤
一、油压表的安装
二、检测油压
1.检测油压项目----燃油系统静态油压、燃油系统保持油压、
油压调节器保持油压、发动机运转时燃油系统动态油压、
电动汽油泵最大泵油压力和保持压力
2.油压表的拆卸
3.空气供给系统主要部件的结构及检测诊断
4.空气供给系统的主要部件及工作原理---空气滤清器、
空气流量传感器和进气压力传感器、
节气门体与怠速调整螺钉、
怠速空气调整阀
案例分析：
雷克萨斯轿车怠速不稳，加速无力，排气管过热故障排除
课后作业：
1.常用汽油机电控燃油喷射系统主要由哪些类型？
它们的组成及工作原理如何？
分别介绍它们的工作特点。
2.汽油机电控燃油喷射新系统一般由哪几个子系统组成？
每个子系统又由哪些部件组成？
3.汽油机电控燃油喷射系统常用的喷油方式有哪几种？
同步喷射发动机的喷油正时主要有哪些类型？
4.汽油机电控燃油喷射系统中常用的喷油器有哪些类型？
叙述喷油器的检修方法和步骤。
本章小结：
1.汽油机燃油喷射系统由单片机自动控制，包括信号输入传感器、反馈传感器、执行器、故障保护等。
发动机ECU收集传感器的信号，包括曲轴位置、凸轮轴位置、节气门位置、冷却液温度、进气温度、进气流量或进气压力等，内部运算后，驱动执行器，包括汽油泵、喷油嘴、点火线圈、怠速电动机、碳罐电磁阀等工作，再通过反馈传感器、氧传感器、爆震传感器、怠速节气门位置传感器等信号运算下一个循环，当某个传感器失效后，ECU会用替代信号工作，发动机进入跛行模式，能勉强工作，性能会大大降低，同时记录故障内容，点亮发动机故障灯。
2.汽油燃油喷射系统的分类。
单点喷射、多点喷射；间歇喷射或脉冲喷射式、连续喷射或稳定喷射方式；速度密度控制型、质量流量控制型；同时喷射、分组喷射和顺序喷射。
3.电控燃油喷射系统一般由三个子系统组成，即空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统。
4.电动汽油泵的控制主要包括油泵的开关控制和油泵的转速控制两方面。
电动汽油泵的控制电路应具有下列功能。
a.在发动机起动及运转过程中，电动汽油泵应始终工作，以保证足够的燃油压力。
b.当点火开关由“OFF”位置转到“ON”位置而未起动发动机时，电动汽油泵应能运转3~5s,使油路中充满压力燃油，以利于起动；
c.当发动机熄火后，即使点火开关仍处于“ON”位置，电动汽油泵也应停止运转;
d.有的发动机为了控制泵油量，还根据发动机的负荷和转速等情况，对电动汽油泵的转速进行控制。
5.汽油压力调节器由上面的弹簧室和下面的燃油室组成，中间一个薄膜隔开，弹簧室与真空室相连，有一个进油口、一个出油口和一个真空口。
汽油压力调节器的主要功用是：
使系统油压（即供油总管内油压）与进气歧管压力之差保持常数，一般为250kpa。
这样，从喷油器喷出的汽油量便唯一地取定于喷油器的开启时间。
ECU提供给电磁喷油器通电信号的时间长度，专业术语成为喷油脉冲宽度，简称喷油脉冲。
6.喷油器的作用：
ECU提供给电磁喷油器通电信号的时间长度，控制气缸里的油量。
7.喷油器的分类：
轴针式电磁喷油器、球阀式电磁喷油器和片阀式电磁喷油器。
8.喷油器的驱动方式分为电流驱动与电压驱动两种方式。
电流驱动只适用于低阻喷油器，电压驱动既可用于低阻喷油器，又可用于高阻喷油器。
9.冷启动喷油器的作用：
冷启动喷油器安装在进气总管上，其功用是发动机在低温启动时投入工作，以改善发动机的低温起动性能。
冷启动喷油器主要由电磁线圈、弹簧、柱塞阀与阀座、旋流式喷嘴、滤网和电接头等组成。
第三章电子控制系统传感器及检修
目的任务
1.了解电控汽油机燃油喷射系统传感器；
2.熟悉电控汽油机燃油喷射系统的传感器工作过程及原理；
3.掌握电控汽油机燃油喷射系统的常见传感器故障排除方法。
重点难点
1.EFI传感器工作过程及原理；
2.EFI的常见传感器故障排除方法。
教学方法
讲授、实训
使用教具
PPT、教学视频
课后作业
课后习题
课时安排
课堂教学时数：
6
试验教学时数：
讲授时间：
2015年3月24日、3月30日、3月31日
第一节汽油机燃油喷射系统传感器概述
一、概述
二、传感器
空气流量传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、发动机转速传感器、冷却液温度传感器、爆震传感器、氧传感器、凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器
第二节空气流量传感器原理及检修
一、空气流量传感器分类
测量原理----叶片式、卡门漩涡式、热线式及热膜式。
二、空气流量传感器原理及检修
1.叶片式空气流量传感器
1）结构
2）波形测量
3）叶片式空气流量传感器检修----外部线路检查、内部电路检查、机械部分检查
2.卡门漩涡式空气流量传感器
1）结构及工作原理
2）波形测量
3）波形分析
4）卡门漩涡式空气流量传感器检修----外部线路检查、内部电路检查、机械部分检查
3.热线式空气流量传感器
1）结构及工作原理
2）波形测量
3）波形分析
4）热线式式空气流量传感器检修----外部线路检查、内部电路检查、机械部分检查
4.热膜式空气流量传感器
第三节进气压力传感器
一、半导体压敏电阻式进气压力传感器（MAP）
1.结构及工作原理
2.波形测量
3.波形分析
4.半导体压敏电阻式进气压力传感器的检测
二、表面弹性波式进气压力传感器
1.波形测量
2.波形分析
第四节节气门位置传感器
一、开关触点式节气门位置传感器
开关触点式节气门位置传感器由导向凸轮、节气门轴、控制杆、活动触点、怠速触点、功率触点、导线插头、导向凸轮槽、调整螺钉槽等组成。
二、线性可变电阻式节气门位置传感器
线性可变电阻式节气门位置传感器由电源线、信号线和搭铁3条线组成。
三、综合型节气门位置传感器
综合型节气门位置传感器由怠速开关滑动触点、线性电阻器活动触点、电阻体及基准电压线、节气门开度信号线、怠速信号线和搭铁线4条线组成。
1.波形测量
2.波形分析
3.自动变速器电控系统的节气门位置传感器
第五节曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器
一、曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器概论
二、曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器分类
1.磁感应式曲轴位置传感器
1）结构
2）工作原理
3）检修---信号及线路检测、内部电路检测、机械部分检测
2.霍尔式曲轴位置传感器
1）结构
2）工作原理
3）检修---电源、线路及机械部分检查；信号检测
3.光电式凸轮轴位置传感器
1）光电式凸轮轴位置传感器的结构和工作原理
2）检修---线路检测、机械部分检测、光电式凸轮轴位置传感器输出信号的检测
第六节其他辅助传感器
一、进气温度传感器和冷却液温度传感器结构和工作原理
1.进气温度传感器结构及工作原理（THA）
2.冷却液温度传感器结构及工作原理（THW）
二、爆震传感器（KNK）
1.磁滞伸缩式爆震传感器
2.压电式爆震传感器
3.火花塞金属垫型爆震传感器
4.波形测量及分析
5.爆震传感器检修
三、氧传感器（EGO）
1.氧传感器的分类----氧化钛式、氧化锆式
2.氧化钛式氧传感器
1）氧化钛式氧传感器的结构
2）氧化钛式氧传感器的输出特性
3）氧化钛式氧传感器的工作电路
3.氧化锆式氧传感器
1）氧化锆式氧传感器的结构
2）氧化锆式氧传感器的输出特性
3）氧化锆式氧传感器的工作电路
4.波形测量
5.氧传感器的检修
四、燃油流量传感器
1.光电式燃油流量传感器的结构
2.光电式燃油流量传感器的检测
案例分析：
一辆桑塔纳2000GSi型轿车，在行驶过程中突然出现发动机不能随着加速踏板的踩下而加速，但也不熄火的故障。
课后作业：
1.如何检测氧传感器？
2.热线式空气流量传感器的工作原理如何？
它如何完成自洁作用？
如何检修？
热膜式空气流量传感器有何优点？
3.如何检修进气压力传感器？
4.从外观上怎么样区分氧化钛式和氧化锆式氧传感器？
本章小结：
1.电控装置传感器主要由9个常用传感器组成，各种传感器将检测到的发动机运行参数输入控制单元，控制单元据此控制燃油量、空气流量和喷油时间等，以实现与发动机工况的最佳匹配，达到节省燃油、净化排气、改善加速性能和低温启动性能等目的。
2.电控发动机常用传感器：
空气流量传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、发动机转速传感器、冷却液温度传感器、爆震传感器、氧传感器、凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器等。
3.空气流量传感器是测量发动机进气量的装置，它将吸入的空气量转换成电信号送至ECU，作为决定喷油量的基本信号之一。
根据测量原理不同，空气流量传感器有叶片式、卡门漩涡式、热线式及热模式几种类型。
4.进气压力传感器有半导体压敏电阻式进气压力传感器和表面弹性波式进气压力传感器两种。
5.节气门位置传感器（TPS）安装在节气门体上，用以检测节气门的开度，它通过杠杆机构与节气门联动，反映节气门的开度及怠速、加速、减速和全负荷等不同工况。
6.节气门位置传感器有三种：
开关触点式、线性可变电阻式和综合型。
7.曲轴位置传感器有三种：
磁感应式、霍尔式和光电式。
8.进气温度传感器的结构与工作原理与冷却液温度传感器相同，也是采用热敏电阻检测进气的温度。
是负温度系数的热敏电阻，随温度的升高电阻值变低。
9.爆震传感器有磁滞伸缩式、压电式和火花塞金属垫型爆震传感器。
10.氧传感器有氧化钛式和氧化锆式两种。
11.燃油流量传感器有光电式燃油流量传感器。
第四章电控发动机点火控制系统及其他控制系统
目的任务
1.了解电控发动机点火控制系统的组成；
2.熟悉电控发动机点火控制系统工作过程及原理；
3.掌握电控其他控制系统。
重点难点
1.电控发动机点火控制系统工作过程及原理。
教学方法
讲授、实训
使用教具
PPT、教学视频
课后作业
课后习题
课时安排
课堂教学时数：
8
试验教学时数：
讲授时间：
2015年4月7日、4月13日、4月14日、4月14日
第一节电控发动机点火控制系统
一、电控点火系统的组成与功能
1.电控点火系统的组成---传感器、发动机ECU、点火模块、点火线圈、高压线和火花塞等。
2.电控点火系统的功能
二、电控点火系统分类
1.有分电器式点火控制系统
2.无分电器的点火控制系统
三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理
1.无分电器的点火控制系统二极管分配式工作原理
2.无分电器的点火控制系统同时点火工作原理
1）同时点火
2）点火线圈分配式同时点火系统工作原理
3）点火器控制原理调整
4）点火线圈组件
5）单独点火
第二节点火提前角与闭合角的控制
一、点火提前角的控制
ECU根据汽油机的各种工况信号对点火时刻进行控制。
首先根据发动机的转速和进气压力信号从存储器存的数据中找到相应的基本点火提前角，然后根据有关传感器信号值加以修正，得出实际点火提前角。
实际点火提前角由三部分组成：
初始点火提前角、基本点火提前角和修正点火提前角。
1.起动工况的点火时刻控制
2.起动后点火时刻控制
1）基本点火提前角
2）点火提前角的修正----暖机修正、过热修正、空燃比反馈修正、怠速稳定性修正、爆震修正、最大和最小提前角修正。
二、闭合角的控制
1.ECU对闭合角的控制
2.电子点火器中闭合角的控制
3.1°信号的产生
第三节发动机爆震的控制
一、半导体压敏电阻式进气压力传感器（MAP）
1.结构及工作原理
2.波形测量
3.波形分析
4.半导体压敏电阻式进气压力传感器的检测
二、表面弹性波式进气压力传感器
1.波形测量
2.波形分析
第四节怠速控制装置
一、怠速控制控制的作用
怠速控制装置就是在发动机内部阻力矩不断变化的情况下，由ECU自动维持发动机以稳定怠速运转，并实现快怠速暖机过程。
二、怠速控制装置的分类
1.节气门制动控制装置
2.旁通空气控制装置----怠速空气阀、怠速控制阀（旋转滑阀式怠速控制阀、步进电机式怠速控制阀、电磁怠速控制阀）
三、怠速控制的条件、原理及过程
1.怠速控制的条件:
作用：
实现发动机起动后的快速暖机过程；自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。
内容：
起动后控制、暖机过程控制、负荷变化的控制、减速时的控制等。
2.怠速控制的原理
控制项目：
怠速、快怠速、空调怠速、电器负载高怠速等。
3.怠速控制的过程
四、怠速控制系统及怠速控制阀的检测
1.怠速控制系统的就车检测
2.怠速控制阀的检测----电阻值检测、步进电动机的动作检查
第五节汽油机排放控制系统
一、三元催化转化器、氧传感器与闭环控制
1.概述
2.三元催化转化器的结构、原理及检修
1）结构
2）三元催化转化器检修。
常见故障：
堵塞引起排气不畅、催化剂过热老化、失效等。
二、微机控制废气再循环系统
1.普通微机控制废气再循环系统
2.可变EGR率废气再循环系统
3.闭环控制式废气再循环系统
4.微机控制废气再循环系统的检测
三、减速废气净化装置
1.混合比加浓式减速废气净化装置的结构和工作原理
2.混合比加浓式减速废气净化装置的检查
四、燃油蒸发控制系统
1.微机控制燃油蒸发控制系统的结构
2.微机控制燃油蒸发控制系统的结构与工作原理
3.燃油蒸发控制系统的检测
4.二次空气喷射系统
5.汽油机进气控制系统
第六节可变气门正时和气门升程电子控制系统
一、概述
二、VTEC的结构和原理
三、VTEC检修
1.VTEC电磁阀的检查
2.VTEC压力开关的检查
3.摇臂检查
第七节废气涡轮增压系统
一、废气涡轮增压作用
废气增压利用尾气增压推动涡轮高速转动，涡轮带动泵轮向发动机泵空气，从而提高进气压力，增加每个循环中的进气，使可燃混合气接近于空燃比小于1的稀薄燃烧。
这样，在不增加发动机排量的情况下可以提高输出功率，同时也降低了燃油消化率。
但是经过泵轮的空气会变热，会使实际的充气量系数小于理论系数，因此，现在的涡轮增压一般都配备有中冷器。
二、废气涡轮增压优缺点
三、废气涡轮增压器原理
利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，带动同轴的叶轮压送由空气滤清器道送来的空气，使之增压进入气缸。
当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度在呢更大可以燃烧更多的燃料，相应
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