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§8-6 汽车的机电一体化 车辆电子控制技术概况 问： 车辆电子控制技术概况 实现自动变速换档、防滑制动、雷达防碰撞、自动调整车高、全自动空调、自动故障诊断及自动驾驶等。 汽车的机电一体化的中心内容是以微机为中心的自动控制改善汽车的性能、增加汽车的功能，实现汽车降低油耗、减少排气污染、提高汽车行驶的安全性、可靠性、操作方便和舒适性。 主要的车辆机电一体化系统 车辆电子控制技术概况 电子控制装置 占整车成本 汽车行驶控制的重点是： (1)汽车发动机的正时点火、燃油喷射、空燃比和废气再循环的控制，使燃烧充分、减少污染、节省能源； (2)汽车行驶中的自动变速和排气净化控制，以使其行驶状态最佳化； (3)汽车的防滑制动、防碰撞，以提高行驶的安全性； (4)汽车的自动空调、自动调整车高控制，以提高其舒适性。 实现上述各种控制，传感检测技术是重要的一环。 一、汽车用传感器 现代汽车发动机的点火时间和空燃比的控制已实现用微机控制系统进行精确控制 美国福特汽车公司的电子式发动机控制系统（EEC） 日本丰田汽车公司发动机的计算机控制系统（TCCS） 多种传感器： 曲轴位置传感器 吸气及冷却水温度传感器 压力传感器 氧气传感器等 发动机控制用传感器的精度多以％数表示，这个％数值必须在各种不同条件下满足燃料经济性指标和排气污染指标规定。 控制活塞式发动机，基本上就是控制曲轴的位置。 利用曲轴位置传感器可测出曲轴转角位置计算点火提前角，并用微机计算出发动机转速，其信号以时序脉冲形式输出。 燃料供给信号可以用二种方法获得： 1）直接测量空气的质量流量； 2）检测曲轴位置，再由歧管绝对压力（MAP）和温度计算出每个汽缸的空气量。 因此MAP传感器和空气质量流量传感器都是重要的汽车用传感器。 MAP传感器有膜盒线性差动变换传感器、电容盒MAP传感器和硅膜压力传感器。 在空气流量传感器中，离子迁移式、热丝式、叶片式传感器是真正的空气质量流量计。 涡流式、涡轮式是测量空气流速的，需把它换算成质量流量。 为算出恰当的点火时刻，需要检测曲轴指示脉冲、发动机转速和发动机负荷三个参量。 其中，发动机负荷可用歧管负压换算。 在美国的发动机控制系统中，虽然前二个参量均用曲轴位置传感器测量，但控制环路的组成方法不同。 有的系统直接测量歧管负压；有的系统用类似MAP传感器的传感器测量环境空气压力（AAP），用减法算出歧管负压。 后者可用准确的环境空气压力完成海拔高度修正，以便对燃料供给和EGR（废气再循环）环路进行微调。 在点火环路中，歧管负压信号响应性要快，但准确度并不需MAP和AAP那么高。 过去的火花点火发动机是在很宽的空燃比范围内工作的，因而并不要求计算化学当量，由于汽车排气标准的确定，需从根本上改进发动机的工作情况。 为此，很多汽车采用了一种三元催化系统。三元催化剂，只有废气比例较小时，才能有效地净化 HC、CO和 NOx。发动机必须在正确计算化学当量的士7％范围内工作。 带催化剂的发动机可看作气体发生器，按要求需在燃料供给环路中加装氧环路，这一环路的关键传感器是氧传感器，它可以检测废气中是否存在过剩的氧气。氧化锆氧传感器和二氧化钛氧传感器可以完成此任务。 为了确定发动机的初始条件或随时进行状态修正，还需使用一些其它传感器。 如空气温度传感器、冷却水温度传感器等。 在最近生产的汽车中，还装了爆震传感器。 涡轮增压发动机在中速或高负荷状态下，震动较大，从而带来许多问题，安装爆震传感器后，当震动超过某一限度时，就自动推迟点火时间，直至震动减弱为止。这就是说，发动机在无激烈震动时提前点火，找出了最佳超前量。 机械共振传感器、带通振动传感器和磁致伸缩传感器可以提供这种震动信息。 为了提高汽车行驶的安全、可靠、操纵方便及舒适性，还采用了非发动机用传感器 工业自动化领域用的各类传感器直接或稍加改进，即可作为汽车非发动机用传感器使用。 二、传感器在汽车发动机中的典型应用 1．曲轴转动位置及转速检测传感器 一般安装在曲轴端部飞轮上或分电器内 磁电型 磁阻型 霍尔效应型或威耿德磁线型 光电型等。 1．曲轴转动位置及转速检测传感器 1．曲轴转动位置及转速检测传感器 磁电型(a)和磁阻型(b)的工作原理是利用齿轮和具有等间隔的凸起部位的圆盘在旋转过程中，引起感应线圈产生与转角位置和转速相关的脉冲电压信号，经整形后变为时序脉冲信号，通过计算机计算处理来确定曲轴转角位置及其转速。 霍尔效应型也有一个带齿圆盘 当控制电流Ic流过霍尔元件，在垂直于该电流的方向加上磁场B，则在垂直于Ic及B的方向产生输出电压，经放大器放大输出Eout。 威耿德磁性传感器是J.R.Wigand利用磁力的反向作用研制而成的。 它利用0.5Ni-0.5Fe磁性