汽车电子控制技术复习题1

发动机电子控制系统

1 名词：

无效喷射时间对于喷油器开阀时间比关阀时间长，开阀时间与关阀时间的时间差是不喷射汽油的，称为无效喷射时间

同步喷射同步喷射指与发动机旋转同步，在既定的曲轴转角位臵进行喷射。

异步喷射喷射控制时与发动机曲轴转角无关的喷油控制方式；

所谓断油控制，又称为燃油停供，是指ECU停止给喷油器发送燃油喷射信号，喷油器停止喷油。

发动机减速断油是指在发动机在高速下运行急减速时，ECU停止给喷油器发送燃油喷射信号，喷油器停止喷油

发动机超速断油当发动机转速超过设定转速时，ECU停止给喷油器发送燃油喷射信号，以防止发动机转速继续上升引起损坏。

爆震控制利用点火提前控制抑制发动机爆震的发生，在发生发动机工作爆震燃烧发生时，ECU减小点火提前角。

故障码电子控制系统在完成自诊断时，将故障信息以故障代码的形式存入存储器中，故障代码一般简称故障码

EGR率EGR率定义为再循环的废气流量与发动机吸气总量（发动机吸入空气量与再循环废气量之和）的比值。

信号的占空比占空比是ECU输出的控制信号在一个周期内，通电时问与通电周期的比值。

2 填空

电子控制系统由传感器、电控单元（ECU）和执行器组成。

车用汽油喷射系统按喷射部位可分为（缸内喷射）和（缸外喷射）两类

根据燃油喷射位臵的不同缸外喷射又可分为（单点喷射）和（多点喷射）。

在电子控制燃油喷射系统种，根据进气量的检测方式，可分为(直接式)和(间接式)两种。直接检测方式是(质量流量方式)，间接检测方式可分为(速度—密度方式)和(节气门—速度方式)。

电控汽油喷射系统大致可分为(进气系统)、(燃油系统)和(电子控制系统)三个部分。

热线式空气流量传感器的基本构成是感知空气流量的白金热线，根据进气温度进行修正的温度补偿电阻（冷线）和控制热线电流并产生输出信号的控制线路板以及空气流量传感器壳体。

半导体应变片式进气压力传感器压力转换元件是利用半导体的（压阻效应）制成的硅膜片。硅膜片的一面是（真空室），另一面导入进气歧管压力。

发动机转速和曲轴位臵传感器常见的可分为磁电感应式、光电式和霍尔效应式三大类。

电磁感应式传感器主要由永久磁铁、铁芯、（信号线圈）、（信号转子）等组成。

光电式转速传感器主要由（光电耦合元件）、（遮光盘）和控制电路等所组成。

间歇喷射系统按喷射时序的不同又可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三类。

电子控制燃油喷射系统中喷油器的驱动电路有（电压驱动）和（电流驱动）两种。

无分电器点火系统的配电方式包括单独点火方式、双缸同时点火方式及二极管配电方式。

在无分电器点火系统中ECU向其执行器发送（点火控制信号）、（气缸判别信号）信号。

丰田汽车点火控制系统中实际点火提前角等于初始点火提前角与（基本点火提前角）、

（修正点火提前角）之和。

发动机怠速控制系统常用（旁通空气式）和（节气门直动式）两种控制方式。

汽车电控单元ECU主要由(输入回路)、(A／D转换器(模／数转换器))、(微型计算机(微处理器))和(输出回路)四部分组成。

采用发动机机体振动检测法的爆燃传感器有(磁致伸缩式)和压电式两种类型，压电式又分(共振型)和(非共振)型。

3 简述

1）简述发动机电子控制系统传感器原理

（1）热线式空气流量传感器；

将热线温度与吸入空气温度差保持在100℃，热线温度由混合集成电路控制，当空气质量流量增大时，由于空气带走的热量增多，为保持热线温度，混合集成电路使热线R H通过的电流增大，反之，则减小。热线电流随空气质量流量增大而增大。加热电流通过惠斯顿电桥电路中精密电阻R A产生的电压降即作为传感器的输出信号。

（2）发动机线性输出型节气门位置传感器；

传感器有2个同节气门联动的可动电刷触点。1个触点可在位于基板上的电阻体上滑动，利用变化的电阻值，测得与节气门开度相对应的线性输出电压，根据输出的电压值，就可以知道节气门的开度。

为了能够准确地检测节气门的全关闭状态，另外设有1个怠速触点，它只在节气门处于全关闭状态时才被接通。

（3）热敏电阻式进气温度传感器；

进气温度传感器安装在发动机进气道，常见的进气温度传感器为负温度系数的热敏电阻型式，发动机进气温度变化时，热敏电阻的阻值变化，通过测量电路将其转变为电压信号。

（4）半导体应变片式进气压力传感器；

半导体应变片式进气压力传感器利用的是半导体的压阻效应，它是由压力转换元件和把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路等构成的。进气歧管内压力使传感器硅膜片产生变形，在薄膜上的应变电阻的阻值随应变成正比的变化，利用惠斯顿电桥将硅膜片的变形变成电信号。用集成电路进行放大后输出至ECU。

（5）二氧化钛式氧传感器

氧传感器在排气管上安装，氧化钛式氧传感器是利用二氧化钛（TiO2）材料的电阻值随排气中氧含量的变化而变化的特性制成的。二氧化钛是在室温下具有很高电阻的半导体。若排气中氧含量少（混合气浓）时，二氧化钛材料的电阻随之降低。通过测量电路将其转变为电压信号。

3 简述电子控制燃油喷射系统ECU如何进行起动时的喷油量控制。

发动机在起动时，由于转速波动大，空气流量传感器（L型）或进气压力传感器（D型）难以精确地、直接地或间接地测量进气量，计算出基本喷油持续时间。因此，在发动机起动时，ECU会根据起动信号，调用专用的起动控制程序，根据存贮在存贮器中的冷却液温度一喷油时间图，找出基本喷油持续时间T p，然后进行进气温度和蓄电池电压的修正，得到起动时的喷射持续时间，即喷油持续时间T＝T p＋T A＋T B。其中，T A为进气温度修正量，T B为蓄电池电压修正量。

4 简述电子控制燃油喷射系统如何进行起动后喷油量的控制。

当发动机转速超过预定值时，ECU根据以下公式确定喷油持续时间：喷油持续时间＝基本喷油持续时间×喷油修正系数+电压修正值。其中，喷油修正系数是各种修正系数的总和。

基本喷油持续时间：，基本喷油持续时间由进气歧管压力和发动机转速确定或由空气量和发动机的转速确定。

喷油量修正：发动机的ECU根据传感器传来的工况信息，还要对基本喷油持续时间进行修正，这些修正主要包括：起动后燃油增量修正、暖机时燃油增量修正、大负荷运转时的修正、过渡工况空燃比控制的修正、空燃比反馈修正、学习控制、断油控制等。

当蓄电池电压变化时，应考虑对无效喷射时间的影响，应对无效喷射时间进行修正。异步喷射：起动喷油控制和加速喷油控制。

5 简述汽车电子控制点火系统的组成和工作原理及控制内容。

电子控制的点火系统一般由电源、传感器、电子控制单元（ECU）、点火控制模块、分电器、火花塞等组成。

发动机运行时，ECU不断地采集发动机的转速、负荷、冷却水温度、进气温度等信号，并根据存储器中存储的有关程序与有关数据，确定出该工况下最佳点火提前角和初级电路的最佳导通时间，并以此向点火控制模块发出指令。

6 简述发动机怠速控制的控制内容。

起动控制；起动后控制；暖机控制；稳定怠速控制；负荷变化预控制；学习控制；

7 简述喷油量控制中的：

（1）暖机燃油增量修正；

冷机起动后，接着就进入发动机暖机时期。暖机时燃油增量，也是对发动机冷态时燃油供给不足的一种补偿措施。在进行起动后燃油增量修正的同时，进行暖机燃油增量修正。起动后燃油增量修正在发动机完成爆发后数十秒钟内即告结束，而暖机增量修正时间较长，在冷却水温度达到规定值以前一直持续进行。暖机燃油增量修正系数随冷却水温度的上升而逐渐衰减。

（2）空燃比反馈修正；

ECU利用空燃比反馈信号，将其信号电压与基准电压进行比较，判断混合气的浓度，对空燃比进行反馈控制。当混合气空燃比低于理论空燃比时，氧传感器输出高电位信号，ECU收到这一信号后，使反馈修正系数减小(开始骤降，然后缓降)，控制喷油器减少喷油量；由于喷油量减少，又很快使混合气变稀。当混合气空燃比高于理论空燃比时，氧传感器输出低电位信号，ECU收到这一信号后，又使反馈修正系数增大(开始猛升，然后缓升)，结果又使喷油器增加喷油量，致使混合气又很快变浓。如此循环，空燃比不断地被反馈控制。当系统进入空燃比闭环反馈控制时，混合气在理论空燃比附近。

（3）断油控制（燃油停供）；

发动机在高速下运行急减速时，节气门完全关闭，而发动机在设定转速以上工况时，发动机不再需要供应燃油，为避免混合气过浓、燃油经济性和排放性能变坏，ECU控制停止喷油。当发动机转速降到预定转速或节气门重新打开时，喷油器再投入工作，恢复供油。

为了防止发动机转速过高而引起发动机损坏，要对发动机的最高转速进行限制。当发动机转速超过允许的最高转速时，及时停供燃油，以防止发动机转速继续上升引起事故。

（4）大负荷运转时的修正；

当汽车在节气门全开情况下大负荷行驶时，要求发动机输出更大转矩。根据转矩随空燃比的变化规律，应将空燃比设定在与转矩峰值相对应的12．5附近，可采用开环控制。由于基本喷射持续时问可以实现理论空燃比在14．7附近，所以可将增量修正系数1．18乘以基本喷射时间。节气门位臵传感器传送发动机负荷状态，通过节气门位臵可把全负荷信号输入ECU。实现大负荷控制为开环控制，氧传感器的反馈控制停止起作用。

电路分析题：

1、教材168页图4-96装油泵开关的电动汽油泵控制电路

回答：

（1）主继电器电路

（2）起动时，电路短路继电器电路和触点状态；

（3）起动时，汽油泵电路；

（4）起动后，发动机工作时电路短路继电器电路和触点状态；

（5）起动后，发动机工作时汽油泵电路；

答案见教材

2、教材169页图4-97装油泵继电器的电动汽油泵ECU控制电路

回答

（1）主继电器电路

（2）起动时，电路短路继电器电路和触点状态；

（3）起动时，汽油泵电路；

（4）起动后，发动机工作时电路短路继电器电路和触点状态；

（5）起动后，发动机工作时汽油泵电路；

答案见教材

论述分析：

（1）电子控制燃油喷射系统如何进行喷油量的控制；

（2）以EGR控制为例分析真空控制方式的实现；

（3）分析论述活性炭罐蒸发污染控制系统的工作原理和控制方法；

（4）分析自诊断系统的工作原理和论述其应用；

（5）分析旋转电磁阀式怠速控制机构控制电路的工作原理。

答案详见教材。

自动变速器电子控制系统

1 填空

电控自动变速器主要由液力变矩器、齿轮变速器、液压控制系统和电子控制系统组成。

自动变速器所用的传感器。（填空）：节气门位臵传感器、输入轴转速传感器、车速传感器、液压油温度传感器等。

自动变速器控制开关中常用的有：超速挡开关、挡位开关、模式选择开关、空挡起动开关、制动灯开关、强制降挡开关等。

2 简要说明电子控制式自动变速器工作原理；

电子控制自动变速器是通过各种传感器，将车速、节气门开度、发动机转速、发动机水温、自动变速器液压油温度等参数转变为电信号，并输入ECU，ECU根据这些电信号，按照设定的换档规律，向换档电磁阀、油压电磁阀和锁止电磁阀等发出电子控制信号，这些电磁阀再将ECU的电子控制信号转变为液压控制信号，阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号，控制换档和锁止执行机构的动作，从而实现自动换档和锁止离合器的锁止与分离。

3 画出自动换档规律简图，并进行简要分析；

图见教材。

汽车的最佳换档时刻主要取决于汽车行驶时的节气门开度、车速等因素。双参数型的换档控制可以用自动换档图来表示。由图中可知，节气门开度愈小，汽车的升档车速和降档车速愈低；反之，节气门开度愈大，汽车的升档车速和降档车速愈高。

4 简述下列问题

（1）简要说明电子控制自动变速器自动换档的实现

电子控制式（电控液压式）自动变速器是在手动换挡阀选定位臵后，通过各个传感器将车速、节气门开度、发动机转速、档位开关位臵、发动机温度、自动变速器油温等参数转变为电信号，输入自动变速器电子换挡控制单元ECU，ECU根据这些电信号，通过运算选择换挡规律，确定换挡点，发出换挡控制信号控制相应的换挡电磁阀动作。换挡电磁阀的动作作为控制信号控制液压换挡阀组的液压油流向，并最终作用于换挡执行机构中的换挡离合器、制动器等，实现自动换挡。

（2）简述电子控制自动变速器主油路压力控制的实现

电控液压式自动变速器控制系统以一个脉冲式油压电磁阀作为执行器来进行油压控制。

电子控制单元ECU根据节气门位臵传感器测得的节气门开度信号，控制发往油压电磁阅的脉冲信号的占空比，以改变油压电磁阀排油孔的开度，使主油路油压随节气门的开度而变化。一般地，节气门开度越大，主油路油压也越大。除此之外，当主油路压力受到挡位、大气压力、液压油温度等因素的影响时，通过脉冲式电磁阀对其采取进一步的微细控制，还可以达到减少换挡冲击、改善换挡品质的目的。

（3）简述电子控制自动变速器主油路压力行驶模式选择规律

详见下面的5题

（4）简述电子控制自动变速器锁止离合器控制

电子控制自动变速器的变矩器中的锁止离合器的工作是由ECU控制的。ECU按照设定的控制程序，通过锁止电磁阀来控制锁止离合器的接合或分离，ECU根据自动变速器的档位、控制模式等工作条件从存储器内选择出相应的锁止控制程序，再将车速、节气门开度与锁止控制程序进行比较。ECU向锁止电磁阀输出电信号，使锁止离合器接合，实现变矩器的锁止。（5）简述开关式电磁阀的作用和工作原理

开关式电磁阀的作用开启和关闭变速器油路，主要用于控制换挡阀。开关式电磁阀通常由电磁线圈、衔铁及阀心等组成。它只有两种工作状态：全开或全关。当线圈不通电时，阀

心被油压推开，打开泄油孔，油路的压力油经电磁阀泄荷，油路压力为零；当线圈通电时，电磁力使阀心左移，关闭泄油孔，油路压力上升。

（6）简述脉冲式电磁阀的作用和工作原理。

脉冲式电磁阀是由电磁线圈、衔铁及阀心等组成，其作用是控制油路中油压的大小。控制脉冲式电磁阀的电信号是一个频率定的脉冲电信号。电磁阀在脉冲电信号的作用下不断反复地开启和关闭泄油孔，电脑通过改变脉冲的宽度，或者说是每个脉冲周期内电流接通和断开的时间比例，即所谓占空比，来改变电磁阀开启和关闭的时间比例，从而达到控制油路压力的目的。占空比越大，经电磁阀泄出的变速器油就越多，油路压力就越低；反之，占空比越小，油路压力就越高。

5 自动变速器ECU控制内容（控制功能）。（论述）

（1）换档控制

换档控制是指换档时刻控制，汽车在不同使用要求下的最佳换档规律以自动换档图的形式贮存在ECU存储器内。在汽车行驶中，ECU根据档位开关和模式开关的信号从存储器内选择出相应的自动换档图，再将车速传感器和节气门位臵传感器测得的车速、节气门开度与自动换档图进行比较；根据比较结果，在达到设定的换档车速时，ECU便向换档电磁阀发出电信号，以实现档位自动变换。

(2)油路压力控制

由ECU控制油压电磁阀来产生，要求如下：节气门开度增加，ECU控制使主油路压力增大；倒挡行驶时，ECU控制使主油路压力增大；换档时，ECU控制使主油路压力减小，油温变化时，ECU对主油路压力进行调整。

(3)自动模式选择控制行驶模式选择规律如下：

1）当操纵手柄位于前进低档(S、L或2、1)时，ECU只选择动力模式。

2）在前进档(D)中，当驾驶员踩下加速踏板的速率大于ECU内部设定的汽车行驶车速和节气门开度所对应区域的节气门开启速率程序值时，ECU即选择动力模式；反之，当踩下加速踏板的速率小于设定值时，ECU即选择经济模式。

3）前进档(D)中，节气门开度低于1／8，ECU选择经济模式。

(4)锁止离合器控制

电子控制自动变速器的变矩器中的锁止离合器的工作是由ECU控制的。ECU按照设定的控制程序，通过锁止电磁阀来控制锁止离合器的接合或分离，ECU根据自动变速器的档位、控制模式等工作条件从存储器内选择出相应的锁止控制程序，再将车速、节气门开度与锁止控制程序进行比较。ECU向锁止电磁阀输出电信号，使锁止离合器接合，实现变矩器的锁止。

(5)发动机制动控制

ECU向强制离合器、强制制动器电磁阀发出电信号，打开强制离合器或强制制动器的控制油路，使之接合或制动，让自动变速器具有反向传递动力的能力，在汽车滑行时可以实现发动机制动。

(6)改善换档感觉的控制

包括：换档油压控制、减扭矩控制；N-D换档控制；

(7)使用输入轴转速传感器的控制

ECU可以检测出自动变速器输入轴的转速，并由此计算出变矩器的传动比,从而使ECU 更精确地控制自动变速器的工作。

(8)故障自诊断和失效保护功能

电子控制自动变速器的ECU在汽车行驶过程中不停地监测自动变速器电子控制装臵中所有传感器和部分执行器的工作，发现某个传感器或执行器有故障，工作不正常时将故障代码和相关信息存储起来，并立即采取失效保护措施，保持汽车的基本行驶能力。

汽车防滑控制系统

1 驱动防滑系统和制动防滑系统的优点。

ABS的优点如下：

(1)由于制动时防止车轮抱死，保持了制动时的方向稳定性。

(2)ABS可以保持制动时的转向能力，驾驶员可以通过方向盘控制纠正制动时难以避免产生侧偏力矩。

(3)由于获得了最大的地面制动力，缩短了制动距离。

ASR优点是：

(1)在汽车起步、行驶过程中提供最佳驱动力，从而提高了汽车的动力性，特别是在附着系数较小的路面上，起步、加速性能和爬坡能力良好。

(2)能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽车的转向控制能力。

2 简述制动防滑系统的工作过程。

制动防抱死系统的工作过程可以分为常规制动、制动压力降低、制动压力保持和制动压力升高等四个阶段。

(1)常规制动阶段，在常规制动过程中；制动防抱死装臵不起作用，制动防抱死装臵的ECU不向磁化线圈传送电流。三位电磁换向阀进油孔保持打开状态，排油孔保持关闭状态。当踩下制动踏板时，制动轮缸压力升高。

(2)制动压力降低阶段车轮即将抱死，ECU给执行器磁化线圈输入5A的电流进油孔关闭，排油孔打开。液压泵和电动机工作，将储液罐中的制动液送回制动主缸。制动轮缸压力降低。

(3)制动压力保持阶段 ECU就给磁化线圈提供2A电流，三位电磁换向阀阀芯在回位弹簧的作用下移至中间位臵。进油孔和排油孔都关闭，压力得以保持。

(4)制动压力升高阶段同常规制动阶段。

如此降压——保压——升压循环。

3 驱动防滑系统的控制方式。（简述或填空）

1）对发动机输出转矩进行控制

①调节燃油量，如减少或中断供油；

②调整点火时间，如减小点火提前角或停止点火；

③调整进气量，如调整节气门的开度和辅助空气装臵

2）对驱动轮进行制动控制

3）对可变锁止差速器进行控制

4 填空

汽车制动防抱死系统主要由车轮转速传感器、ECU和制动压力调节器三部分组成。

制动压力调节装臵主要由调压电磁阀总成、电动泵总成和储液器组成。

目前提出的防滑控制方法主要有逻辑门限值控制、最优控制和滑动模态变结构控制等，但目前绝大多数防滑控制系统仍然采用逻辑门限值控制方法。

5名词解释：独立控制；一同控制；高选择一同控制；低选择一同控制；控制通道；

控制通道：能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。

独立控制：如果车轮的制动压力可以进行单独调节，则称该车轮为独立控制；

一同控制：如果两个(或两个以上)车轮的制动压力是一同进行调节的，则称该两车轮为一同控制。

高选原则一同控制：当两个车轮一同控制时，如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死或驱动滑转为原则进行制动压力调节，这两个车轮就是按高选原则一同控制；

低选原则一同控制：如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死或驱动滑转为原则进行制动压力调节，这两个车轮就是按低选原则一同控制。

6 如图，说明驱动防滑系统在图中状态进行的驱动轮制动控制

论述的要点

当车辆装备的是普通差速器时，差速器向两侧车轮传递的驱动转矩相等。

在驱动防滑控制系统中，图示为控制方式中的驱动轮制动控制。

两侧车轮所处路面附着系数不同，处于高附着系数φh路面的驱动轮驱动力为Fh，处于低附着系数φl 路面的车轮驱动力为Fl。为了阻止在低附着系数路面行驶的车轮滑转，应对其加一制动力Fb，高附着系数路面上的车轮得到的力矩是驱动力矩和制动力矩之和，使发动机转矩得到有效发挥。

悬架控制系统

1 名词：主动悬架

主动悬架是一种具有作功能力的悬架，当汽车载荷、行驶速度、路面状况等行驶条件发生变化时，主动悬架系统能自动调整悬架的刚度、阻尼和车身高度。

2 主动悬架的优势分析

主动悬架在下述几方面使汽车性能得到改善：

（1）悬架刚度可以设计得很小，使车身具有较低的固有频率，以保证正常行驶时的乘坐舒适性。由于刚度可调，使汽车转弯出现的车身侧倾、制动、加速等引起车身的纵向摆动等问题得到解决。

（2）汽车载荷变化时，主动悬架系统能自动维持车身高度不变，汽车即使在凸凹不平道路上行驶也可保持车身平稳。

（3）普通汽车在制动时车头向下俯冲，由于前后轴载荷发生变化，使后轮与地面的附着条件恶化，延长了制动过程。主动悬架系统可以在制动时使车尾下沉，充分利用车轮与地面的附着条件，加速制动过程，缩短制动距离。

（4）主动悬架可使车轮与地面保持良好接触，即车轮跳离地面的倾向减小，因而可提高车轮与地面的附着力，从而提高了汽车抵抗侧滑的能力。

3 以空气悬架为例，简述悬架刚度调节方法

以空气悬架为例，空气弹簧主、辅气室之间的气阀体上有大小两个通路。悬架控制执行器带动气阀体控制杆转动，使阀芯转过一个角度，改变通路的大小，就可以改变主、辅气室之间的气体流量，使悬架刚度发生变化，有低、中、高3种变化状态。气体通路的大气体通路被打开时，主气室的气体阀芯的中间孔、阀体的侧面孔通道与辅气室的气体相通，两气室之间的流量大，相当于参与工作的气体容积增大，悬架刚度处于低状态。气体通路的小气体通路被打开时，两气室之间的气体流量小，悬架刚度处于中状态。

4 以空气悬架为例，简述车身高度调节方法

以空气悬架为例，ECU根据车高传感器信号的变化和驾驶员的控制模式指令，给控制车高的电磁阀发出指令。当车身需要升高时，电磁阀动作，压缩空气进入空气悬架的主气室，主气室的充气量增加，车身上升。如果电磁阀不动作，则悬架主气室的气量保持不变，车身维持在一定的高度。当车身需要下降时，空气压缩机停止工作，电磁阀通电打开，同时排气阀也通电打开，悬架主气室的气体通过电磁阀、空气管路、干燥器、排气阀而排出，车身下降。

5 分析和论述电控悬架的ECU控制功能：

控制功能可以归纳为：

（1）车身姿态控制车身姿态控制是从驾驶员的操作中来预测车身姿态的变化，使悬架的刚度、阻尼暂时处于刚性较大的状态，以减少车辆姿态变化，，控制内容包括：抑制转向时的车身侧倾和起步、制动时车身的俯、仰。

（2）车速、路面感应控制在这种控制中，悬架的刚度与阻尼有两种控制模式，即刚性较小模式与“标准”模式，每种模式中又按刚度与阻尼的大小依次有低、中、高三种状态。使用何种模式一般是根据路面情况通过选择开关由手动决定。模式一经确定，就由ECU对悬架的刚度和阻尼进行控制，在三种状态间自动进行调节，使车身维持在可能的最佳状态。

（3）车身高度控制车身高度控制也有两种模式，即“标准”与“高”模式，在每种模式中又分为低、中、高三种状态。车身模式一旦选定，通常状态下，车身的高度不受乘员和装载质量变化的影响，在ECU控制下保持在所选模式的经常状态高度。当汽车在高速行驶或在颠簸路面行驶时，车身高度则由ECU在低、中、高三种状态之间调节，使汽车经常稳定在最佳行驶状态。

巡航控制系统

1 巡航控制系统的作用和优点；

汽车巡航控制系统（CCS）又可以称之为恒速行驶控制系统或巡行控制系统，其作用是保持汽车在某一驾驶员设定的车速下行驶。

汽车可按驾驶员选定的速度恒速行驶，控制无须再操纵加速踏板，减轻了疲劳，提高汽车行驶时的舒适性；由于减少了不必要的人为因素引起的加速踏板操作，可以节省燃料的消耗和减少排放污染。

2 巡航控制系统的组成

电子巡航控制系统主要由控制开关、传感器、巡航ECU和执行器四部分组成。

3 简述巡航控制系统的电动式执行器结构和工作原理

电动式执行器是由电动机、安全电磁离合器、控制臂、电位器等组成。

其工作原理如下：当执行器接收到来自巡航ECU的控制信号时，接通安全电磁离合器和电动机。电动机带动控制臂移动而相应地改变发动机节气门位臵。当电动机转动时，控制臂经由蜗杆、蜗轮、安全电磁离合器、齿轮和驱动轴带动转动。控制臂牵动钢索控制节气门相应地开、闭。电位器的作用是检测控制臂的旋转角度，并将控制臂的位臵信号反馈给巡航ECU。

4、简述磁阻式车速传感器的工作原理

磁阻式车速传感器也装于变速器延伸壳上，由输出轴上的齿轮驱动。速度传感器由内装磁阻元件的混合集成电路和磁环组成。磁阻元件是具有磁阻效应的半导体材料；磁环上有20个磁极，当磁环旋转时，磁力线发生变化，在磁阻元件上产生交流电。交流电信号经比较器变为数字信号，经晶体管倒相后送到巡航ECU作为速度信号。

安全气囊

1填空

（1）安全气囊系统主要由碰撞传感器、SRS指示灯、SRS控制单元、气囊组件等部分组成。

（2）气囊组件主要由安全气囊、气体发生器和点火器等组成。

（3）防止误爆机构为一块铜质弹簧片，称为短路片。其作用是：当连接器拨开(插头拔下或插头与插座未完全结合)时，短路片自动将靠近SRS气囊点火器一侧插座上的两个引线端子短接。

2 简述

（1）简述安全气囊的组成和作用

安全气囊系统主要由碰撞传感器、SRS指示灯、SRS控制单元（俗称安全气囊电脑）、气囊组件等部分组成。气囊组件主要由安全气囊、气体发生器和点火器等组成。

SRS的功用是：当汽车遭受碰撞导致减速度急剧变化时，气囊迅速膨胀。在驾驶员、乘员与车内构件之间迅速铺垫一个气垫，利用气囊排气节流的阻尼作用来吸收人体惯性力产生的动能，从而减轻人体遭受伤害的程度。

（2）分析安全气囊的工作原理；

当汽车受到前方一定角度范围内的高速碰撞时，安装在汽车前端的碰撞传感器和与安全电子控制单元安装在一起的防护碰撞传感器就会检测到汽车突然减速的信号，传感器触点闭合，将减速信号传送到安全电子控制单元；安全电子控制单元中预先设臵的程序经过数学计算和逻辑判断后，立即向安全气囊组件内的电热点火器发出点火指令，点火剂受热爆炸。点火剂引爆时，迅速产生大量热量，充气剂（叠氮化钠固体药片）受热分解释放大量氮气充入气囊，气囊便冲开气囊组件的装饰盖板，驾驶员头部和胸部压在充满气体的气囊上，在人体与车内构件之间铺垫一个气垫，将人体与车内构件之间的碰撞变为弹性碰撞，通过气囊产生变形来吸收人体碰撞产生的动能，达到保护人体的目的。

3 分析和论述

如图所示，根据德国Bosch公司在Audi轿车上的试验研究，分析SRS的动作时序。

1)碰撞约10ms后，SRS达到引爆极限，点火器引爆点火剂并产生大量热量，使充气剂(叠氮化钠固体药片)受热分解，驾驶员尚未动作，如图a所示。

2)碰撞约40ms后，气囊安全允满，体积最大，驾驶员向前移动，安全带斜系在驾驶员身上并拉紧，部分冲击能量已被吸收，如图b所示。

3)碰撞约60ms后，驾驶员头部及身体上部压向气囊，气囊在人体惯性力作用下产生变形和节流作用，从而吸收人体与气囊之间弹性碰撞产生的动能，如图c所示。

4)碰撞约110ms后，大部分气体已从气囊中逸出，驾驶员身体上部回到座椅靠背上，汽车前方恢复视野，如图d所示。

5)碰撞约120ms后，碰撞危害解除，牟速降低直至为零。

汽车转向控制系统

1 填空：

（1）电子控制式液压助力转向系统(EHPS)主要由电子控制系统、转向齿轮箱、油泵、分流阀等组成。

（2）电动助力转向系统(EPS)主要由转矩传感器、车速传感器、电子控制单元、电动机、电磁离合器、减速机构、转向轴及手动齿轮齿条式转向器等组成。

（3）根据电动机布置位置不同，EPS可分为转向柱助力式、齿轮助力式、齿条助力式等三种类型。

2 简答

（1）电子控制式液压助力转向系统(EHPS)的组成和工作原理

电子控制式液压助力转向系统(EHPS)，主要由电子控制系统、转向齿轮箱、油泵、分流阀等组成。

电子控制式液压助力转向系统是通过控制电磁阀，使助力转向系统的油压随车速的变化而改变，在大转角或低速行驶时，转向轻便；在中、高速时，能获得具有一定手感的转向力。

（2）简述的电动助力转向系统(EPS)组成和工作原理

电动助力转向系统(EPS)主要由转矩传感器、车速传感器、电子控制单元、电动机、离合器、减速机构、转向轴及手动齿轮齿条式转向器等组成。

电动助力转向系统的工作原理是：不转向时，助力电动机不工作；而当转向盘转动时，与转向轴相连的转矩传感器不断地测出作用于转向轴上的转矩，并由此产生一个电压信号；同时，由车速传感器测出的汽车车速，也产生一个电压信号。这两路信号均被传输到电子控制单元(ECU)，经过其运算处理后，由ECU 向电动机和离合器发出控制指令，即向其输出一个适合的电流，在离合器接合的同时使电动机转动产生一个转矩，该转矩经与电动机连在一起的离合器、减速机构减速增矩后，施加在输出轴上，输出轴的下端与齿轮齿条转向器总成中的小齿轮相连，于是由电动机发出的转矩最后通过齿轮齿条转向器施加到汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向助力。

（3）简述转向盘转矩传感器的工作原理

转矩传感器用于检测作用于转向盘上的转矩信号的大小与方向。目前采用较多的转矩传感器是扭杆式电位计传感器。它是在转向轴位置加一扭杆，通过扭杆检测输入轴和输出轴的相对扭转位移得到转矩。在转矩传感器中，用磁性材料制成的定子和转子可以彤成闭合的磁路，线圈A、B、C、D分别绕在极靴上，接成一个桥式回路。转向轴扭转变形的扭转角与转矩成比例，所以只要测定转向轴的扭转角，就可间接地知道转向力的大小。

（4）简述EPS的助力控制

助力控制是在转向过程(转向角增大)中为减轻转向盘的操纵力，通过减速机构把电动机转矩作用到机械转向系统(转向轴、齿轮、齿条)上的一种基本控制模式。助力控制利用电动机转矩和电动机电流成比例的特性，由转向盘转矩传感器检测的转矩信号和由车速传感器检测的车速信号输入控制器单片机中，根据预制的不同车速下“转矩一电动机助力目标电流表”，确定电动机助力的目标电流，通过对反馈电流与电动机目标电流相比较，（利用PID调节器进行调节），输出PWM信号到驱动回路，以驱动电动机产生合适的助力。

（5）全电子控制电动助力转向系统的特点

全电子控制的电动助力转向系统的转向作用力控制范围宽，并能根据驾驶条件设置最优化的转向作用

力特性，其特点主要是：

1)可以十分灵活地修改转矩、转向角和车速信号的软件控制逻辑，并能自由地设置转向助力特性。

2)根据转向角进行回正控制和根据转向角速度进行阻尼控制，可提供最优化的转向回正特性。

3)由于仅当需要时电动机才运行，所以动力损耗和燃料消耗均可降到最低。

4)利用电动机惯性的质量阻尼效应，可以使转向轴的颤动降到最小。

6.3分析和论述

（1）论述电动助力转向系统(EPS)与液压助力转向系统(HPS)相比较，EPS的优点。

电动助力转向系统(EPS)与液压助力转向系统(HPS)相比，具有很多优点：

(1)助力性能优EPS能在各种行驶工况下提供最佳助力，减小由路面不平所引起的对转向系统的扰动，改善汽车的转向特性，减轻汽车低速行驶时的转向操纵力，提高汽车高速行驶时的转向稳定性，进而提高汽车的主动安全性；并且可通过设置不同的转向手力特性来满足不同使用对象的需要。

(2)效率高HPS为机械和液压连接，效率较低，一般为60％～70％；而EPS为机械与电动机直接连接，效率高，有的可高达90％以上。

(3)耗能少汽车在实际行驶过程中，处于转向的时间约占行驶时问的5％。对于HPS，发动机运转时，油泵始终处于工作状态，油液一直在管路中循环，从而使汽车燃油消耗率增加4％～6％；而EPS仅在需要时供能，使汽车的燃油消耗率仅增加0．5％左右。

(4)“路感”好由于EPS内部采用刚性连接，系统的滞后特性可以通过软件加以控制，且可以根据驾驶员的操作习惯进行调整。

(5)回正性好EPS结构简单，内部阻力小，回正性好，从而可得到最佳的转向回正特性，改善汽车操纵稳定性。

(6)对环境污染少HPS液压回路中有液压软管和接头，存在油液泄漏问题，而且液压软管不可回收，对环境有一定污染；而EPS对环境几乎没有污染。

(7)可以独立于发动机工作EPS以电池为能源，以电动机为动力元件，只要电池电量充足，不论发动机处于何种工作状态，都可以产生助力作用。

(8)应用范围广EPS可用于各种汽车，目前主要用于轿车和轻型载货汽车上；而对于环保型纯电动汽车，由于没有发动机，EPS为最佳选择。

(9)装配性好且易于布置因为EPS系统零部件数目少，主要部件均可以组合在一起，所以整体外形尺寸比HPS小，这为整车布置带来方便，且易于在装配线上安装。

汽车总线

1填空

（1）在国际标准化组织(ISO)提出的“开放系统互联” (OSI)的参考模式中，网络系统结构划分为7层。从上到下依次是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

（2）局域网络的网络拓扑结构可以有星型、总线型、网型、树型、环型等。

（3）车用总线由SAE(美国汽车工程师协会)下属的汽车网络委员会按照协议特性划分为A、B、C、D四类。

（4）面向传感器/执行器控制的低速网络,数据传输位速率通常只有1-10kbit/s。主要应用于电动门窗、中控锁、座椅调节、灯光照明等控制。

（5）面向独立模块间数据共享的中速网络,位速率一般为10-100kbit/s 。主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统,以减少冗余的传感器和其它电子部件。

（6）面向高速、实时闭环控制的多路传输网,最高位速率可达1Mbit/s,主要用于发动机和自动变速的动力控制、防滑控制、悬架控制等系统,以简化分布式控制和进一步减少车身线束。

2 分析汽车CAN总线的特点

参考答案：

(1)低成本；

(2)极高的总线利用率；

(3)很远的数据传输距离(长达10 km)；

(4)高速的数据传输速率(高达1 Mb／s)；

(5)可根据报文的lD决定接收或屏蔽该报文；

(6)可靠的错误处理和检错机制；

(7)发送的信息遭到破坏后，可自动重发；

(8)节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；

(9)报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。