汽车电脑、传感器与执行器结构与原理

汽车电脑、传感器与执行器是汽车电子控制系统的三大组成部件。

汽车电脑也称控制器，英文名为ECU（电子控制单元），归类到不同的系统，有发动机电脑、变速器电脑、ABS电脑、（安全）气囊电脑等，是电控系统的核心部件。其重要性相当于人类的大脑，所以说它是汽车电控系统的大脑，简称“汽车电脑”。

车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，这些传感器在电控系统中的作用就相当于人类的眼睛、耳朵、鼻子等器官，用来接收外界的信息。它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、总成运转工况等，转化成电信号输送给汽车电脑，以便各系统总成处于工作状态。

电控系统的执行器相当于人类的手足，根据汽车电脑输出的指令执行各种操作，完成各项任务。像汽车电路中的继电器，各种阀体、开关以及作动器（多为微型电机）等部件，就属于执行器。

汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制技术。特别是近年来汽车智能化、电动化与自动驾驶的发展趋势越发突出，各种电控功能越来越丰富，随之而来的汽车电脑、传感器与执行器车载使用的数量也与日俱增。

为了便于大家了解和学习汽车中所应用的各种电控系统，各类控制器（汽车电脑）、传感器与执行器的功能、原理及结构，我们特地编写了本书。

本书按系统与功能分上、中、下三篇十六章进行编写。上篇介绍汽车电脑，共四章。章概述汽车电控系统与汽车电脑类别与原理，后三章按发动机、底盘、车身电气分类介绍常见的各种电控系统的组成、功能与工作原理。中篇介绍汽车传感器，共九章。首章概要介绍了常见传感器的功能特性、分类及安装位置，后面八章则按传感器的作用分类讲述了一些常用传感器的结构、功能和原理。下篇讲述汽车执行器，共三章。这部分主要将执行器分阀体、电机与触发器等类型挑选了一些典型应用进行讲解。本书后附录为汽车电控系统中常见英文缩略语及短语的中文含义。

本书在编写中以应用于奔驰、宝马、大众、奥迪、丰田、本田等汽车上的电控系统及部件技术为参照，借用三维透视图解、部件分解、图文对照的方式，简洁明了地讲述了汽车电控系统中常见控制器、传感器与执行器的结构及原理。

本书言简意赅，图例清晰，既有实物图示便于识别，又有内部结构图示方便了解构造原理，更搭配有部件的特性图和性能参数，方便研究参考。本书不仅可以供各汽车院校的相关专业作为教辅资料使用，也可供广大汽车领域从业人员了解学习汽车电控系统的结构原理使用。

本书由瑞佩尔主编，此外参加编写的人员还有朱如盛、周金洪、刘滨、陈棋、孙丽佳、周方、彭斌、王坤、章军旗、满亚林、彭启凤、李丽娟、徐银泉。在编写过程中，参考了大量国内外相关文献和网络信息资料，在此，谨向这些资料信息的原创者们表示由衷的感谢！

由于涉及资料诸多，技术新颖，加上笔者水平有限，疏漏之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

编者

本书按系统与功能分上、中、下三篇十六章进行编写。上篇介绍汽车电脑，共四章，分别介绍了汽车电控系统与汽车电脑类别与原理；发动机、底盘、车身电气部分分类介绍了常见的各种电控系统的组成、功能与工作原理。中篇介绍汽车传感器，共九章，首先概要介绍了常见传感器的功能特性、分类及安装位置，然后按传感器的作用分类讲述了常用传感器结构、功能、原理。下篇讲述汽车执行器，共三章，主要将执行器按阀体、电机与触发器等分类挑选了典型应用进行讲解。本书后附录为汽车电控系统中常见英文缩略语及短语的中文含义。

本书言简意赅，图例清晰，既有实物图示便于识别，又有内部结构图示方便了解构造原理，更搭配有部件的特性图和性能参数，方便研究参考。本书不仅可以供各汽车院校的相关专业作为教辅资料使用，也可供广大汽车领域从业人员了解学习汽车电控系统的结构原理使用。

本书按系统与功能分上、中、下三篇十六章进行编写。上篇介绍汽车电脑，共四章，分别介绍了汽车电控系统与汽车电脑类别与原理；发动机、底盘、车身电气部分分类介绍了常见的各种电控系统的组成、功能与工作原理。中篇介绍汽车传感器，共九章，首先概要介绍了常见传感器的功能特性、分类及安装位置，然后按传感器的作用分类讲述了常用传感器结构、功能、原理。下篇讲述汽车执行器，共三章，主要将执行器按阀体、电机与触发器等分类挑选了典型应用进行讲解。本书后附录为汽车电控系统中常见英文缩略语及短语的中文含义。

本书言简意赅，图例清晰，既有实物图示便于识别，又有内部结构图示方便了解构造原理，更搭配有部件的特性图和性能参数，方便研究参考。本书不仅可以供各汽车院校的相关专业作为教辅资料使用，也可供广大汽车领域从业人员了解学习汽车电控系统的结构原理使用。

上篇　汽车电脑

章　汽车电脑概述　 002

1.1　汽车电子控制系统　 002

1.1.1　汽车电控系统构成　 002

1.1.2　汽车电控系统分类　 003

1.2　汽车电脑　 004

1.2.1　汽车电脑内部结构　 004

1.2.2　汽车电脑工作原理　 004

1.2.3　汽车电脑的特点　 005

第二章　汽车发动机电控系统　 007

2.1　汽油发动机电控系统　 007

2.1.1　系统线束与电脑连接器分布　 007

2.1.2　发动机控制单元功能　 008

2.2　柴油发动机电控系统　 010

2.2.1　博世EDC17系统　 010

2.2.2　预热塞系统　 011

2.2.3　共轨喷射系统　 011

第三章　汽车底盘电控系统　 013

3.1　自动变速器电控系统　 013

3.1.1　系统组成　 013

3.1.2　系统功能　 013

3.1.3　换挡机构　 015

3.2　全轮驱动电控系统　 016

3.2.1　四轮驱动类型　 016

3.2.2　四轮驱动耦合器　 017

3.2.3　电控系统信号　 018

3.3　电子悬架电控系统　 020

3.3.1　悬架功能　 020

3.3.2　电子空气悬架　 021

3.3.3　电子悬架功能　 021

3.3.4　电子悬架电脑　 025

3.4　行驶稳定性电控系统　 025

3.4.1　牵引力控制系统分类　 025

3.4.2　ABS系统组成　 027

3.4.3　ABS工作原理　 029

3.5　电控助力转向系统　 030

3.5.1　电控助力转向系统组成　 030

3.5.2　电控助力转向系统电路　 032

第四章　汽车车身电控系统　 033

4.1　自动空调系统　 033

4.1.1　系统组成　 033

4.1.2　系统功能　 034

4.1.3　空调电脑　 036

4.1.4　系统执行器与附加信号　 036

4.2　影音通信系统　 038

4.2.1　影音控制单元　 038

4.2.2　远程通信系统　 039

4.2.3　音响系统　 040

4.3　安全气囊系统　 042

4.3.1　乘员保护系统　 042

4.3.2　被动安全系统　 043

4.3.3　安全气囊电脑　 043

4.4　车身防盗系统　 045

4.4.1　中央门锁　 045

4.4.2　遥控钥匙　 046

4.5　驾驶辅助系统　 048

4.5.1　驾驶辅助系统类型　 048

4.5.2　驾驶辅助系统电脑　 049

4.6　车身控制系统　 051

4.7　车载网络系统　 052

4.7.1　总线网络概览　 052

4.7.2　全车控制器位置　 054

4.7.3　网关电脑　 055

中篇　汽车传感器

第五章　汽车传感器概述　 058

5.1　汽车传感器功能与特性　 058

5.2　汽车传感器分类　 060

5.3　常见传感器外观与安装位置　 063

5.3.1　发动机电控系统常用传感器　 063

5.3.2　底盘电控系统常用传感器　 064

5.3.3　车身电气控制系统常用传感器　 065

第六章　压力传感器　 066

6.1　气体压力传感器　 066

6.1.1　进气压力传感器　 066

6.1.2　废气压力传感器　 068

6.1.3　曲轴箱压力传感器　 069

6.1.4　制动真空传感器　 070

6.1.5　二次空气系统压力传感器　 071

6.1.6　增压压力传感器　 072

6.1.7　文丘里喷嘴压力传感器　 072

6.1.8　轮胎压力传感器　 073

6.2　液体压力传感器　 075

6.2.1　燃油箱压力传感器　 075

6.2.2　制冷剂高压传感器　 076

6.2.3　发动机机油压力传感器　 077

6.2.4　机油压力开关　 078

6.2.5　油轨压力传感器　 079

6.2.6　燃油低压传感器　 080

6.2.7　制冷剂压力传感器　 080

6.2.8　变速器液压压力传感器　 081

6.3　固体压力传感器　 082

6.3.1　碰撞传感器　 082

6.3.2　座椅占用传感器　 084

第七章　温度传感器　 087

7.1　液体温度传感器　 087

7.1.1　发动机机油油温传感器　 087

7.1.2　冷却液温度传感器　 089

7.1.3　制冷剂温度传感器　 089

7.1.4　气缸盖温度传感器　 091

7.1.5　水箱检测传感器　 092

7.1.6　水箱出口温度传感器　 093

7.1.7　变速箱机油温度传感器　 094

7.2　气体温度传感器　 095

7.2.1　进气温度/增压压力传感器　 095

7.2.2　进气温度传感器　 096

7.2.3　真空温度传感器　 097

7.2.4　增压空气温度传感器　 098

7.2.5　废气温度传感器　 099

7.2.6　车内温度传感器　 100

7.2.7　车外温度传感器　 101

7.2.8　通风温度传感器　 102

7.2.9　蒸发器温度传感器　 103

第八章　位置传感器　 105

8.1　机械位置传感器　 105

8.1.1　节气门位置传感器　 105

8.1.2　曲轴位置传感器　 107

8.1.3　凸轮轴位置传感器　 110

8.1.4　转向盘转角传感器　 112

8.1.5　节气门角度传感器　 114

8.1.6　加速踏板位置传感器　 115

8.1.7　制动踏板位移传感器　 116

8.1.8　挡位识别传感器　 118

8.1.9　高压泵位置传感器　 121

8.1.10　制动摩擦片磨损传感器　 121

8.1.11　基准传感器　 123

8.1.12　离合器位置传感器　 124

8.1.13　后备厢盖位置传感器　 125

8.1.14　前乘客座椅位置传感器　 126

8.1.15　折叠车顶位置传感器　 126

8.2　液体位置传感器　 131

8.2.1　燃油油位传感器　 131

8.2.2　机油油位传感器　 132

8.2.3　机油状态传感器　 133

8.2.4　主动油箱油位传感器　 135

8.2.5　被动油箱油位传感器　 136

8.2.6　制动液液位传感器　 136

8.2.7　冷却液液位传感器　 138

8.2.8　清洗液液位传感器　 139

第九章　气雾传感器　 140

9.1　发动机进气传感器　 140

9.1.1　热膜式空气流量计　 140

9.1.2　宝马空气质量流量计　 142

9.1.3　进气压力与温度传感器　 143

9.2　气体浓度传感器　 144

9.2.1　氧传感器原理一　 144

9.2.2　氧传感器原理二　 151

9.2.3　氮氧化物传感器　 154

9.2.4　柴油颗粒传感器　 155

9.2.5　自动空气循环传感器　 156

第十章　速度与加速度传感器　 158

10.1　速度传感器　 158

10.1.1　凸轮轴转速传感器　 158

10.1.2　发动机转速传感器　 160

10.1.3　变速器输入转速传感器　 162

10.1.4　车轮转速传感器　 162

10.2　加速度传感器　 164

10.2.1　碰撞传感器　 164

10.2.2　车身加速度传感器　 165

10.2.3　横向加速度传感器　 167

10.2.4　行人保护碰撞传感器　 168

第十一章　力与角度传感器　 170

11.1　力传感器　 170

11.1.1　转向阻力矩传感器　 170

11.1.2　安全带拉力传感器　 172

11.2　角度传感器　 173

11.2.1　偏心轴传感器　 173

11.2.2　转向角度传感器　 174

11.2.3　制动踏板角度传感器　 176

11.2.4　车身水平传感器　 178

11.2.5　偏转率传感器　 182

11.2.6　倾斜报警传感器　 183

第十二章　新能源系统传感器　 185

12.1　电驱系统传感器　 185

12.1.1　转子位置传感器　 185

12.1.2　电机位置传感器　 186

12.1.3　电机温度传感器　 187

12.2　冷却系统传感器　 188

12.2.1　电控辅助加热器温度传感器　 188

12.2.2　冷却液压力温度传感器　 189

12.2.3　热泵回路温度传感器　 190

12.2.4　高压电池冷却液温度传感器　 191

第十三章　其他类型传感器　 193

13.1　发动机爆震传感器　 193

13.2　智能型蓄电池传感器　 194

13.3　气候传感器　 196

13.3.1　日照传感器　 196

13.3.2　湿度传感器　 197

13.3.3　雨天/行车灯/雾气/光照传感器　 198

13.3.4　空气质量传感器　 200

13.4　雷达传感器　 201

13.4.1　超声波雷达传感器　 201

13.4.2　毫米波雷达传感器　 203

13.4.3　激光雷达传感器　 205

13.5　其他传感器　 207

13.5.1　磁场传感器　 207

13.5.2　触摸识别传感器　 207

13.5.3　微波传感器　 208

下篇　汽车执行器

第十四章　电磁阀　 212

14.1　发动机控制阀体　 212

14.1.1　燃油压力调节阀　 212

14.1.2　量控阀　 213

14.1.3　高压喷射阀　 214

14.1.4　电子气门升程控制阀　 215

14.1.5　凸轮轴正时调节阀　 219

14.1.6　曲轴箱强制通风阀　 221

14.1.7　机油滤清器旁通阀　 223

14.1.8　机油冷却器冷却液切断阀　 224

14.2　底盘控制阀体　 225

14.2.1　自动变速器电磁阀　 225

14.2.2　变速器离合器操纵阀　 226

14.2.3　变速器冷却液阀　 228

14.2.4　空气弹簧电磁阀体　 228

第十五章　电机　 230

15.1　发动机控制系统电机　 230

15.1.1　冷却液循环泵　 230

15.1.2　可变气门调节电机　 231

15.1.3　可变气门伺服电机　 234

15.1.4　电动风扇　 234

15.2　底盘控制系统电机　 235

15.2.1　变速器液压泵电机　 235

15.2.2　四轮转向后主轴电机　 236

15.2.3　四轮驱动器液压泵　 237

15.2.4　驻车电机　 239

15.3　车身控制系统电机　 241

15.3.1　顶篷锁电机　 241

15.3.2　顶篷操纵电机　 242

第十六章　触发器及其他　 244

16.1　行人保护系统触发器　 244

16.2　点火器与加热器　 245

16.2.1　点火线圈与火花塞　 245

16.2.2　预热塞　 247

16.2.3　加热器　 250

16.2.4　曲线特性节温器　 251

16.3　燃油喷射装置　 253

16.3.1　汽油喷射装置　 253

16.3.2　柴油喷射装置　 254

附录：专业英文及缩略语释义　 257

本书按系统与功能分上、中、下三篇十六章进行编写。上篇介绍汽车电脑，共四章，分别介绍了汽车电控系统与汽车电脑类别与原理；发动机、底盘、车身电气部分分类介绍了常见的各种电控系统的组成、功能与工作原理。中篇介绍汽车传感器，共九章，首先概要介绍了常见传感器的功能特性、分类及安装位置，然后按传感器的作用分类讲述了常用传感器结构、功能、原理。下篇讲述汽车执行器，共三章，主要将执行器按阀体、电机与触发器等分类挑选了典型应用进行讲解。本书后附录为汽车电控系统中常见英文缩略语及短语的中文含义。

本书言简意赅，图例清晰，既有实物图示便于识别，又有内部结构图示方便了解构造原理，更搭配有部件的特性图和性能参数，方便研究参考。本书不仅可以供各汽车院校的相关专业作为教辅资料使用，也可供广大汽车领域从业人员了解学习汽车电控系统的结构原理使用。

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