本书分为“汽车电器”和“汽车电子控制系统”两篇，系统介绍了现代汽车电器与电子控制系统的结构、控制原理及主要控制装置的故障检修。
本书兼顾了理论性和实践性，既可满足本科生在理论学习深度上的要求，又可满足本科生学习与掌握实践技能的需要，同时也可满足高职和专科学生加强理论学习的要求。本书可作为高等院校汽车服务工程、汽车运用工程、交通运输、车辆工程、汽车电子技术等专业的教材或参考书，也可供从事汽车检测维修、汽车运输管理等行业的工程技术人员阅读参考。
本书是为高等院校汽车服务工程、车辆工程等汽车类专业编写的教材。本书知识体系完整，注重汽车电器及电子控制系统的理论系统性，内容由浅入深、循序渐进，符合认知规律，便于读者学习，同时在每章后编写有思考题，便于读者进行自我测试。
本书分为"汽车电器"和"汽车电子控制系统"两篇。第一篇"汽车电器"部分主要介绍蓄电池、交流发电机、起动系统、点火系统、照明与信号系统、仪表及指示灯系统、辅助电器等汽车传统的电气与电子设备。第二篇"汽车电子控制系统"部分介绍现代汽车的电子控制技术，主要内容有发动机电子控制系统、自动变速器、汽车防滑控制系统、汽车电控悬架系统、汽车其他电子控制系统及汽车电器与电子系统总线路。
前 言
本书是为高等院校汽车服务工程、车辆工程等汽车类专业编写的教材。本书知识体系完整，注重汽车电器及电子控制系统的理论系统性，内容由浅入深、循序渐进，符合认知规律，便于读者学习，同时在每章后编写有思考题，便于读者进行自我测试。
本书分为"汽车电器"和"汽车电子控制系统"两篇。第一篇"汽车电器"部分主要介绍蓄电池、交流发电机、起动系统、点火系统、照明与信号系统、仪表及指示灯系统、辅助电器等汽车传统的电气与电子设备。第二篇"汽车电子控制系统"部分介绍现代汽车的电子控制技术，主要内容有发动机电子控制系统、自动变速器、汽车防滑控制系统、汽车电控悬架系统、汽车其他电子控制系统及汽车电器与电子系统总线路。
本书由常熟理工学院杨保成副教授担任主编，焦洪宇担任副主编，参加编写的有焦洪宇(第2、4、5章)、李学智(第3章)、许广举(第8章)、王国峰(第10章)，杨保成编写了其余章节，并对全书进行统稿。
本书在编写过程中，参阅了大量的文献资料，这些资料让我们获益不少，在此向参考资料的原作者表示感谢。由于编者水平所限，书中难免会有不妥和错误之处，敬请读者批评指正。
目 录
第一篇 汽 车 电 器
第1章 汽车车载电源与充电系统 3
1.1 概述 4
1.2 蓄电池的构造、工作原理和工作
特性 6
1.3 蓄电池的容量及其影响因素 14
1.4 蓄电池的充电 16
1.5 蓄电池的使用、维护与检查 20
1.6 新型蓄电池 22
1.7 交流发电机的构造、原理和工作
特性 25
1.8 交流发电机的电压调节器 35
1.9 充电系统电路实例分析 41
1.10 交流发电机的使用与检测 43
思考题 46
第2章 起动系统 47
2.1 概述 48
2.2 起动机的结构及工作原理 50
2.3 起动机的工作特性 59
2.4 起动机控制电路 60
2.5 起动机的试验与检修 63
2.6 其他类型起动机 69
2.7 起动系统的设计 71
思考题 72
第3章 点火系统 73
3.1 概述 74
3.2 传统点火系统的组成及其工作原理 75
3.3 无触点电子点火系统 85
3.4 微机控制点火系统 90
3.5 无分电器点火系统 96
3.6 无触点电子点火系统的故障检查 98
思考题 103
第4章 照明与信号系统 105
4.1 照明与信号系统的组成及其要求 106
4.2 前照灯 107
4.3 灯光信号系统 115
4.4 声响信号系统 122
思考题 124
第5章 仪表及指示灯系统 125
5.1 仪表系统 126
5.2 指示灯系统 132
思考题 136
第6章 汽车辅助电器 139
6.1 电动刮水器与风窗玻璃洗涤器、除霜
装置 140
6.2 电动辅助装置 144
6.3 汽车空调 150
思考题 156
第二篇 汽车电子控制系统
第7章 发动机电子控制技术基础 159
7.1 概述 160
7.2 发动机电子控制系统传感器 161
7.3 电子控制单元 183
7.4 执行器 185
思考题 186
第8章 发动机电子控制系统 187
8.1 概述 188
8.2 电子燃油喷射系统的结构组成 192
8.3 电子燃油喷射系统的控制 196
8.4 发动机辅助控制系统 201
思考题 214
第9章 自动变速器 215
9.1 概述 216
9.2 液力变矩器和行星齿轮变速机构 218
9.3 电子控制系统 226
9.4 电控自动变速器的检测与试验 234
思考题 235
第10章 汽车防滑控制系统 237
10.1 概述 238
10.2 汽车防抱死制动系统 240
10.3 汽车驱动防滑转系统 255
思考题 261
第11章 汽车电控悬架系统 263
11.1 悬架控制系统的分类 264
11.2 半主动悬架系统 264
11.3 主动悬架系统 266
思考题 272
第12章 汽车其他电子控制系统 273
12.1 汽车电动助力转向系统 274
12.2 电子控制动力转向系统的结构与
工作原理 276
12.3 安全气囊装置 282
12.4 汽车巡航控制系统 288
思考题 292
第13章 汽车电器与电子系统总线路 293
13.1 汽车总线路的组成和特点 294
13.2 汽车电气系统的组成 295
13.3 捷达系列轿车全车电路图及识读
方法 299
思考题 303
参考文献 304
第1章 汽车车载电源与充电系统
【知识目标】
了解汽车车载电源的组成及要求，掌握蓄电池、交流发电机的构造和工作原理；理解蓄电池、交流发电机的工作特性及蓄电池容量的概念；理解交流发电机电压调节器的工作原理；熟悉汽车充电系统的典型电路。
【技能目标】
会对蓄电池的技术状况进行检查，能够正确对蓄电池进行充电；会对交流发电机的整机性能进行检测。
1.1 概 述
1.1.1 汽车车载电源的组成与要求
1．汽车车载电源的组成
汽车上装有蓄电池与发电机两个直流电源，全车用电设备均与直流电源并联连接，如图1-1所示。
图1-1 汽车电源的组成
1-发电机；2-调节器；3-用电设备；4-电流表；5-蓄电池；6-起动开关；7-起动机
在发动机工作时，发动机带动发电机发电，向汽车用电设备提供电能，并向蓄电池充电。在起动发动机时，则由蓄电池提供电能。蓄电池的具体作用如下。
(1) 发动机起动时，向起动机和点火系统供电。
(2) 发动机低速运转时，向用电设备和发电机磁场绕组供电。
(3) 发动机中、高速运转时，将发电机剩余电能转化为化学能储存起来。
(4) 发电机过载时，协助发电机向用电设备供电。
(5) 蓄电池相当于一个大电容器，能吸收电路中出现的瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电器系统电压稳定。
(6) 对汽车电子控制系统来说，蓄电池是电子控制器的不间断电源。
2．对汽车车载电源的要求
蓄电池用作发动机的起动电源，需要在5～10s内向起动机连续提供大电流(汽油发动机为100～600A，大型柴油发动机可达1000A)，因此，要求蓄电池内阻要小，大电流输出时电压要稳定，以确保有良好的起动性能；蓄电池容量要大，以保证有足够的起动能力。除了要能满足发动机的起动需要外，还要求蓄电池的充电性能良好、使用寿命长、维护方便或少维护，以满足良好的汽车使用性能要求。
发动机工作时的转速变化很大，要求发电机在发动机转速变化范围内都能正常发电且电压稳定，以满足用电设备的用电需求；此外，要求发电机的体积小、质量轻、发电效率高、故障率低、使用寿命长等，以确保汽车良好的使用性能。
1.1.2 汽车车载电源的现状与发展
1．蓄电池
可充电的蓄电池也被称为二次电池。充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时则把化学能转换为电能输出。常用的车用蓄电池可分为普通铅酸蓄电池、干荷蓄电池和免维护蓄电池三类。
普通铅酸蓄电池：普通铅酸蓄电池的极板由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定、价格便宜，缺点是比能量低(即每千克蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。老式普通蓄电池一般寿命在2年左右，而且需定期检查电解液的高度并添加蒸馏水。不过随着科技的发展，目前普通蓄电池的寿命变得更长而且维护也更简单了。为了延长铅酸蓄电池的使用寿命，可以每1万千米左右检查一次电解液液面高度，使其始终保持在中间位置。如果保养得当，铅酸蓄电池的寿命可以从2～3年延长至4年甚至5年。
干荷蓄电池：干荷蓄电池的全称是干荷电铅酸蓄电池，它的主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时，只需加入电解液，等待20～30分钟就可使用。
免维护蓄电池：免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点，使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。市场上的免维护蓄电池有两种：第一种在购买时一次性加电解液，以后使用中不需要维护(添加补充液)；另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死，用户根本就不能添加补充液。
国内外都致力于研究与开发碱性蓄电池，如铁镍蓄电池、镉镍蓄电池、镍氢蓄电池、锌银蓄电池等。碱性蓄电池具有质量轻、自放电少的优点，不会因过充电或过放电而造成活性物质的钝化。但是碱性蓄电池活性物质的内阻较大，导电性差，不适合用作起动电源。目前，碱性蓄电池主要在电动汽车上使用。
2．发电机与调节器
车载发电机最早使用的是直流同步发电机。这种发电机一般为铸铁外壳，其磁极较大，并且采用机械换向器整流，所以其体积较大、功率质量比小、低速充电性差、高速换向器换向火花大，因不能适应现代汽车对车载发电机的要求而被淘汰。现在汽车上普遍使用硅整流交流发电机。其按照总体结构不同可分为普通交流发电机(又称为硅整流发电机，使用时需要配装电压调节器)、整体式交流发电机(发电机和调节器制成一个整体的发电机)、带泵交流发电机、无刷交流发电机、永磁交流发电机等几种；按整流器结构可分为六管交流发电机(JF1522，东风汽车用)、八管交流发电机(JFZ1542，夏利汽车用)、九管交流发电机(日产、三菱、马自达汽车用)、十一管交流发电机(JFZ1913Z，奥迪、桑塔纳汽车用)；按磁场绕组搭铁形式可分为内搭铁型交流发电机(磁场绕组的一端直接搭铁)、外搭铁型交流发电机(磁场绕组的一端接入调节器，通过调节器后再搭铁)两类，其中内搭铁型使用最为普遍。
发电机调节器的作用是在发动机转速变化时使发电机的电压仍保持稳定。交流发电机最初所配用的是触点式调节器，现在已被电子式调节器所替代。电子调节器有分立元件和集成电路两种类型，现在基本上都采用集成电路式电子调节器，分立元件式电子调节器已很少见。
3．汽车车载电源电压
现代汽车电器系统普遍采用12V系统，只有部分大型柴油车的起动系统采用24V系统。随着汽车电子控制设备的应用越来越多，如仍采用12V低压电源供电系统，会使电源承受巨大的压力。为保证车载电器正常工作，必然要增加线束的截面面积，这会使汽车成本增加，不利于设备优化。为此，世界各国正在研究42V或48V电源系统。从理论上讲，电压提高3倍，电流会减小65%，同时线束截面面积也大为减少。但电压升级又带来新的问题，就是要研制新型蓄电池和发电机，并且汽车上相应的电气设备和电子装置也应升级，这显然会对目前的车载电源系统和电气设备产生极大冲击。
1.2 蓄电池的构造、工作原理和工作特性
1.2.1 蓄电池的构造
普通铅酸蓄电池主要由极板、隔板、电解液、壳体、联条、极桩等主要部件组成，如图1-2所示。
图1-2 蓄电池的构造
1-正极板；2-负极板；3-隔板；4-极桩；5-加液孔盖；6-联条；7-外壳
1．极板与极板组
极板是蓄电池的核心部分，蓄电池的充、放电过程就是依靠极板上的活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。极板分为正极板和负极板两种，均由栅架和填充在其上的活性物质构成，如图1-3所示。栅架的结构如图1-4所示。正极板上的活性物质是二氧化铅(PbO2)，呈深棕色；负极板上的活性物质是海绵状纯铅(Pb)，呈青灰色。一般负极厚度为1.8mm，现在有一种薄型极板，厚度为1.1～1.5mm，薄型极板对提高蓄电池的比容量和改善起动性能都是很有利的。
图1-3 极板
1-栅架；2-活性物质
图1-4 栅架的结构
把正负极板各一片浸入电解液中，就可获得电动势，但是为了增大蓄电池的容量，常做成正负极板组，装在单格电池内，如图1-5所示。每个单格电池的标称电压为2V，因此，12V的蓄电池由6个单格电池串联而成。负极板组比正极板组多一片，使正极板处于负极板之间，两侧放电均匀，否则，正极板单面工作会使两侧活性物质体积变化不一致而造成极板拱曲，活性物质易脱落。
图1-5 蓄电池极板组结构
1-极板组总成；2-极板联条；3-负极板；4-隔板；5-正极板
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