發(fā)動機(jī)電控技術(shù).ppt

1、發(fā)動機(jī)電控技術(shù),田有為,傳統(tǒng)觀念：汽車是一個“機(jī)械”產(chǎn)品，汽車制造業(yè)屬于“機(jī)械”工業(yè)。 隨著社會發(fā)展，人類對汽車的運行、環(huán)保、舒適性等方面提出了越來越高的要求，這使得傳統(tǒng)的機(jī)械裝置（化油器、自動變速器等）即使越做越復(fù)雜，仍無法滿足對其性能和功能的需要。,新興的電子技術(shù)、尤其是計算機(jī)技術(shù)以其強(qiáng)大的功能和卓越的性能迅速滲透到汽車領(lǐng)域，被廣泛地應(yīng)用到汽車各個方面，使汽車已經(jīng)由一個傳統(tǒng)的機(jī)械裝置逐漸演變?yōu)橐粋€集機(jī)械、電子、計算機(jī)、控制、通信等技術(shù)于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，這一演變過程被稱為汽車電子化，相關(guān)的技術(shù)被通稱為汽車電子技術(shù)。,汽車電子技術(shù)的應(yīng)用大體上可以分為兩大類：,汽車電子控制裝置 車載電子裝置,汽

2、車電子控制裝置：與車上的機(jī)械部件進(jìn)行配合使用，形成機(jī)電一體化系統(tǒng)，直接用于控制汽車的運行并改善其性能。汽車電子控制技術(shù)主要指這一類。 比如： 發(fā)動機(jī)電子控制（燃油控制EFI、點火控制ESA、怠速控制ISC、廢氣 循環(huán)控制EGR等）； 底盤電子控制（AT、ABS、ASR、EPS等）； 車身電子控制（A/C、SRS、中央門鎖及門窗、座椅、車燈等）,車載電子裝置：是在汽車環(huán)境下能夠獨立使用的電子裝置，和汽車本身的性能并無直接關(guān)系，主要用于提高汽車的娛樂性、提供各類信息或附屬功能。包括車載信息系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、車載電話、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)等。,汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成 信號輸入部分：傳感器、放大電

3、路、開關(guān)器件； 電子控制單元（ECU）：核心是微控制器，負(fù)責(zé) 對輸入信號進(jìn)行分析處理計算以及發(fā)出相應(yīng)的操作指令； 信號輸出部分：輸出驅(qū)動電路、各類繼電器、電動機(jī)、電磁閥等執(zhí)行器件，用于將ECU發(fā)出的命令轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的操作。,汽車電子控制系統(tǒng)很多部件不能使用蓄電池供電，而是使用專用的穩(wěn)定電源（一般5V），所以還需要專門的電源電路。,傳感器 傳感器是將某種變化的物理量（絕大部分是非電量）轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的電信號的元件。在汽車上，傳感器用來感受諸如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、位置、空氣流量、氣體濃度等物理量的狀態(tài)及變化情況，并送到控制器或儀表。傳感器提供的狀態(tài)信息，是汽車電子控制的基本依據(jù)。,水溫傳感器,空氣流量計,

4、節(jié)氣門位置傳感器,曲軸位置傳感器,氧傳感器,爆震傳感器,可變電阻式傳感器,電位計式傳感器,開關(guān)式傳感器,電壓產(chǎn)生器式傳感器,磁電式傳感器,溫度傳感器 核心部件是一個封裝在銅制導(dǎo)熱保護(hù)套中的負(fù)溫度系數(shù)(NTC)電阻。 如果由于外部熱量使其溫度升高，它的電阻值會明顯下降，導(dǎo)致輸入電壓恒定時電流迅速上升，這一特性可用來進(jìn)行溫度測量。,水溫傳感器,1、電子接頭 2、殼體 3、NTC電阻 4、冷卻液,原理： 高靈敏度NTC（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻）電阻阻值隨溫度下降而增大。,曲軸位置傳感器 檢測上止點信號、曲軸轉(zhuǎn)角信號和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號，并將其輸入計算機(jī)，從而使計算機(jī)能按氣缸的噴油順序發(fā)出最佳噴油時刻指令。,

5、曲軸位置傳感器,轉(zhuǎn)速傳感器,凸輪軸位置傳感器 本傳感器可用于向電控單元提供發(fā)動機(jī)凸輪軸相位信息，結(jié)合速度傳感器信號，可區(qū)分曲軸壓縮上止點和排氣上止點。,霍爾效應(yīng)原理 當(dāng)一電流Is流過處于強(qiáng)度為B的磁場中的半導(dǎo)體薄片時，在垂直于電流與磁場的方向上會產(chǎn)生電壓UH(霍爾電壓)，當(dāng)磁場消失時電壓立即消失。且UH與B和Is的大小成正比。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。,當(dāng)發(fā)動機(jī)凸輪軸帶動觸發(fā)鋼制轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，葉片周期性通過空氣隙引起磁路變化的開關(guān)狀態(tài)。由此產(chǎn)生相應(yīng)的霍爾電壓UH以及輸出電平UA脈沖信號。 由于本傳感器只在凸輪軸的半周有輸出信號，另半周無輸出，而兩個半周合起來相當(dāng)于曲軸兩整周，由此就可區(qū)分曲軸壓縮上止點

6、和排氣上止點。,加速踏板傳感器,加速踏板位置傳感器的作用是把油門踏板的位置轉(zhuǎn)換成電壓信號發(fā)送給ECU，作為判定發(fā)動機(jī)工況的依據(jù)，實現(xiàn)不同節(jié)氣門開度下的噴油量控制。,進(jìn)氣壓力傳感器,在底盤和車身的控制方面，包括在自動變速器、轉(zhuǎn)向器、懸架、ABS、安全氣囊等部件上需要用到的傳感器也很多，例如車速傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、車輪速度傳感器等。,電子控制單元（Electronic Control Unit）即汽車的微機(jī)控制系統(tǒng)，是整個電子控制系統(tǒng)的核心部分。ECU主要是一塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電路板，電路包括控制器和輸入/輸出接口電路部分，電路板裝在金屬盒內(nèi)，以起到保護(hù)和抗干擾

7、的作用。,執(zhí)行器 執(zhí)行器是ECU動作命令的執(zhí)行者，主要是各類機(jī)械式繼電器、直流電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)、電磁閥或控制閥等執(zhí)行器件。,繼電器和開關(guān)電路主要用于控制開關(guān)信號，如數(shù)字信息顯示、點火線圈初級的通斷、空調(diào)的啟動停止等。 而直流電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)則多是驅(qū)動與之相連的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，例如電動油泵的轉(zhuǎn)速控制，怠速轉(zhuǎn)速的步進(jìn)電動機(jī)控制等。電磁閥或控制閥類執(zhí)行器件在汽車中用的非常多，例如噴油器、廢氣再循環(huán)電磁閥、怠速控制閥、ABS壓力調(diào)節(jié)閥、換擋電磁閥等。,檢測儀應(yīng)用,解碼器 汽車解碼器(故障診斷儀)是利用配套連接線和車上電腦數(shù)據(jù)輸出DLC(檢測接頭)相連，從而達(dá)到與各種電控系統(tǒng)控制單元

8、ECU進(jìn)行數(shù)據(jù)交流的專用儀器。,數(shù)據(jù)交流,數(shù)據(jù)交流,汽車電控系統(tǒng)自診斷原理： 汽車運行過程當(dāng)中ECU監(jiān)測輸入信息，當(dāng)某一信息超出預(yù)設(shè)的范圍值，并且持續(xù)一定時間，自診斷模塊便判斷為出現(xiàn)故障，并把該故障以代碼的形式存儲，同時點亮故障指示燈。,“跛行”功能 當(dāng)某一傳感器或電路產(chǎn)生了故障，該信號就不再被汽車電腦所采用，為了維持汽車的運行，汽車電腦便從其程序存儲器中調(diào)出預(yù)先設(shè)定的經(jīng)驗值，作為該傳感器的應(yīng)急輸入信號，使汽車可以開到修理廠維修，這種應(yīng)急功能就叫故障運行，又稱“跛行”功能。,自診斷的發(fā)展 第一代：人工讀碼，采用跳線的方法，從故障指示燈、LED燈或萬用表指針讀出故障碼 。,故障碼 23,第二代：

9、讀碼器，具有讀取、清除故障碼的功能。,第三代 ：一般解碼器 讀取故障碼 清除故障碼 讀取數(shù)據(jù)流 執(zhí)行元件測試,第四代：具有特殊功能的解碼器（原廠），汽車制造廠家提供或指定的解碼器 ，功能完善、價格昂貴、可測車型單一、維護(hù)升級不方便；,大眾VAS5052 寶馬GTI,通用 TECH 豐田 IT-,本田HDS 保時捷PWIS 日產(chǎn)CONSULT-II,聯(lián)合電子,日立,西門子,電裝,德爾福,摩托羅拉,瑪瑞利,診斷接口定義,故障碼的分析,汽車電腦對故障的認(rèn)定方法 值域判定法 當(dāng)控制單元（ECU）收到的輸入信號超出規(guī)定的數(shù)值范圍時，自診斷系統(tǒng)就確認(rèn)該輸入信號故障； 例如： 水溫傳感器 溫度范圍-30度1

10、20度、電壓 0.3V4.7V。當(dāng)小于0.15V 大于4.85V 故障指示燈點亮,時域判定法 當(dāng)控制單元（ECU）收到的輸入信號在一定時間內(nèi)沒有發(fā)生變化或沒有達(dá)到預(yù)先規(guī)定的次數(shù)時，自診斷系統(tǒng)就確認(rèn)該輸入信號故障； 例如:氧傳感器 發(fā)動機(jī)達(dá)到一定溫度，閉環(huán)，超過一段時間無信號或氧傳感器信號在0.45v無變化。故障燈點亮，報氧傳感器故障碼。,功能判定法 當(dāng)控制單元（ECU）給執(zhí)行器發(fā)出動作指令后，檢測相應(yīng)傳感器或反饋信號的輸出參數(shù)變化，若輸出信號沒有按程序規(guī)定的變化，就確認(rèn)執(zhí)行器或電路出現(xiàn)故障； 例如： 廢氣再循環(huán)閥（EGR）開啟，電腦監(jiān)測進(jìn)氣壓力MAP信號。判斷EGR有無動作。,邏輯判定法 控制

11、單元（ECU）對兩個或兩個以上具有相互聯(lián)系的傳感器進(jìn)行比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)兩個傳感器信號間的邏輯關(guān)系違反設(shè)定條件時，就判定其一或兩者有故障； 例如： 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速大于某個轉(zhuǎn)速，節(jié)氣門位置TPS輸出信號小于某一值，判定節(jié)氣門位置傳感器故障。,故障碼的分析步驟 A：讀取并記錄所有故障碼 B：清除所有故障碼 C：確認(rèn)故障碼已經(jīng)被清除 D：模擬故障產(chǎn)生的條件并進(jìn)行路試 E：再讀取并記錄此時的故障碼 F：區(qū)分間歇性故障碼（軟故障碼比較麻煩）和持續(xù)性故障碼（硬故障碼）,G：區(qū)分與故障癥狀相關(guān)的故障碼和無關(guān)的故障碼 H：區(qū)分諸多故障碼或相關(guān)故障碼中的主要故障碼（它可能是導(dǎo)致其他故障碼產(chǎn)生的原因） I：按照上述分析，進(jìn)

12、一步精確地檢查測量故障碼所代表的傳感器、執(zhí)行元件或控制電腦及相關(guān)的電路狀態(tài)，以便確定故障點發(fā)生的準(zhǔn)確位置。,自診斷系統(tǒng)一般只能監(jiān)測電控系統(tǒng)的電路信號，并且只能監(jiān)測信號的范圍，并不能監(jiān)測傳感器特性的變化。,例如：線性節(jié)氣門位置傳感器要輸出與節(jié)氣門開度成比例的電壓信號，控制系統(tǒng)根據(jù)其輸入的電壓信號來判斷節(jié)氣門的開度即負(fù)荷的大小，從而決定噴油量等其他控制。,如果傳感器的特性發(fā)生了變化，傳感器輸出的電壓信號雖然在規(guī)定的范圍內(nèi)，但并不與節(jié)氣門的開度成規(guī)定的比例變化，這時就會出現(xiàn)發(fā)動機(jī)工作不良，而故障指示燈卻并不會亮，當(dāng)然也不會有故障代碼。,由此可以看出通過 故障代碼 并不能夠檢測出 所有類型的故障，特別是無法檢測出大部分執(zhí)行器以及傳感器精度誤差等方面的故障。 因此，在診斷故障時不能完全依賴故障代碼功能檢測診斷，而只能把它作為檢測診斷時的一種重要參考依據(jù)。,關(guān)于分析故障碼的幾個誤區(qū) 故障代碼即代表真實故障