发动机电控技术

1发动机电控技术automobile●engine发动机电控技术田有为2发动机电控技术automobile●engine传统观念：汽车是一个“机械”产品，汽车制造业属于“机械”工业。随着社会发展，人类对汽车的运行、环保、舒适性等方面提出了越来越高的要求，这使得传统的机械装置（化油器、自动变速器等）即使越做越复杂，仍无法满足对其性能和功能的需要。3发动机电控技术automobile●engine新兴的电子技术、尤其是计算机技术以其强大的功能和卓越的性能迅速渗透到汽车领域，被广泛地应用到汽车各个方面，使汽车已经由一个传统的机械装置逐渐演变为一个集机械、电子、计算机、控制、通信等技术于一体的复杂系统，这一演变过程被称为汽车电子化，相关的技术被通称为汽车电子技术。4发动机电控技术automobile●engine汽车电子技术的应用大体上可以分为两大类：汽车电子控制装置车载电子装置5发动机电控技术automobile●engine汽车电子控制装置：与车上的机械部件进行配合使用，形成机电一体化系统，直接用于控制汽车的运行并改善其性能。汽车电子控制技术主要指这一类。比如：发动机电子控制（燃油控制EFI、点火控制ESA、怠速控制ISC、废气循环控制EGR等）；底盘电子控制（AT、ABS、ASR、EPS等）；车身电子控制（A/C、SRS、中央门锁及门窗、座椅、车灯等）6发动机电控技术automobile●engine车载电子装置：是在汽车环境下能够独立使用的电子装置，和汽车本身的性能并无直接关系，主要用于提高汽车的娱乐性、提供各类信息或附属功能。包括车载信息系统、导航系统、车载电话、汽车音响及电视娱乐系统等。7发动机电控技术automobile●engine汽车电子控制系统的基本组成信号输入部分：传感器、放大电路、开关器件；电子控制单元（ECU）：核心是微控制器，负责对输入信号进行分析处理计算以及发出相应的操作指令；信号输出部分：输出驱动电路、各类继电器、电动机、电磁阀等执行器件，用于将ECU发出的命令转变为相应的操作。8发动机电控技术automobile●engine汽车电子控制系统很多部件不能使用蓄电池供电，而是使用专用的稳定电源（一般5V），所以还需要专门的电源电路。9发动机电控技术automobile●engine传感器传感器是将某种变化的物理量（绝大部分是非电量）转化成对应的电信号的元件。在汽车上，传感器用来感受诸如温度、压力、转速、位置、空气流量、气体浓度等物理量的状态及变化情况，并送到控制器或仪表。传感器提供的状态信息，是汽车电子控制的基本依据。10发动机电控技术automobile●engine水温传感器空气流量计节气门位置传感器曲轴位置传感器氧传感器爆震传感器11发动机电控技术automobile●engine12发动机电控技术automobile●engine13发动机电控技术automobile●engine可变电阻式传感器电位计式传感器开关式传感器电压产生器式传感器磁电式传感器14发动机电控技术automobile●engine温度传感器核心部件是一个封装在铜制导热保护套中的负温度系数(NTC)电阻。如果由于外部热量使其温度升高，它的电阻值会明显下降，导致输入电压恒定时电流迅速上升，这一特性可用来进行温度测量。15发动机电控技术automobile●engine水温传感器1、电子接头2、壳体3、NTC电阻4、冷却液原理：高灵敏度NTC（负温度系数热敏电阻）电阻阻值随温度下降而增大。16发动机电控技术automobile●engine17发动机电控技术automobile●engine曲轴位置传感器检测上止点信号、曲轴转角信号和发动机转速信号，并将其输入计算机，从而使计算机能按气缸的喷油顺序发出最佳喷油时刻指令。18发动机电控技术automobile●engine曲轴位置传感器转速传感器19发动机电控技术automobile●engine凸轮轴位置传感器本传感器可用于向电控单元提供发动机凸轮轴相位信息，结合速度传感器信号，可区分曲轴压缩上止点和排气上止点。20发动机电控技术automobile●engine霍尔效应原理当一电流Is流过处于强度为B的磁场中的半导体薄片时，在垂直于电流与磁场的方向上会产生电压UH(霍尔电压)，当磁场消失时电压立即消失。且UH与B和Is的大小成正比。这种现象称为霍尔效应。21发动机电控技术automobile●engine22发动机电控技术automobile●engine当发动机凸轮轴带动触发钢制转子旋转，叶片周期性通过空气隙引起磁路变化的开关状态。由此产生相应的霍尔电压UH以及输出电平UA脉冲信号。由于本传感器只在凸轮轴的半周有输出信号，另半周无输出，而两个半周合起来相当于曲轴两整周，由此就可区分曲轴压缩上止点和排气上止点。23发动机电控技术automobile●engine加速踏板传感器24发动机电控技术automobile●engine加速踏板位置传感器的作用是把油门踏板的位置转换成电压信号发送给ECU，作为判定发动机工况的依据，实现不同节气门开度下的喷油量控制。25发动机电控技术automobile●engine进气压力传感器26发动机电控技术automobile●engine27发动机电控技术automobile●engine在底盘和车身的控制方面，包括在自动变速器、转向器、悬架、ABS、安全气囊等部件上需要用到的传感器也很多，例如车速传感器、转角传感器、转矩传感器、加速度传感器、车身高度传感器、车轮速度传感器等。28发动机电控技术automobile●engine电子控制单元（ElectronicControlUnit）即汽车的微机控制系统，是整个电子控制系统的核心部分。ECU主要是一块结构复杂的电路板，电路包括控制器和输入/输出接口电路部分，电路板装在金属盒内，以起到保护和抗干扰的作用。29发动机电控技术automobile●engine执行器执行器是ECU动作命令的执行者，主要是各类机械式继电器、直流电动机、步进电动机、电磁阀或控制阀等执行器件。30发动机电控技术automobile●engine继电器和开关电路主要用于控制开关信号，如数字信息显示、点火线圈初级的通断、空调的启动停止等。而直流电动机和步进电动机则多是驱动与之相连的执行机构，从而控制执行机构动作，例如电动油泵的转速控制，怠速转速的步进电动机控制等。电磁阀或控制阀类执行器件在汽车中用的非常多，例如喷油器、废气再循环电磁阀、怠速控制阀、ABS压力调节阀、换挡电磁阀等。31发动机电控技术automobile●engine32发动机电控技术automobile●engine解码器汽车解码器(故障诊断仪)是利用配套连接线和车上电脑数据输出DLC(检测接头)相连，从而达到与各种电控系统控制单元ECU进行数据交流的专用仪器。数据交流数据交流33发动机电控技术automobile●engine汽车电控系统自诊断原理：汽车运行过程当中ECU监测输入信息，当某一信息超出预设的范围值，并且持续一定时间，自诊断模块便判断为出现故障，并把该故障以代码的形式存储，同时点亮故障指示灯。34发动机电控技术automobile●engine“跛行”功能当某一传感器或电路产生了故障，该信号就不再被汽车电脑所采用，为了维持汽车的运行，汽车电脑便从其程序存储器中调出预先设定的经验值，作为该传感器的应急输入信号，使汽车可以开到修理厂维修，这种应急功能就叫故障运行，又称“跛行”功能。35发动机电控技术automobile●engine自诊断的发展第一代：人工读码，采用跳线的方法，从故障指示灯、LED灯或万用表指针读出故障码。故障码2336发动机电控技术automobile●engine第二代：读码器，具有读取、清除故障码的功能。37发动机电控技术automobile●engine第三代：一般解码器读取故障码清除故障码读取数据流执行元件测试38发动机电控技术automobile●engine第四代：具有特殊功能的解码器（原厂），汽车制造厂家提供或指定的解码器，功能完善、价格昂贵、可测车型单一、维护升级不方便；39发动机电控技术automobile●engine大众VAS5052宝马GTI40发动机电控技术automobile●engine通用TECHⅡ丰田IT-Ⅱ41发动机电控技术automobile●engine本田HDS保时捷PWIS日产CONSULT-II42发动机电控技术automobile●engine联合电子日立西门子电装德尔福摩托罗拉玛瑞利43发动机电控技术automobile●engine诊断接口定义针脚定义2、10号美国统一标准（SAEJ1850）4号车身搭铁5号信号回路搭铁6、14号高速CAN和低速CAN7、15号欧洲统一标准（ISO9141）16号蓄电池正极（B+）1、3、8、9、11、12、13号由各厂家自行定义44发动机电控技术automobile●engine45发动机电控技术automobile●engine汽车电脑对故障的认定方法值域判定法当控制单元（ECU）收到的输入信号超出规定的数值范围时，自诊断系统就确认该输入信号故障；例如：水温传感器温度范围-30度~120度、电压0.3V~4.7V。当小于0.15V大于4.85V故障指示灯点亮46发动机电控技术automobile●engine时域判定法当控制单元（ECU）收到的输入信号在一定时间内没有发生变化或没有达到预先规定的次数时，自诊断系统就确认该输入信号故障；例如:氧传感器发动机达到一定温度，闭环，超过一段时间无信号或氧传感器信号在0.45v无变化。故障灯点亮，报氧传感器故障码。47发动机电控技术automobile●engine功能判定法当控制单元（ECU）给执行器发出动作指令后，检测相应传感器或反馈信号的输出参数变化，若输出信号没有按程序规定的变化，就确认执行器或电路出现故障；例如：废气再循环阀（EGR）开启，电脑监测进气压力MAP信号。判断EGR有无动作。48发动机电控技术automobile●engine逻辑判定法控制单元（ECU）对两个或两个以上具有相互联系的传感器进行比较，当发现两个传感器信号间的逻辑关系违反设定条件时，就判定其一或两者有故障；例如：发动机转速大于某个转速，节气门位置TPS输出信号小于某一值，判定节气门位置传感器故障。49发动机电控技术automobile●engine故障码的分析步骤A：读取并记录所有故障码B：清除所有故障码C：确认故障码已经被清除D：模拟故障产生的条件并进行路试E：再读取并记录此时的故障码F：区分间歇性故障码（软故障码——比较麻烦）和持续性故障码（硬故障码）50发动机电控技术automobile●engineG：区分与故障症状相关的故障码和无关的故障码H：区分诸多故障码或相关故障码中的主要故障码（它可能是导致其他故障码产生的原因）I：按照上述分析，进一步精确地检查测量故障码所代表的传感器、执行元件或控制电脑及相关的电路状态，以便确定故障点发生的准确位置。51发动机电控技术automobile●engine自诊断系统一般只能监测电控系统的电路信号，并且只能监测信号的范围，并不能监测传感器特性的变化。52发动机电控技术automobile●engine例如：线性节气门位置传感器要输出与节气门开度成比例的电压信号，控制系统根据其输入的电压信号来判断节气门的开度即负荷的大小，从而决定喷油量等其他控制。如果传感器的特性发生了变化，传感器输出的电压信号虽然在规定的范围内，但并不与节气门的开度成规定的比例变化，这时就会出现发动机工作不良，而故障指示灯却并不会亮，当然也不会有故障代码。53发动机电控技术automobile●engine由此可以看出通过故障代码并不能够检测出所有类型的故障，特别是无法检测出大部分执行器以及传感器精度误差等方面的故障。因此，在诊断故障时不能完全依赖故障代码功能检测诊断，而