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1、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
2、、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/
3、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
4、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
5、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 engine 12 发动机电控技术 automobile engine 13 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 automo
6、bile 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 engine 17 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
7、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 engine 22 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
8、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 engine 27 发动机电控技术 autom
9、obile 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（Electronic Control Unit）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
10、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 engine 32 发动机电控技术 autom
11、obile 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，
12、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 23 36 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
13、 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GTI 40 发动机电控技术 automobile engine 通用 TECH 丰田 IT- 41 发动机电控技术 automobile engine 本田HDS 保时捷PWIS 日产CONSULT-II 42 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 engin
14、e 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CAN 7、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 engine 45 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 0.3V4.7V。当小于
15、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
