汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)新技術(shù)參考課件.ppt

1、 熟悉汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的類型。 了解CAN 的工作原理。 會(huì)檢修車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CAN 總線)故障。,課題一 車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),1,如圖811所示為汽車電纜布置,線路異常復(fù)雜。 現(xiàn)代汽車采用多個(gè)電子控制系統(tǒng),如圖812所示。每一個(gè)子系統(tǒng)都由電子控制單元、傳感器、執(zhí)行器、數(shù)據(jù)傳輸線路組成。各子系統(tǒng)的電控單元要進(jìn)行信息交流,并經(jīng)過(guò)復(fù)雜的控制運(yùn)算、發(fā)出控制指令, 如果通過(guò)簡(jiǎn)單地連接, 會(huì)導(dǎo)致電控單元針腳增加、電氣系統(tǒng)線路復(fù)雜、故障率高、維修難度大。同一個(gè)信號(hào), 需要多個(gè)傳感器送到不同的系統(tǒng), 這樣必然需要龐大的布線。這個(gè)問(wèn)題是如何解決的呢?,圖811 汽車電纜,2,3,一、汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)概述 1.汽車車

2、載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)專用名詞 (1)多路傳輸:同一通道或線路上同時(shí)傳輸多條信息,數(shù)據(jù)依次傳輸,但速度非 ?？?幾乎是同時(shí)傳輸?shù)?稱為分時(shí)多路傳輸。 (2)局域網(wǎng):是在一個(gè)有限區(qū)域內(nèi)連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),通過(guò)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi) 的資源共享和信息通信,簡(jiǎn)稱局域網(wǎng)。汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就是局域網(wǎng)。 (3)數(shù)據(jù)總線:電子控制單元之間運(yùn)行數(shù)據(jù)的通道,即所謂的信息高速公路;為 了抗電子干擾,CAN 數(shù)據(jù)總線制成雙絞線形式。汽車的數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)男盘?hào)可以被多個(gè)系統(tǒng)共享,從而最大限度地提高系統(tǒng)整體效率,充分利用有限的車內(nèi)布置空間和電器線路資源,提升了汽車的智能化程度。 (4)模塊與節(jié)點(diǎn):模塊是一種電子裝置,在計(jì)算機(jī)多路傳輸系統(tǒng)中

3、的控制單元模 塊被稱為節(jié)點(diǎn)。 (5)局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):所謂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是網(wǎng)絡(luò)的物理連接方式。 (6)鏈路:指網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)拿襟w,分為有線和無(wú)線兩種類型,目前車上使用的 大多數(shù)都是有線網(wǎng)絡(luò),通常用于局域網(wǎng)的傳輸媒體有雙絞線、同軸電纜、光纖。 (7)數(shù)據(jù)幀:為了可靠地傳輸數(shù)據(jù),通常將原始數(shù)據(jù)分割成一定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)單元, 這個(gè)數(shù)據(jù)單元即稱為數(shù)據(jù)幀。一幀數(shù)據(jù)內(nèi)包括同步信號(hào)、錯(cuò)誤控制、流量控制、控制信息、數(shù)據(jù)信息、尋址信息等。 (8)傳輸協(xié)議:也稱通信協(xié)議,是控制通信實(shí)體間有效完成信息交換的一組約定 和規(guī)則。 (9)傳輸仲裁:就是為了避免數(shù)據(jù)傳輸沖突,保證信息按其重要程度來(lái)發(fā)送。,4,2.汽車車載網(wǎng)絡(luò)總線的類

4、型 汽車車載網(wǎng)絡(luò)總線的類型見(jiàn)表811。,5,3.車載網(wǎng)絡(luò)的類型 車載網(wǎng)絡(luò)按應(yīng)用分為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、車身舒適系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、信息娛樂(lè)系統(tǒng)4個(gè)子網(wǎng)。 (1)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 動(dòng)力CAN 一般連接發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS/EDL及自動(dòng)變速器3個(gè)控制單元?？偩€可以同時(shí)傳遞10組數(shù)據(jù),發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元5組、ABS/EDL控制單元3組和自動(dòng)變速器挫制單元2組。數(shù)據(jù)總線以500kbit/s的速率傳遞數(shù)據(jù),每一數(shù)據(jù)組傳遞需要約0.25ms,每一控制單元720ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先級(jí)為ABS/EDL控制單元、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、自動(dòng)變速器控制單元。 (2)車身舒適系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 車身舒適CAN 數(shù)據(jù)總線一般連接中央控制單元、車前后各一

5、個(gè)受控單元及4個(gè)車門控制單元共7個(gè)。舒適CAN 數(shù)據(jù)傳遞中控門鎖、電動(dòng)窗、照明開(kāi)關(guān)、空調(diào)、組合儀表、后視鏡加熱、駕駛員座椅記憶及自診斷功能的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)使經(jīng)過(guò)車門的導(dǎo)線數(shù)量減少,線路變得簡(jiǎn)單。如果線路中某處出現(xiàn)對(duì)地短路,對(duì)正極短路或線路間短路,CAN 系統(tǒng)會(huì)立即轉(zhuǎn)為應(yīng)急模式運(yùn)行或轉(zhuǎn)為單線模式運(yùn)行。,6,如圖814所示,新型車門控制單元主要由輸入外設(shè)、控制模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個(gè)部分組成。,(3)安全系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 安全系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)含有多個(gè)安全氣囊和多個(gè)碰撞傳感器,必須具備通信速度快,通信可靠性高等特點(diǎn)。 (4)信息娛樂(lè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 高端車系信息系統(tǒng)如車載電話、音響等系統(tǒng),目前多采用光導(dǎo)纖維或銅線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

6、要求通信總線容量大、通信速度非常高。,7,二、CAN 1.CAN 的概念及其類型 (1)CAN 的概念 CAN 是ControllerAreaNetwork (控制單元區(qū)域網(wǎng)絡(luò))的縮寫,是控制單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng),是一種串行通信、現(xiàn)場(chǎng)總線。用于智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)放式、數(shù)字化、雙向串行、多節(jié)點(diǎn)的通信總線。CAN 數(shù)據(jù)總線可比作公共汽車,公共汽車運(yùn)輸?shù)某丝涂杀茸鞔罅康臄?shù)據(jù)信息,又稱CAN-BUS。通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光纖?？偩€兩端配置120 終端電阻,如圖815所示。,8,(2)CAN 的類型 根據(jù)信號(hào)的重復(fù)率、數(shù)據(jù)量和可用性(準(zhǔn)備狀態(tài)),CAN 數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)分為

7、CAN-Antrieb、CAN-Komfort和CAN-infotainment總線三類。 CAN-Antrieb為驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線(高速),速率為500kbit/s。用于將驅(qū)動(dòng)線束上的控制單元聯(lián)成網(wǎng)。 CAN-Komfort為舒適數(shù)據(jù)總線(低速),速率為100kbit/s。用于將舒適系統(tǒng)中的控制單元聯(lián)成網(wǎng)。 CAN-infotainment為信息娛樂(lè)總線(低速),速率為100kbit/s。用于將收音機(jī)、電話和導(dǎo)航系統(tǒng)聯(lián)成網(wǎng)。,9,2.CAN 的結(jié)構(gòu) 以豐田凱美瑞為例。 (1)CAN 的結(jié)構(gòu)組成 如圖816所示是豐田凱美瑞的車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。,10,(2)CAN 控制器和收發(fā)器 CAN上的每個(gè)控制單元

8、(ECU)中均設(shè)有一個(gè)CAN 控制器和一個(gè)CAN 收發(fā)器。CAN 控制器主要用來(lái)接收微處理器傳來(lái)的信息,對(duì)這些信息進(jìn)行處理并傳給CAN 收發(fā)器,同時(shí)CAN 控制器也接收來(lái)自CAN 收發(fā)器傳來(lái)的數(shù)據(jù),對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并傳給控制單元的微處理器,如圖817所示。CAN 收發(fā)器用來(lái)接收CAN 控制器送來(lái)的數(shù)據(jù),并將其發(fā)送到CAN 數(shù)據(jù)總線上,同時(shí)CAN 收發(fā)器也接收CAN 數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù),并將其傳給CAN 控制器。,11,12,(3)差動(dòng)信號(hào)放大器和CAN-H 線、CAN-L線 差動(dòng)信號(hào)放大器用于處理來(lái)自CAN-H (High)線和CAN-L (Low)線的信號(hào),除此以外還負(fù)責(zé)將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)傳至

9、控制單元的CAN 接收區(qū)。這個(gè)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)稱為差動(dòng)信號(hào)放大器的輸出電壓。 差動(dòng)信號(hào)放大器用CAN-H 線上的電壓(UH )減去CAN-Low 線上的電壓(UL),就得出了輸出電壓2V,如圖818所示。這種方法可以清除靜電平(CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線為2.5V)或其他任何重疊的電壓。 (4)CAN 數(shù)據(jù)線及終端電阻 終端電阻在控制單元內(nèi),接在CAN 數(shù)據(jù)總線兩端,用來(lái)防止數(shù)據(jù)在到達(dá)線路終端后像回聲一樣返回、防止干擾原始數(shù)據(jù)使傳輸信息失真,保證了數(shù)據(jù)的正確傳送。,13,在顯性狀態(tài)時(shí),CAN-High線上的電壓值會(huì)升高一個(gè)預(yù)定值(對(duì)CAN 驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線來(lái)說(shuō),這個(gè)值至少為1V),而CAN-Low線上的電壓值

10、會(huì)降低一個(gè)同樣值,于是在CAN 驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線上,CAN-High線就處于激活狀態(tài),其電壓不低于3.5V,而CAN-Low線上的電壓值最多可降至1.5V,如圖819所示。因此在隱性狀態(tài)時(shí),CAN-High線與CAN-Low線上的電壓差為2.5V。,14,經(jīng)差動(dòng)信號(hào)放大器處理后,可最大限度地消除干擾的影響。即使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),供電電壓有波動(dòng)很大,也不會(huì)影響各個(gè)控制單元的數(shù)據(jù)傳遞,保證了數(shù)據(jù)傳遞的可靠性,如圖8110所示。由于CAN 數(shù)據(jù)線是扭絞在一起的雙絞線,所以干擾脈沖就總是有規(guī)律地作用在兩條線上。差動(dòng)信號(hào)放大器總是用CAN-High 線上的電壓(3.5V-X)減去CAN-Low線上的電壓(1.5

11、V-X),因此在經(jīng)過(guò)處理后,差動(dòng)信號(hào)中就不再有干擾脈沖了。,15,(5)CAN 網(wǎng)關(guān) 圖816中CAN 網(wǎng)關(guān)的作用是:由于不同區(qū)域CAN 總線的速率和識(shí)別代號(hào)不同,因此一個(gè)信號(hào)要從一個(gè)總線進(jìn)入到另一個(gè)總線區(qū)域,必須把它的識(shí)別信號(hào)和速率進(jìn)行改變,能夠讓另一個(gè)系統(tǒng)接受,這個(gè)任務(wù)由網(wǎng)關(guān)(Gateway)來(lái)完成。另外,網(wǎng)關(guān)還具有改變信息優(yōu)先級(jí)的功能。如車輛發(fā)生相撞事故,氣囊控制單元會(huì)發(fā)出負(fù)加速度傳感器的信號(hào),這個(gè)信號(hào)的優(yōu)先級(jí)在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是非常高的,但轉(zhuǎn)到舒適系統(tǒng)后,網(wǎng)關(guān)調(diào)低了它的優(yōu)先級(jí),因?yàn)樗谑孢m系統(tǒng)中的功能只是打開(kāi)門和燈。,16,3.CAN 的工作原理 CAN 在各車載電子控制裝置ECU 之間交換信

12、息,形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。其工作采用單片機(jī)作為直接控制單元,用于對(duì)傳感器和執(zhí)行部件的直接控制。每個(gè)單片機(jī)都是控制網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn),每塊控制單元都只需引出兩條導(dǎo)線共同接在節(jié)點(diǎn)上,這兩條導(dǎo)線就稱作數(shù)據(jù)總線(BUS)。 當(dāng)打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、激活閃爍報(bào)警裝置、車門、后備廂蓋、車前蓋和點(diǎn)火鑰匙的狀態(tài)發(fā)生變化、接通車外照明等信號(hào)產(chǎn)生時(shí),一個(gè)控制單元據(jù)此識(shí)別喚醒命令,并將其繼續(xù)傳送給其他控制單元,從而將這些控制單元也激活喚醒(Wake-Up-Modus),如圖8111所示。,17,4.CAN 總線的應(yīng)用 車載網(wǎng)絡(luò)的具體實(shí)施方案采用CAN/LIN 總線混合控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。高速CAN 能滿足面向高速實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的多

13、路傳輸,而LIN 開(kāi)發(fā)成本低。LIN 總線作是CAN 節(jié)點(diǎn)的下層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),輔助完成信息傳輸,即將LIN 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為CAN 節(jié)點(diǎn)的功能擴(kuò)展來(lái)實(shí)現(xiàn)局部控制。速度為20kbit/s,擴(kuò)展舒適模式、數(shù)據(jù)總線節(jié)點(diǎn)功能,連接電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)、傳感器和車燈、各車門電控車窗、左右后視鏡、后備廂鎖、儀表板指示燈及轉(zhuǎn)向柱局部控制開(kāi)關(guān)等。,18,5.CAN 總線的特點(diǎn) (1)多主機(jī):CAN 為多主方式工作,網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,而不分主從,通信方式靈活,且無(wú)須站地址等節(jié)點(diǎn)信息。利用這一點(diǎn)可方便地構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng)。通過(guò)定義CAN 的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)高低,可滿足不同的實(shí)時(shí)要求。目前,其節(jié)點(diǎn)

14、數(shù)最多可達(dá)110個(gè);CAN2.0A 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)示符可達(dá)2032種,而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)CAN2.0B的標(biāo)示符幾乎不受限制。 (2)仲裁機(jī)制:CAN 總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。CAN采用無(wú)損仲裁技術(shù),當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí),優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)退出發(fā)送,最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)不受影響繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù),節(jié)省總線沖突的仲裁時(shí)間。 (3)CAN 采用短幀結(jié)構(gòu)傳送信息,傳輸時(shí)間短,受干擾概率低,且每幀都有CRC校驗(yàn),具有極強(qiáng)的檢錯(cuò)能力。 (4)通過(guò)幀濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù),無(wú)須專門的“調(diào)度”。,19,三、車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CAN 總線) 故障類型及診斷方法 1.故

15、障類型 裝有CAN-BUS多路信息傳輸系統(tǒng)的車輛出現(xiàn)故障,維修人員應(yīng)首先檢測(cè)汽車多路信息傳輸系統(tǒng)是否正常。因?yàn)槿绻嗦沸畔鬏斚到y(tǒng)有故障,則整個(gè)汽車多路信息傳輸系統(tǒng)中的有些信息將無(wú)法傳輸,接收這些信息的電控單元將無(wú)法正常工作,從而為故障診斷帶來(lái)困難。對(duì)于汽車多路信息傳輸系統(tǒng)故障的維修,應(yīng)根據(jù)多路信息傳輸系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和控制回路具體分析。引起汽車多路信息傳輸系統(tǒng)故障的原因有三種。 (1)汽車電源系統(tǒng)引起的故障 (2)汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的鏈路故障 (3)汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)故障,20,2.故障一般診斷步驟 (1)了解該車型的汽車多路傳輸系統(tǒng)特點(diǎn)。包括傳輸介質(zhì)、幾種子網(wǎng)及汽車多路信息傳輸系統(tǒng)

16、的結(jié)構(gòu)形式等。 (2)了解汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的功能,如有無(wú)喚醒功能和休眠功能等。 (3)檢查汽車電源系統(tǒng)是否存在故障,如交流發(fā)電機(jī)的輸出波形不正常,將導(dǎo)致信號(hào)干擾等故障。 (4)檢查汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的鏈路是否存在故障,采用替換法或采用跨線法進(jìn)行檢測(cè)。如果是節(jié)點(diǎn)故障,只能采用替換法進(jìn)行檢測(cè)。,21,3.CAN 系統(tǒng)總線的檢測(cè)方法 (1)排除功能故障 在檢查數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)前,須保證所有與數(shù)據(jù)總線相連的控制單元無(wú)功能故障。功能故障是指不會(huì)直接影響數(shù)據(jù)總線系統(tǒng),但會(huì)影響某一系統(tǒng)的功能流程的故障。例如傳感器損壞,其結(jié)果就是傳感器信號(hào)不能通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳遞。這種功能故障對(duì)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)有間接影響。這會(huì)影響

17、需要該傳感器信號(hào)的控制單元的通信。如存在功能故障,先排除該故障。記下該故障并消除所有控制單元的故障碼。 (2)萬(wàn)用表檢測(cè)CAN 數(shù)據(jù)總線 CAN 數(shù)據(jù)總線可以采用數(shù)字萬(wàn)用表進(jìn)行電壓信號(hào)測(cè)試,大致判斷數(shù)據(jù)總線的信號(hào)傳輸是否存在故障。,22, 了解電控節(jié)氣門系統(tǒng)的工作原理和功能。 熟悉典型電控節(jié)氣門系統(tǒng)。 會(huì)檢修電控節(jié)氣門系統(tǒng)故障。,課題二 電控節(jié)氣門系統(tǒng),23,觀察如圖821和圖822所示的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙,試比較其異同。,圖821 傳統(tǒng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī),圖822 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙無(wú)節(jié)氣門拉索,24,圖823 節(jié)氣門控制的演變,傳統(tǒng)節(jié)氣門采用機(jī)械連接方式,用拉桿或拉索連接油門踏板和節(jié)氣門,節(jié)氣門開(kāi)度完全取決于

18、駕駛員操作油門踏板的位置,從動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)看,發(fā)動(dòng)機(jī)并不總是完全處于最佳運(yùn)行工況,而且駕駛員的誤操作也給安全性帶來(lái)隱患。在混合動(dòng)力汽車中,由于發(fā)動(dòng)機(jī)和電池組成多動(dòng)力源系統(tǒng),剛性連接方式不能實(shí)現(xiàn)各動(dòng)力源之間的能量分配管理。因此,剛性連接的節(jié)氣門(見(jiàn)圖821和圖823a)必將被柔性連接方式所取代,通過(guò)電控單元控制節(jié)氣門快速精確定位,因此又稱為電控節(jié)氣門(見(jiàn)圖822和圖823b)。,25,一、電控節(jié)氣門系統(tǒng)的工作原理 駕駛員操縱油門踏板,油門踏板位置傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)輸入節(jié)氣門控制單元,控制單元首先對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行濾波,以消除環(huán)境噪聲的影響,然后根據(jù)當(dāng)前的工作模式、踏板移動(dòng)量和變化率解析

19、駕駛員意圖,計(jì)算出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的基本需求,得到相應(yīng)的節(jié)氣門轉(zhuǎn)角的基本期望值。然后再經(jīng)過(guò)CAN 總線和整車控制單元進(jìn)行通信,獲取其他工況信息以及各種傳感器信號(hào)如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、擋位、節(jié)氣門位置、空調(diào)能耗等,由此計(jì)算出整車所需求的全部扭矩,通過(guò)對(duì)節(jié)氣門轉(zhuǎn)角期望值進(jìn)行補(bǔ)償,得到節(jié)氣門的最佳開(kāi)度,并把相應(yīng)的電壓信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)電路模塊,驅(qū)動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)使節(jié)氣門達(dá)到最佳的開(kāi)度位置。節(jié)氣門位置傳感器則把節(jié)氣門的開(kāi)度信號(hào)反饋給節(jié)氣門控制單元,形成閉環(huán)的位置控制。,26,二、電控節(jié)氣門系統(tǒng)的功能 1.基于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩需求的節(jié)氣門控制 傳統(tǒng)節(jié)氣門開(kāi)度完全取決于駕駛員的操作意圖。電控節(jié)氣門開(kāi)度并不完全由油門踏板位置決定,而

20、是控制單元根據(jù)當(dāng)前行駛狀況下,整車對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的全部扭矩需求,計(jì)算出節(jié)氣門的最佳開(kāi)度,從而控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門到達(dá)相應(yīng)的開(kāi)度。因此,節(jié)氣門的實(shí)際開(kāi)度并不完全與駕駛員的操作意圖一致。 2.傳感器冗余設(shè)計(jì) 電控節(jié)氣門系統(tǒng)采用2個(gè)踏板位置傳感器(見(jiàn)圖824)和2個(gè)節(jié)氣門位置傳感器(見(jiàn)圖825),傳感器兩兩反接,實(shí)現(xiàn)阻值的反向變化,即兩個(gè)傳感器阻值變化量之和為零。對(duì)兩個(gè)傳感器施加相同的電壓,兩者輸出的電壓信號(hào)也相應(yīng)反向變化,且其和始終等于供電電壓。,27,28,29,3.可選的工作模式 駕駛員可根據(jù)不同的行車需要,通過(guò)模式開(kāi)關(guān)選擇不同的工作模式,通常有正常模式、動(dòng)力模式和雪地模式三種,區(qū)別在于節(jié)氣門對(duì)油門

21、踏板的響應(yīng)速度不同。在正常模式下,節(jié)氣門對(duì)油門踏板的響應(yīng)速度適合于大多數(shù)行駛工況。在動(dòng)力模式下,節(jié)氣門加快對(duì)油門踏板的響應(yīng)速度,發(fā)動(dòng)機(jī)能提供額外的動(dòng)力。在雪地、雨天附著較差的工況下,駕駛員可選擇雪地模式駕駛車輛,此時(shí)節(jié)氣門對(duì)油門踏板的響應(yīng)降低,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率比正常情況下小,使車輪不易打滑,保持車輛穩(wěn)定行駛。 4.海拔高度補(bǔ)償 在海拔較高的地區(qū),大氣壓下降,空氣稀薄,氧氣含量下降,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力下降。此時(shí)電控節(jié)氣門系統(tǒng)可按照大氣壓與海拔高度的函數(shù)關(guān)系,對(duì)節(jié)氣門開(kāi)度進(jìn)行補(bǔ)償,使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和油門踏板位置的關(guān)系保持穩(wěn)定。,30,5.控制功能擴(kuò)展及其原理 早期的電控節(jié)氣門功能比較簡(jiǎn)單,在形式

22、上采用一個(gè)機(jī)械式的主節(jié)氣門串聯(lián)一個(gè)電控的輔助節(jié)氣門,往往只能實(shí)現(xiàn)某單一的功能?，F(xiàn)代電控節(jié)氣門則獨(dú)立成一個(gè)系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)多種控制功能,既提高行駛可靠性,又使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,成本降低。電控節(jié)氣門主要有如下控制功能： (1)牽引力控制(ASR) (2)巡航控制(CCS) (3)怠速控制(ISC) (4)減少換擋沖擊控制,31,三、典型電控節(jié)氣門系統(tǒng) 1.奧迪A6發(fā)動(dòng)機(jī)電控節(jié)氣門系統(tǒng) 新豐田凱美瑞、國(guó)產(chǎn)大眾奧迪A6AWL、APS與ATX 發(fā)動(dòng)機(jī)、寶來(lái)AUM 發(fā)動(dòng)機(jī)及波羅BCC發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了電控節(jié)氣門系統(tǒng)。電控節(jié)氣門系統(tǒng)由油門踏板位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、節(jié)氣門控制電動(dòng)機(jī)、控制單元(ECU)組成,如圖823

23、b所示。 (1)工作原理 如圖826所示是奧迪A6APS與ATX發(fā)動(dòng)機(jī)電控節(jié)氣門系統(tǒng)的電路圖。,32,電控節(jié)氣門系統(tǒng)主要由油門踏板、油門踏板位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、數(shù)據(jù)總線、EPC指示燈和節(jié)氣門控制部件(執(zhí)行機(jī)構(gòu))等組成,作用是確定、調(diào)整及監(jiān)控節(jié)氣門位置。 油門踏板位置傳感器由兩個(gè)相同的線性可變電阻G79和G185組成。作用是將駕駛員意圖輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。由此產(chǎn)生反映油門踏板下踏量和變化速率的電壓信號(hào)輸入ECU,反映汽車的工作狀況,如圖827所示。,圖827 油門踏板位置傳感器,33,組合儀表上的EPC指示燈,是ElectronicPowerControl的縮寫,意為“電子功率控制”,

24、也就是電控節(jié)氣門系統(tǒng)(E-Gas)警報(bào)燈,安裝位置如圖828所示。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),如電控節(jié)氣門系統(tǒng)發(fā)生故障,EPC指示燈點(diǎn)亮,同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的故障存儲(chǔ)器會(huì)記錄該故障。,34,(2)EPC指示燈功能檢查 打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),EPC指示燈應(yīng)亮;起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后,如果故障存儲(chǔ)器中沒(méi)有關(guān)于電控節(jié)氣門系統(tǒng)的故障,EPC指示燈將熄滅。否則,應(yīng)進(jìn)行檢查。 1)如果開(kāi)始時(shí)EPC指示燈不亮,應(yīng)檢查從發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元到EPC指示燈的導(dǎo)線。 關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān),接上檢測(cè)盒V.A.G1598/31,但不接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。 用V.A.G1594連接檢測(cè)盒上插孔1和48。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),EPC指示燈應(yīng)亮。 如果EPC指示燈不亮,檢查組合

25、儀表板內(nèi)EPC指示燈是否燒壞,或按電路圖檢查EPC指示燈供電情況。 如果EPC指示燈和供電都正常,按電路圖排除發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元到EPC指示燈之間導(dǎo)線短路或斷路處。如果導(dǎo)線無(wú)故障,則應(yīng)更換發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。,35,2)如果EPC指示燈亮的時(shí)間超過(guò)3s,或EPC指示燈一直亮,則應(yīng)檢查導(dǎo)線是否對(duì)搭鐵短路。 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并怠速運(yùn)轉(zhuǎn),如果EPC指示燈不熄滅,讀取故障碼。 如果無(wú)故障碼,關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān),接上檢測(cè)盒V.A.G1598/31,但不接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。 檢查檢測(cè)盒V.A.G1598/31第48號(hào)插腳,與組合儀表板端子間的導(dǎo)線連接是否對(duì)搭鐵短路。規(guī)定值應(yīng)為無(wú)窮大。 如果未達(dá)到規(guī)定值,按電路圖排除發(fā)動(dòng)機(jī)控制單

26、元到EPC指示燈之間導(dǎo)線對(duì)搭鐵短路處。如果導(dǎo)線無(wú)故障,則應(yīng)更換發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。,36,(3)檢查節(jié)氣門位置傳感器G187和G188 1)將V.A.G1551或V.A.G1552連接到診斷座上,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),輸入地址碼01,選擇發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)。按0和8鍵,選擇功能“讀測(cè)量數(shù)據(jù)塊”,按Q 鍵確認(rèn)。 2)輸入0、6 和2 鍵,選擇顯示組062,按Q 鍵確認(rèn)后,屏幕上顯示:如圖 829所示,在顯示區(qū)14中,發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元將傳感器電壓值換算成百分比(以5V 為基數(shù)),并顯示該百分比值(5V 相當(dāng)于100%)。,37,3)慢慢將油門踏板踩到底,顯示區(qū)1節(jié)氣門位置傳感器G187的百分比值應(yīng)均勻升高,公差范圍為

27、3%93%,而顯示區(qū)2節(jié)氣門位置傳感器G188的百分比值應(yīng)均勻降低。 4)如果顯示達(dá)不到上述要求,則檢查節(jié)氣門控制部件的供電及導(dǎo)線,尤其要注意插頭是否松動(dòng)或銹蝕。如果供電及導(dǎo)線正常,則更換節(jié)氣門控制部件。 (4)節(jié)氣門控制部件供電和導(dǎo)線的檢查 1)拔下節(jié)氣門控制部件插頭,打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),用萬(wàn)用表測(cè)量插頭端子2和搭鐵之間、端子2和端子6之間的電壓值,應(yīng)約為5V,如圖8210所示。 2)若達(dá)不到上述要求,按照電路圖檢查節(jié)氣門控制部件插頭6個(gè)端子至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元相應(yīng)端子之間的導(dǎo)線是否斷路,然后檢查導(dǎo)線相互之間是否導(dǎo)通。,38,(5)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元同節(jié)氣門控制部件J338匹配 當(dāng)電源供應(yīng)中斷、更換了節(jié)氣

28、門控制部件或更換了發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元必須與節(jié)氣門控制部件進(jìn)行匹配(即自適應(yīng)或自學(xué)習(xí))。 1)匹配的條件:故障存儲(chǔ)器中沒(méi)有故障存儲(chǔ)。蓄電池電壓至少應(yīng)為12.7V。冷卻液溫度在1095。進(jìn)氣溫度在1090。發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)。不踩油門踏板。 2)匹配過(guò)程 將V.A.G1551或V.A.G1552連接到診斷座上,打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)6s以上,用地址碼01選擇發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)。 輸入0、6和0鍵,選擇顯示組060,按Q鍵確認(rèn)后,屏幕上顯示如圖8211所示。,39,在顯示區(qū)3和4中顯示節(jié)氣門控制部件的規(guī)定值。 顯示區(qū)1顯示節(jié)氣門位置傳感器1-G187的開(kāi)度百分比,規(guī)定值為3%93%。 顯示區(qū)2

29、顯示節(jié)氣門位置傳感器2-G188的開(kāi)度百分比,規(guī)定值為97%3%。 顯示區(qū)3顯示匹配步進(jìn)計(jì)數(shù)值,規(guī)定值為08。匹配完成后,顯示值應(yīng)為8 (也可能超過(guò)這個(gè)數(shù)字)。 顯示區(qū)4顯示匹配狀態(tài)?？赡茱@示: “ADPi.o.”, “ERROR”, “ADPlauft”。匹配完成應(yīng)顯示“ADPi.o.”。 如果屏幕顯示“功能未知或當(dāng)前功能不能執(zhí)行”,表示節(jié)氣門控制部件匹配中斷。下一次打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí),自動(dòng)進(jìn)行節(jié)氣門控制部件匹配。節(jié)氣門控制部件匹配中斷的可能原因有:節(jié)氣門不能完全關(guān)閉(如油泥);蓄電池電壓太低;節(jié)氣門控制部件或?qū)Ь€連接損壞;在匹配過(guò)程中,起動(dòng)了發(fā)動(dòng)機(jī)或踩了油門踏板;節(jié)氣門殼體卡得過(guò)緊(檢查螺栓連

30、接)。 按鍵,結(jié)束基本設(shè)置。,40,(6)檢查油門踏板位置傳感器G79和G185 1)將V.A.G1551或V.A.G1552連接到診斷座上,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),用地址碼01選擇發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)。按0和8鍵,選擇功能“讀測(cè)量數(shù)據(jù)塊”,按Q 鍵確認(rèn)。 2)輸入0、6和2鍵,選擇顯示組062,按Q 鍵確認(rèn)后,屏幕上顯示如圖829所示。 3)慢慢將油門踏板踩到底,同時(shí)注意顯示區(qū)3和4的百分比值,應(yīng)均勻升高,并且顯示區(qū)3中的顯示值總應(yīng)是顯示區(qū)4的2倍。如果顯示值沒(méi)有達(dá)到此要求,則繼續(xù)進(jìn)行下一步檢查。 4)拆下駕駛員側(cè)雜物箱。 5)按電路圖檢查油門踏板位置傳感器插頭各端子至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元線束端子之間的導(dǎo)線是否斷路

31、,然后檢查導(dǎo)線相互之間是否導(dǎo)通。,41,(7)強(qiáng)制降擋自適應(yīng) 如果更換了油門踏板位置傳感器或發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元,對(duì)于自動(dòng)變速器的車,必須進(jìn)行強(qiáng)制降擋功能自適應(yīng)。 1)將V.A.G1551或V.A.G1552連接到診斷座上,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),用地址碼01選擇發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)。按0和4鍵,選擇功能“基本設(shè)置”,按Q 鍵確認(rèn)。 2)輸入0、6和3鍵,選擇顯示組063,按Q鍵確認(rèn)后,屏幕上顯示如圖8213所示。,42,2.寶馬電控節(jié)氣門 寶馬750i電控節(jié)氣門系統(tǒng)如圖8214所示,寶馬節(jié)氣門體外形和電路如圖8215所示。,43,寶馬車型采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式節(jié)氣門,如圖8216所示,以精確控制節(jié)氣門打開(kāi)的程度,節(jié)氣

32、門體內(nèi)同樣包括兩個(gè)電位計(jì),來(lái)監(jiān)控節(jié)氣門的動(dòng)作情況。,44,3.奔馳SL600電控節(jié)氣門系統(tǒng) (1)奔馳SL600電控節(jié)氣門系統(tǒng)包括油門踏板位置傳感器、左節(jié)氣門體、右節(jié)氣門體、ECU 等元件,ECU 控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的同時(shí)還控制電控節(jié)氣門系統(tǒng)的工作。 在奔馳車型中,踩下油門踏板時(shí)拉動(dòng)油門拉線,拉動(dòng)傳感器內(nèi)的2個(gè)電位計(jì)進(jìn)行滑動(dòng),這樣把駕駛員的想法通過(guò)拉線帶動(dòng)電位計(jì)的旋轉(zhuǎn)改變?yōu)殡娦盘?hào),并傳送給ECU。 油門踏板位置傳感器原理如圖8217所示。,45,(2)在油門踏板開(kāi)度變化時(shí),檢測(cè)油門踏板位置傳感器的電壓變化應(yīng)符合表821規(guī)定的數(shù)據(jù)。,(3)如圖8218所示,踏板位置傳感器內(nèi)的電位計(jì)檢測(cè)踏板踩下的程度

33、,然后把信號(hào)傳遞給右ME控制ECU,ECU 控制右節(jié)氣門伺服電動(dòng)機(jī)的工作,同時(shí),把踏板信號(hào)通過(guò)CAN-BUS傳遞給左MEECU,左MEECU 控制左節(jié)氣門伺服電動(dòng)機(jī)工作。,46,(4)系統(tǒng)具體功能包括:怠速轉(zhuǎn)速控制、巡航控制模式、30km/h車速限制、ESP系統(tǒng)工作時(shí)配合降低發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩、電子油門踏板應(yīng)急運(yùn)行模式、控制EPC故障燈工作、通過(guò)CAN-BUS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 1)系統(tǒng)對(duì)怠速的控制。 2)油門踏板位置傳感器故障工作模式。 3)電控節(jié)氣門執(zhí)行器故障工作模式。 4)安全斷油模式。,47,四、電控節(jié)氣門系統(tǒng)的故障診斷舉例 以?shī)W迪A61.8T為例。 (1)故障現(xiàn)象:奧迪A61.8T 轎車行駛中

34、EPC故障警報(bào)燈點(diǎn)亮,發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)嚴(yán)重,油門踏板控制失效。 (2)故障診斷與排除 1)正常情況下,將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于ON 位時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元將其連接器端子48搭鐵,使EPC故障警報(bào)燈點(diǎn)亮;在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后,電控單元將該端子與搭鐵斷開(kāi),使EPC故障警報(bào)燈熄滅。 2)若在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后EPC故障警報(bào)燈一直不熄滅,則說(shuō)明EPC系統(tǒng)有故障代碼,發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)損壞或?qū)Ь€一直搭鐵。 3)用檢測(cè)儀VAS5051或VAG1551讀取故障代碼,可讀取多個(gè)故障碼,其含義多為節(jié)氣門位置傳感器斷路、油門踏板位置傳感器斷路和節(jié)氣門控制單元損壞等。,48, 了解巡航系統(tǒng)的作用、組成和類型。 熟悉電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型和電控節(jié)氣門型巡航系統(tǒng)

35、。,課題三 巡航系統(tǒng),49,如圖831所示,試判斷:汽車采用“加速滑行,再加速再滑行” 方式行駛省油,還是勻速行駛省油?,圖831 汽車自動(dòng)駕駛,50,一、巡航系統(tǒng)概述 1.巡航系統(tǒng)作用 巡航系統(tǒng)(CRUISECONTROLSYSTEM)縮寫為CCS,又稱為定速巡航系統(tǒng)、速度控制系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等。當(dāng)設(shè)定好車速后,無(wú)論是上坡、下坡、平路上行駛,或是在風(fēng)速變化等情況下,只要在發(fā)動(dòng)機(jī)功率允許的范圍內(nèi),巡航系統(tǒng)會(huì)根據(jù)行駛阻力,自動(dòng)控制節(jié)氣門的開(kāi)度,使汽車保持在設(shè)定車速,勻速行駛。當(dāng)車輛的速度超出人為設(shè)定的范圍及其他情況,以及駕駛?cè)藛T出現(xiàn)踩制動(dòng)踏板等操作,巡航系統(tǒng)便自動(dòng)地停止工作,以確保車輛行駛安全

36、。,51,2.巡航系統(tǒng)基本組成 汽車巡航系統(tǒng)主要由電控單元、操作開(kāi)關(guān)、傳感器、執(zhí)行器等部分組成,如圖832所示。,52,(1)電控單元(CCSECU) 電控單元又稱巡航計(jì)算機(jī)板,封裝在金屬薄板殼體內(nèi),有屏蔽電磁和機(jī)械保護(hù)作用。豐田CAMRY巡航系統(tǒng)電控單元實(shí)物如圖833所示,其內(nèi)部電路如圖834所示。,圖833 豐田CAMRY巡航系統(tǒng)的電控單元,53,54,(2)操作開(kāi)關(guān) 操作開(kāi)關(guān)包括主控開(kāi)關(guān)、離合器開(kāi)關(guān)、變速器空擋開(kāi)關(guān)、制動(dòng)開(kāi)關(guān)(包括駐車制動(dòng))和電源開(kāi)關(guān)(點(diǎn)火開(kāi)關(guān))等。,圖835 大眾CC巡航主控開(kāi)關(guān),圖836 一汽奔騰B50巡航主控開(kāi)關(guān),55,(3)傳感器 傳感器主要有車速傳感器、節(jié)氣門傳

37、感器和節(jié)氣門控制搖臂位置傳感器等。 (4)執(zhí)行器 其作用是將電控單元輸出的電流或電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng),進(jìn)而控制節(jié)氣門的開(kāi)度,最終達(dá)到控制車速的目的。執(zhí)行器有氣動(dòng)式和電動(dòng)機(jī)式兩種類型。 (5)指示及檢測(cè)裝置 指示及檢測(cè)裝置包括巡航控制指示燈、檢測(cè)連接器等。 (6)通信聯(lián)絡(luò)部分 該部分指與發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器的通信聯(lián)絡(luò)部分。 (7)電源部分 電源部分給電路提供電源并有穩(wěn)壓、保護(hù)等功能。,56,3.巡航系統(tǒng)的類型 巡航系統(tǒng)有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型、真空驅(qū)動(dòng)型、電控節(jié)氣門型三種形式。 (1)電機(jī)驅(qū)動(dòng)型 如圖838所示,其組成有巡航主控開(kāi)關(guān)、巡航ECU、巡航電動(dòng)機(jī)拉索節(jié)氣拉索和聯(lián)動(dòng)裝置等。 (2)真空驅(qū)動(dòng)型 如圖8

38、39所示,其組成有巡航主控開(kāi)關(guān)、巡航ECU、真空?qǐng)?zhí)行器、節(jié)氣拉索和聯(lián)動(dòng)裝置等。 (3)電控節(jié)氣門型 電控節(jié)氣門型巡航系統(tǒng)沒(méi)有節(jié)氣門拉索,如圖8310所示。有的車型具有自適應(yīng)功能,能很好地適應(yīng)復(fù)雜的城市路況。,57,圖838 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型巡航系統(tǒng),58,圖839 真空驅(qū)動(dòng)型巡航系統(tǒng),59,圖8310 電控節(jié)氣門型巡航系統(tǒng),60,二、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型巡航系統(tǒng) 以雷克薩斯巡航系統(tǒng)為例。 1.巡航系統(tǒng)的使用方法 雷克薩斯(LEXUS)巡航控制開(kāi)關(guān)采用手柄形式,安裝在轉(zhuǎn)向盤的下方,有四個(gè)擋位,手柄的端部有按鈕,如圖8311 所示。按鈕是巡航系統(tǒng)的總開(kāi)關(guān)(CRUISEON-OFF),按下按鈕時(shí),儀表板上巡航系

39、統(tǒng)的CRUISEON-OFF指示燈亮,表示巡航系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)入運(yùn)行狀態(tài);再按一下,按鈕彈起、指示燈滅,表示巡航系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)。朝下扳動(dòng)是巡航速度的設(shè)定開(kāi)關(guān)(SET/COAST);向上推則巡航速度取消開(kāi)關(guān)(CANCEL);朝轉(zhuǎn)向盤方向扳起是恢復(fù)/加速開(kāi)關(guān)(RES/ACC)。 (1)設(shè)定巡航速度 (2)取消設(shè)定巡航速度 (3)設(shè)定裝備AT (自動(dòng)變速器)的汽車加速 (4)設(shè)定裝備AT (自動(dòng)變速器)的汽車減速 (5)恢復(fù)到原來(lái)設(shè)定的巡航速度,61,2.巡航系統(tǒng)的電路及工作過(guò)程 (1)巡航系統(tǒng)元件位置 雷克薩斯巡航系統(tǒng)元件位置如圖8312所示。,62,(2)巡航系統(tǒng)的電路圖 雷克薩斯UCF10巡航系統(tǒng)

40、的電路如圖8313所示。,63,3.巡航系統(tǒng)的檢修 (1)巡航ECU 針腳 雷克薩斯UCF10巡航ECU 插座如圖8314所示。各針腳的意義見(jiàn)表831。,64,65,(2)自診斷系統(tǒng) 1)指示燈檢查 將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)旋到“ON”,當(dāng)巡航控制開(kāi)關(guān)接通時(shí),儀表板上的巡航主指示燈應(yīng)亮起;斷開(kāi)巡航控制開(kāi)關(guān)時(shí),指示燈應(yīng)熄滅。否則,檢修組合儀表故障。 2)故障碼校驗(yàn) 在巡航狀態(tài)行駛時(shí),若車速傳感器或執(zhí)行器發(fā)生故障,ECU 便會(huì)使巡航控制的“AUTOCANCEL (自動(dòng)取消)”起動(dòng),并且巡航指示燈會(huì)以圖8315所示閃爍5次,以告知駕駛員發(fā)生了故障。與此同時(shí),存儲(chǔ)器也會(huì)存儲(chǔ)此故障碼。,66,3)故障碼的讀取,67,

41、4)故障碼的清除,68,5)輸入信號(hào)檢查,69,70,6)故障碼,71,(3)巡航系統(tǒng)故障排除順序 在完成讀出系統(tǒng)的診斷代碼、讀出信號(hào)輸出和輸入部分的代碼后,經(jīng)過(guò)綜合對(duì)比分析、初步判斷,就可進(jìn)入到故障排除的實(shí)施檢修階段。表834所示的故障表是檢修的優(yōu)先順序表,數(shù)字小的優(yōu)先程度高。更換巡航控制的電控單元步驟,應(yīng)放在最后。 (4)巡航系統(tǒng)各部分電路的檢查 1)電動(dòng)機(jī)電路檢查,72,2)電磁離合器電路檢查,73,74,75,76,3)位置傳感器電路檢查 圖8321所示為位置傳感器電路。,77,4)車速傳感器電路檢查 圖8322所示為UCF10系列車型的車速傳感器電路。,78,5)巡航開(kāi)關(guān)電路檢查,7

42、9,6)駐車開(kāi)關(guān)電路檢查,80,7)怠速開(kāi)關(guān)電路檢查,8)ECT通信(信息交換)電路檢查,81,9)EFI通信(信息交換)電路檢查,82,10)ECU 電源電路檢查,83,11)備用電源電路檢查,84,2)診斷電路檢查,85,三、電控節(jié)氣門型巡航系統(tǒng) 1.豐田凱美瑞巡航系統(tǒng) (1)巡航系統(tǒng)的電路,86,(2)巡航系統(tǒng)元件的位置,87,88,(3)巡航系統(tǒng)的功能,89,90,91,92,(4)故障診斷 如果在運(yùn)行期間,巡航系統(tǒng)出現(xiàn)故障,發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 將起動(dòng)自動(dòng)巡航系統(tǒng)控制,并使巡航指示燈閃爍,以便通知駕駛員。此時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 將以5位和2位DTC (診斷故障代碼)形式記憶故障。 1)將智能測(cè)試

43、儀連接到DTC上,便可讀取5位DTC。 2)通過(guò)SST109843-18040連接DLC3連接器的Tc和CG端子時(shí),通過(guò)巡航指示燈閃爍,讀取2位DTC故障碼。,93,2.豐田凱美瑞自適應(yīng)巡航系統(tǒng) 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)(ACC,AdaptiveCruiseControl)是一種智能化的自動(dòng)控制系統(tǒng),又稱為動(dòng)態(tài)雷達(dá)型巡航控制系統(tǒng)。在車輛行駛過(guò)程中,安裝在車輛前部的車距傳感器(雷達(dá))持續(xù)掃描車輛前方道路,同時(shí)輪速傳感器采集車速信號(hào)。當(dāng)與前車之間的距離過(guò)小時(shí),ACC控制單元可以通過(guò)與制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動(dòng)作,使車輪適當(dāng)制動(dòng),并使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率下降,以使車輛與前方車輛始終保持安全距離,如圖83

44、34所示。,圖8334 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)能自動(dòng)保持安全距離,94,(1)自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的電路,95,(2)豐田凱美瑞自適應(yīng)巡航系統(tǒng)各部分的作用(見(jiàn)表836),96,97,(3)豐田凱美瑞自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的模式,豐田凱美瑞自適應(yīng)巡航系統(tǒng)有等速控制模式和車間距控制模式兩種。,98,(4)主要組件的功能 豐田凱美瑞自適應(yīng)巡航系統(tǒng)各組件安裝位置如圖8337和圖8338所示。主要組件的功能見(jiàn)表837。,99,100,101,102,103,(5)構(gòu)造和操作 1)巡航控制開(kāi)關(guān),2)距離控制開(kāi)關(guān),104,3)毫米波雷達(dá)傳感器,105,多普勒效應(yīng)及計(jì)算方法,通過(guò)由反射毫米波雷達(dá)提供的信息來(lái)計(jì)算到對(duì)象的距離、方位角

45、(水平角)和相對(duì)速度,如圖8341所示。根據(jù)毫米波雷達(dá)波發(fā)射到接收到毫米波雷達(dá)反射波之間的時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算出距離。根據(jù)毫米波雷達(dá)接收到并反射的波的角度計(jì)算出方位角。通過(guò)出現(xiàn)在反射毫米波雷達(dá)波的頻率中的變化(多普勒效應(yīng))計(jì)算出相對(duì)速度。,106,維修和調(diào)整,更換或拆下并重新安裝毫米波雷達(dá)傳感器之后,必須使用SST (09870-60000)或手持式測(cè)試儀來(lái)調(diào)整傳感器角度。為了確保正確的精確度。必須在水平狀態(tài)下調(diào)整傳感器。鑒于此,傳感器上設(shè)置有用于放置水平儀的區(qū)域、水平調(diào)整螺栓和垂直調(diào)整螺栓,如圖8342所示。,107,4)組合儀表,108,109,5)系統(tǒng)控制 等速控制,110,減速控制,111,跟

46、車控制 實(shí)施減速控制后,車輛跟隨前方車輛,并根據(jù)車速保持適當(dāng)?shù)能囬g距。距離控制ECU 將請(qǐng)求信號(hào)傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)ECU。這樣車輛可以在根據(jù)車速保持適當(dāng)車間距的同時(shí)能跟隨在前方車輛后面。在接收到此信號(hào)后,發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 調(diào)節(jié)節(jié)氣門以便實(shí)現(xiàn)跟車控制。可以通過(guò)操作距離控制開(kāi)關(guān),選擇以下三種車間距:長(zhǎng)距離、中距離和短距離。 加速控制,112,設(shè)定控制 低速極限控制 COAST開(kāi)關(guān)控制 輕拍開(kāi)關(guān)(TapDown)減速控制 ACC開(kāi)關(guān)控制 RES開(kāi)關(guān)控制 11TapUp (輕拍開(kāi)關(guān)加速)控制 12減擋控制 13手動(dòng)取消控制 14自動(dòng)取消控制 15模式切換控制 16診斷,113,114,115, 了解缸內(nèi)直噴技術(shù)

47、的結(jié)構(gòu)原理。 了解分層噴射和分層燃燒原理。,課題四 缸內(nèi)直噴與分層燃燒,116,觀察圖841和圖842,說(shuō)說(shuō)缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要異同,以及進(jìn)氣管噴射和缸內(nèi)噴射兩種噴射方式的異同。,圖841 缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī),圖842 兩種噴射方式的比較,117,一、汽油機(jī)缸內(nèi)直噴 汽油機(jī)缸內(nèi)直噴系統(tǒng)由汽油供給和電子控制兩部分組成,如圖843所示。汽油供給部分由低壓油泵、高壓油泵、高壓油軌(分配油管)、4個(gè)噴油器N30-33組成。,圖843 汽油機(jī)缸內(nèi)直噴系統(tǒng)組成,118,1.低壓油泵 油泵控制電路如圖844所示。油泵控制單元J538安裝在油箱處(見(jiàn)圖845)。其作用是接收發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623的

48、PWM 控制信號(hào),接收車載網(wǎng)絡(luò)控制單元J519的預(yù)工作信號(hào),控制油泵的供電和接地,為儀表提供油位信號(hào)。G 是油位傳感器,G6是油泵電動(dòng)機(jī),SC是熔絲。,圖845 油泵控制單元J538的安裝位置,119,由于沒(méi)有低壓傳感器,低壓系統(tǒng)的檢查匹配采用如下方法:在供油循環(huán)內(nèi),持續(xù)減少供油量,直到高壓壓力受到影響。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元會(huì)對(duì)控制信號(hào)和儲(chǔ)存的信號(hào)進(jìn)行比較,有偏差就修正儲(chǔ)存的信號(hào)。如圖846所示。,圖846 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元與燃油泵的匹配,120,2.高壓油泵 (1)高壓系統(tǒng)如圖847所示。零件安裝位置如圖848所示。零件外形如圖849所示。高壓油路連接如圖8410所示。 (2)高壓油泵(見(jiàn)圖8411

49、)通過(guò)滾輪由凸輪軸驅(qū)動(dòng),如圖848所示。油泵行程為3mm,其上集成了緩沖器、限壓閥。緩沖器用來(lái)吸收壓力波動(dòng)。限壓閥(見(jiàn)圖8412)提供過(guò)壓保護(hù),開(kāi)啟壓力140MPa。,121,122,圖8412 高壓油泵的結(jié)構(gòu),圖8411 高壓油泵,123,吸油行程:活塞下行,燃油壓力調(diào)節(jié)器N276通電,使進(jìn)油閥打開(kāi)。由于泵腔壓力低,出油閥關(guān)閉。低壓燃油進(jìn)入油泵,如圖8413a所示。 回油行程:控制實(shí)際供油量,活塞上行初期,N276仍通電,進(jìn)油閥仍打開(kāi),多余的燃油被擠壓回低壓端。如圖8413b所示。 泵油行程:活塞繼續(xù)上行壓油。燃油壓力調(diào)節(jié)器N276斷電,進(jìn)油閥關(guān)閉,當(dāng)泵腔內(nèi)壓力大于分配油管內(nèi)壓力時(shí)開(kāi)始出油,

50、如圖8414所示。,圖8413 高壓油泵的吸油 a)吸油行程 b)回油行程1/3,圖8414 泵油行程,124,(3)燃油壓力調(diào)節(jié)閥N276的電路圖(見(jiàn)圖8415)。供電回路:J271內(nèi)30繼電器觸點(diǎn)87SB23T40/2110253N276T60/15J623 搭鐵。燃油壓力調(diào)節(jié)閥N276的通電和斷電是由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623控制的。燃油壓力調(diào)節(jié)閥N276的波形如圖8416所示。,圖8415 燃油壓力調(diào)節(jié)閥N276的電路圖,圖8416 燃油壓力調(diào)節(jié)閥N276的波形,125,3.TSI噴油器 大眾汽車渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)(TSI)的噴油器如圖8417所示,有6個(gè)孔,噴油壓力高達(dá)150MPa。

51、其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖8418所示。,圖8417 TSI噴油器 a)活塞凹部對(duì)混合氣有導(dǎo)流作用 b)6個(gè)燃油噴射油束,126,圖8418 TSI噴油器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),127,在氣流控制燃燒系統(tǒng)中,利用活塞凹部形成缸內(nèi)氣流和油束相互作用使油霧導(dǎo)向火花塞。由于進(jìn)氣道與噴油器成一定的夾角,這樣使得混合氣在氣缸內(nèi)產(chǎn)生渦流,渦流圍繞火花塞旋轉(zhuǎn),如圖8419所示。因此大部分工況都能實(shí)行恰當(dāng)?shù)幕旌蠚獬淞糠謱雍途|(zhì)化,使混合氣燃燒更加充分。,圖8419 活塞凹部使混合氣產(chǎn)生渦流,128,噴油器驅(qū)動(dòng)電路如圖8420所示,驅(qū)動(dòng)電壓約65V,瞬時(shí)電流可達(dá)到12A,平均電流2.6A。,圖8420 噴油器驅(qū)動(dòng)電路,129,二、分層

52、噴射與分層燃燒 1.分層噴射(FSI) 的特點(diǎn) (1)采用燃油直噴技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)能在火花塞點(diǎn)火之前把汽油直接噴射到燃燒室,同時(shí)在ECU 的精確控制下,使混合氣體分層燃燒(既可保證火花塞穩(wěn)定點(diǎn)火,又不至于生成過(guò)多NOx 和冒煙現(xiàn)象)。 (2)采用直噴技術(shù)后,燃油以細(xì)微滴狀的薄霧方式進(jìn)入氣缸,而不是以蒸氣的方式。 (3)FSI技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放具有很重要的影響。,130,2.奧迪轎車FSI發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 FSI發(fā)動(dòng)機(jī)與PFI (進(jìn)氣管燃油噴射)的差異主要表現(xiàn)在進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)和排放系統(tǒng)三方面。 (1)進(jìn)氣系統(tǒng) FSI發(fā)動(dòng)機(jī)汽油直接噴入每一個(gè)氣缸,結(jié)合稀薄燃燒技術(shù),使汽油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)荷

53、范圍內(nèi)采用專門進(jìn)氣管翻板充氣模式,如圖8421所示。,圖8421 進(jìn)氣管翻板 a)L形進(jìn)氣管 b)V形進(jìn)氣管,131,FSI發(fā)動(dòng)機(jī)按照發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況,基本上可以自動(dòng)選擇在低負(fù)荷時(shí)為分層稀薄燃燒,在高負(fù)荷時(shí)則為均質(zhì)理論空燃比(14.614.7)燃燒。在中間負(fù)荷狀態(tài)時(shí),采用均質(zhì)稀混合氣模式。在三種運(yùn)行模式中,燃料的噴射時(shí)間有所不同,用真空閥進(jìn)行開(kāi)啟/關(guān)閉來(lái)控制進(jìn)氣氣流的形態(tài)(見(jiàn)圖8422)。,圖8422 進(jìn)氣管翻板控制部件,132,1)分層充氣模式 分層充氣模式過(guò)量空氣系數(shù)為1.63。,圖8423 分層充氣模式,圖8424 分層充氣燃燒過(guò)程,133,2)均質(zhì)稀混合氣模式 均質(zhì)稀混合氣模式的過(guò)量空氣

54、系數(shù)為1.55左右。,圖8425 均質(zhì)稀混合氣模式,134,3)均質(zhì)混合氣模式,圖8426 均質(zhì)混合氣模式,135,(2)燃油系統(tǒng) 傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是通過(guò)ECU 采集凸輪位置以及發(fā)動(dòng)機(jī)各相關(guān)工況從而控制噴油器將汽油噴入進(jìn)氣歧管。但由于噴油器離燃燒室有一定的距離,汽油同空氣的混合情況受進(jìn)氣氣流和氣門開(kāi)關(guān)的影響較大,并且微小的油粒會(huì)吸附在管道壁上。 (3)排放系統(tǒng) 缸內(nèi)直噴技術(shù)是伴隨著稀燃技術(shù)的產(chǎn)生而產(chǎn)生的。 如圖8427所示,在NOx 存儲(chǔ)式催化凈化反應(yīng)器前部的排氣溫度傳感器將測(cè)得的排氣溫度傳給ECU,ECU 用此溫度計(jì)算NOx 存儲(chǔ)式催化凈化反應(yīng)器的溫度。并將此信息用于下面兩種情況： 1)在分

55、層充氣模式時(shí)混合氣是比較稀的,并且NOx只有在250 500才能存儲(chǔ)在NOx存儲(chǔ)式催化凈化反應(yīng)器內(nèi)。 2)NOx存儲(chǔ)式催化凈化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和三元催化凈化器是一樣的,反應(yīng)器的涂層另外用氧化鋇處理過(guò),這就可使氮氧化物在溫度為250500時(shí)通過(guò)形成硝酸鹽而存儲(chǔ)起來(lái)。 氮氧化物的還原。 硫的還原。,136,圖8427 缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化方法,3.FSI發(fā)動(dòng)機(jī)的注油模式 直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用兩種不同的注油模式,即分層注油和均勻注油模式。分層注油方式可充分發(fā)揮燃料的經(jīng)濟(jì)效益,因?yàn)樵谵D(zhuǎn)速較低、負(fù)荷較小時(shí)除了火花塞周圍需要形成濃度較高的油氣混合物外,燃燒室的其他地方只需空氣含量較高的混合氣即可。當(dāng)節(jié)氣門

56、完全開(kāi)啟,發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),大量空氣高速進(jìn)入氣缸形成較強(qiáng)渦流并與汽油均勻混合。從而促進(jìn)燃油充分燃燒,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。ECU 不斷地根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況改變注油模式,始終保持最適宜的供油方式。燃油的充分利用不僅提高了燃油的利用效率和發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出而且改善了排放。,137, 了解柴油機(jī)高壓共軌技術(shù)系統(tǒng)油路。 了解柴油機(jī)電控系統(tǒng)部件功能。,課題五 柴油機(jī)電控系統(tǒng),138,觀察圖851、圖852,試比較柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)以及一般柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu),并了解它們的區(qū)別。,圖851 發(fā)動(dòng)機(jī),139,圖852 柴油發(fā)動(dòng)機(jī),140,一、柴油機(jī)電控技術(shù)綜述 1.電控燃油噴射柴油機(jī) 采用電

57、子控制燃油噴射及排放的柴油機(jī)即為電噴柴油機(jī)。電噴柴油噴射系統(tǒng)由傳感器、ECU (計(jì)算機(jī))和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。其任務(wù)是對(duì)噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量以及噴油定時(shí)隨運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)控制。 柴油機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì): (1)高的噴射壓力 (2)獨(dú)立的噴射壓力控制 (3)改善柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性 (4)獨(dú)立的燃油噴射正時(shí)控制 (5)可變的預(yù)噴射控制能力 (6)最小油量的控制能力 (7)快速斷油能力 (8)降低驅(qū)動(dòng)扭矩沖擊載荷,141,2.柴油機(jī)電控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 柴油機(jī)電子控制技術(shù)優(yōu)化動(dòng)力性、改善燃油使用經(jīng)濟(jì)性、控制排放,使柴油機(jī)從怠速至額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均能獲得最佳工作狀況,防止可能發(fā)生的危險(xiǎn)運(yùn)行狀況

58、,延長(zhǎng)零件的使用壽命。 (1)具有多功能的自動(dòng)調(diào)節(jié)性能 (2)減輕質(zhì)量、縮小尺寸、提高柴油機(jī)的緊湊性 (3)部件安裝連接方便,利于維修 (4)擴(kuò)展了故障診斷、聯(lián)絡(luò)等功能 (5)使柴油機(jī)的動(dòng)力輸出和負(fù)荷得到更精確的匹配 (6)柴油機(jī)是一種熱效率比較高的動(dòng)力機(jī)械,142,3.電控柴油噴射系統(tǒng)的發(fā)展 最先出現(xiàn)的是電控噴油泵技術(shù),而后又發(fā)展了電控泵噴嘴技術(shù)和高壓共軌噴射技術(shù),后兩種技術(shù)是現(xiàn)在最主要的柴油機(jī)電控噴射技術(shù)。 (1)第一代柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)也稱位置控制系統(tǒng),它用電子伺服機(jī)構(gòu)代替機(jī)械調(diào)速器控制供油滑套位置以實(shí)現(xiàn)供油量的調(diào)整。其特點(diǎn)是保留了傳統(tǒng)的噴油泵高壓油管噴油器系統(tǒng),只是對(duì)齒條或滑套的運(yùn)動(dòng)位置由原來(lái)的機(jī)械調(diào)速器控制改為計(jì)算機(jī)控制。 (2)第二代柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)也稱時(shí)間控制系統(tǒng),其特點(diǎn)是供油仍維持傳統(tǒng)的脈動(dòng)式柱塞泵油方式,如博世公司的電控泵噴嘴系統(tǒng),但供油量和噴油定時(shí)的調(diào)節(jié)則由ECU 控制的強(qiáng)力快速響應(yīng)電磁閥的開(kāi)閉時(shí)刻所決定。一般情況下,電磁閥關(guān)閉時(shí),執(zhí)行噴油,電磁閥打開(kāi)時(shí),噴油結(jié)束;噴油始點(diǎn)取決于電磁閥關(guān)閉時(shí)刻,噴油量則取決于電磁閥關(guān)閉時(shí)間的長(zhǎng)短。時(shí)間控制系統(tǒng)的控制自由度更大。 (3)第三代也稱為直接數(shù)控系統(tǒng),它完全脫開(kāi)了傳統(tǒng)的油泵分缸燃油供應(yīng)方式,通過(guò)共軌和噴油壓力/時(shí)間的綜合控制,實(shí)