汽车控制技术发展.ppt

现代汽车控制技术应用现状及发展概况一、由单独控制系统到集中控制系统1、单独控制系统2、集中控制系统二、集中控制系统在现代汽车中的应用（一）发动机控制1、电控汽油喷射控制（1）喷油量控制,（2）喷油定时控制（3）燃油停供控制（4）电动汽油泵控制2、电控点火控制（1）点火时刻控制（2）通电闭合角控制（3）爆震控制3、怠速控制,4、排放控制（1）废气再循环控制（2）氧传感器及三元催化转换器（3）二次空气喷射系统控制（4）活性炭罐电磁阀控制（5）曲轴箱强制通风系统控制5、进气控制（1）空气引导通路切换（2）谐波增压控制,6、增压控制7、警告提示控制（1）涡轮指示灯（2）催化转换器过热警报8、自我诊断9、备用功能与失效保护（二）传动系控制1、自动变速器控制2、汽车防滑控制系统,3、牵引力控制（三）行驶、制动、转向系统控制1、电控制动抱死装置2、电控悬架装置3、电控定速控制4、动力转向车速感应稳定系统（四）安全保证及仪表报警1、电子仪表2、雷达防撞装置,3、安全气囊4、防盗装置5、安全带6、照明系统监测（五）电源系统1、发电机电压调节2、过压保护（六）舒适性控制1、空调系统,2、门窗自动开闭3、座椅调节4、门锁控制（七）娱乐通讯1、汽车音响系统2、汽车通讯控制,汽车性能与技术使用一、汽车的动力性评价指标1、汽车最高车速；2、汽车加速性能；3、汽车的爬坡能力。二、汽车使用经济性1、定义：指汽车以支付最少费用完成单位运输工作量的能力。2、汽车燃油经济性及其评价指标,（1）单位行程的燃油消耗量；（2）单位运输工作量的燃油消耗量；三、汽车行驶安全性1、定义：指汽车在行驶过程中不发生损伤旅客、货物和车辆，以及不发生碰撞行人、其他车辆和建筑物等交通事故的性能。2、分类：（1）汽车主动安全性,1）汽车的制动性；2）汽车操作稳定性；3）汽车的信息性；4）汽车的舒适性；5）汽车的动力性；（2）汽车被动安全性1）汽车内部安全性；2）汽车外部安全性。（3）事故后安全性和生态安全性,（4）汽车制动安全性及其评价指标1）定义：指汽车在行驶时能在短距离停车且能维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力，另外也包括在一定坡道长时间停放的能力。2）评价指标制动效能；制动效能的稳定性；制动时的方向稳定性。,（5）汽车操纵稳定性及其评价稳定性定义：指汽车能够确切的响应驾驶员操纵指令的能力，稳定性是指汽车抵抗外界干扰而保持稳定行驶的能力。四、汽车的通过性及其评价指标1、定义：指汽车在一定的质量下能以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带及各种障碍的能力。,2、评价指标1）牵引力2）最小离地间隙；3）接近角与离去角；4）纵向通过角；5）最小转弯直径和内轮差；五、汽车行驶平顺性定义：指汽车具有缓和与衰减来自行驶路面冲击的性能。,汽车控制原理与汽车诊断的联系1、现在汽车多数采用的都是多点燃油喷射系统，如果各缸喷油器工作正常，各个汽缸的混合气的浓度应该相同，但如果由于喷油器的个性差异必然造成不同程度的发动机抖动、动力不足、排放不合格等故障。如何检测呢：利用发动机综合分析仪可以检测出不同汽缸的功率输出是否平衡；利用点火波形可以检测出不同汽缸内混合气浓度的差异；,利用喷油器清洗实验台检查各缸喷油器的工作性能。喷油器的三个衡量指标：1、单位时间内各个喷油器的喷油量是否符合要求；2、各个汽缸喷油器的喷射角度是否符合要求；3、各个汽缸喷油器的密封性是否符合要求。,2、进气系统的密封性对于发动机性能的影响。同样是进气漏气，对于不同的系统影响就不同，对于安装空气流量传感器的发动机而言，进气系统漏气会造成发动机控制模块识别的进气量偏少；而对于安装进气歧管压力传感器的发动机而言，进气系统漏气会造成发动机的进气量高于预期，特别是发动机怠速运转时影响刚加明显。,进气系统流程图,空气滤清器,空气流量计,进气歧管压力传感器,节气门,进气管,怠速空气控制阀,发动机,空气滤清器,节气门,怠速空气控制阀,进气管,发动机,L型发动机,D型发动机,3、发动机急减速熄火与IACV之间的关系；在发动机急减速过程中，节气门完全关闭，但IACV会适当打开，以保证发动机有合适的进气量。,4、思考下列元件之间有什么关系：A/C、PSP、PNP、ECU、IACV、MAF。,A/C,PSP,PNP,ECU,IACV,MAF,用空气流量传感器的信号可以反映出控制系统是否根据工况在对发动机的进气量进行比要的调整。,5、思考以下问题：进气歧管压力传感器真空软管的长短与发动机运行性能之间的关系；如果软管太长，压力传感器对于压力变化的相应比较慢；如果软管太短，压力传感器对于压力变化的相应比较敏感。,发动机进气稳压腔,压力传感器,6、利用敲击发动机来检测KS传感器及其控制系统的工作性能；,KS,ECU,ICM,点火正时,发动机转速,闭环控制理论：,发动机产生爆震,发动机爆震消除,点火正时推迟,点火正时提前,7、电控节气门体为什么要进行匹配，匹配的原理是什么？,节气门电机,节气门,8、利用发动机冷却液温度传感器的信号曲线来分析某车冷却风扇提前运转的故障；找一辆运行正常的汽车，利用双踪示波器记录从发动机相同的冷态启动到每个风扇开始运转为止，观察两个发动机冷却液温度传感器的信号波形曲线，就可以分析出故障来自哪个区域:1）风扇温控开关；2）发动机本身温度上升过快。,9、利用氧传感器的信号波形分析发动机的工作性能；因为它的信号能很好体现出发动机内混合气的燃烧情况。也就是说，氧传感器输出信号电压的高低与汽缸内混合气的浓度、汽缸密封性和混合气的燃烧质量，以及进排气系统的性能均有关系。,10、利用短期和长期燃油修正系数进行发动机性能的分析。,11、氧传感器信号电压过高的分析；1）混合气过浓而且燃烧正常。,12、氧传感器信号电压过低的分析；1）混合气过稀；2）个别火花塞不点火；3）点火能量不足；4）点火提前角偏小；5）排气门关闭不严；6）配气相位不准；7）排气管漏气；8）氧传感器损坏；9）氧传感器加热线圈不能正常工作。,13、氧传感器信号波形上产生杂波的原因；1）由于缺缸的原因（1）由于点火系统的故障而造成缺缸；（2）由于混合气过稀而造成缺缸；（3）由于混合气过浓而造成缺缸；（4）由于汽缸压缩不良而造成缺缸；（5）由于真空泄漏而造成缺缸；（6）由于喷油嘴工作不平衡而造成缺缸。2）由于系统的设计原因；3）由于系统设计中存在的缺陷。,14、利用喷油器信号波形来判定燃油系统的工作；,15、利用发动机综合分析仪分析发动机不能启动的原因；1）蓄电池的原因会造成发动机不能启动；2）启动机的原因会造成发动机不能启动；3）点火系统的原因会造成发动机不能启动；4）燃油系统的原因会造成发动机不能启动；5）发动机机械系统的原因会造成发动机不能启动。6）怠速控制系统的原因会造成发动机不能启动。,16、点火次级波形中的击穿电压与发动机工况的关系；点火次级击穿电压与次级电路的电阻、混合气的浓度、混合气的温度等都有很大的关系。次级电路的电阻越大、混合气越稀、混合气的温度越低，次级击穿电压就越高；,17、根据三元催化转换器的工作原理确定三元催化转换器的检测方法；,NOXN2+O2属于裂化反应，吸收热量,CO+O2CO2CH+O2CO2+H2O属于氧化反应，散发热量,检测方法：1、通过检测三元催化转换器前后尾气的组成和浓度，来判定三元催化转换器的工作性能；2、通过检测安装于三元催化转换器前后的两个氧传感器的信号波形，来判定三元催化转换器的工作性能；3、通过检测三元催化转换器前部和后部的温度差异，来判定三元催化转换器的工作性能。,举例:有一辆桑塔纳时代超人汽车,排气管冒黑烟,发动机严重抖动,加速无力.理论分析:,排气管冒黑烟,混合气过浓,燃油压力过高,额外燃油进入汽缸,喷油脉冲宽度过大,汽油量过大,燃油压力过高的故障分析:1、汽油泵功率过大；（可以使用燃油压力表和量杯测量汽油泵的性能）2、燃油压力调节器出现故障；（可以使用燃油压力表和手动真空泵来测量燃油压力调节器的工作性能）3、燃油压力调节器真空软管密封不严。（可以借用真空表检查真空软管的密封性）,额外燃油供给的分析:1、由于喷油器密封不严出现燃油泄露；（可以借用喷油器测量和清洗实验台测量喷油器的密封性）2、由于燃油压力调节器模片出现裂缝而出现燃油泄露；（通过在KOEO条件下，检查真空软管内是否有汽油来判定是否泄露）3、早期燃油挥发清洗控制系统出现故障。,喷油脉冲宽度过大的故障分析：了解喷油器脉冲宽度的控制理论，再进行分析。1、空气流量传感器信号电压过高；（可以借用示波器和万用表来检查信号特性）2、发动机冷却液温度传感器信号电压过高；（可以借用示波器和万用表来检查信号特性）3、氧传感器信号电压长时间过低；（可以借用示波器来检查信号特性）4、发动机控制模块存在故障。,汽车故障诊断的基本思路：1、对故障现象进行确认，利用尾气分析仪确认发动机的排放效果，通过试车确认发动机抖动和动力不足；2、利用汽车专用解码器检查发动机控制模块的故障记忆，确定故障的诊断方向；3、利用发动机综合分析仪、汽车专用示波器等必要的工具检查并确认故障所在。,诊断过程一：用发动机综合分析仪或汽车尾气分析仪检测尾气，发现CO的含量为0.9-1.3%，HC的含量高达2800-2900ppm，O2的含量为0.3%，CO2的含量为8-10%；目前汽车尾气的标准为：CO为不大于0.5%，HC的含量不大于50ppm，O2的含量在1-2%之间，CO2的含量在15%左右；,诊断过程二：用汽车专用解码器对发动机控制系统进行故障记忆检测，存在故障码，显示发动机燃油自适应修正已经达到正极限；发动机燃油自适应修正是发动机控制模块对于发动机上安装的传感器和执行器以及其他系统个性差异的一种适应能力，通常用短期燃油修正系数和长期燃油修正系数来表示。只有通过解码器才能读取到燃油修正系数。,诊断过程三用汽车专用解码器读取发动机控制系统的数据流，显示：长期燃油修正系数为13%；短期燃油修整系数为10%；氧传感器信号电压为0.2V，而且基本保持不变；,短期燃油修正：短期燃油修正系数代表燃油计量的情况和短期或暂时的修正，短期燃油修正根据氧传感器的信号进行。短期燃油修正系数也是在-100%（GM车为0）到+100%（GM车为255）之间变化，0%（GM车为128）是中值。低于0%（GM车为128）的数值表示发动机控制模块在减少燃油的供给量，而高于0%（GM车为128）的数值表示发动机在增大燃油的供给量，在正常过程中，该系数应在正负值之间切换。,长期燃油修正：长期燃油修正系数代表燃油计量的情况和长期的修正。该数值在-100%（GM车为0）到+100%（GM车为255）之间变化，0%（GM车为128）是中值。低于0%（GM车为128）的数值表示自适应策略要求稀的混合气，高于0%（GM车为128）的数值表示自适应策略要求浓的混合气。长期燃油修正根据短期修正模式或趋势进行长期修正。只有当汽车处于闭环工作状态时短期和长期燃油修正才起作用，在正常运行时，该系数最好为0。,由此可以看出：当长期燃油修正系数等于中值时，说明发动机控制模块无需对混合气的浓度进行修正，混合气的浓度是最合适的；而当短期和长期燃油修正系数大于中值时，说明发动机控制模块正在增加混合气的浓度，此时的混合气实际偏稀；而当短期和长期燃油修正系数小于中值时，说明发动机控制模块正在降低混合气的浓度，此时的混合气实际偏浓。对于正常的发动机而言，长期燃油系数应为0，而短期燃油系数应在中值左右切换。,氧传感器信号电压偏低的分析：1、氧传感器损坏；（利用丙烷气体测试法和猛踏油门测试法测试氧传感器本身的工作性能，在确认氧传感器性能正常的情况下进行下一步测试）2、由于排气管中氧气含量过多而造成氧传感器信号电压过低，原因：排气管漏气，混合气长期过稀或者个别汽缸混合气燃烧不好。,个别汽缸混合气燃烧不良的分析：1、由于喷油器不工作造成汽缸工作不良；（可以借用示波器和听诊器检测喷油器的性能）2、由于火花塞不工作造成汽缸工作不良；（可