《汽车电工电子技术》课件-项目6汽车电子控制技术基础认知

项目二汽车晶体管模拟电路的检测与应用项目三汽车常用电磁器件及应用项目四汽车电机原理分析及检测项目五汽车数字电路的分析与应用项目六汽车电子控制技术基础认知项目一汽车电路基础目录项目六汽车电子控制技术基础认知汽车传感器的认知任务1单片机与电子控制单元的认知任务2汽车发动机电控系统故障诊断与排除任务3汽车传感器的认知任务1一

汽车电子控制系统简介1.电子控制单元（ECU）

知识准备2.传感器

现代汽车电子控制系统中，传感器广泛应用在发动机、底盘和车身各个系统中。汽车传感器在这些系统中承担着信息采集和传输功能，它采集的信息经电脑（电子控制单元）进行处理后形成向执行器发出的指令，完成电子控制。传感器按照工作时是否需要外界电源的支持可以分为有源式和无源式两种。汽车上使用的大多数传感器都是有源式的，需要外加电源才能产生电信号。（1）进气压力传感器进气压力传感器，一般安装在节气门后方，进气总管或共振腔附近，其作用是反映进气歧管内的绝对压力大小的变化，是向ECU（发动机电控单元）提供计算喷油持续时间的基准信号。图6-1进气压力传感器（2）空气流量计常用的热膜式空气流量传感器，其作用是测量发动机吸入的空气量，提供给ECU作为喷油时间的基准信号。图6-2热膜式空气流量计（3）节气门位置传感器又称为节气门开度传感器或节气门开关。其作用是测量节气门打开的角度，提供给ECU作为断油、控制燃油/空气比、点火提前角修正的基准信号。它实质上是一只可变电阻器和几个开关，安装于节气门体上。图6-3节气门位置传感器（4）曲轴位置传感器通常安装在分电器内或发动机曲轴前端，是控制系统中最重要的传感器之一。其作用是检测发动机转速，因此又称为转速传感器；检测活塞上止点位置，故也称为上止点传感器，包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。图6-4磁电感应式曲轴位置传感器（5）氧传感器其作用是检测排气中的氧浓度，提供给ECU作为控制燃油/空气比在最佳值（理论值）附近的基准信号。氧传感器一般包括一根加热氧化锆元件的热棒，加热棒受（ECU）电脑控制，当进气量小（排气温度低）时电流流向加热棒加热传感器，使能精确检测氧气浓度。

图6-5氧传感器（6）进气温度传感器它安装在进气管路中，其功用是检测进气温度，并将温度信号变换为电信号输送给ECU。进气温度传感器信号是各种控制功能的修正信号。如果进气温度传感器信号中断，就会导致热（冷）起动困难、废气排放量增大。

图6-6进气温度传感器（7）冷却液温度传感器通常称为水温传感器，安装在发动机冷却液出水管上，其功用是检测发动机冷却液的温度，并将温度信号转变为电信号输送给ECU。ECU根据发动机的温度信号修正喷油时间和点火时间，从而使发动机处于最佳工况下运行。图6-7冷却液温度传感器（8）爆燃传感器一般安装在缸体上专门检测发动机的爆燃状况，提供给ECU，根据信号调整点火提前角。图6-8爆燃传感器3.执行器

执行器用来精确无误地执行ECU发出的命令信号。因此，执行器工作的精确与否将最终影响电子控制的成败。目前，汽车电控系统的执行器类型繁多，有电磁阀、电动机、压电元件、点火器、电磁继电器、热电偶等，结构与功能不尽相同。执行器的发展方向是智能化执行器和固态智能动力装置。

在汽车电子控制系统中传感器作为输入部分，用于测量物理信号（温度、压力等），将其转换为电信号；ECU接收传感器的输入信号，并按设定的程序进行计算处理，输出处理结果；执行器则根据ECU输出的电信号驱动执行机构，使之按要求动作。

工作任务【任务实施】汽车传感器的认知1.工作过程分析1)将桑塔纳2000型轿车停放于水平地面,熄灭发动机,拉紧驻车制动手柄。2)打开驾驶人车门,释放发动机舱盖锁,打开发动机舱盖。3)断开蓄电池负极,待发动机温度降低至室温。4)结合部件实物照片找到其所在位置并完善表6-1。（1）交流发电机的不解体检测用万用表的挡测量发电机F与E之间的电阻值和B和E之间的电阻值。如果F与E之间的电阻值超过规定值，可能是电刷与滑环接触不良；若小于规定值，励磁绕组之间可能存在匝间短路或者搭铁故障；若电阻为零，可能是滑环之间有短路故障或者F接线柱存在搭铁故障。2.工作评价任务2单片机与电子控制单元的认知目前汽车中绝大部分的新发明都与电子器件的运用直接相关。某些欧洲高档车型(如BMW7系列)中的电子控制单元(ECU)已达80多个。这些ECU依靠网络建立相互通信联系,形成一个庞大复杂的系统。每个ECU中一般至少有一个“大脑”——单片机,这些单片机的性能、功能和可靠性,对ECU能否正常工作是至关重要的。汽车ECU改装,俗称刷“ECU”,也叫电脑芯片改装或电脑改装,可以通过修改软件程序将供油及点火的曲线重新搭配,进行多方面参数的调整,从而达到增加发动机功率的目的。任务描述

知识准备一

单片机单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit，MCU）。图8-108051单片机的基本组成

理论课堂1单片机在汽车电子控制系统中的应用据统计，目前汽车中90%的新发明都与电子器件的运用直接相关。某些欧洲高档车型(如BMW7系列）中的电子控制单元(ECU）已多达80个以上。这些ECU依靠网络相互通讯联系，形成一个庞大复杂的系统。它们的工作情况，直接影响到汽车的性能。众所周知，每个ECU中一般至少有一个“大脑”——单片机。这些单片机的性能、功能和可靠性，对ECU能否正常工作是至关重要的。

2汽车单片机实用技术汽车ECU的生产厂商均为国际跨国企业，因车辆均销售至世界各地使用，而每个国家汽油品质、温度、大气压力、湿度、引擎形式上的差异，ECU程序软件设定上须符合不同条件来使用。因此，汽车厂商在调校发动机参数时一般是要考虑发动机在最恶劣的环境或者是长时间不保养状态下也能使汽车正常使用，也就是说厂商会按最保守的方式来设计发动机输出，所以，在原车设定和该车所能承受的极限还有很多的空间。车主只要能保证定期给汽车做保养，在绝大部分地区完全可以通过重新调校发动机电脑来还原汽车最佳的动力性和经济性，从而获得更大的驾驶乐趣。

工作任务1．工作原理分析【任务实施】汽车ECU升级改装

ECU改装主要改进如下：1)自然进气的发动机可增加10%~15%的功率及转矩,低档时转矩的增加明显2)带涡轮增压的车型可增加30%以上的功率和转矩3)改装后自动变速器车型换档会变得更平顺,动力衔接更顺畅。4)可解决许多原厂无法解决的问题如:怠速过低、易熄火、区段爆燃问题、自动变速器换挡振动等问题。5)发动机转速提升非常明显,有些甚至是改装升级前的2倍以上。6)目前最简单,最快捷,最有效的改装方式,绝大部分车型无须拆卸任何原车硬件,仅仅通过每台车自带的OBD-Ⅱ车载诊断接口即可读写ECU程序。3.工作过程分析（1）断开汽车蓄电池负极。（2）拆下ECU总成，如图6-10所示。（3）打开ECU外壳，焊接数据线，如图6-11所示。图6-10ECU总成图6-11数据线焊接2．需用器材标致206轿车ECU一块、电烙铁、数据线、笔记本电脑一台、专业拆装工具。（4）连接电源线，将ECU接驳到电脑通讯端口，如图6-12所示。

（5）用专用软件（CHIPTRONIC）读取ECU数据，如图6-13所示。图6-12将ECU接通电源线图6-13数据读取过程（6）将读取的数据上传程序供应商，有供应商将修改好的程序发送回来，再将修改好的程序写入ECU，完成升级，如图6-14所示。

图6-14ECU程序写入（7）将数据线去除，复装ECU，试车。

4.工作评价任务3汽车发动机电控系统故障诊断和排除随着制造工艺和材料质量的提升,汽车发动机的机械故障日趋减少。现代发动机在长时间使用运行后,往往会出现汽车电控系统的元件故障,造成发动机工作不良,仪表台发动机故障灯点亮,给驾驶人带来一定的麻烦和困扰以及行车安全隐患。当发动机出现电子控制系统故障后,在诊断故障的过程中,需借助专用的仪器设备对故障进行确认。本任务主要学习汽车电子控制系统的典型故障诊断与排除。任务描述张先生于2010年购置天津一汽威志轿车一辆,经过多年驾驶后,近日在车辆使用过程中出现起动困难、怠速不稳、加速无力、油耗增大等故障现象,且仪表台的发动机故障警告灯(图6-15)点亮。故障案例

知识准备进气歧管绝对压力(ManifoldAbsolutePressure,MAP)传感器简称进气压力传感器,是一种间接测量发动机进气流量的传感器。电桥电路在电学中是一种很基本的电路。利用电桥平衡原理构成的电测仪器,不仅可以测电阻,也可以测电容、电感,并可通过这些物理量的测量来间接测量非电学量,例如温度、压力等,因此电桥电路在自动化仪表和自动控制中有着广泛的应用。惠斯顿电桥只是其中最简单的一种。二、惠斯顿电桥一、进气压力传感器

工作任务（1）车辆使用过程中出现起动困难、怠速不稳、加速无力、油耗增大等故障现象,且仪表台的发动机故障警告灯点亮,结合故障诊断仪调取的车辆故障码,实施故障诊断与排除任务。（2）需用器材1)工具:故障诊断仪,数字万用表,汽车示波器,进气压力真空表,12V/5V变压器,常用工具1套,跨接线若干。2)设备:天津一汽威志轿车或丰田8A发动机台架。3)材料:进气压力传感器8~10只。工作原理分析【任务实施】发动机电控系统故障诊断与排除进气压力传感器内部电路断路或短路。进气压力传感器输出信号不能随进气歧管真空度的变化而变化进气压力传感器输出信号的电压过大或过小,其值偏离正常范围。此外,进气压力传感器和ECU的连接电路断路或短路、传感器和进气歧管之间的真空软管堵塞或漏气、进气歧管真空孔堵塞等,也会使传感器的输出信号不正常。3.工作过程分析案例:张先生威志轿车发动机起动困难、油耗上升、怠速运转不稳或加速不良、发动机运转中进气管回火或排气管冒黑烟等现象。(1)故障原因分析(2)电路分析进气压力传感器电路如图6-17所示,VCC为电源端,E2为搭铁端,PIM为进气压力传感器输出端。传感器电源电压检测:点火开关置于OFF位置,拔下进气压力传感器的插接器,然后,点火开关置于ON位置(不起动发动机),用万用表电压档测量插接器中VCC和E2之间电压,其电压值应为4.5~5.5V。传感器输出电压检测:将点火开关置于ON位置(不起动发动机),拆下连接进气压力传感器与进气歧管之间的真空软管,在ECU插接器侧用万用表的电压档测量PIM与E2端子间在大气压力状态下的输出电压。关闭点火开关,将故障诊断仪组装好(选择OBD-Ⅱ诊断接口),将诊断仪连接至车辆OBD-Ⅱ诊断座,打开点火开关至ON位置,打开故障诊断仪,按照引导提示选择正确车型和系统,读取该车辆故障码。记录故障码,依次关闭故障诊断仪、点火开关;打开发动机舱盖,查找进气压力传感器位置。

拆下进气压力传感器,用跨接线将进气压力传感器和原车线束连接好,并将进气压力真空表介入进气压力传感器进气压力检测口,测试气密性。打开点火