汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)

1、模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 熟悉汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的類型。 了解CAN 的工作原理。 會檢修車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CAN 總線)故障。課題一課題一 車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 如圖811所示為汽車電纜布置,線路異常復(fù)雜。 現(xiàn)代汽車采用多個電子控制系統(tǒng),如圖812所示。每一個子系統(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)的電控單元要進行信息交流,并經(jīng)過復(fù)雜的控制運算、發(fā)出控制指令, 如果通過簡單地連接, 會導(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。同一個信號, 需要多個傳感器送到不同的系

2、統(tǒng), 這樣必然需要龐大的布線。這個問題是如何解決的呢?圖811 汽車電纜模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)一、汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)概述一、汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)概述1.汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)專用名詞汽車車載網(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傳輸多條信息,數(shù)據(jù)依次傳輸,但速度非?？?幾乎是同時傳輸?shù)?稱為分時多路傳輸。(2)局域網(wǎng):是在一個有限區(qū)域內(nèi)連接的計算機網(wǎng)絡(luò),通過這個網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的資源共享和信息通信,簡稱局域網(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行數(shù)據(jù)的通道,即所謂的信息高速公路;為

3、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)男盘柨梢员欢鄠€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:模塊是一種電子裝置,在計算機多路傳輸系統(tǒng)中的控制單元模塊被稱為節(jié)點。(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)分割成一定長度的數(shù)據(jù)單元,這個數(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、錯

4、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發(fā)送。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)2.汽車車載網(wǎng)絡(luò)總線的類型汽車車載網(wǎng)絡(luò)總線的類型汽車車載網(wǎng)絡(luò)總線的類型見表811。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 3.車載網(wǎng)絡(luò)的類型車載網(wǎng)絡(luò)的類型 車載網(wǎng)絡(luò)按應(yīng)用分為動力傳動系統(tǒng)、車身舒適系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)4個子網(wǎng)。 (1)動力傳動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 動力CAN 一般連接發(fā)動機、ABS/EDL及自動變速器3個控制單元。總

5、線可以同時傳遞10組數(shù)據(jù),發(fā)動機控制單元5組、ABS/EDL控制單元3組和自動變速器挫制單元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)先級為ABS/EDL控制單元、發(fā)動機控制單元、自動變速器控制單元。 (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、車前后各一個受控單元及4個車門控制單元共7個。舒適CAN 數(shù)據(jù)傳遞中控門鎖、電動窗、照明開關(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)過車門的導(dǎo)線數(shù)量減少,線路變得簡單。如果線路中某處出現(xiàn)對地短路,對正極短路或線路間

6、短路,CAN 系統(tǒng)會立即轉(zhuǎn)為應(yīng)急模式運行或轉(zhuǎn)為單線模式運行。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 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)行機構(gòu)三個部分組成。 (3)安全系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 安全系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)含有多個安全氣囊和多個碰撞傳感器,必須具備通信速度快,通信可靠性高等特點。 (4)信息娛樂系統(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)進行數(shù)據(jù)傳輸。要求通信總線容量大、通信速度非常高。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 二、二、CAN 1.CAN 的概念及其類型的概念及其類型 (1)CAN 的概念 CAN 是Con

7、trollerAreaNetwork (控制單元區(qū)域網(wǎng)絡(luò))的縮寫,是控制單元通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng),是一種串行通信、現(xiàn)場總線。用于智能化現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的開放式、數(shù)字化、雙向串行、多節(jié)點的通信總線。CAN 數(shù)據(jù)總線可比作公共汽車,公共汽車運輸?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。總線兩端配置120 終端電阻,如圖815所示。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (2)CAN 的類型 根據(jù)信號的重復(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CAN-Antrieb、CAN-Komfort和CAN-infotai

8、nment總線三類。 CAN-Antrieb為驅(qū)動數(shù)據(jù)總線(高速),速率為500kbit/s。用于將驅(qū)動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為信息娛樂總線(低速),速率為100kbit/s。用于將收音機、電話和導(dǎo)航系統(tǒng)聯(lián)成網(wǎng)。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 2.CAN 的結(jié)構(gòu)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)。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (2)CAN 控制

9、器和收發(fā)器 CAN上的每個控制單元(ECU)中均設(shè)有一個CAN 控制器和一個CAN 收發(fā)器。CAN 控制器主要用來接收微處理器傳來的信息,對這些信息進行處理并傳給CAN 收發(fā)器,同時CAN 控制器也接收來自CAN 收發(fā)器傳來的數(shù)據(jù),對這些數(shù)據(jù)進行處理,并傳給控制單元的微處理器,如圖817所示。CAN 收發(fā)器用來接收CAN 控制器送來的數(shù)據(jù),并將其發(fā)送到CAN 數(shù)據(jù)總線上,同時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。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (3)差動信號放大器和CAN-H 線、C

10、AN-L線 差動信號放大器用于處理來自CAN-H (High)線和CAN-L (Low)線的信號,除此以外還負(fù)責(zé)將轉(zhuǎn)換后的信號傳至控制單元的CAN 接收區(qū)。這個轉(zhuǎn)換后的信號稱為差動信號放大器的輸出電壓。 差動信號放大器用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,用來防止數(shù)據(jù)在到達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。模塊八模塊八

11、發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 在顯性狀態(tài)時,CAN-High線上的電壓值會升高一個預(yù)定值(對CAN 驅(qū)動數(shù)據(jù)總線來說,這個值至少為1V),而CAN-Low線上的電壓值會降低一個同樣值,于是在CAN 驅(qū)動數(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,CAN-High線與CAN-Low線上的電壓差為2.5V。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 經(jīng)差動信號放大器處理后,可最大限度地消除干擾的影響。即使發(fā)動機起動時,供電電壓有波動很大,也不會影響各個控制單元的數(shù)據(jù)傳遞

12、,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。差動信號放大器總是用CAN-High 線上的電壓(3.5V-X)減去CAN-Low線上的電壓(1.5V-X),因此在經(jīng)過處理后,差動信號中就不再有干擾脈沖了。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (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 總線的速率和識別代號不同,因此一個信號要從一個總線進入到另一個總線區(qū)域,必須把它的識別信號和速率進行改變,能夠讓另一個系統(tǒng)接受,這個任務(wù)由網(wǎng)關(guān)(Gateway)來完成。另外,網(wǎng)關(guān)還具有改變

13、信息優(yōu)先級的功能。如車輛發(fā)生相撞事故,氣囊控制單元會發(fā)出負(fù)加速度傳感器的信號,這個信號的優(yōu)先級在驅(qū)動系統(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,因為它在舒適系統(tǒng)中的功能只是打開門和燈。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 3.CAN 的工作原理的工作原理 CAN 在各車載電子控制裝置ECU 之間交換信息,形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。其工作采用單片機作為直接控制單元,用于對傳感器和執(zhí)行部件的直接控制。每個單片機都是控制網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點,每塊控制單元都只需引出兩條導(dǎo)線共同接在節(jié)點上,這兩條導(dǎo)線就稱作數(shù)據(jù)總線(BUS)。 當(dāng)打開點火開關(guān)、激活閃爍報警裝置、車門、后備廂蓋、車前

14、蓋和點火鑰匙的狀態(tài)發(fā)生變化、接通車外照明等信號產(chǎn)生時,一個控制單元據(jù)此識別喚醒命令,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。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 4.CAN 總線的應(yīng)用總線的應(yīng)用 車載網(wǎng)絡(luò)的具體實施方案采用CAN/LIN 總線混合控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。高速CAN 能滿足面向高速實時閉環(huán)控制的多路傳輸,而LIN 開發(fā)成本低。LIN 總線作是CAN 節(jié)點的下層拓?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)點的功能擴展來實現(xiàn)局部控制。速度為20kbit/s,擴展舒適模式、數(shù)據(jù)總線節(jié)點功能,

15、連接電動機、開關(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)向柱局部控制開關(guān)等。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)5.CAN 總線的特點總線的特點(1)多主機:CAN 為多主方式工作,網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點均可在任意時刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點發(fā)送信息,而不分主從,通信方式靈活,且無須站地址等節(jié)點信息。利用這一點可方便地構(gòu)成多機備份系統(tǒng)。通過定義CAN 的節(jié)點優(yōu)先級高低,可滿足不同的實時要求。目前,其節(jié)點數(shù)最多可達110個;CAN2.0A 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)示符可達2032種,而擴展標(biāo)準(zhǔn)CAN2.0B的標(biāo)示符幾乎不受限制。(2)仲裁機制:CAN 總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的

16、可靠性、實時性和靈活性。CAN采用無損仲裁技術(shù),當(dāng)多個節(jié)點同時向總線發(fā)送信息時,優(yōu)先級低的節(jié)點主動退出發(fā)送,最高優(yōu)先級的節(jié)點不受影響繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù),節(jié)省總線沖突的仲裁時間。(3)CAN 采用短幀結(jié)構(gòu)傳送信息,傳輸時間短,受干擾概率低,且每幀都有CRC校驗,具有極強的檢錯能力。(4)通過幀濾波即可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù),無須專門的“調(diào)度”。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 三、車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三、車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CAN 總線總線) 故障類型及診斷方法故障類型及診斷方法 1.故障類型故障類型 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)

17、首先檢測汽車多路信息傳輸系統(tǒng)是否正常。因為如果多路信息傳輸系統(tǒng)有故障,則整個汽車多路信息傳輸系統(tǒng)中的有些信息將無法傳輸,接收這些信息的電控單元將無法正常工作,從而為故障診斷帶來困難。對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)點故障模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)2.故障一般診斷步驟故障一般診斷步驟(1)了解該車型的汽車多路傳輸系統(tǒng)特點。包括傳輸介質(zhì)、幾種子網(wǎng)及汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形

18、式等。(2)了解汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的功能,如有無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)電機的輸出波形不正常,將導(dǎo)致信號干擾等故障。(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行檢測。如果是節(jié)點故障,只能采用替換法進行檢測。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 3.CAN 系統(tǒng)總線的檢測方法系統(tǒng)總線的檢測方法 (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功能故障。功能故障是指不會直接影響數(shù)據(jù)總線系統(tǒng),但會影響某一系統(tǒng)的功能流程的故障。例如傳感器損壞,其結(jié)果就是傳感器信號不能通過數(shù)據(jù)總線

19、傳遞。這種功能故障對數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)有間接影響。這會影響需要該傳感器信號的控制單元的通信。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)萬用表檢測CAN 數(shù)據(jù)總線 CAN 數(shù)據(jù)總線可以采用數(shù)字萬用表進行電壓信號測試,大致判斷數(shù)據(jù)總線的信號傳輸是否存在故障。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 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)。 會檢修電控節(jié)氣門系統(tǒng)故障。課題二課題二 電控節(jié)氣門系統(tǒng)電控節(jié)氣門系統(tǒng)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)觀察如圖821和圖822所示的汽車發(fā)動機艙,試比較其異同。圖821 傳統(tǒng)汽車

20、發(fā)動機圖822 汽車發(fā)動機艙無節(jié)氣門拉索模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)圖823 節(jié)氣門控制的演變 傳統(tǒng)節(jié)氣門采用機械連接方式,用拉桿或拉索連接油門踏板和節(jié)氣門,節(jié)氣門開度完全取決于駕駛員操作油門踏板的位置,從動力性和經(jīng)濟性角度來看,發(fā)動機并不總是完全處于最佳運行工況,而且駕駛員的誤操作也給安全性帶來隱患。在混合動力汽車中,由于發(fā)動機和電池組成多動力源系統(tǒng),剛性連接方式不能實現(xiàn)各動力源之間的能量分配管理。因此,剛性連接的節(jié)氣門(見圖821和圖823a)必將被柔性連接方式所取代,通過電控單元控制節(jié)氣門快速精確定位,因此又稱為電控節(jié)氣門(見圖822和圖823b)。模塊八模塊八

21、 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 一、電控節(jié)氣門系統(tǒng)的工作原理一、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)的電壓信號輸入節(jié)氣門控制單元,控制單元首先對輸入的信號進行濾波,以消除環(huán)境噪聲的影響,然后根據(jù)當(dāng)前的工作模式、踏板移動量和變化率解析駕駛員意圖,計算出對發(fā)動機扭矩的基本需求,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CAN 總線和整車控制單元進行通信,獲取其他工況信息以及各種傳感器信號如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、擋位、節(jié)氣門位置、空調(diào)能耗等,由此計算出整車所需求的全部扭矩,通過對節(jié)氣門轉(zhuǎn)角期望值進行補償,得到節(jié)氣門的最佳開度,并把相應(yīng)的電壓信號發(fā)送到驅(qū)動電路模

22、塊,驅(qū)動控制電動機使節(jié)氣門達到最佳的開度位置。節(jié)氣門位置傳感器則把節(jié)氣門的開度信號反饋給節(jié)氣門控制單元,形成閉環(huán)的位置控制。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 二、電控節(jié)氣門系統(tǒng)的功能二、電控節(jié)氣門系統(tǒng)的功能 1.基于發(fā)動機扭矩需求的節(jié)氣門控制基于發(fā)動機扭矩需求的節(jié)氣門控制 傳統(tǒng)節(jié)氣門開度完全取決于駕駛員的操作意圖。電控節(jié)氣門開度并不完全由油門踏板位置決定,而是控制單元根據(jù)當(dāng)前行駛狀況下,整車對發(fā)動機的全部扭矩需求,計算出節(jié)氣門的最佳開度,從而控制電動機驅(qū)動節(jié)氣門到達相應(yīng)的開度。因此,節(jié)氣門的實際開度并不完全與駕駛員的操作意圖一致。 2.傳感器冗余設(shè)計傳感器冗余設(shè)計 電控節(jié)

23、氣門系統(tǒng)采用2個踏板位置傳感器(見圖824)和2個節(jié)氣門位置傳感器(見圖825),傳感器兩兩反接,實現(xiàn)阻值的反向變化,即兩個傳感器阻值變化量之和為零。對兩個傳感器施加相同的電壓,兩者輸出的電壓信號也相應(yīng)反向變化,且其和始終等于供電電壓。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 3.可選的工作模式可選的工作模式 駕駛員可根據(jù)不同的行車需要,通過模式開關(guān)選擇不同的工作模式,通常有正常模式、動力模式和雪地模式三種,區(qū)別在于節(jié)氣門對油門踏板的響應(yīng)速度不同。在正常模式下,節(jié)氣門對油門

24、踏板的響應(yīng)速度適合于大多數(shù)行駛工況。在動力模式下,節(jié)氣門加快對油門踏板的響應(yīng)速度,發(fā)動機能提供額外的動力。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,此時節(jié)氣門對油門踏板的響應(yīng)降低,發(fā)動機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.海拔高度補償海拔高度補償 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)動機輸出動力下降。此時電控節(jié)氣門系統(tǒng)可按照大氣壓與海拔高度的函數(shù)關(guān)系,對節(jié)氣門開度進行補償,使發(fā)動機輸出的動力和油門踏板位置的關(guān)系保持穩(wěn)定。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 5.控制功能擴展及其原理控制功能擴展及其原理 早

25、期的電控節(jié)氣門功能比較簡單,在形式上采用一個機械式的主節(jié)氣門串聯(lián)一個電控的輔助節(jié)氣門,往往只能實現(xiàn)某單一的功能?，F(xiàn)代電控節(jié)氣門則獨立成一個系統(tǒng),可實現(xiàn)多種控制功能,既提高行駛可靠性,又使結(jié)構(gòu)簡化,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)減少換擋沖擊控制模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 三、典型電控節(jié)氣門系三、典型電控節(jié)氣門系統(tǒng)統(tǒng) 1.奧迪奧迪A6發(fā)動機電控節(jié)發(fā)動機電控節(jié)氣門系統(tǒng)氣門系統(tǒng) 新豐田凱美瑞、國產(chǎn)大眾奧迪A6AWL、APS與ATX 發(fā)動機、寶來AUM 發(fā)動機及波羅BCC發(fā)動機都

26、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)氣門控制電動機、控制單元(ECU)組成,如圖823b所示。 (1)工作原理 如圖826所示是奧迪A6APS與ATX發(fā)動機電控節(jié)氣門系統(tǒng)的電路圖。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 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)動機控制單元、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)動機控制單元。由此產(chǎn)生反映油門踏板下踏量和變化速率的電壓信號輸入ECU,

27、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模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 組合儀表上的EPC指示燈,是ElectronicPowerControl的縮寫,意為“電子功率控制”,也就是電控節(jié)氣門系統(tǒng)(E-Gas)警報燈,安裝位置如圖828所示。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時,如電控節(jié)氣門系統(tǒng)發(fā)生故障,EPC指示燈點亮,同時發(fā)動機控制單元的故障存儲器會記錄該故障。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (2)EPC指示燈功能檢查 打開點火開關(guān),EPC指示燈應(yīng)亮;起動發(fā)動機后,如果故障存儲器中沒有關(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)進行

28、檢查。 1)如果開始時EPC指示燈不亮,應(yīng)檢查從發(fā)動機控制單元到EPC指示燈的導(dǎo)線。 關(guān)閉點火開關(guān),接上檢測盒V.A.G1598/31,但不接發(fā)動機控制單元。 用V.A.G1594連接檢測盒上插孔1和48。打開點火開關(guān),EPC指示燈應(yīng)亮。 如果EPC指示燈不亮,檢查組合儀表板內(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)動機控制單元到EPC指示燈之間導(dǎo)線短路或斷路處。如果導(dǎo)線無故障,則應(yīng)更換發(fā)動機控制單元。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 2)如果EPC指示燈亮的時間超過3s,或EPC指示燈一直亮,則應(yīng)檢查導(dǎo)線是

29、否對搭鐵短路。 起動發(fā)動機并怠速運轉(zhuǎn),如果EPC指示燈不熄滅,讀取故障碼。 如果無故障碼,關(guān)閉點火開關(guān),接上檢測盒V.A.G1598/31,但不接發(fā)動機控制單元。 檢查檢測盒V.A.G1598/31第48號插腳,與組合儀表板端子間的導(dǎo)線連接是否對搭鐵短路。規(guī)定值應(yīng)為無窮大。 如果未達到規(guī)定值,按電路圖排除發(fā)動機控制單元到EPC指示燈之間導(dǎo)線對搭鐵短路處。如果導(dǎo)線無故障,則應(yīng)更換發(fā)動機控制單元。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (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,起動發(fā)動機,輸入地址碼01,選擇發(fā)動機電控

30、系統(tǒng)。按0和8鍵,選擇功能“讀測量數(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)動機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%)。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)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或銹蝕。如果供電及導(dǎo)線正常,則更換節(jié)氣

31、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,打開點火開關(guān),用萬用表測量插頭端子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個端子至發(fā)動機控制單元相應(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。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (5)發(fā)動機控制單元同節(jié)氣門控制部件J338匹配 當(dāng)電源供應(yīng)中斷、更換了節(jié)氣門控制部件或更換了發(fā)動機控制單元時,發(fā)動機控制單元必須與節(jié)氣門控制部件進行匹配(即自適應(yīng)或自學(xué)習(xí))。 1)匹配的條件:故障存儲器中沒有故障存儲。蓄電池

32、電壓至少應(yīng)為12.7V。冷卻液溫度在1095。進氣溫度在1090。發(fā)動機不轉(zhuǎn),點火開關(guān)打開。不踩油門踏板。 2)匹配過程 將V.A.G1551或V.A.G1552連接到診斷座上,打開點火開關(guān)6s以上,用地址碼01選擇發(fā)動機電控系統(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。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 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的開度百分比,規(guī)定值為3%93%。 顯示區(qū)2顯示節(jié)氣門位置傳感器2-G188的開度百分比,規(guī)定值為97%3%。 顯示區(qū)3顯示匹配步進計數(shù)值,規(guī)定值

33、為08。匹配完成后,顯示值應(yīng)為8 (也可能超過這個數(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。下一次打開點火開關(guān)時,自動進行節(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;在匹配過程中,起動了發(fā)動機或踩了油門踏板;節(jié)氣門殼體卡得過緊(檢查螺栓連接)。 按鍵,結(jié)束基本設(shè)置。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (6)檢查油門踏板

34、位置傳感器G79和G185 1)將V.A.G1551或V.A.G1552連接到診斷座上,起動發(fā)動機,用地址碼01選擇發(fā)動機電控系統(tǒng)。按0和8鍵,選擇功能“讀測量數(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。如果顯示值沒有達到此要求,則繼續(xù)進行下一步檢查。 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)動機控制單元線束端子之間的導(dǎo)線是否斷路,然后檢查導(dǎo)線相互之間是否導(dǎo)通。模塊八模塊八 發(fā)動機電

35、控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (7)強制降擋自適應(yīng) 如果更換了油門踏板位置傳感器或發(fā)動機控制單元,對于自動變速器的車,必須進行強制降擋功能自適應(yīng)。 1)將V.A.G1551或V.A.G1552連接到診斷座上,起動發(fā)動機,用地址碼01選擇發(fā)動機電控系統(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。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 2.寶馬電控節(jié)氣門寶馬電控節(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。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動

36、機電控系統(tǒng)新技術(shù) 寶馬車型采用步進電動機驅(qū)動式節(jié)氣門,如圖8216所示,以精確控制節(jié)氣門打開的程度,節(jié)氣門體內(nèi)同樣包括兩個電位計,來監(jiān)控節(jié)氣門的動作情況。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 3.奔馳奔馳SL600電控節(jié)氣門系統(tǒng)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)動機系統(tǒng)的同時還控制電控節(jié)氣門系統(tǒng)的工作。 在奔馳車型中,踩下油門踏板時拉動油門拉線,拉動傳感器內(nèi)的2個電位計進行滑動,這樣把駕駛員的想法通過拉線帶動電位計的旋轉(zhuǎn)改變?yōu)殡娦盘?并傳送給ECU。 油門踏板位置傳感器原理如圖821

37、7所示。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (2)在油門踏板開度變化時,檢測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)的電位計檢測踏板踩下的程度,然后把信號傳遞給右ME控制ECU,ECU 控制右節(jié)氣門伺服電動機的工作,同時,把踏板信號通過CAN-BUS傳遞給左MEECU,左MEECU 控制左節(jié)氣門伺服電動機工作。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (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)工作時配合降低發(fā)動機的扭矩、電子油門踏板應(yīng)急運行模式、控制EPC故障燈工

38、作、通過CAN-BUS進行數(shù)據(jù)傳輸。 1)系統(tǒng)對怠速的控制。 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。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 四、電控節(jié)氣門系統(tǒng)的故障診斷舉例四、電控節(jié)氣門系統(tǒng)的故障診斷舉例 以奧迪A61.8T為例。 (1)故障現(xiàn)象:奧迪A61.8T 轎車行駛中EPC故障警報燈點亮,發(fā)動機抖動嚴(yán)重,油門踏板控制失效。 (2)故障診斷與排除 1)正常情況下,將點火開關(guān)置于ON 位時,發(fā)動機電控單元將其連接器端子48搭鐵,使EPC故障警報燈點亮;在發(fā)動機起動后,電控單元將該端子與搭鐵斷開,使EPC故障警報燈熄滅。

39、2)若在發(fā)動機起動后EPC故障警報燈一直不熄滅,則說明EPC系統(tǒng)有故障代碼,發(fā)動機電控系統(tǒng)損壞或?qū)Ь€一直搭鐵。 3)用檢測儀VAS5051或VAG1551讀取故障代碼,可讀取多個故障碼,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。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 了解巡航系統(tǒng)的作用、組成和類型。 熟悉電動機驅(qū)動型和電控節(jié)氣門型巡航系統(tǒng)。課題三課題三 巡航系統(tǒng)巡航系統(tǒng)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 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 汽車自動駕駛模塊八

40、模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 一、巡航系統(tǒng)概述一、巡航系統(tǒng)概述 1.巡航系統(tǒng)作用巡航系統(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)、自動駕駛系統(tǒng)等。當(dāng)設(shè)定好車速后,無論是上坡、下坡、平路上行駛,或是在風(fēng)速變化等情況下,只要在發(fā)動機功率允許的范圍內(nèi),巡航系統(tǒng)會根據(jù)行駛阻力,自動控制節(jié)氣門的開度,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)踩制動踏板等操作,巡航系統(tǒng)便自動地停止工作,以確保車輛行駛安全。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 2.巡航系統(tǒng)基本

41、組成巡航系統(tǒng)基本組成 汽車巡航系統(tǒng)主要由電控單元、操作開關(guān)、傳感器、執(zhí)行器等部分組成,如圖832所示。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (1)電控單元(CCSECU) 電控單元又稱巡航計算機板,封裝在金屬薄板殼體內(nèi),有屏蔽電磁和機械保護作用。豐田CAMRY巡航系統(tǒng)電控單元實物如圖833所示,其內(nèi)部電路如圖834所示。圖833 豐田CAMRY巡航系統(tǒng)的電控單元模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (2)操作開關(guān) 操作開關(guān)包括主控開關(guān)、離合器開關(guān)、變速器空擋開關(guān)、制動開關(guān)(包括駐車制動)和電源開關(guān)(點火開

42、關(guān))等。圖835 大眾CC巡航主控開關(guān)圖836 一汽奔騰B50巡航主控開關(guān)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (3)傳感器 傳感器主要有車速傳感器、節(jié)氣門傳感器和節(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轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械運動,進而控制節(jié)氣門的開度,最終達到控制車速的目的。執(zhí)行器有氣動式和電動機式兩種類型。 (5)指示及檢測裝置 指示及檢測裝置包括巡航控制指示燈、檢測連接器等。 (6)通信聯(lián)絡(luò)部分 該部分指與發(fā)動機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、保護等功能。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電

43、控系統(tǒng)新技術(shù) 3.巡航系統(tǒng)的類型巡航系統(tǒng)的類型 巡航系統(tǒng)有電動機驅(qū)動型、真空驅(qū)動型、電控節(jié)氣門型三種形式。 (1)電機驅(qū)動型 如圖838所示,其組成有巡航主控開關(guān)、巡航ECU、巡航電動機拉索節(jié)氣拉索和聯(lián)動裝置等。 (2)真空驅(qū)動型 如圖839所示,其組成有巡航主控開關(guān)、巡航ECU、真空執(zhí)行器、節(jié)氣拉索和聯(lián)動裝置等。 (3)電控節(jié)氣門型 電控節(jié)氣門型巡航系統(tǒng)沒有節(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。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)圖838 電動機驅(qū)動型巡航系統(tǒng)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)圖839 真空驅(qū)動

44、型巡航系統(tǒng)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)圖8310 電控節(jié)氣門型巡航系統(tǒng)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 二、電動機驅(qū)動型巡航系統(tǒng)二、電動機驅(qū)動型巡航系統(tǒng) 以雷克薩斯巡航系統(tǒng)為例。 1.巡航系統(tǒng)的使用方法巡航系統(tǒng)的使用方法 雷克薩斯(LEXUS)巡航控制開關(guān)采用手柄形式,安裝在轉(zhuǎn)向盤的下方,有四個擋位,手柄的端部有按鈕,如圖8311 所示。按鈕是巡航系統(tǒng)的總開關(guān)(CRUISEON-OFF),按下按鈕時,儀表板上巡航系統(tǒng)的CRUISEON-OFF指示燈亮,表示巡航系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)入運行狀態(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)。朝下扳動是

45、巡航速度的設(shè)定開關(guān)(SET/COAST);向上推則巡航速度取消開關(guān)(CANCEL);朝轉(zhuǎn)向盤方向扳起是恢復(fù)/加速開關(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 (自動變速器)的汽車加速 (4)設(shè)定裝備AT (自動變速器)的汽車減速 (5)恢復(fù)到原來設(shè)定的巡航速度模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)2.巡航系統(tǒng)的電路及工作過程巡航系統(tǒng)的電路及工作過程(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。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)(2)巡航系統(tǒng)的電路圖雷克薩斯UCF10巡航系統(tǒng)的電路如圖8313所示。

46、模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 3.巡航系統(tǒng)的檢修巡航系統(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。各針腳的意義見表831。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (2)自診斷系統(tǒng) 1)指示燈檢查 將點火開關(guān)旋到“ON”,當(dāng)巡航控制開關(guān)接通時,儀表板上的巡航主指示燈應(yīng)亮起;斷開巡航控制開關(guān)時,指示燈應(yīng)熄滅。否則,檢修組合儀表故障。 2)故障碼校驗 在巡航狀態(tài)行駛時,若車速傳感器或執(zhí)行器發(fā)生故障,ECU 便會使巡航控制的“AUTOCANCEL (自動取消)”起動

47、,并且巡航指示燈會以圖8315所示閃爍5次,以告知駕駛員發(fā)生了故障。與此同時,存儲器也會存儲此故障碼。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)3)故障碼的讀取模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)4)故障碼的清除模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)5)輸入信號檢查模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)6)故障碼模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (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、讀出信號輸出和輸入部分的代碼后,經(jīng)過綜合對比分析、初步判斷,

48、就可進入到故障排除的實施檢修階段。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)電動機電路檢查模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)2)電磁離合器電路檢查模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)3)位置傳感器電路檢查圖8321所示為位置傳感器電路。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)4)車速傳感器

49、電路檢查圖8322所示為UCF10系列車型的車速傳感器電路。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)5)巡航開關(guān)電路檢查模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)6)駐車開關(guān)電路檢查模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)7)怠速開關(guān)電路檢查8)ECT通信(信息交換)電路檢查模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)9)EFI通信(信息交換)電路檢查模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)10)ECU 電源電路檢查模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)11)備用電源電路檢查模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機

50、電控系統(tǒng)新技術(shù)2)診斷電路檢查模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)三、電控節(jié)氣門型巡航系統(tǒng)三、電控節(jié)氣門型巡航系統(tǒng)1.豐田凱美瑞巡航系統(tǒng)豐田凱美瑞巡航系統(tǒng)(1)巡航系統(tǒng)的電路模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)(2)巡航系統(tǒng)元件的位置模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)(3)巡航系統(tǒng)的功能模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機

51、電控系統(tǒng)新技術(shù) (4)故障診斷 如果在運行期間,巡航系統(tǒng)出現(xiàn)故障,發(fā)動機ECU 將起動自動巡航系統(tǒng)控制,并使巡航指示燈閃爍,以便通知駕駛員。此時,發(fā)動機ECU 將以5位和2位DTC (診斷故障代碼)形式記憶故障。 1)將智能測試儀連接到DTC上,便可讀取5位DTC。 2)通過SST109843-18040連接DLC3連接器的Tc和CG端子時,通過巡航指示燈閃爍,讀取2位DTC故障碼。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 2.豐田凱美瑞自適應(yīng)巡航系統(tǒng)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控制系統(tǒng),又稱為動

52、態(tài)雷達型巡航控制系統(tǒng)。在車輛行駛過程中,安裝在車輛前部的車距傳感器(雷達)持續(xù)掃描車輛前方道路,同時輪速傳感器采集車速信號。當(dāng)與前車之間的距離過小時,ACC控制單元可以通過與制動防抱死系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作,使車輪適當(dāng)制動,并使發(fā)動機的輸出功率下降,以使車輛與前方車輛始終保持安全距離,如圖8334所示。圖8334 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)能自動保持安全距離模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)(1)自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的電路模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)(2)豐田凱美瑞自適應(yīng)巡航系統(tǒng)各部分的作用(見表836)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模

53、塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (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。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) (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。主要組件的功能見表837。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)(5)

54、構(gòu)造和操作1)巡航控制開關(guān)2)距離控制開關(guān)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)3)毫米波雷達傳感器模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 多普勒效應(yīng)及計算方法 通過由反射毫米波雷達提供的信息來計算到對象的距離、方位角(水平角)和相對速度,如圖8341所示。根據(jù)毫米波雷達波發(fā)射到接收到毫米波雷達反射波之間的時間長度計算出距離。根據(jù)毫米波雷達接收到并反射的波的角度計算出方位角。通過出現(xiàn)在反射毫米波雷達波的頻率中的變化(多普勒效應(yīng))計算出相對速度。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)維修和調(diào)整 更換或拆下并重新安裝毫米波雷達傳感器之后,必須使用SS

55、T (09870-60000)或手持式測試儀來調(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。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)4)組合儀表模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)5)系統(tǒng)控制等速控制模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)減速控制模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 跟車控制 實施減速控制后,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

56、 將請求信號傳輸?shù)桨l(fā)動機ECU。這樣車輛可以在根據(jù)車速保持適當(dāng)車間距的同時能跟隨在前方車輛后面。在接收到此信號后,發(fā)動機ECU 調(diào)節(jié)節(jié)氣門以便實現(xiàn)跟車控制?？梢酝ㄟ^操作距離控制開關(guān),選擇以下三種車間距:長距離、中距離和短距離。 加速控制模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)設(shè)定控制低速極限控制COAST開關(guān)控制輕拍開關(guān)(TapDown)減速控制ACC開關(guān)控制RES開關(guān)控制11TapUp (輕拍開關(guān)加速)控制12減擋控制13手動取消控制14自動取消控制15模式切換控制16診斷模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技

57、術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 了解缸內(nèi)直噴技術(shù)的結(jié)構(gòu)原理。 了解分層噴射和分層燃燒原理。課題四課題四 缸內(nèi)直噴與分層燃燒缸內(nèi)直噴與分層燃燒模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 觀察圖841和圖842,說說缸內(nèi)直噴發(fā)動機與傳統(tǒng)汽車發(fā)動機的主要異同,以及進氣管噴射和缸內(nèi)噴射兩種噴射方式的異同。圖841 缸內(nèi)直噴發(fā)動機圖842 兩種噴射方式的比較模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 一、汽油機缸內(nèi)直噴一、汽油機缸內(nèi)直噴 汽油機缸內(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

58、)、4個噴油器N30-33組成。圖843 汽油機缸內(nèi)直噴系統(tǒng)組成模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 1.低壓油泵低壓油泵 油泵控制電路如圖844所示。油泵控制單元J538安裝在油箱處(見圖845)。其作用是接收發(fā)動機控制單元J623的PWM 控制信號,接收車載網(wǎng)絡(luò)控制單元J519的預(yù)工作信號,控制油泵的供電和接地,為儀表提供油位信號。G 是油位傳感器,G6是油泵電動機,SC是熔絲。圖845 油泵控制單元J538的安裝位置模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 由于沒有低壓傳感器,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

59、響。發(fā)動機控制單元會對控制信號和儲存的信號進行比較,有偏差就修正儲存的信號。如圖846所示。圖846 發(fā)動機控制單元與燃油泵的匹配模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 2.高壓油泵高壓油泵 (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(見圖8411)通過滾輪由凸輪軸驅(qū)動,如圖848所示。油泵行程為3mm,其上集成了緩沖器、限壓閥。緩沖器用來吸收壓力波動。限壓閥(見圖8412)提供過壓保護,開啟壓力140MPa。模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新

60、技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)圖8412 高壓油泵的結(jié)構(gòu)圖8411 高壓油泵模塊八模塊八 發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)動機電控系統(tǒng)新技術(shù) 吸油行程:活塞下行,燃油壓力調(diào)節(jié)器N276通電,使進油閥打開。由于泵腔壓力低,出油閥關(guān)閉。低壓燃油進入油泵,如圖8413a所示。 回油行程:控制實際供油量,活塞上行初期,N276仍通電,進油閥仍打開,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,進油閥關(guān)閉,當(dāng)泵腔內(nèi)壓力大于分配油管內(nèi)壓力時開始出油,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 泵油行程模塊八模塊八 發(fā)動機