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文檔簡介
1、/.汽車車電子控制技技術(shù)選用教材材:汽車電電子控制制技術(shù)上上、下,馮馮崇毅、付百學學著,機機械工業(yè)業(yè)出版社社。汽車電電子控制制技術(shù),主主編:于于京諾,機機械工業(yè)業(yè)出版社社。參考書:汽車電電控技術(shù)術(shù)簡明教教程,郗郗沭平編編著,北北京理工工大學出出版社。現(xiàn)代汽汽車電器器與電子子設(shè)備,王王遂雙編編著,機機械工業(yè)業(yè)出版社社?,F(xiàn)代汽汽車電子子技術(shù),潘潘旭峰編編著,北北京理工工大學出出版社。現(xiàn)代汽汽車電子子技術(shù)與與裝置,皇皇甫鑒,北北京理工工大學出出版社。汽車理理論,余余志生,機機械工業(yè)業(yè)出版社社。汽車構(gòu)構(gòu)造,陳陳家瑞,機機械工業(yè)業(yè)出版社社。自動控控制原理理,胡胡壽松,國國防工業(yè)業(yè)出版社社。第一章 緒論論
2、課堂教學學主要內(nèi)內(nèi)容:1. 汽汽車電控控技術(shù)發(fā)發(fā)展現(xiàn)狀狀及應用用2. 電電控系統(tǒng)統(tǒng)對整車車性能的的影響及及技術(shù)要要求3. 汽汽車主要要電控系系統(tǒng)的組組成和工工作原理理4. 控控制系統(tǒng)統(tǒng)中的控控制器、傳感器器、執(zhí)行行器結(jié)構(gòu)構(gòu)及工作作原理5. 典典型電控控系統(tǒng)控控制策略略及系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計一、汽車車電控技技術(shù)發(fā)展展現(xiàn)狀汽車電控控技術(shù)包包含電子子技術(shù)、控制技技術(shù)、計計算機技術(shù)及傳傳感器技技術(shù),電電控系統(tǒng)統(tǒng)的工作作目標就就是提高高汽車的的整車性性能、降降低制造造成本,提提高產(chǎn)品品核心競競爭力。其發(fā)展歷歷程可為為:汽車車電器汽車電電子汽車電電控智能汽汽車。目前汽車車電控化化和智能能化程度度已成為為評價一一個國
3、家家汽車研研發(fā)、生生產(chǎn)水平平和汽車車產(chǎn)品性性能的重重要指標標。汽車車電控技技術(shù)也已已成為國國內(nèi)車輛輛工程專專業(yè)本科科教學的的核心內(nèi)內(nèi)容之一一。汽車電子子控制技技術(shù)的發(fā)發(fā)展大致致分為四四個階段:第一階段段:(660770年代代)主要要是利用用半導體體器件對對汽車電電器產(chǎn)品品進行電電子化改改造,以以提高其其性能、降低成成本、延延長使用用壽命。如晶體體管調(diào)壓壓器、晶晶體管點點火裝置置。第二階段段:(770990年代代)主要要是將控控制技術(shù)術(shù)、微處處理器及及傳感器器技術(shù)有有機結(jié)合合,用于于解決機機械系統(tǒng)統(tǒng)無法解解決的復復雜控制制問題,如如發(fā)動機機噴油和和點火的精精確控制制。第三階段段:(990000年
4、代代)強調(diào)調(diào)人車環(huán)境為為主線的的系統(tǒng)工工程,主主要是將將汽車各各電控系系統(tǒng)進行行集成、對整車車綜合性性能進行行優(yōu)化。第四階段段:(220000年以后后)汽車車控制系系統(tǒng)網(wǎng)絡絡化、故故障診斷斷遠程化化、控制制系統(tǒng)智智能化,并向智能網(wǎng)聯(lián)汽車方向發(fā)展,如無人駕駛技術(shù)、駕駛輔助技術(shù)、智能交通技術(shù)等。 微電子子技術(shù)和和傳感器器技術(shù)的的發(fā)展給給汽車電電子控制制技術(shù)提提供了必必要的基基礎(chǔ),人人們對汽汽車性能能要求的的不斷提提高,各各國政府府對汽車車安全、環(huán)保及及節(jié)能的的重視給給汽車電電控技術(shù)術(shù)發(fā)展提提供了動動力。當今,安安全、節(jié)節(jié)能和環(huán)環(huán)保已成成為現(xiàn)代代汽車工工業(yè)發(fā)展展的主要要方向,電電控技術(shù)術(shù)和人工工智能
5、已已成為解解決上述述汽車技技術(shù)難題題,促進進汽車工工業(yè)進步步的有效效手段。近些年,人人工智能能和網(wǎng)絡絡信息技技術(shù)在汽汽車領(lǐng)域域得到了了快速發(fā)展展,駕駛駛員可以以隨時得得到汽車車運行參參數(shù)、道道路狀況況信息,可可以優(yōu)化化出行路路線、實實現(xiàn)自動動駕駛和和故障遠遠程處理理等,從從而提高高汽車行行駛安全全性、降降低了能能源消耗耗、減輕輕了交通通擁堵。二、汽車車電控系系統(tǒng)開發(fā)發(fā)流程:1、開發(fā)發(fā)目的:確定系系統(tǒng)功能能、結(jié)構(gòu)構(gòu)及應用用前景。2、技術(shù)術(shù)指標:系統(tǒng)應應達到的的性能指指標。3、技術(shù)術(shù)路線:V字形形開發(fā)流流程。 4、工作作內(nèi)容:系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)、控控制策略略、程序序運行可可靠性、系統(tǒng)調(diào)調(diào)試及標標定。5、現(xiàn)
6、有有基礎(chǔ):技術(shù)儲儲備、開開發(fā)手段段、市場場資源、協(xié)作單單位能力力。6、時間間進度:對開發(fā)發(fā)工作進進行分解解,制定定進度表表和節(jié)點點驗收內(nèi)內(nèi)容。7、人員員安排:提出人人力資源源需求及及調(diào)配。8、資金金預算:制定開開發(fā)成本本,資金金使用計計劃。9、經(jīng)濟濟分析:對開發(fā)發(fā)成果進進行技術(shù)術(shù)、經(jīng)濟濟性分析析。10、風風險預測測:對開開發(fā)過程程中可能能出現(xiàn)的的風險進進行分析析,制定定預案。11、項項目總結(jié)結(jié):對開開發(fā)過程程形成的的技術(shù)文文件整理理歸檔、生產(chǎn)準準備。汽車電控控系統(tǒng)基基本組成成:1、傳感感器:它它是將汽汽車工況況和狀態(tài)態(tài)等物理理量轉(zhuǎn)變變?yōu)殡娦判盘柕难b裝置,該該信號可可以作為為控制系系統(tǒng)的反反饋量
7、或或顯示系系統(tǒng)的輸輸入量。傳感器器分為有有源和無無源傳感感器。在在傳感器器選型時時還應考慮傳傳感器量量程、靈靈敏度、非線性性度和動動態(tài)響應應及成本本。2、控制制器:它它負責對對各種傳傳感器輸輸入的信信號進行行整形、濾波和和運算處處理,做做出實時時的判斷斷,輸出出控制指指令。汽汽車用的的控制器器要選用用汽車級級控制器器芯片(116位、32位位),控控制器硬硬件設(shè)計計要考慮慮其工作作可靠性性、環(huán)境境適應性性、電磁磁兼容性性、控制制程序編編寫的難易程程度等因因素。3、執(zhí)行行器:它它是根據(jù)據(jù)控制器器輸出的的控制信信號,完完成相應應的控制制動作,將將控制參參量迅速速調(diào)整到到設(shè)定值值。執(zhí)行行器有電磁式式、
8、電動動式、液液動式、真空助助力式等等。執(zhí)行行器選擇擇要考慮慮工作可可靠性、功率消消耗、動動態(tài)響應應、安裝裝條件及及成本等等因素。三、電控控技術(shù)在在汽車上上的應用用1. 發(fā)發(fā)動機及及傳動系系(1)交交流發(fā)電電機的整整流及調(diào)調(diào)節(jié):解解決發(fā)電電機供電電電壓不不穩(wěn)定問問題,目目前汽車車電器供供電電壓壓為122V和224V,發(fā)發(fā)電機輸輸出電壓壓與發(fā)電電機轉(zhuǎn)速速成正比比,而發(fā)發(fā)電機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速隨發(fā)發(fā)動機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速變化化,因此此需要一一個穩(wěn)壓壓電路,以以保證供供電電壓壓的穩(wěn)定定性。(2)電電子點火火(晶體體管):系統(tǒng)分分為有觸觸電點火火、無觸觸點點火火和直接接點火系系統(tǒng)。系系統(tǒng)可以以解決傳傳統(tǒng)點火火系統(tǒng)中中斷電器器觸
9、點的的磨損和燒燒蝕現(xiàn)象象、點火能能量損失失、點火火提前角角多參數(shù)數(shù)控制和和點火順順序等問題。(3)廢廢氣再循循環(huán)控制制:將發(fā)發(fā)動機尾尾氣以一一定的比比例與新新鮮空氣氣進行混混合,然然后送入入燃燒室室進行燃燃燒,可可以降低低尾氣排排放指標標(NOOx);同時可可以提高高混合氣氣溫度,改改善發(fā)動動機冷啟啟動性能能。(4)汽汽油機燃燃油噴射射控制:通過采采集發(fā)動動機轉(zhuǎn)速速、負荷荷及進氣氣溫度等等信號控控制電磁磁噴油器器的噴油油時間和和噴油順順序,改善發(fā)發(fā)動機的的動力性性、經(jīng)濟濟性和排排放指標標。(5)發(fā)發(fā)動機綜綜合控制制(空燃燃比、點點火、廢廢氣再循循環(huán)、怠怠速、爆爆振、噴噴射等),綜綜合解決決發(fā)動
10、機機動力性性和經(jīng)濟濟性及排排放指標標的問題題。(6)巡巡航控制制:ECCU根據(jù)據(jù)設(shè)定巡巡航車速速和汽車車行駛阻阻力,通通過調(diào)節(jié)節(jié)發(fā)動機機節(jié)氣門門開度,使使發(fā)動機機輸出力力矩與車車輛的行行駛阻力力平衡,保保證車輛輛恒速行行駛、以減輕輕駕駛員員工作強強度、提提高行車車安全。同時也也為自動動駕駛技技術(shù)開發(fā)發(fā)提供基基礎(chǔ)技術(shù)術(shù)平臺。2. 安安全方面面(1)AABS電電子防抱抱制動控控制:由由于車輪輪與地面面之間的的附著力力隨車輪輪滑移率率變化,而而且在滑滑移率為為15-25%期間附附著力存存在最大大值,因因此,可可以控制制車輪滑滑移率來來實現(xiàn)汽汽車制動動性能的的改善,解解決制動動過程出出現(xiàn)的甩甩尾、制制
11、動距離離過大和和制動跑跑偏等問問題,提提高行車車安全。(2)AASR驅(qū)驅(qū)動防滑滑控制:其原理理與ABBS相同同,兩系系統(tǒng)可以以共用傳傳感器和和執(zhí)行器器,但控控制算法法和控制制過程不不同,首首先 AASR只只能在驅(qū)驅(qū)動輪上上采用,解解決方案案也比AABS多多,例如如,為了了控制驅(qū)驅(qū)動輪滑滑移率在在給定范范圍,可可以進行行驅(qū)動力力、制動動力和差差速器鎖鎖止控制制,以解解決汽車車在低附附著路面面及坡路路汽車行行駛時驅(qū)驅(qū)動力打打滑的問問題。(3)EESP電電子穩(wěn)定定系統(tǒng):系統(tǒng)通通過采集集車身運運動狀態(tài)態(tài)信息,協(xié)調(diào)控制汽車各輪的驅(qū)動力和制動力以及方向盤轉(zhuǎn)角,把汽車從危險運動姿態(tài)調(diào)整到安全姿態(tài),避免重大交
12、通事故發(fā)生。(4)主主動懸架架:為了了提高車車輛在不不好路面面上行駛駛的乘員員舒適性性以及車車輛在高高速行駛駛時的穩(wěn)穩(wěn)定性,系系統(tǒng)采集集車身振振動和車車身運動動狀態(tài)信信息,調(diào)調(diào)節(jié)車輛輛各懸架架剛度和和阻尼力力,以提提高車輛輛行駛安安全性和和舒適性性。(5)電電動助力力轉(zhuǎn)向系系統(tǒng):用用電機驅(qū)驅(qū)動助力力取代傳傳統(tǒng)液壓壓助力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)統(tǒng),可以以降低轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)統(tǒng)成本和和整車能能耗。(6)電電控安全全氣囊(SSRS):系統(tǒng)檢檢測汽車車縱向減減速度信信號,判判斷車輛輛是否將將發(fā)生碰碰撞事故故,在車車輛發(fā)生生碰撞時時及時控控制氣囊囊打開,保保護乘員員人身安安全。(7)雨雨刮器自自動控制制:雨天天行駛時時汽車
13、前前方視野野與雨量量大小和和車速有有關(guān),系系統(tǒng)根據(jù)據(jù)上述信信息自動動調(diào)節(jié)雨雨刮器工工作頻率率,改善善雨天駕駕駛時的的能見度度,提高高行車安安全。(8)車車身高度度自動控控制:汽汽車懸架架的偏頻頻與車輛輛行駛舒舒適性有有直接關(guān)關(guān)系,偏偏頻與懸懸架剛度度成正比比,與簧簧載質(zhì)量量成反比比。大型型旅游客客車空載載和滿載載時簧載載質(zhì)量相相差較大大,因此此為了解解決客車車行駛舒舒適性和和穩(wěn)定性性問題,系系統(tǒng)要根根據(jù)簧載載質(zhì)量變變化調(diào)節(jié)節(jié)懸架剛剛度,以以保持懸懸架偏頻頻不變。(9)輪輪胎氣壓壓報警:用于解解決車輛輛在高速速行駛時時由于輪輪胎過熱熱可能出出現(xiàn)爆胎胎事故。(10)防防盜報警警:一種種是防止止非法
14、進進入車內(nèi)內(nèi)的防盜盜系統(tǒng),另另一種是是防止非非法啟動動車輛的的防盜系系統(tǒng)。在在鑰匙上上加裝電電阻或遙遙控器改改變通訊訊頻率,可可以防止止車輛非非法啟動動。加裝裝振動和和紅外線線報警裝裝置可以以防止非非法進入入車內(nèi)。(11)行行車間距距報警:加裝測測距雷達達可以防防止撞車車事故,提提高行車車安全。(12)車車燈自動動控制:自動切切換遠近近光燈使使用,汽汽車前照照燈可以以跟隨方方向盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動,解解決駕駛駛員在夜夜間行車車時的安安全性問問題。(13)汽汽車自動動空調(diào):解決車車內(nèi)溫度度控制問問題,提提高行車車安全。自動空空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)是由壓壓縮機、冷凝器器、膨脹脹閥和蒸蒸發(fā)器組組成,普普通壓縮縮機的制制冷量
15、與與壓縮機機轉(zhuǎn)速成成正比,由由于壓縮縮機轉(zhuǎn)速速隨發(fā)動動機轉(zhuǎn)速速變化,因因此當壓壓縮機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速較高高時,汽汽車行駛駛車速也也較高,汽汽車的散散熱能力力也增大大,所需需要的制制冷量減減少,這這樣就存存在當車車輛需要要的制冷冷量與壓壓縮機能能提供的的制冷量量之間的的矛盾,為為了保證證車內(nèi)溫溫度恒定定就出現(xiàn)現(xiàn)了自動動空調(diào)系系統(tǒng),目目前在調(diào)調(diào)節(jié)車內(nèi)內(nèi)溫度時時有以下下方法:a、調(diào)節(jié)節(jié)外部空空氣進氣氣量;bb、壓縮縮機間斷斷工作;c、壓縮縮機排量量連續(xù)可可調(diào)。第第c種方法法是最有有效和節(jié)節(jié)能方法法。(14)自自動導航航系統(tǒng):目前導導航系統(tǒng)統(tǒng)多數(shù)采采用GPPS系統(tǒng)統(tǒng),這是是由美國國提供的的全球定定位系統(tǒng)統(tǒng)。中國
16、國也在開開發(fā)自己己的衛(wèi)星星導航系系統(tǒng),北北斗導航航系統(tǒng),目目前已開開始對亞亞太地區(qū)區(qū)用戶提提供服務務。導航航系統(tǒng)需需要發(fā)射射24顆顆同步通通訊衛(wèi)星星,這些些衛(wèi)星分分布在66個軌道道平面上上,以保保證在地地球上任任意位置置的GPPS接收收器都能能同時收收到4顆顆衛(wèi)星信信號,從從而確定定接收器器的地理理坐標。為了實實現(xiàn)自動動導航還還需要電電子地圖圖,目前前國內(nèi)許許多公司司從事電電子地理理信息數(shù)數(shù)據(jù)采集集工作,以以完成電電子地圖圖的制作作,為客客戶提供供最新版版的電子子地理信信息。四、汽車車電子控控制技術(shù)術(shù)發(fā)展方方向1、控制制系統(tǒng)集集成化:如發(fā)動動機綜合合控制系系統(tǒng),提提高發(fā)動動機動力力性和經(jīng)經(jīng)濟性
17、,整整車綜合合控制系系統(tǒng),提提高車輛輛動力性性和經(jīng)濟性性及降低低排放。控控制系統(tǒng)統(tǒng)集成化化可以使使整個系系統(tǒng)簡化化,有利利于對復復雜系統(tǒng)統(tǒng)多變量量、多目目標的綜綜合協(xié)調(diào)調(diào)控制。但系統(tǒng)統(tǒng)集成需需要運算算能力更更強、速速度更快快的微處處理器,因因此微處處理器也也從8位位、166位、332位發(fā)發(fā)展到664位。2、信息息傳輸網(wǎng)網(wǎng)絡化:由于汽汽車上電電子裝置置數(shù)量增增多、汽汽車電路路也越來來越復雜雜,為了了減少連連接數(shù)量量、現(xiàn)代代汽車廣廣泛采用用車載網(wǎng)網(wǎng)絡技術(shù)術(shù),將過過去的一一線一用用的專線線制改為為一線多多用制。利用車車載網(wǎng)絡絡可以將將汽車各各控制單單元、傳傳感器、儀表和和 執(zhí)行行器連接接起來,從從而
18、構(gòu)成成汽車內(nèi)內(nèi)部的控控制器局局域網(wǎng),實實現(xiàn)各系系統(tǒng)間的的信息資資源共享享。減少少了電氣氣節(jié)點和和導線數(shù)數(shù)量,增增加了信信息傳輸輸?shù)目煽靠啃?。根根?jù)網(wǎng)速速不同,美美國汽車車工程師師協(xié)會將將總線協(xié)協(xié)議劃分分為A、B、CC三大類類,A(LLIN總總線)類類是面向向傳感器器和執(zhí)行行器的一一種低速速網(wǎng)絡,主主要用于于后視鏡鏡、燈光光控制及及電動車車窗等。B類(低低速CAAN)應應用于獨獨立模塊塊間的數(shù)數(shù)據(jù)共享享,如汽汽車舒適適性、故故障診斷斷和儀表表顯示等等。C類類(高速速CANN)用于于實時閉閉環(huán)控制制的多路路數(shù)據(jù)傳傳輸,如如發(fā)動機機、ABBS和自自動變速速器、安安全氣囊囊等控制制。 33、汽車車和交
19、通通的智能化化,智能能汽車是是一個集集環(huán)境感感知、規(guī)規(guī)劃決策策、多級級輔助駕駕駛等功功能于一一體的綜綜合系統(tǒng)統(tǒng)。智能能交通是是將先進進的信息息技術(shù)、通訊技技術(shù)、傳傳感技術(shù)術(shù)、控制制技術(shù)和和計算機機技術(shù)進進行有效效集成,建建立實時時、準確確、高效效的綜合合運輸和和管理系系統(tǒng),兩兩者的有有機結(jié)合合可以實實現(xiàn)汽車車行駛路路線最佳佳選擇和和自動駕駕駛。4、電控控系統(tǒng)設(shè)設(shè)計模塊塊化,是是指為開開發(fā)具有有多種功功能的不不同產(chǎn)品品,不需需要對每每種產(chǎn)品品進行單單獨設(shè)計計,而是是精心設(shè)設(shè)計出多多種模塊塊,將其其經(jīng)過不不同方式式組合在在一起,以以實現(xiàn)系系統(tǒng)新的的功能。采用模模塊化設(shè)設(shè)計可以以縮短產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)周期
20、、提高產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量、降低低產(chǎn)品開開發(fā)成本本、提高高控制系系統(tǒng)工作作的可靠靠性。五、電子子控制技技術(shù)發(fā)展展動力1. 國國家法規(guī)規(guī):如環(huán)環(huán)保、油油耗、安安全、電電磁干擾擾等2. 市市場競爭爭:國內(nèi)內(nèi)各合資資品牌競競爭,國國產(chǎn)車與與進口車車的競爭爭,3. 特特殊用戶戶:如FF1賽車車、拉力力賽,高高端用戶戶特殊需需求,軍軍用車輛輛等。六、電動動汽車電電控技術(shù)術(shù)*1、整車車控制系系統(tǒng)設(shè)計計(1)動動力系統(tǒng)統(tǒng)架構(gòu):電機前前置、電電機后置置、分布布式電機機驅(qū)動、輪轂電電機等。(2)動動力系統(tǒng)統(tǒng)匹配:根據(jù)整整車動力力性和經(jīng)經(jīng)濟性指指標匹配配電機、電池參參數(shù)及數(shù)數(shù)量。(3)整整車控制制策略制制定:動動力模式式
21、、經(jīng)濟濟模式、常規(guī)模模式、再再生制動動模式、跛行模模式和故故障模式式等。(4)控控制系統(tǒng)統(tǒng)邊界劃分分:確定定通訊方方式、通通訊協(xié)議議、接口口定義等等。(5)整整車模型型建立:整車、電機、電池組組和測試試工況等等。(6)控控制策略略的仿真真測試:控制策策略門限限值優(yōu)化化、測試試工況選選取、評評價指標標制定等等。(7)控控制系統(tǒng)統(tǒng)軟硬件件設(shè)計:控制器器硬件電電路圖設(shè)設(shè)計、電電路板設(shè)設(shè)計等,委委托專業(yè)業(yè)公司完完成控制制器硬件件制造,但但公司應應具備硬硬件測試試能力;軟件流流程圖設(shè)設(shè)計,子子模塊程程序設(shè)計計,程序序調(diào)試及及目標程序序生成等等。(8)控控制策略略在環(huán)測測試:真真實的控控制器、真實的的控制
22、程程序、整整車為模模型、加載測測試工況況等,檢檢驗控制制策略、控制器器硬件和和控制程程序的有有效性和和合理性性。(9)控控制系統(tǒng)統(tǒng)臺架試試驗:電電機、電池組組、電動動附件和和其他低壓壓電器均均為實際際裝車件件,用測測功機模模擬車輛輛行駛負負載,在在臺架條件件下測試試整車控控制策略略的有效性性和程序序運行的可可靠性。(10)控制系統(tǒng)實車調(diào)試:靜態(tài)調(diào)試:確定系統(tǒng)各部件信號傳輸是否正常,車輛是否準備就緒;動態(tài)調(diào)試:車輛在規(guī)定載荷下按照國標進行各項測試,調(diào)試控制參數(shù)使車輛達到設(shè)計指標要求。2、動力力電池及及管理BBMS(1)確確定電池池類型、容量、節(jié)數(shù)和和連接方方式。(2)確確定電池池箱數(shù)量量、控制制
23、功能(加加熱、通通風、絕絕緣和均均衡)、測量參參數(shù)(單單體電壓壓、總體體電流、電壓、電池箱箱溫度等等)、與整車車通訊協(xié)協(xié)議等。3、驅(qū)動動電機及及控制(1)確確定電機機類型、容量、參數(shù)、布置方方式、(2)電電機冷卻卻方式及及冷卻系系統(tǒng)設(shè)計計。(3)電電機控制制功能及及與整車車的通訊協(xié)協(xié)議。4、電動動汽車核核心技術(shù)術(shù)問題(1)動動力電池池低溫性性能;(2)電池池的比能能量;(3)快速充電及網(wǎng)絡建設(shè);(4)電池組的一致性;(5)電動車啟動性能;(6)再生制動協(xié)調(diào)控制;(7)控制系統(tǒng)故障診斷及容錯控制;(8)北方冬季車內(nèi)加熱和除霜除霧。(9)電動車防水及絕緣。第二章 汽油機機點火系系統(tǒng)第一節(jié) 汽油油機
24、傳統(tǒng)統(tǒng)點火系系統(tǒng)汽油機點點火系統(tǒng)統(tǒng)是影響響汽油發(fā)發(fā)動機動動力性、經(jīng)濟性性和排放放指標的的重要因因素之一一,以傳傳統(tǒng)機械械式有觸觸點點火火系統(tǒng)為為基礎(chǔ),點點火系統(tǒng)統(tǒng)的電子子化經(jīng)歷歷了普通通電子點點火系統(tǒng)統(tǒng)、微機機控制電電子點火火系統(tǒng)兩兩個發(fā)展展階段。發(fā)動機點點火系統(tǒng)統(tǒng)作用:在合適適的時刻刻產(chǎn)生點點火時序序控制信信號,并并通過對對點火線線圈的充充放電控控制使發(fā)發(fā)動機上上的火花花塞產(chǎn)生生點火高高壓,點點燃發(fā)動動機氣缸缸內(nèi)已經(jīng)經(jīng)壓縮的的可燃氣氣體,使使發(fā)動機機能夠順順利啟動動做功,且且在發(fā)動動機運行行期間能能夠連續(xù)續(xù)、準確確地提供供點火脈脈沖。一、傳統(tǒng)統(tǒng)點火系系統(tǒng)的組組成及工工作原理理蓄電池點火開關(guān)點
25、火線圈線圈次級配電器線圈初級斷電器觸電接地火花塞接地1、組成成:(1)蓄蓄電池:為122V或224V鉛鉛酸電池池,容量量為300Ah,445Ahh和600Ah,用用作是給給點火系系統(tǒng)提供供點火能能量。(2)點點火開關(guān)關(guān):車輛輛啟動按按鈕或鑰鑰匙轉(zhuǎn)動動到啟動動擋,作作用是接接通點火火系統(tǒng),使使其開始始供電。(3)點點火線圈圈:初級級線圈匝匝數(shù)較少少、次級級線圈匝匝數(shù)較多多,這樣樣可以將將初級側(cè)側(cè)的電壓壓升至較較高的電電壓。(4)斷斷電器:它是一一個高速速開關(guān),發(fā)發(fā)動機曲曲軸通過過定時皮皮帶驅(qū)動動凸輪軸軸轉(zhuǎn)動,凸凸輪軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動可以以頂起斷斷電器觸觸點,使使點火線線圈初級級斷開,次級線圈產(chǎn)生高壓脈沖,
26、火花塞產(chǎn)生電火花,點燃混合氣體。發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)動兩周,凸輪軸轉(zhuǎn)動一周,斷電器觸點開關(guān)4次(4缸發(fā)動機),點火線圈初級產(chǎn)生4個電壓脈沖。(5)配配電器:配電器器轉(zhuǎn)動也也是由凸凸輪軸驅(qū)驅(qū)動,它它的作用用是將點點火線圈圈次級分分別與各各氣缸上上的火花花塞連接接,把點點火線圈圈次級產(chǎn)產(chǎn)生的高高壓脈沖沖傳送到到火花塞塞,點燃燃氣缸內(nèi)內(nèi)的混合合氣體。2、工作作原理:發(fā)動機機通過定定時皮帶帶驅(qū)動凸凸輪軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動,凸凸輪角數(shù)數(shù)與發(fā)動動機汽缸缸數(shù)相同同,凸輪輪軸轉(zhuǎn)動動會頂起起斷電器器觸點開開關(guān),斷斷電器觸觸點開閉時點火線線圈初級級進行儲儲能,當當斷電器器觸點打打開時點點火線圈圈初級產(chǎn)產(chǎn)生電壓壓脈沖,此此時配電電器正
27、好好轉(zhuǎn)到與與某一氣氣缸的火火花塞連連接,這這樣點火火線圈次次級繞組組產(chǎn)生的的高壓脈脈沖被傳傳送到氣氣缸火花花塞上,在火火花塞電電極間施施加高壓壓脈沖,當火花塞極間電壓升高到一定程度時,擊穿混合氣而產(chǎn)生放電現(xiàn)象,氣缸中的混合氣體燃燒,發(fā)動機開始工作。啟動時發(fā)動機由起動機拖轉(zhuǎn)到70rpm,這時混合氣膨脹做功,發(fā)動機才能靠自身動力轉(zhuǎn)動,此時通過一個機械裝置可以使起動機與發(fā)動機自動脫開。二、汽車車發(fā)動機機對點火火系統(tǒng)的的要求及及布置方方式1、具有有足夠高高的點火火電壓,為為了點燃燃氣缸內(nèi)內(nèi)的混合合氣體,火火花塞電電極間的的電壓應應達到220kVV以上。影響點火火電壓的的因素:(1)當當混合氣氣壓力較較
28、高時,氣氣體密度度相對較較大,需需較高的的點火電電壓;(2)當當混合氣氣溫度較低,混合合氣不容容易點燃燃,因此此需較高高的點火火電壓;(3)當當火花塞塞溫度超超過混合合氣體溫溫度時,需要的擊穿電壓可降低30%50%;(4)火火花塞中中心電極極為負極極時,擊擊穿電壓壓可降低低20%;(5)火火花塞間間隙和形形式,火火花塞電電極間隙隙增大,擊擊穿電壓壓升高;火花塞塞電極較細或或電極表表面有溝溝棱時,所所需的擊擊穿電壓壓較低;2. 具具有足夠夠大的點點火能量量,工作作時應保保證500-800mJ的的點火能能量,起起動時,應產(chǎn)生大大于1000mJJ的點火火能力。影響點火火能量的的因素:(1)蓄蓄電池:
29、環(huán)境溫溫度越低低、電池池使用時時間越長長,蓄電電池所提提供的能能量越小小。(2)火火花塞狀狀況:表表面有積積碳、燒燒蝕時會會損失點點火能量量。(3)導導線漏電電及絕緣緣:高壓壓線漏電電、點火火線圈絕絕緣等級級下降等等都會損損失點火火能量。(4)觸觸點狀況況:斷電電器觸點點和配電電器觸點點磨損和和燒蝕都都會損失失點火能能量。3. 具具有適當當?shù)狞c火火時間和和順序四缸機機工作順順序1-3-44-2.六缸機機工作順順序1-5-33-6-2-44.工作區(qū)間間,最佳佳點火提提前角是是在氣缸缸壓縮行行程到達達上止點點前100155。4. 發(fā)發(fā)動機點點火線圈圈布置形形式: (11)獨立立點火:每個氣缸有單單
30、獨的點點火線圈圈(B、C級車車采用)。(2)分分批點火火:兩缸缸共用一一個點火火線圈(一一個為有有效點火火,一個個為無效效點火)(AA級車采采用)。(3)集集中點火火:共用用一個點點火線圈圈,用凸凸輪控制制次級線線圈與每每個氣缸缸的點火花塞塞的通電(貨貨車采用用)。5. 點點火提前前角影響響因素: (11)混合合氣濃度度較高,其其燃燒較較快,此此時應減減小點火火提前角角。 (22)當進進氣溫度度較低時時,燃油油霧化較較差,混混合氣燃燃燒速度度較慢,此此時應增大點火火提前角角。 (33)發(fā)動動機溫度度較低時時,應提提高混合合氣濃度度、減小小點火提提前角。為了使使發(fā)動機溫溫度快速速升高,希希望有部
31、部分燃燒燒在發(fā)動動機做功功行程完完成,此此時可能使使點火提提前角為為零度。 (44)混合合氣壓縮縮比越大大,混合合氣的壓壓力和溫溫度高,混混合氣燃燃燒速度度越快,此時應減減小點火火提前角角。 (55)汽油油辛烷值值越高的的汽油抗抗爆性好好,發(fā)生生爆震時時的點火火提前角角較大,因此可采采用較大的點點火提前前角。 (66)火花花塞數(shù)量量多,點點火能量量大,可可以快速速點燃混混合氣燃燃,因此此可減小小點火提前前角。三、影響響點火線線圈次級級電壓的的因素1. 發(fā)發(fā)動機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速越高高,點火火線圈次次級電壓壓下降越越快。發(fā)動機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速越高高,斷電電器凸輪輪轉(zhuǎn)動也也快,斷斷電器觸觸點的開開閉周期期縮短,點點火線
32、圈圈儲能不不足,次次級線圈圈電壓下下降。2. 發(fā)發(fā)動機汽汽缸數(shù)越越多,點點火系統(tǒng)統(tǒng)次級電電壓下降降較大。在發(fā)動機機轉(zhuǎn)速一一定時,汽汽缸數(shù)多多,斷電電器凸輪輪角數(shù)增增加,在在相同時時間內(nèi),斷斷電器觸觸點閉合合、打開開周期縮縮短,點點火線圈圈儲能時時間縮短短,次級級線圈電電壓下降降。3. 火火花塞積積炭,未未燃燒的的汽油或或機油粘粘附在火火花塞絕絕緣體上上,在高高溫作用用下而形形成積炭炭,積炭炭具有一一定的導導電性,它它相當于于在火花花塞電極極之間并并聯(lián)一個個電阻,消耗一定的點火能量。4. 滅滅弧電容容,電容容在觸點點斷開時時,可以以起到滅滅弧作用用,延長長觸電壽壽命;但但電容過過大會使使觸點斷斷
33、開時,電電容放電電時間延延長,使使初級電電流變化化減小,造造成次級級線圈電電壓下降降。5. 觸觸點間隙隙,間隙隙過大,相相同轉(zhuǎn)速速下觸點點閉合時時間短,初初級電流流較小,次次級電壓壓降低。6. 觸觸點的接接觸電阻阻,理想想狀態(tài)為為觸點無無接觸電電阻,但但由于觸觸點表面面有腐蝕蝕、氧化化后,會會有一定定的接觸觸電阻,使使初級線線圈電流流減小,次次級電壓壓下降。7.高壓壓線長度度和漏電電也會影影響點火火電壓。四、傳統(tǒng)統(tǒng)點火系系統(tǒng)存在在的問題題:1. 工工作可靠靠性差:由于發(fā)發(fā)動機工工作時觸觸點高速打打開閉合合,使觸觸點磨損損較快,造造成觸點點表面有燒燒蝕、氧氧化現(xiàn)象象,導致致點火能能量下降降和丟失
34、失點火脈脈沖。2. 點點火電壓壓不穩(wěn)定定:當發(fā)發(fā)動機高高速工作作時,點點火線圈圈儲能不不足,次次級線圈圈電壓下下降較大大,可能能達不到到點燃混混合氣的的電壓要要求。3. 點點火能量量較低:傳統(tǒng)點點火系統(tǒng)統(tǒng)是靠觸觸電打開開閉合來來提供點點火高壓壓,用提高初初級電流流來增大大點火能能量的方方法會使使觸點燒燒蝕加劇劇,一般般情況點點火線圈圈初級電電流5A。4. 點點火能量量對火花花塞積炭炭比較敏敏感。5. 斷斷電觸點點工作將將產(chǎn)生較較大的電磁干干擾。6.高壓壓線長度度將降低低點火電電壓和能能量。7.點火火能量受受蓄電池池狀態(tài)影影響較大大。第二節(jié) 電子子點火系系統(tǒng)一、基本本組成14523點火信號號發(fā)生
35、器器 2.點火控控制器 3.點點火開關(guān)關(guān) 4.點火線線圈 55.火花花塞該點火系系統(tǒng)是在在傳統(tǒng)點點火系統(tǒng)統(tǒng)基礎(chǔ)上上用點火火控制器器取代斷斷電器,用點火信號發(fā)生器確定點火時間,實現(xiàn)無觸點點火,消除了斷電器觸點磨損和燒蝕給點火帶來的不利影響。特點:11)用晶晶體管的的導通、截止控控制點火火線圈初初級電流流的通斷斷。 22)用發(fā)發(fā)動機曲曲軸位置置傳感器器確定點點火時刻刻和點火火順序。二、工作作原理:對于4缸缸汽油機機而言,發(fā)發(fā)動機曲曲軸轉(zhuǎn)動動2周,分電器器轉(zhuǎn)動11周,點點火信號號發(fā)生器器將產(chǎn)生生4個點點火脈沖沖信號,此此信號經(jīng)經(jīng)放大處處理后,控控制串聯(lián)聯(lián)于點火火線圈初初級回路路的點火火控制器器(大功
36、功率晶體體管)導通和和截止,通通過配電電器及高高壓線將將點火高高壓送至至火花塞塞,點燃燃氣缸中的混合合氣。此方案解解決了斷斷電器觸觸點磨損損和燒蝕蝕的問題題,但系系統(tǒng)沒有有解決高高壓線帶帶來的點點火能量量損失和和點火提提前角優(yōu)優(yōu)化控制制問題。三、點火火系統(tǒng)主主要部件件1. 點點火信號號發(fā)生器器(1)磁磁電式點點火信號號發(fā)生器器 組成:永永久磁鐵鐵、導磁磁轉(zhuǎn)子、導磁鐵鐵芯、感感應線圈圈。永久磁鐵鐵、導磁磁鐵芯、感應線線圈安裝裝在活動動底板上上,可由由節(jié)氣門門處的真空空度和發(fā)發(fā)動機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速來調(diào)調(diào)節(jié)點火火提前角角。導磁磁轉(zhuǎn)子有有與發(fā)動動機汽缸缸數(shù)相同同的凸臺,導磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子隨發(fā)發(fā)動機凸凸輪軸一一起轉(zhuǎn)動動,
37、轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)動時時閉合磁磁路中的的磁阻變變化會使使感應線線圈中的的磁通量量發(fā)生變變化,則則在感應應線圈中中會產(chǎn)生生感應電電勢,所所產(chǎn)生的的電壓脈脈沖與發(fā)發(fā)動機汽汽缸數(shù)對對應,該該電壓脈脈沖經(jīng)整整形放大大后用于于控制點點火線圈圈初級的的通斷。特點:結(jié)結(jié)構(gòu)簡單單、工作作可靠、應用廣廣泛。但但發(fā)動機機高轉(zhuǎn)速速時會丟丟失點火火脈沖信信號,低低速時點點火脈沖沖信號幅幅值較低低,控制制精度下下降。(2)光光電式點點火信號號發(fā)生器器組成:發(fā)發(fā)光元件件、光敏敏元件和和遮光轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子,遮遮光轉(zhuǎn)子子的缺口口數(shù)與發(fā)發(fā)動機汽汽缸數(shù)相相同。工作原理理:分電電器軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動時,遮遮光轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)動,其其缺口周周期性通通過光線線使光敏敏元
38、件導導通,控控制電路路會間歇歇導通和和截止,從從而產(chǎn)生生與曲軸軸位置對對應的電電壓脈沖沖。特點:結(jié)結(jié)構(gòu)簡單單、信號號電壓不不受轉(zhuǎn)速速的影響響、工作作需外加加電源、抗污能能力差。(3)霍霍爾元件件式點火信信號發(fā)生生器霍爾效應應:將某某種半導導體元件件置于磁磁感應強強度為BB的磁場場中,在在其相對對兩邊施施加恒定定電流II,則在在其另外外兩邊會會產(chǎn)生一一個感應應電動勢勢。霍爾爾系數(shù),dd基體體厚度霍爾式點點火信號號發(fā)生器器中電流流I不變變,磁感感應強度度B周期期性的變變化,從從而產(chǎn)生生與發(fā)動動機氣缸缸數(shù)相同同的點火火脈沖信信號。特點:響響應頻率率高,成成本低,環(huán)環(huán)境適應應性好。2. 點點火控制制器
39、基本要求求:對點點火信號號發(fā)生器器輸出的的點火脈脈沖信號號進行處處理,準準確可靠靠地控制制串聯(lián)在在點火線線圈初級級的大功功率三極極管的導導通與截截止,使使點火線線圈次級級適時產(chǎn)產(chǎn)生點火火高壓脈脈沖。在在控制時時要求三三極管打開快快速,關(guān)斷徹徹底。附加功能能:閉合合角可控控功能電電路,初初級回路路電阻控控制電路路,停車車斷電保保護電路路,過壓壓保護電電路,低低速推遲遲點火功功能等。四、電容容儲能式式電子點點火系統(tǒng)統(tǒng)1. 組組成及特特點:整流升壓器12V分電器點火信號發(fā)生器火花塞晶閘管點火線圈300500V該點火系系統(tǒng)主要要特點是是采用整整流升壓壓器提高高電火線線圈初級級電壓,從從12VV提高到到
40、3000-5000V,利利用電容容儲能放放電,提提高了點點火系統(tǒng)統(tǒng)的動態(tài)態(tài)響應。特點:11、次級級電壓穩(wěn)穩(wěn)定 22、對火火花塞積積炭不敏敏感 33、點火火線圈工工作溫度度低 44、能量量損失小小 55、火花花持續(xù)時時間太短短,150,電電感式112mms。第三節(jié) 計算算機控制制汽車點點火系統(tǒng)統(tǒng)信號處理A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)速曲軸位置負荷爆振溫度I/OCPUROM/RAMI/O1234點火線圈DIAN傳感器控制器點火控制裝置優(yōu)點:11、系統(tǒng)統(tǒng)可以實實現(xiàn)點火火提前角角的多參參數(shù)調(diào)節(jié)節(jié);2、消除傳傳統(tǒng)點火火系統(tǒng)中中分電器器中各運運動部件件的磨損損。一、組成成:電源,112V或或24VV點火線圈圈,155-20
41、0kV分電器可可根據(jù)發(fā)發(fā)動機工工作順序序,將點點火高壓壓依次送送到各缸缸火花塞塞。傳感器、曲軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、曲曲軸位置置、進氣氣量傳感感器,用用于測量量發(fā)動機機運行參參數(shù)??刂破?,根根據(jù)發(fā)動動機運行行信號,按按事先設(shè)設(shè)置的程程序計算算出最佳佳點火提提前角,并并發(fā)出點點火指令令。點火控制制模塊,用用于功率率放大、驅(qū)動點點火線圈圈。二、原理理:發(fā)動機運運行時,EECU不不斷采集集發(fā)動機機轉(zhuǎn)速、負荷、冷卻水水溫度、進氣溫溫度等信信號,并并根據(jù)RROM中中存儲的的相關(guān)程程序和數(shù)數(shù)據(jù),確確定該工工況下的的最佳點點火提前前角,并并向點火火控制模模塊發(fā)出出點火指指令,控控制點火火線圈初初級回路路的導通通和截止止,
42、在點點火線圈圈次級將將產(chǎn)生高壓壓脈沖信信號,高高壓脈沖沖信號通通過分電電器和高高壓線送送至各汽汽缸的火火花塞,點點火能量量被瞬間間釋放,產(chǎn)產(chǎn)生電火火花,點點燃混合合氣體。此外在在帶有爆爆震傳感感器的點點火提前前角閉環(huán)環(huán)控制系系統(tǒng)中,EECU可可根據(jù)爆爆震傳感感器的輸輸出信號號,判斷斷爆震是是否發(fā)生生,合理理調(diào)節(jié)點點火提前前角,使使發(fā)動機機獲得較較好的動動力性和和燃油經(jīng)經(jīng)濟性。三、功能能:可以實現(xiàn)現(xiàn)多參數(shù)數(shù)點火提提前角控控制;可以對點點火線圈圈儲存能能量進行行控制??梢杂行Х乐贡癜l(fā)生生。便于實現(xiàn)現(xiàn)發(fā)動機機集中控控制。四、點火火提前角角控制 點火提前前角影響響發(fā)動機機的動力力性、經(jīng)經(jīng)濟性、排
43、放指指標。點火提前前角控制制屬于多多變量求求解問題題,很難難找到控控制模型型。其主主要因素素(轉(zhuǎn)速速、負荷荷、溫度度、進氣氣壓力等等)與點點火提前前角的關(guān)關(guān)系曲線線可通過過實驗法法獲得,并并將此數(shù)數(shù)據(jù)存入入計算機機中,在在實際使使用時可可以通過過查表得得到最佳佳點火提提前角。計算公式式:實際點火火提前角角=基本本點火提提前角+修正點點火提前前角點火提前前角控制制1. 固固定點火火提前角角,一般般為100。發(fā)動動機啟動動時,用用固定點點火提前前角或不不提前。2. 基基本點火火提前角角(1)怠怠速時基基本點火火提前角角,a. 當空空調(diào)工作作時,由由于發(fā)動動機負載載增大,所以應應調(diào)高發(fā)發(fā)動機怠怠速,
44、并并適當增增加點火火提前角角8,以利利于發(fā)動動機工作作穩(wěn)定。b. 空調(diào)不不工作時時,基本本提前角角定位44,因此此對應上上述兩種種情況的的實際點點火提前前角應該該再加上上固定點點火提前前角100,分別別為188、144。(2)正正常工作作時,基基本點火火提前角角是根據(jù)據(jù)發(fā)動機機轉(zhuǎn)速、負荷信信號,通通過查表表得到最最佳點火火提前角角。3. 點點火提前前角的修修正量(1)怠怠速修正正,發(fā)動動機溫度度較低,混混合氣燃燃燒較慢慢,點火火提前角角應加大大,隨發(fā)發(fā)動機溫溫度升高高,提前前角應逐逐漸減小?。划敯l(fā)發(fā)動機達達到工作作溫度后后應加大大點火提提前角。(2)行行車修正正,汽車車行駛時時,如果果發(fā)動機機
45、過熱,應應加大點點火提前前角;如如果發(fā)動動機有發(fā)發(fā)生爆振振趨勢時,則則應減小小點火提提前角。(3)空空燃比反反饋,如如果使用用較大的的空燃比比控制時時,應適適當增大大點火提提前角,反反之,應應減小點點火提前前角。五、無分分電器點點火系統(tǒng)統(tǒng)(DLLI),直直接點火火系統(tǒng)直接點火火系統(tǒng)是是將點火線圈圈的次級級繞組直直接與火火花塞相相連,取取消分電電器和高高壓線。實現(xiàn)全全電子化化點火系系統(tǒng)。六六缸機點點火順序序為:1-5-3-6-2-4發(fā)動機控制點火裝置進氣歧管壓力爆振傳感器啟動開關(guān)空調(diào)開關(guān)節(jié)氣門位置曲軸位置水溫傳感器火花塞1、6點火線圈A點火線圈B點火線圈C 圖5-116,無無分電器器點火系系統(tǒng)電
46、子子配電方方式示意意圖。點火方式式:單獨獨點火、雙缸點點火、二二極管配配電點火火。1. 單單獨點火火配點方方式可將將點火線線圈直接接安裝在在火花塞塞頂上,取取消分電電器和高高壓線,點點火性能能好,控控制電路路復雜。2. 雙雙缸同時時點火配配點方式式,是兩兩汽缸工工作相位位相差3360的火花花塞共用用一個點點火線圈圈,一個個汽缸在在壓縮行行程點火火,另一一個在排排氣行程程點火,由由于排氣氣溫度較較高,易易產(chǎn)生火火花,所所以無效效點火能能量損失失小,但但它保留留了點火火線圈與與火花塞塞之間的的高壓線線,有能能量損失失。3. 二二極管配配電點火火方式,特特點是44個汽缸缸共用一一個點火火線圈,但但點
47、火線線圈為雙雙初級,雙雙初級的的特殊點點火線圈圈利用44個二極極管的單單向?qū)щ婋娦越惶嫣嫱瓿蓪?、44缸和22、3缸缸的配電電過程。該方式式中采用用的點火火線圈特特殊,發(fā)發(fā)動機氣氣缸數(shù)應應是4的的倍數(shù)。曲軸位置置傳感器器不僅可可以測量量曲軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過的角角度,而而且可以以給出判判缸信號號,用來來計算出出某一氣缸缸的上止止點位置置。該傳感器器有3個個線圈組組成:GG1信號波波峰出現(xiàn)現(xiàn)時表明明6缸處處于壓縮縮行程上上止點附附近;GG2信號波波峰出現(xiàn)現(xiàn)時表明明1缸處處于壓縮縮行程上上止點附附近;NNe為轉(zhuǎn)角角信號。在實際際工作中中控制電電路有點點火成功功確認信信號,若若5次無無確認信信號,則則停止噴噴
48、油,發(fā)發(fā)動機停停止工作作。第四節(jié) 發(fā)動動機爆震震控制發(fā)動機工工作時如如果汽缸缸壓力和和溫度異異常升高高,有可可能使混混合氣自自行燃燒燒,并會會產(chǎn)生高高溫和高高壓,這這種現(xiàn)象象為爆震震。爆震震會對發(fā)發(fā)動機部部件造成成損壞和和產(chǎn)生較較大的噪噪聲,采采用爆震震控制可可以有效效防止爆爆震的產(chǎn)產(chǎn)生。點火提前前角越大大,越容容易產(chǎn)生生爆震,發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩點出現(xiàn)在爆震界限附近,如果將發(fā)動機工作點控制在爆震附近可以提高發(fā)動機的動力性。在裝配廢廢氣渦輪輪增壓的的發(fā)動機機上,發(fā)發(fā)生爆震震的可能能性會增增大,故故應采用用點火提提前角閉閉環(huán)控制制,同時時也可以以控制廢廢氣量,來來避免爆爆震的發(fā)發(fā)生。目前廣泛泛使用的的
49、是寬帶帶共振壓壓電式爆爆震傳感感器,用用爆震信信號識別別電路可可以得到到爆震信信號電壓壓的峰值值,再與與爆震基基準值比比較,用用爆震信信號峰值值超過基基準值的的次數(shù)來來評價爆爆震強度度。爆震控制制只是在在發(fā)動機機點火后后且可能能發(fā)生爆爆震的范范圍內(nèi)使使用,如如小負荷荷時一般般不會發(fā)發(fā)生爆震震,點火火提前角角進行開開環(huán)控制制。為了防止止導線或或傳感器器失靈,系系統(tǒng)內(nèi)設(shè)設(shè)置有安安全電路路,點火火系統(tǒng)一一旦出現(xiàn)現(xiàn)故障,安安全電路路將點火火時刻推推遲,并并發(fā)出警警報信息息。第三章 燃油噴噴射控制制系統(tǒng)第一節(jié) 概述一、燃油油噴射技技術(shù)的發(fā)發(fā)展概況況燃油噴射射技術(shù)最最早應用用在航空空發(fā)動機機上,220世紀
50、紀50年年代開始始用于賽賽車發(fā)動動機。119544年奔馳馳公司在在高檔汽汽車上使使用了燃燃油噴射射技術(shù),119688年,德德國大眾眾公司首首次將博博世公司司的D型型燃油噴噴射系統(tǒng)統(tǒng)用于轎轎車。119722年博世世公司又又研制出出L型燃燃油噴射射系統(tǒng)。19886年通通用和福福特公司司又推出出了單點點噴射式式汽油噴噴射裝置置,目前前在售車車輛均使使用發(fā)動動機電噴噴系統(tǒng)。2. 傳傳統(tǒng)供油油系統(tǒng)的的缺點:油耗大大、排放放不能滿滿足要求求。3. 電電控噴油油系統(tǒng)的的優(yōu)點:(1)進進氣阻力力小:由由于無需需喉管,使使發(fā)動機機進氣阻阻力小,充充氣效率率高,提提高發(fā)動動機的動動力性。(2)燃燃油霧化化好:由由
51、于采用用噴射技技術(shù)各缸缸混合氣氣均勻性性好,燃燃燒充分分,油耗耗低、排排放好。此外還還能提高高發(fā)動機機的低溫溫啟動性性能和爬爬坡能力力。(3)供供油滯后后小:由由于在進進氣門處處噴射,使使其對節(jié)節(jié)氣門的的響應快快,發(fā)動動機加速速性好。(4)空空燃比控控制精度度高,可可實現(xiàn)空空燃比的的反饋控控制。(5)可可實現(xiàn)汽汽車減速速斷油控控制,進進一步降降低油耗耗和排放放污染物物。(6)可可實現(xiàn)發(fā)發(fā)動機集集中控制制,進一一步提高高汽車的的安全性性、舒適適性、動動力性及及經(jīng)濟性性。二、燃油油控制系系統(tǒng)分類類1. 按按噴油器器和供油油量的控控制形式式分:(1)機機械式汽汽油噴射射系統(tǒng):19772年有有德國博博
52、世公司司研制,系系統(tǒng)中汽汽油噴射射控制裝裝置和空空氣計量量裝置以以機械方方式相互互連接,當當發(fā)動機機進氣量量增加時時,空氣氣流量計計的計量量板向上上移動,通通過相連連的杠桿桿機構(gòu)推推動燃油油計量分分配器的的柱塞向向上移動動,使燃燃油計量量槽孔的的開啟截截面積增增大,供供油量增增加,實實現(xiàn)發(fā)動動機的空空燃比調(diào)調(diào)節(jié)。(2)機機電混合合式汽油油噴射系系統(tǒng):119822年德國國博世公公司在機機械噴油油系統(tǒng)基基礎(chǔ)上增增加了電電控單元元和各種種傳感器器,構(gòu)成成機電混混合式汽汽油噴射射系統(tǒng)。系統(tǒng)中中的電控控單元可可以根據(jù)據(jù)水溫和和節(jié)氣門門開度,控控制電液液式壓差差調(diào)節(jié)器器,調(diào)節(jié)節(jié)燃油計計量分配配器內(nèi)系系統(tǒng)油
53、壓壓,控制制計量槽槽進、出出口油壓壓差,從從而控制制噴油量量。(3)電電子控制制方式:控制器器根據(jù)發(fā)發(fā)動機各各種傳感感器輸入入信號,產(chǎn)產(chǎn)生適當當?shù)膰娪陀蜁r間脈脈沖,在在噴射壓壓力和噴噴油孔截截面積一一定時。電磁噴噴油器的的噴油時時間與噴噴油量成成正比,從從而實現(xiàn)現(xiàn)了噴油油量控制制。2. 按按噴油器器位置分分:(1)缸缸內(nèi)噴射射:噴油油器安裝裝在氣缸缸蓋上,汽汽油直接接噴射到到氣缸內(nèi)內(nèi),其特特點:噴噴油時間間精確,混混合氣霧霧化較好好。但噴噴油器要要承受高高溫、高高壓,結(jié)結(jié)構(gòu)復雜雜,成本本較高。(2)缸缸外噴射射 a. 單點噴噴射,只只用一個個或兩個個噴油器器在節(jié)氣氣門體處處,優(yōu)點點為結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單
54、、成本低低、可靠靠性好。但各缸缸混合氣氣濃度差差異大,空燃比控制精度低。 b. 多點噴噴射,使使用與發(fā)發(fā)動機氣氣缸數(shù)相相同的噴噴油器,安安裝在進進氣門處處的進氣氣歧管上上,優(yōu)點點是空燃燃比的控控制精度度高、噴噴油霧化化好,目目前廣泛泛使用。多點噴噴射又分分為同時時噴射、分組噴噴射和單單獨噴射射。同時噴射射:按發(fā)發(fā)動機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動節(jié)拍拍,各缸缸噴油器器同時噴噴油,可可用一個個噴油器器驅(qū)動電電路,結(jié)結(jié)構(gòu)簡單單、空燃燃比控制制精度低低。分組噴射射:將噴噴油器分分成2、3組,按按發(fā)動機機轉(zhuǎn)動節(jié)節(jié)拍各組組交替同同時噴射射,噴油油精度有有所提高高,但增增加了驅(qū)驅(qū)動電路路數(shù)量,且且需要氣氣缸識別別信號,控控制電路
55、路相對復復雜。單獨噴射射方式:按照發(fā)發(fā)動機汽汽缸的工工作順序序和需求求噴油量量,各缸缸噴油器器可以設(shè)設(shè)定一個個最佳噴噴油時間間進行噴噴油。但但系統(tǒng)需需要識別別氣缸,每每只噴油油器噴油油有獨立立的驅(qū)動動電路,電電控系統(tǒng)統(tǒng)更為復復雜,但但各氣缸缸內(nèi)的空空燃比控控制精度度高。最最佳噴油油時間一一般在排排氣行程程上止點點前700。3. 按按博世公公司命名名分類:(1)KK型,機機械控制制燃油噴噴射裝置置。(2)KKE型,機機電混合合式燃油油噴射裝裝置。(3)DD型,使使用壓力力型空氣氣流量計計的電控控燃油噴噴射系統(tǒng)統(tǒng)(電控控式)。(4)LL型,使使用質(zhì)量量型空氣氣流量計計的電控控燃油噴噴射系統(tǒng)統(tǒng)(電控
56、控式)。第二節(jié) 燃油噴噴射控制制系統(tǒng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量空氣流量或進氣壓力測量發(fā)動機溫度、進氣溫度、車速、節(jié)氣門位置測量基本噴油量修正噴油量噴油器ECU一、組成成:燃油系統(tǒng)統(tǒng)、供氣氣系統(tǒng)、控制系系統(tǒng)。二、原理理:ECU根根據(jù)各種種傳感器器信號,判判斷發(fā)動動機工況況和狀態(tài)態(tài),確定最最佳噴油油量,在在噴油壓壓力和噴噴口截面面積一定定時,實實際噴油油量可用用噴油間間歇時間間控制。噴油量量包括基基本噴油油量和修修正噴油油量。三、基本本噴油量量計算為了獲得得發(fā)動機機運行時時的最佳佳空燃比比,提高高其性能能,需要要精確控控制每個個氣缸的的噴油量量。基本本噴油量量是由發(fā)發(fā)動機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和負負荷確定定,由于于電磁噴噴油
57、器的的噴油量量與噴油油器開啟啟時間成成正比,因因此需要要計算每每個發(fā)動動機工作作循環(huán)的的噴油時時間??諝鈿饬髁浚琧c噴油油的常數(shù)數(shù),z氣缸缸數(shù),nn轉(zhuǎn)速速根據(jù)發(fā)動動機轉(zhuǎn)速速和負荷荷,通過過查表可可以得到到基本噴噴有時間間??諝饬髁苛坑嫿Y(jié)構(gòu)構(gòu)不同其其基本噴噴油時間間計算公公式也不不同。熱線式:翼片式:空氣氣流量計計輸出信信號。卡門式:T:噴油油持續(xù)時時間,:基本噴噴油時間間,:噴噴油器無無效時間間,:修修正噴油油系數(shù)。四、修正正噴油系系數(shù)影響響因素:(1)進進氣溫度度修正,進進氣溫度度不同,空空氣密度度也不同同,空燃燃比會發(fā)發(fā)生變化化。因此此,ECCU將根根據(jù)進氣氣溫度變變化,修修正噴油油時間。
58、(2)啟啟動噴油油量修正正,啟動動時,發(fā)發(fā)動機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和溫溫度很低低,發(fā)動動機工作作不穩(wěn)定定,應提提供濃的的混合氣氣,因此適當當增加噴噴油時間間,可以以改善啟啟動性能能。(3)啟啟動后噴噴油量修修正,修修正目的的是保證證發(fā)動機機在溫度度較低,汽汽油霧化化不良的的情況下下能穩(wěn)定定運轉(zhuǎn)。(4)怠怠速暖機機修正,如如果此時時發(fā)動機機溫度較較低,應應提供濃濃混合氣氣,使發(fā)發(fā)動機溫溫度迅速速升高到到工作溫溫度。(5)加加速時噴噴油量修修正,加加速時由由于瞬間間進氣量量增大,會會使混合合氣濃度度下降,為為保證汽汽車具有有良好的的加速性性能,必必須增加加噴油量量。(6)減減速時噴噴油量修修正,與與加速時時相反
59、,減減速時由由于瞬間間進氣量量減少,會會使混合合氣過濃濃,此時時ECUU將根據(jù)據(jù)節(jié)氣門門位置、進氣量量、發(fā)動動機轉(zhuǎn)速速和溫度度進行減減速噴油油量修正正。(7)燃燃油溫度度噴油量量修正,當當汽油溫溫度較高高時,噴噴油器內(nèi)內(nèi)的汽油油會產(chǎn)生生汽化,導導致汽油油密度下下降,實實際噴油油量減少少,當汽汽車熱啟啟動時,應應適當增增加噴油油時間,以以彌補因因汽油汽汽化引起起的燃油油密度的的變化。(8)燃燃油關(guān)斷斷控制,一一種是減減速斷油油控制,另另一種是是超速斷斷油控制制。(9)蓄蓄電池電電壓變化化噴油量量修正,電電池電壓壓變化會會影響噴噴油線圈圈電流的的變化,使使噴油器器的開啟啟時間發(fā)發(fā)生變化化,從而而引
60、起噴噴油量的的偏差,EECU可可以根據(jù)據(jù)電池電電壓變化化,修正正噴油器器的噴油油時間。(10)空空燃比反反饋控制制,為了了降低排排放污染染物,在在汽車排排氣系統(tǒng)統(tǒng)均裝有有三元催催化裝置置,只有有在理論論空燃比比附近,三三元催化化器的催催化效果果最好。用氧傳傳感器為為測量元元件測量量尾氣中中氧氣濃濃度,以以此來調(diào)調(diào)節(jié)噴油油時間,實實現(xiàn)空燃燃比的閉閉環(huán)控制制。在下列條條件下,空空燃比反反饋控制制不工作作。a.發(fā)動動機低溫溫工況(溫溫度低于于60)。b.啟動動及暖機機工況。c.發(fā)動動機大負負荷工況況。d.發(fā)動動機減速速斷油工工況。(11)自自適應修修正,也也稱學習習修正,用用于進一一步提高高空燃比比
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