汽車(chē)電子功率控制 EPC技術(shù)培訓(xùn).ppt

1、汽車(chē)電子功率控制（EPC）,主講：何正茂,electronic power control,電子節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)不僅僅是節(jié)氣門(mén)拉線(xiàn)的替代品!,通過(guò)定位節(jié)氣門(mén)，駕駛員在沒(méi)有踏下加速踏板的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元也可以調(diào)節(jié)扭矩。,機(jī)械節(jié)氣門(mén)定位系統(tǒng),在該系統(tǒng)中，駕駛員踏下加速踏板并通過(guò)拉索對(duì)節(jié)氣門(mén)進(jìn)行機(jī)械定位。 當(dāng)踏下加速踏板時(shí)，ECU不能控制節(jié)氣門(mén)的位置，為了調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，ECU必須參考其他的變量，比如點(diǎn)火正時(shí)和噴射正時(shí)。 只有在怠速范圍內(nèi)和巡航控制系統(tǒng)中節(jié)氣門(mén)的定位才可以由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。,電子節(jié)氣門(mén)定位系統(tǒng),在該系統(tǒng)中，節(jié)氣門(mén)在整個(gè)調(diào)整范圍內(nèi)都是由電機(jī)來(lái)控制的。 駕駛員踏下加速踏板，傳感器記錄下加

2、速踏板的位置并將該信息傳遞給ECU，ECU再將相應(yīng)的輸入信號(hào)傳遞給節(jié)氣門(mén)定位器，獲得所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。 但是，如果出于安全或燃油消耗的因素考慮，ECU可以獨(dú)立于加速踏板的位置而控制節(jié)氣門(mén)。 優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)可以根據(jù)不同的需求（駕駛員的輸入，廢氣的排放，燃油消耗以及安全性。）確定節(jié)氣門(mén)的位置。,發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)所使用的能夠影響發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的工具是：節(jié)氣門(mén)、增壓壓力、汽缸壓縮比和點(diǎn)火提前角。,內(nèi)部的扭矩要求包括：?jiǎn)?dòng)、三元催化預(yù)熱、怠速控制、動(dòng)力限制、速度限制裝置、lambda控制。 外部的扭矩要求來(lái)自：自動(dòng)變速箱（換擋點(diǎn)）、制動(dòng)系統(tǒng)（牽引力控制和發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)）、空調(diào)控制、巡航控制。,機(jī)械式節(jié)氣門(mén)定位系統(tǒng)

3、的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制,各種需要的扭矩信號(hào)都被傳遞到ECU，然后再進(jìn)行處理。 扭矩的需求不能得到最優(yōu)化的匹配，因?yàn)镋CU不能直接控制機(jī)械式調(diào)整的節(jié)氣門(mén)。,電子節(jié)氣門(mén)定位系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制,該系統(tǒng)使用以扭矩為導(dǎo)向的發(fā)動(dòng)機(jī)管理模式,它的意義在于： ECU收集所有內(nèi)部和外部的扭矩信號(hào)然后計(jì)算出必須的控制動(dòng)作。該系統(tǒng)比以前的系統(tǒng)更精確，更有效。,系統(tǒng)同時(shí)處理兩條路徑的信息,在第一條路徑中，系統(tǒng)激活影響到增壓的控制變量，這些變量也被當(dāng)作長(zhǎng)期扭矩需求的控制變量。 它們是： 節(jié)氣門(mén)角度 增壓壓力,在第二條路徑中，系統(tǒng)改變影響到獨(dú)立于增壓的短期扭矩的控制變量。 它們是： 點(diǎn)火時(shí)間 噴射時(shí)間 汽缸壓縮,電子節(jié)氣門(mén)控

4、制系統(tǒng)的組成,帶加速踏板位置傳感器的加速踏板模塊 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 節(jié)氣門(mén)控制單元 故障指示燈,用傳感器來(lái)確定當(dāng)前加速踏板的位置并將相應(yīng)的信號(hào)傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。,發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 根據(jù)加速踏板信號(hào)計(jì)算出駕駛員需要的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，并將此信息轉(zhuǎn)換為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?cái)?shù)值。為此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元激活節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置以進(jìn)一步開(kāi)啟或關(guān)閉節(jié)氣門(mén)。在激活節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元也考慮滿(mǎn)足其它的扭矩需求。 此外，它還監(jiān)控“電子節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)”的功能。,節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)出的指令激活節(jié)氣門(mén)。 節(jié)氣門(mén)位置傳感器向發(fā)動(dòng)機(jī)提供節(jié)氣門(mén)位置的反饋數(shù)值。,故障指示燈 向駕駛員提示電子節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)已存在故障。,工

5、作過(guò)程 怠速時(shí) ECU可以從加速踏板位置傳感器的信號(hào)電壓上識(shí)別出加速踏板有沒(méi)有被踏下，怠速控制過(guò)程現(xiàn)在開(kāi)始。,ECU激活節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置并通過(guò)一個(gè)電機(jī)來(lái)定位節(jié)氣門(mén)。 節(jié)氣門(mén)根據(jù)實(shí)際怠速值與規(guī)定怠速值的偏差來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉節(jié)氣門(mén)。,節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的兩個(gè)角度傳感器將當(dāng)前節(jié)氣門(mén)的位置信號(hào)傳遞給ECU。,踩下加速踏板時(shí)： ECU可以從加速踏板位置傳感器的信號(hào)電壓識(shí)別加速踏板被踩下的程度，使用該信息，ECU計(jì)算出駕駛員的輸入并通過(guò)一個(gè)電機(jī)激活節(jié)氣門(mén)的驅(qū)動(dòng)裝置，將節(jié)氣門(mén)定位。 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元同時(shí)控制點(diǎn)火正時(shí)、噴油時(shí)間以及必要的增壓壓力。,ECU在計(jì)算必要的節(jié)氣門(mén)位置時(shí)，允許附加的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩需求因素。 包括： 速

6、度限制裝置 巡航控制 牽引力控制 發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制,當(dāng)需要一定的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩時(shí)，即使加速踏板的位置沒(méi)有被改變，依然可以調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)。,系統(tǒng)部件功能解析,請(qǐng)說(shuō)出上述系統(tǒng)部件的名稱(chēng)？,發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元,簡(jiǎn)單地說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元由以下兩個(gè)處理單元組成功能處理器和監(jiān)視處理器。,功能處理器：接受來(lái)自傳感器的信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行處理并激活執(zhí)行元件。 監(jiān)視處理器：自診斷,監(jiān)視處理器連續(xù)地對(duì)功能處理器的功能進(jìn)行監(jiān)控。同時(shí)，它也檢查功能處理器的輸出信號(hào)并把它與自己的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。功能處理器和監(jiān)視處理器通過(guò)查詢(xún)/應(yīng)答功能來(lái)相互檢查。 如果發(fā)現(xiàn)故障，兩個(gè)處理器能夠影響互相獨(dú)立的節(jié)氣門(mén)控制單元，點(diǎn)火和噴射以關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。 如果E

7、CU出現(xiàn)故障，影響到發(fā)動(dòng)機(jī)工況及EPC無(wú)法 匹配等。,加速踏板模塊,使用兩個(gè)傳感器是為了最大程度地保證安全性。這種系統(tǒng)配置也被稱(chēng)之為“冗余系統(tǒng)”，冗余在字面上的意思是“多余的”。 兩個(gè)傳感器是滑動(dòng)觸點(diǎn)電位計(jì)，它們被安裝在一根公用的軸上，電位計(jì)的觸點(diǎn)和傳送至ECU的電壓隨著加速踏板位置的變化而變化。,如果一個(gè)傳感器發(fā)生故障，則出現(xiàn)以下情況： 在故障存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存故障，并且故障指示燈點(diǎn)亮。 系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng)怠速模式，如果在定義的測(cè)試時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)第二個(gè)傳感器在怠速位置內(nèi)，則車(chē)輛繼續(xù)運(yùn)行。 如果需要節(jié)氣門(mén)進(jìn)入全開(kāi)狀態(tài)，則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速緩慢提高。 此外，也通過(guò)制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)來(lái)識(shí)別怠速。 舒適系統(tǒng)功能，如巡航控制被關(guān)閉

8、。,當(dāng)兩個(gè)傳感器都發(fā)生故障時(shí)，則發(fā)生以下情況： 在故障存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存故障，并且故障指示燈點(diǎn)亮。 發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅在高怠速（最高1500轉(zhuǎn)/分）下運(yùn)轉(zhuǎn)，并不在對(duì)加速踏板作出響應(yīng)。,電路： 兩個(gè)滑動(dòng)觸點(diǎn)電位計(jì)上的電壓均為5V。出于安全性考慮，每一個(gè)電位計(jì)都有其單獨(dú)的電源（紅色）、單獨(dú)的接地線(xiàn)（棕色）和單獨(dú)的信號(hào)線(xiàn)（綠色） 其中一個(gè)電位計(jì)上安裝一個(gè)串聯(lián)電阻。其結(jié)果是兩個(gè)電位計(jì)的特性曲線(xiàn)不同。這對(duì)安全性和測(cè)試功能是必需的。,節(jié)氣門(mén)控制單元,思考：為什么要對(duì)節(jié)氣門(mén)控制單元進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)定？,兩個(gè)角度傳感器向發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元提供當(dāng)前節(jié)氣門(mén)位置的反饋信號(hào)。出于安全性的考慮，使用兩個(gè)傳感器。,兩個(gè)角度傳感器使用共同的電源線(xiàn)

9、（紅色）和接地線(xiàn)（棕色）。 每個(gè)角度傳感器都有自己的信號(hào)線(xiàn)（綠色）。 取決于運(yùn)動(dòng)方向，節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置（藍(lán)色）被激活。,節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置 節(jié)氣門(mén)可以在怠速位置和節(jié)氣門(mén)全開(kāi)位置無(wú)級(jí)的定位。,節(jié)氣門(mén)位置,下機(jī)械停止位 在該位置，節(jié)氣門(mén)關(guān)閉。,下電子停止位,在ECU中定義，它位于下機(jī)械停止位的上部。在工作中，節(jié)氣門(mén)的關(guān)閉位置不會(huì)超過(guò)下電子停止位，這樣可以防止節(jié)氣門(mén)伸入殼體中。,緊急運(yùn)行模式 當(dāng)節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置上沒(méi)有電壓時(shí)，彈簧回位系統(tǒng)把節(jié)氣門(mén)設(shè)置在緊急運(yùn)行模式上，在該位置上，車(chē)輛只能在高怠速下行駛并且功能受到限制。,上電氣停止位 在ECU中定義，它是車(chē)輛在運(yùn)行時(shí)節(jié)氣門(mén)能打開(kāi)的最大角度位置。,上機(jī)械停止位

10、位于上電氣停止位的上部。但是它不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，因?yàn)樗挥诠?jié)氣門(mén)軸的陰影中。,故障所造成的影響 如果節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置出現(xiàn)故障，則節(jié)氣門(mén)自動(dòng)進(jìn)入緊急運(yùn)行位置。 故障被存儲(chǔ)在故障存儲(chǔ)器中，電子節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)的故障指示燈點(diǎn)亮。 駕駛員只能在緊急運(yùn)行狀態(tài)下行駛。 舒適系統(tǒng)的功能被關(guān)閉。,節(jié)氣門(mén)的角度在測(cè)量數(shù)據(jù)塊中是以百分比的方式或角度形式來(lái)顯示的。,信號(hào)失靈造成的影響,如果ECU接收到一個(gè)錯(cuò)誤的信號(hào)，或者角度傳感器沒(méi)有發(fā)出信號(hào)： 故障存儲(chǔ)器中會(huì)存儲(chǔ)故障，并且電子節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)故障指示燈點(diǎn)亮。 對(duì)扭矩具有影響的子系統(tǒng)（例如巡航定速或發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制）都將被關(guān)閉。 負(fù)載信號(hào)用來(lái)監(jiān)控剩下的角度傳感器。 對(duì)加速

11、踏板的響應(yīng)正常。,如果ECU接收到一個(gè)錯(cuò)誤的信號(hào)，或者兩個(gè)角度傳感器都沒(méi)有發(fā)出信號(hào)： 故障存儲(chǔ)器中會(huì)存儲(chǔ)故障，并且電子節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)故障指示燈點(diǎn)亮。 節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置被關(guān)閉。 發(fā)動(dòng)機(jī)僅在1500rmp的高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行、并且不再對(duì)加速踏板的位置做出響應(yīng)。,輔助信號(hào),制動(dòng)燈開(kāi)關(guān) 制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān) 2個(gè)傳感器都集成在位于制動(dòng)踏板的部件中。“制動(dòng)踏板已踏下的信號(hào)被電子節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)使用兩次。 “制動(dòng)踏板已踏下”信號(hào) 使得巡航控制系統(tǒng)關(guān)閉 在加速踏板位置傳感器發(fā)生故障時(shí)，被用作缺省的怠速信號(hào)。,信號(hào)故障所產(chǎn)生的影響 如果一個(gè)傳感器出現(xiàn)故障，或者發(fā)現(xiàn)輸入信號(hào)不正常，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元開(kāi)始執(zhí)行以下功能： 舒適系統(tǒng)的功能 如果一個(gè)加速踏板位置傳感器也發(fā)生故障，那么發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速被限制在高怠速。,電路 在正常位置上，制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)是打開(kāi)的，它從30號(hào)接線(xiàn)