第二章汽车电子控制系统的使用.ppt
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1、第二章第二章 汽车电子控制系统的使用汽车电子控制系统的使用 p本章研究的主要内容本章研究的主要内容:汽车发动机电子控制系统汽车发动机电子控制系统 汽车电子控制自动变速器汽车电子控制自动变速器 汽车电子控制防抱死制动系统汽车电子控制防抱死制动系统 汽车电子控制防滑转系统汽车电子控制防滑转系统 汽车巡航控制系统汽车巡航控制系统o 学习目标:学习目标:l 了解汽车电子控制系统的基本组成和工作原理了解汽车电子控制系统的基本组成和工作原理l 熟悉汽车发动机电子控制系统的主要功能和正确使用熟悉汽车发动机电子控制系统的主要功能和正确使用l 掌握电子控制自动变速器的使用方法及特点掌握电子控制自动变速器的使用方
2、法及特点l 掌握电子控制防抱死制动系统、防滑转系统使用要领掌握电子控制防抱死制动系统、防滑转系统使用要领l 掌握电子巡航控制系统的使用方法及特点掌握电子巡航控制系统的使用方法及特点 化油器式发动机化油器式发动机 汽油喷射系统汽油喷射系统机机械械式式电电子子控控制制式式机机电电混混合合式式化油器式发动机:化油器式发动机:燃油分布不均,过渡燃油分布不均,过渡与冷态运行混合气成分控与冷态运行混合气成分控制质量差以及难以实现反制质量差以及难以实现反馈控制,排放污染较严重。馈控制,排放污染较严重。2-1 汽车发动机电子控制系统的使用汽车发动机电子控制系统的使用 随着汽车工业的快速发展,能源和大气污染的危
3、机日趋严重,而传统发动随着汽车工业的快速发展,能源和大气污染的危机日趋严重,而传统发动机的控制系统已不能适应人们对环境和能源问题的要求。因此,现代汽车发机的控制系统已不能适应人们对环境和能源问题的要求。因此,现代汽车发动机已普遍采用计算机电子控制系统。动机已普遍采用计算机电子控制系统。由于计算机的强大功能和处理信息的实时性,现代汽车汽油机的电子控制由于计算机的强大功能和处理信息的实时性,现代汽车汽油机的电子控制系统已从最初的燃油喷射和点火正时控制扩展到了发动机的各个方面。系统已从最初的燃油喷射和点火正时控制扩展到了发动机的各个方面。目前,发动机电子控制系统已由单独控制系统向集中控制系统发展。这
4、种目前,发动机电子控制系统已由单独控制系统向集中控制系统发展。这种控制系统各控制项目能够共用传感器所提供的信息,能够协调各单项控制功控制系统各控制项目能够共用传感器所提供的信息,能够协调各单项控制功能的关系,能全面、精确地控制发动机,因而现代轿车已全部使用发动机集能的关系,能全面、精确地控制发动机,因而现代轿车已全部使用发动机集中电子控制系统。中电子控制系统。传感器传感器是一种转换器,是控制系统中信息的输入部分。是一种转换器,是控制系统中信息的输入部分。它用来感知发动机外部条件与自身性能变化的信息,并转换它用来感知发动机外部条件与自身性能变化的信息,并转换为电信号传送给为电信号传送给ECU。电
5、子控制单元(电子控制单元(ECU)是发动机电控系统的中枢,用是发动机电控系统的中枢,用来接受各传感器的信息,并储存、计算、处理信息,形成控来接受各传感器的信息,并储存、计算、处理信息,形成控制指令对外输出以控制执行器。制指令对外输出以控制执行器。执行器执行器受受ECU控制,是控制系统的输出部分,它将控制,是控制系统的输出部分,它将ECU形成的控制指令转变为实现控制目标的物理运动,达到输出形成的控制指令转变为实现控制目标的物理运动,达到输出控制的目的。控制的目的。图图2-1 2-1 发动机电子控制系统组成发动机电子控制系统组成 发动机电子控制系统中的传感器、电子控制单元和执行发动机电子控制系统中
6、的传感器、电子控制单元和执行器相互联系。器相互联系。汽车运行时,传感器反映发动机状况的物理量,它们将汽车运行时,传感器反映发动机状况的物理量,它们将空气进气量或压力、进气温度、冷却液温度、节气门位置、空气进气量或压力、进气温度、冷却液温度、节气门位置、发动机转速、排放中的氧含量等运转参数信号输入发动机转速、排放中的氧含量等运转参数信号输入ECUECU。ECU ECU按设定的程序和最佳参数进行分析、判断和计算,按设定的程序和最佳参数进行分析、判断和计算,并根据计算结果,向各种执行器发出指令信号。并根据计算结果,向各种执行器发出指令信号。执行器控制最佳喷油量和点火时刻,使发动机在各种工执行器控制最
7、佳喷油量和点火时刻,使发动机在各种工况下都处于最优化的状态下工作,保证发动机具有最佳动力、况下都处于最优化的状态下工作,保证发动机具有最佳动力、最小的油耗和最低的排放污染。最小的油耗和最低的排放污染。发动机电子控制系统的工作原理发动机电子控制系统的工作原理2.1.2 2.1.2 发动机电子控制系统的主要功能发动机电子控制系统的主要功能 1 1、汽油喷射控制、汽油喷射控制2 2、点火控制、点火控制3 3、怠速控制、怠速控制4 4、排放控制、排放控制5 5、故障自诊断功能、故障自诊断功能2.1.3 发动机电子控制系统的使用发动机电子控制系统的使用 发动机电子控制系统一般具有自身诊断功能,若出发动机
8、电子控制系统一般具有自身诊断功能,若出现故障,警告灯就会开始闪烁,警示驾驶者系统已发生现故障,警告灯就会开始闪烁,警示驾驶者系统已发生故障。当接通点火开关,发动机未起动时,警告灯亮,故障。当接通点火开关,发动机未起动时,警告灯亮,是正常的,但起动后该灯仍亮,则系统有故障。当系统是正常的,但起动后该灯仍亮,则系统有故障。当系统存在故障时,应及时检查排除,使电子控制系统工作正存在故障时,应及时检查排除,使电子控制系统工作正常,以确保发动机具有良好的性能。常,以确保发动机具有良好的性能。电子控制系统的故障大都是由接触不良引起,因此,电子控制系统的故障大都是由接触不良引起,因此,要保持各接头、接线柱的
9、清洁和接触可靠。禁止使用大要保持各接头、接线柱的清洁和接触可靠。禁止使用大功率的无线电发射装置,对音响和其他无线电设备的天功率的无线电发射装置,对音响和其他无线电设备的天线也应安装在距离线也应安装在距离ECU较远的地方,以防止对系统的干较远的地方,以防止对系统的干扰。电子控制汽油喷射系统要求汽油的清洁度高,使用扰。电子控制汽油喷射系统要求汽油的清洁度高,使用中应定期清洁燃油滤清器,必须使用无铅汽油。中应定期清洁燃油滤清器,必须使用无铅汽油。系统系统ECU是高质量机件,本身故障较少,需要检查时,是高质量机件,本身故障较少,需要检查时,要用专用仪器。安装要用专用仪器。安装ECU时要小心,不能让它受
10、到剧烈时要小心,不能让它受到剧烈振动,并且要防止雨水浸入。蓄电池搭铁极性不能接反,振动,并且要防止雨水浸入。蓄电池搭铁极性不能接反,不允许在未装蓄电池的情况下,用起动设备起动发动机,不允许在未装蓄电池的情况下,用起动设备起动发动机,以免电控系统因过电压而损坏。以免电控系统因过电压而损坏。变速器分类变速器分类手动挡变速器手动挡变速器:MTMT(manualtransmission)manualtransmission)自动变速器自动变速器:1 1)ATAT(Auto Transmission)Auto Transmission)自动变速器自动变速器 液力变矩器作为发动机与变速器传递动力的中间桥梁
11、,液力变矩液力变矩器作为发动机与变速器传递动力的中间桥梁,液力变矩器本身传动效率比较低(低于离合器),所以相对较费油。器本身传动效率比较低(低于离合器),所以相对较费油。2 2)AMTAMT(Auto ManualTransmission)Auto ManualTransmission)电控机械变速器电控机械变速器3 3)ECTECT(Electronic Controlled Transmission)Electronic Controlled Transmission)电控自动电控自动变速器变速器4 4)CVTCVT(Continuous VariableTransmission)Cont
12、inuous VariableTransmission)无级变速器无级变速器 理论上最省油,缺点理论上最省油,缺点:由于采用钢带传动,受制于钢带的强度,无由于采用钢带传动,受制于钢带的强度,无法承载大扭矩。法承载大扭矩。5 5)DCTDCT(Dual Clutch TransmissionDual Clutch Transmission)双离合变速器双离合变速器 自动变速器的一种发展趋势,比自动变速器的一种发展趋势,比ATAT省油,比省油,比AMTAMT舒适性好,可以比舒适性好,可以比CVTCVT承载更大扭矩。承载更大扭矩。2-2 2-2 汽车电子控制自动变速器的使用汽车电子控制自动变速器的使
13、用1 1、电子控制自动变速器组成电子控制自动变速器组成 电控自动变电控自动变速器由速器由机械变机械变速系统、液压控速系统、液压控制系统、电子制系统、电子控制系统控制系统组成。组成。2 2、电子控制自动变速器基本原理、电子控制自动变速器基本原理 汽车行驶时,汽车行驶时,ECT ECU根据各传感器提供的车速、节气门开度、发根据各传感器提供的车速、节气门开度、发动机冷却液温度、动机冷却液温度、ATFATF温度、档位开关、模式选择开关等信号,经过计算、温度、档位开关、模式选择开关等信号,经过计算、处理比较后,按照预先设定的换档规律,确定换档或锁止时机,然后将处理比较后,按照预先设定的换档规律,确定换档
14、或锁止时机,然后将相应的控制信号输送给电磁阀。相应的控制信号输送给电磁阀。电磁阀则通过控制液压控制阀的工作,来完成电磁阀则通过控制液压控制阀的工作,来完成ECT ECU下达的换档、下达的换档、锁止等命令,使汽车在各种使用条件下,实现自动换档,保证汽车顺畅锁止等命令,使汽车在各种使用条件下,实现自动换档,保证汽车顺畅行驶。行驶。而发动机的动力则经飞轮传给液力变矩器,变矩器则根据液压传递而发动机的动力则经飞轮传给液力变矩器,变矩器则根据液压传递的原理,视需要在一定范围内自动、无级地改变输入的转矩和转速并将的原理,视需要在一定范围内自动、无级地改变输入的转矩和转速并将动力传递给机械变速器,当机械变速
15、器内的齿轮根据行驶条件的需要通动力传递给机械变速器,当机械变速器内的齿轮根据行驶条件的需要通过执行元件(离合器、制动器)以某种组合方式传动时,变速器便获得过执行元件(离合器、制动器)以某种组合方式传动时,变速器便获得了不同的速比,产生了各种不同的档位,而动力则由输出轴输出。了不同的速比,产生了各种不同的档位,而动力则由输出轴输出。1 1、自动变速器变速系统结构与原理、自动变速器变速系统结构与原理(1 1)液力变矩器)液力变矩器1 1)常见的液力变矩器)常见的液力变矩器 液力变矩器是变速系统中的无级变速部分。液力变矩器是变速系统中的无级变速部分。常见的三元件式液力变矩器由泵轮、涡轮及导常见的三元
16、件式液力变矩器由泵轮、涡轮及导轮组成。泵轮是主动件,涡轮是从动件,导轮是不轮组成。泵轮是主动件,涡轮是从动件,导轮是不动件。动件。0wn WBDMMMwn WBMMWBDMMMwn 液力变矩器输出转矩随涡轮转速变化而变化。当液力变矩器输出转矩随涡轮转速变化而变化。当汽车行驶阻力变化时,变矩器自动改变输出转矩,汽车行驶阻力变化时,变矩器自动改变输出转矩,以适应路面条件的变化。以适应路面条件的变化。还可保证汽车平稳起步、衰减传动系统中的扭转还可保证汽车平稳起步、衰减传动系统中的扭转振动等。振动等。2 2)电子控制自动变速器中使用的液力变矩器)电子控制自动变速器中使用的液力变矩器 增加了导轮单向离合
17、器和锁止离合器。增加了导轮单向离合器和锁止离合器。分别对应增加两大使用工况:分别对应增加两大使用工况:液力耦合工况液力耦合工况和和机械机械传动工况传动工况。(1)1)液力耦合工况液力耦合工况 导轮转动前为液力变矩器工况,有增距减速作用;导轮转动前为液力变矩器工况,有增距减速作用;导轮转动后为液力耦合器工况,传动效率高。导轮转动后为液力耦合器工况,传动效率高。液力耦合器:由泵轮和涡轮组成。液力耦合器:由泵轮和涡轮组成。液力耦合器只起传递转矩的作用,不能改变转矩大液力耦合器只起传递转矩的作用,不能改变转矩大小。小。(2)2)机械传动工况机械传动工况 锁止离合器分离时,为变矩器工况;锁止离合锁止离合
18、器分离时,为变矩器工况;锁止离合器结合时,为机械传动工况。器结合时,为机械传动工况。避免减少高速传动时的油液传动损失,避免液避免减少高速传动时的油液传动损失,避免液力变矩器效率低的缺点,提高变矩器高速传动工况力变矩器效率低的缺点,提高变矩器高速传动工况下的效率,提高汽车在各种行驶条件下的动力性与下的效率,提高汽车在各种行驶条件下的动力性与经济性。经济性。(2 2)机械变速器)机械变速器 液力变矩器能在一定范围内自动无级改变传动比和转矩比,液力变矩器能在一定范围内自动无级改变传动比和转矩比,但其最大转矩比仅为但其最大转矩比仅为1.72.6,变速范围不宽,变矩能力和效率变速范围不宽,变矩能力和效率
19、之间存在矛盾;之间存在矛盾;另外,还要考虑汽车倒挡行驶,因此还要配合机械式变速另外,还要考虑汽车倒挡行驶,因此还要配合机械式变速器,共同实现汽车从起步到最高车速整个车速范围内的无级器,共同实现汽车从起步到最高车速整个车速范围内的无级变速。变速。机械式变速器机械式变速器(齿轮变速器)(齿轮变速器)定轴式齿轮变速器定轴式齿轮变速器行星齿轮变速器行星齿轮变速器1 1)行星齿轮机构)行星齿轮机构 行星齿轮机构由行星齿轮机构由太阳轮、行星齿轮、行星架和齿圈太阳轮、行星齿轮、行星架和齿圈组成。组成。太阳轮、行星架和齿圈太阳轮、行星架和齿圈三构件中,若将一构件固定,驱动另三构件中,若将一构件固定,驱动另一构
20、件,必将带动剩下的构件。其中,每个都可作输入件、输出一构件,必将带动剩下的构件。其中,每个都可作输入件、输出件或固定件。输入、输出和固定之间的不同组合搭配使传动比变件或固定件。输入、输出和固定之间的不同组合搭配使传动比变化,传动方向变化,此即行星齿轮机构变速的原理。化,传动方向变化,此即行星齿轮机构变速的原理。i 被动件的齿数行星齿轮机构的传动比主动件的齿数12CZZZ21CZZZ2 2)换挡执行机构)换挡执行机构 约束或连接行星齿轮三大构件(太阳轮、齿圈和行星约束或连接行星齿轮三大构件(太阳轮、齿圈和行星架),实现不同的传动组合,达到变换档位的目的。架),实现不同的传动组合,达到变换档位的目
21、的。主要由主要由离合器、制动器和单向离合器离合器、制动器和单向离合器组成。组成。3 3)行星齿轮变速器工作原理)行星齿轮变速器工作原理 当自动变速器的操纵手柄置于不同的行驶位置时,自动当自动变速器的操纵手柄置于不同的行驶位置时,自动变速器控制系统根据行驶条件自动控制换挡机构,使换挡变速器控制系统根据行驶条件自动控制换挡机构,使换挡机构对行星齿轮机构中的基本构件连接或固定,实现自动机构对行星齿轮机构中的基本构件连接或固定,实现自动换挡。换挡。2.2.3 2.2.3 电子控制自动变速器的使用电子控制自动变速器的使用操纵手柄操纵手柄位位操纵手柄操纵手柄雪地模式雪地模式动力模式动力模式1 1、自动变速
22、器档位的使用、自动变速器档位的使用各档位功能:各档位功能:P PR RN ND D3 32 21 1随意换随意换视车速、条件换视车速、条件换停车后换停车后换根据车速、节气门开度等变化因素,根据车速、节气门开度等变化因素,按照设定的换档规律,自动变换档按照设定的换档规律,自动变换档位位变速器最高能够升到变速器最高能够升到3 3、2 2、1 1档档实现空档实现空档停车锁止机构刹住变速器输出轴,防驱动轮转动停车锁止机构刹住变速器输出轴,防驱动轮转动实现倒档实现倒档2 2、自动变速器控制开关的使用、自动变速器控制开关的使用p 模式选择开关模式选择开关 模式选择开关一般提供模式选择开关一般提供经济模式、
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