1、汽車電子學(xué)概論試驗指導(dǎo)書實驗一、傳感器與電控汽車的相互作用1. 實驗?zāi)康模罕狙菔驹囼灲虒W(xué)目的是使學(xué)生了解汽車傳感器和電子計算機相互結(jié)合相互作用的控制原理，了解發(fā)動機傳感器在汽車上的位置布置。桑塔納2000時代超人汽車AJR發(fā)動機電控部件在車上的位置布置如圖1-1所示。2. 實驗內(nèi)容：2.1 觀察曲軸位置傳感器斷路或受外界信號干擾時對發(fā)動機工況的影響。2.2 發(fā)動機熱機時，觀察水溫傳感器開路對發(fā)動機熱起動的影響。3. 實驗基本原理桑塔納2000時代超人汽車AJR發(fā)動機電控部件在車上的位置如圖1-1所示。桑塔納2000時代超人汽車的曲軸位置傳感器與水溫傳感器對車輛電控系統(tǒng)的正常工作均有重要影響。該

2、車使用AJR電控發(fā)動機。曲軸位置與曲軸轉(zhuǎn)角傳感器兩者合為一體，安裝簡圖如圖1-2所示。傳感器的觸發(fā)齒盤Z=60個齒，其中兩個缺齒所指示為第一缸發(fā)動機的上止點前某個固定位置，傳感器為電磁感應(yīng)式。當信號觸發(fā)齒盤經(jīng)過傳感器的磁頭時，傳感器產(chǎn)生的交變電壓信號頻率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化而變化,且。發(fā)動機ECU根據(jù)交變電壓的頻率和缺口信號識別發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化和第一缸上止點位置，如圖1-3所示。傳感器的觸發(fā)齒盤Z=60個齒，其中兩個缺齒所指示為第一缸發(fā)動機的上止點前某個固定位置，傳感器為電磁感應(yīng)式。當信號觸發(fā)齒盤經(jīng)過傳感器的磁頭時，傳感器產(chǎn)生的交變 圖1-2 AJR發(fā)動機曲軸位置與曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的安裝具電壓信號頻率

3、隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化而變化,且。發(fā)動機ECU根據(jù)交變電壓的頻率和缺 口信號識別發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化和第一缸上止點位置，如圖1-3所示。傳感器的觸發(fā)齒盤Z=60個齒，其中兩個缺齒所指示為第一缸發(fā)動機的上止點前某個固定位置，傳感器為電磁感應(yīng)式。當信號觸發(fā)齒盤經(jīng)過傳感器的磁頭時，傳感器產(chǎn)生的交變電壓信號頻率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化而變化,且。發(fā)動機ECU根據(jù)交變電壓的頻率和缺口信號識別發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化和第一缸上止點位置，如圖1-3所示。水溫傳感器采用負溫度系數(shù)的熱敏電阻式，安裝在發(fā)動機水套的出水口上端位置。汽車工作時，曲軸位置、曲軸轉(zhuǎn)角和凸輪軸位置上的霍爾傳感器控制發(fā)動機的順序點火正時與順序噴油正時，水溫傳感器對發(fā)動機

4、的空燃比控制、點火控制、怠速控制、排放控制均有重要修正影響。主要表現(xiàn)為：在發(fā)動機的空燃比控制系統(tǒng)中，水溫低時，空燃比要偏濃，水溫高時，空燃比可適當減稀。這還要看發(fā)動機的工況來具體分析。在發(fā)動機的點火控制系統(tǒng)中，水溫低時，點火提前角應(yīng)適當增大，水溫高時，點火提前角應(yīng)適當減小。在發(fā)動機的怠速控制系統(tǒng)中，水溫低時，怠速轉(zhuǎn)速比穩(wěn)定怠速轉(zhuǎn)速要高，加快熱機過程，水溫正常時，怠速轉(zhuǎn)速進入正常怠速控制范圍。在排放控制系統(tǒng)中，水溫低時，廢氣再循環(huán)停止工作，水溫高時，EGR視發(fā)動機負荷和轉(zhuǎn)速工況進行部分EGR控制。在有空燃比控制的排氣系統(tǒng)中，水溫低時，一氧化碳排放增加，碳氫化合物排放隨點火情況變化。水溫和排氣溫度

5、正常時，一氧化碳和碳氫化合物排放隨空燃比變化進入到空燃比的閉環(huán)控制。4實驗方法與步驟桑塔納2000時代超人車上設(shè)置有全車總線故障模擬系統(tǒng)。41首先確定全車電氣總線工作是否正常；42將曲軸位置傳感器接點切換至“斷開”位置；43起動發(fā)動機，發(fā)動機不著火；44將曲軸位置傳感器接點恢復(fù)“正常”；45起動發(fā)動機，發(fā)動機順利起動；46再將曲軸位置傳感器接點切換至“斷開”位置，發(fā)動機立即熄火。上述表明：曲軸位置、曲軸轉(zhuǎn)角傳感器是電控發(fā)動機在進行發(fā)動機基準空域向時域向ECU映射計算的必備條件。發(fā)動機熱機后，設(shè)置水溫傳感器接點開關(guān)至“斷開”位置，可觀察到排氣管冒黑煙（想一想：為什么？）47發(fā)動機熱機后熄火，再起

6、動發(fā)動機，發(fā)動機起功困難，甚至無法重復(fù)起動。48將油門踏板踩到底，重新起動發(fā)動機，可見發(fā)動機突然高速點火。（想一想：為什么？）此時應(yīng)立即松開油門踏板，并可觀察到排氣管直冒黑煙，且黑煙漸漸變少；這是由于水溫傳感的斷路所造成的發(fā)動機空燃比供給過濃，即發(fā)動機噴射“溢流”現(xiàn)象。4.8的演示正是“溢流清除”功能模式的表演。上述各個項目的演示表明：傳感器與電控發(fā)動機ECU的相互作用明顯！5實驗注意事項：51發(fā)動機曲軸位置傳感器接點開關(guān)的工作切換，盡量在怠速工況下進行。52發(fā)動機“溢流清除”功能表演時，盡量減少起動馬達的接通時間；發(fā)動機一旦著火，必須立即松開油門踏板，防止發(fā)動機空載高速運行損壞發(fā)動機。6.

7、實驗過程及總結(jié)： 實驗過程 本實驗的演示過程是先將汽車發(fā)動機發(fā)動，然后講空氣流量傳感器拔出，可以通過汽車發(fā)動機的運轉(zhuǎn)聲音大致判斷汽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速稍微有點變化，原因主要是空氣流量傳感器拔掉以后，發(fā)動機電控系統(tǒng)會重新啟動用一套備用房的空氣流量的計算系統(tǒng)以保證發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)所需要的空氣量。但由于其計算精度較空氣流量傳感器低，因此發(fā)動機的轉(zhuǎn)速不會特別穩(wěn)定。以后再拔掉油溫傳感器，對發(fā)動機的轉(zhuǎn)速沒有什么影響。接著，拔掉水溫傳感器，可以明顯感覺到發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化：先較快的變快，然后又降低。最后將曲軸速度和位置傳感器拔掉，發(fā)動機立即停止工作。而且反復(fù)多次重新打火也不能啟動。只有將所有傳感器重新連接之后再啟動電

8、控系統(tǒng)中的內(nèi)置程序?qū)ⅰ把退馈钡幕鸹ㄖ匦隆凹せ睢奔辞宄字械膹U油氣，經(jīng)過排氣系統(tǒng)從尾氣管排出。由于過低的空燃比使得混合燃氣中的燃料在清除廢氣的過程中無法充分燃燒，于是在尾氣管中形成較多的黑煙。此后，又在老師的指導(dǎo)下完成了美國汽車故障診斷專家系統(tǒng)對汽車故障的診斷，讀取故障代碼，分析故障原因，得出結(jié)論，解決故障問題，最后消除故障代碼的操作。實驗總結(jié) 本次實驗中在老師的精心指導(dǎo)下，我們順利完成了傳感器于電控汽車的相互作用的相關(guān)內(nèi)容。通過本次實驗，我們更深入的了解了汽車最主要的傳感器組成以及傳感器在電控汽車控制系統(tǒng)中的重要作用。如果將汽車比作人體的骨架和血肉，那么整個電控系統(tǒng)就相當于人的大腦和神經(jīng)起著

9、運算、分析、控制和傳遞信號的重要作用。而傳感器就相當于人體的眼睛、耳朵、鼻子、皮膚等等感知外觀世界信號的部分。由此可見，汽車的高可靠性和高穩(wěn)定性運轉(zhuǎn)必須依賴于電控系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)。我想這樣的想法和汽車高度智能化的發(fā)展方向是完全一致的。可以說，汽車電子學(xué)這門課程大大地拓寬了我們的眼界，打破了現(xiàn)有的知識局限，為我們以后在自己專業(yè)領(lǐng)域方向的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。實驗二：自動變速器換檔特性的仿真1實驗?zāi)康模罕狙菔驹囼灲虒W(xué)目的是使學(xué)生了解電控液力自動變速器在不同的換檔參數(shù)（油門、車速）和油溫，不同的工作模式條件下，有不同的換檔位置和速比變化。2實驗內(nèi)容：21觀察自動變速器在D檔時不同的工作模式條件下的換

10、檔位置，速比變化；22觀察自動變速器油溫傳感器信號對自動變速器換檔信號的影響；23觀察換檔電磁閥的邏輯組合。3實驗裝備簡介：本實驗采用德國ELWE公司電控液力自動變速器仿真教學(xué)試驗系統(tǒng)。圖2-1給出該仿真教學(xué)試驗系統(tǒng)由電源供給板，自動變速器仿真板，控制單元板，換檔開關(guān)板四塊教學(xué)模板搭建而成。.2-1自動變速器仿真系統(tǒng)系統(tǒng)仿真對象為配置歐寶/通用轎車的自動變速器。控制板上安裝有OBD-診斷接口；系統(tǒng)可由PC機或診斷儀讀取控制單元中存儲的故障信息。換檔特性曲線可在WinAT軟件支持下在PC機上存儲和顯示。系統(tǒng)采用動力、經(jīng)濟、冬季、強制降檔四種工作模式。工作載荷采用油門開度的百分率分級模擬，發(fā)動機轉(zhuǎn)

11、速采用頻率可調(diào)的信號發(fā)生器。電氣總線供電方式采用大眾公司的四線系。四塊教學(xué)模塊通過8個4mm的聯(lián)接插座連結(jié)成仿真電控液力自動變速器整體。換檔電磁閥、鎖止電磁閥的數(shù)碼管位于自動變速器的控制單元板上。在開關(guān)上安裝有自動變速器的檔位開關(guān)，油門百分率調(diào)節(jié)旋鈕，以及自動變速器的工作模式，選擇開關(guān)等。在仿真板上安裝有發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速，液力變矩器渦輪轉(zhuǎn)速，自動變速器輸出軸轉(zhuǎn)速，車速和檔位指示表頭等。發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速由變頻調(diào)節(jié)旋鈕控制。4實驗方法和步驟4.1油門開度不變，改變發(fā)動機轉(zhuǎn)速（注：由于自動變速器仿真板上不存在片式離合器、制動器、帶式制動器、單向離合器等動力傳遞元件，依靠改變發(fā)動機轉(zhuǎn)速來改變車速只是一件仿

12、真方法，嚴格來說不夠科學(xué)！），觀察換檔位置，觀察換檔電磁閥A、B動作，觀察鎖止電磁閥動作。 4.1.1接通電源15號和30號線，連接電源接地31號線，將檔位指示開關(guān)撥至D檔； 4.1.2選擇自動變速器的工作模式開關(guān)（動力、經(jīng)濟、冬季、強制降檔）至動力檔；4.1.3選擇油溫傳感器位置以上；4.1.4調(diào)節(jié)油門開度百分率分級開關(guān)至45%；4.1.5調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速旋鈕使發(fā)動機轉(zhuǎn)速至；4.1.6進一步旋動發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制旋鈕，讓發(fā)動機轉(zhuǎn)速從上升到，觀察動力換檔模式條件下，各檔的升檔和降檔過程；觀察換檔電磁閥A和B的動作過程和邏輯組合；觀察液力變矩器鎖止電磁閥的動作過程；4.1.7變換自動變速器為經(jīng)濟工作模

13、式，重復(fù)上述4.1.4至4.1.6過程，觀察換檔位置如何變化；4.1.8將油溫轉(zhuǎn)感器位置調(diào)至C，重復(fù)4.1.4至4.1.6過程，觀察換檔表頭如何變化；4.1.9試驗結(jié)束，將換檔位開關(guān)撥至P檔，發(fā)動機轉(zhuǎn)速旋鈕歸零，油門百分率分級開關(guān)歸零。4.2發(fā)動機轉(zhuǎn)速不變,(注:同4.1注)改變油門開度百分率，觀察換檔位置，觀察換檔電磁閥A、B動作，觀察鎖止電磁閥動作。4.2.1同4.1.1至4.1.3，并使油門百分率旋鈕處于30%4.2.2調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速旋鈕，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速升至；4.2.3連續(xù)調(diào)節(jié)油門開度百分率分級開關(guān)至60%；4.2.4觀察動力換檔模式條件下，各檔位的升檔和降檔過程，觀察換檔電磁閥A和B的動

14、作和邏輯組合；觀察液力變矩器鎖止電磁閥的動作過程；4.2.5正反向重復(fù)4.1中4.1.7，觀察換檔位置如何變化；4.2.6試驗結(jié)束，將檔門開關(guān)撥至P檔，發(fā)動機轉(zhuǎn)速旋鈕歸零。5. 結(jié)論5.1油門開度不變，動力型換檔的同檔升檔車速（變速器輸出轉(zhuǎn)速）高于經(jīng)濟型換檔的同檔升檔車速（變速器輸出轉(zhuǎn)速），低檔升降檔時，車速變化的幅度更大；5.2車速（變速器輸出轉(zhuǎn)速）不變，油門開度愈大，變速器對應(yīng)的工作檔位愈低；5.3自動變速器是提前升檔，推遲降檔，同檔位的升檔車速與降檔車速不重合；5.4變速器油溫過低，自動變速器限制升至超速檔。實驗數(shù)據(jù)油溫80普通模式節(jié)氣門開度5%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換2

15、1370120041016鎖止閥2換314001300930353換416501550155060電磁閥14換3850750540203換275065025015電磁閥22氣門開度15%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換21450130062021鎖止閥2換314001300630403換416501540154070電磁閥14換3870780550203換272062036010電磁閥22氣門開度30%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換21850177084030鎖止閥2換3195028501320503換42340234023

16、4090電磁閥14換313401240885353換280070034014電磁閥22氣門開度45%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換223402220106040鎖止閥2換3232023201660653換4294029402940115電磁閥14換316201240885353換297070034014電磁閥22氣門開度60%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換227602660130048鎖止閥2換3290029002110803換4335033503350130電磁閥14換3192018001280503換211801080

17、51520電磁閥22氣門開度75%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換234003250157060鎖止閥2換33700370026451003換4410041004100160電磁閥14換3198019004345703換21550145068525電磁閥22換19007502107節(jié)氣門開度85%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換2560055002570100鎖止閥2換35600560027801303換4560056005600215電磁閥14換34000390027901053換235003300455060電磁閥22換12750260073030

18、動力模式節(jié)氣門開度5%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換21420132063024鎖止閥2換3150014001005403換4262025602540100電磁閥14換3870780550213換29065054020電磁閥22氣門開度15%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換21400132062023鎖止閥2換3152014201015393換452002520252096電磁閥14換313801270900353換275065035015電磁閥22氣門開度30%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換22320222010

19、5740鎖止閥2換3254024401545673換4340034003400130電磁閥14換3190018001286503換21150105050015電磁閥22氣門開度45%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換233003200152557鎖止閥2換3350035002500963換4385039003900150電磁閥14換3215020501470563換21550143068026電磁閥22換19008002208節(jié)氣門開度60%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換228002700116075鎖止閥2換34100410029301153換443

20、0043004350170電磁閥14換32480250017006553換21880178085032電磁閥22換11140104029010節(jié)氣門開度75%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換247004560221590鎖止閥2換34900480023431353換4450051005200200電磁閥14換3290027802000753換223002220105540電磁閥22換11600140038515節(jié)氣門開度85%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換2560055002250105鎖止閥2換35700560027001603換4600060006000230電磁閥14換33900380027501083換234003300157260電磁閥22換12750265073030雪地模式節(jié)氣門開度5%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速1234鎖止閥3換4296028602860112電磁閥14換3103077066525電磁閥2節(jié)氣門開度15%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速1234鎖止閥3換4286028602860110電磁閥14換386077054325電磁閥2節(jié)氣門開度30%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出