汽車電子學(xué)概論實(shí)驗(yàn)報(bào)告書.doc

【汽車電子學(xué)概論】選修課程 第一組實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓 名：熊 偉 學(xué) 號：1 0 0 1 5 0 0 2 4 2 學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院 指導(dǎo)教師：蔣 仁 卿 完成時(shí)期：2012年5月5日實(shí)驗(yàn)一、傳感器與電控汽車的相互作用1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕狙菔驹囼?yàn)教學(xué)目的是使學(xué)生了解汽車傳感器和電子計(jì)算機(jī)相互結(jié)合相互作用的控制 原理，了解發(fā)動機(jī)傳感器在汽車上的位置布置。桑塔納2000時(shí)代超人汽車AJR發(fā)動機(jī)電控部件在車上的位置布置如圖1-1所示。2. 實(shí)驗(yàn)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(shí)對發(fā)動機(jī)工況的影響。2.2 發(fā)動機(jī)熱機(jī)時(shí)，觀察水溫傳感器開路對發(fā)動機(jī)熱起動的影響。3. 實(shí)驗(yàn)基本原理桑塔納2000時(shí)代超人汽車AJR發(fā)動機(jī)電控部件在車上的位置如圖1-1所示。桑塔納2000時(shí)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。該車使用AJR電控發(fā)動機(jī)。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(gè)齒，其中兩個(gè)缺齒所指示為第一缸發(fā)動機(jī)的上止點(diǎn)前某個(gè)固定位置，傳感器為電磁感應(yīng)式。當(dāng)信號觸發(fā)齒盤經(jīng)過傳感器的磁頭時(shí)，傳感器產(chǎn)生的交變電壓信號頻率隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化而變化,且。發(fā)動機(jī)ECU根據(jù)交變電壓的頻率和缺口信號識別發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化和第一缸上止點(diǎn)位置，如圖1-3所示。傳感器的觸發(fā)齒盤Z=60個(gè)齒，其中兩個(gè)缺齒所指示為第一缸發(fā)動機(jī)的上止點(diǎn)前某個(gè)固定位置，傳感器為電磁感應(yīng)式。當(dāng)信號觸發(fā)齒盤經(jīng)過傳感器的磁頭時(shí)，傳感器產(chǎn)生的交變 圖1-2 AJR發(fā)動機(jī)曲軸位置與曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的安裝具電壓信號頻率隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化而變化,且。發(fā)動機(jī)ECU根據(jù)交變電壓的頻率和缺 口信號識別發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化和第一缸上止點(diǎn)位置，如圖1-3所示。傳感器的觸發(fā)齒盤Z=60個(gè)齒，其中兩個(gè)缺齒所指示為第一缸發(fā)動機(jī)的上止點(diǎn)前某個(gè)固定位置，傳感器為電磁感應(yīng)式。當(dāng)信號觸發(fā)齒盤經(jīng)過傳感器的磁頭時(shí)，傳感器產(chǎn)生的交變電壓信號頻率隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化而變化,且。發(fā)動機(jī)ECU根據(jù)交變電壓的頻率和缺口信號識別發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化和第一缸上止點(diǎn)位置，如圖1-3所示。水溫傳感器采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻式，安裝在發(fā)動機(jī)水套的出水口上端位置。汽車工作時(shí)，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(jī)的順序點(diǎn)火正時(shí)與順序噴油正時(shí)，水溫傳感器對發(fā)動機(jī)的空燃比控制、點(diǎn)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(jī)的空燃比控制系統(tǒng)中，水溫低時(shí)，空燃比要偏濃，水溫高時(shí)，空燃比可適當(dāng)減稀。這還要看發(fā)動機(jī)的工況來具體分析。在發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火控制系統(tǒng)中，水溫低時(shí)，點(diǎn)火提前角應(yīng)適當(dāng)增大，水溫高時(shí)，點(diǎn)火提前角應(yīng)適當(dāng)減小。在發(fā)動機(jī)的怠速控制系統(tǒng)中，水溫低時(shí)，怠速轉(zhuǎn)速比穩(wěn)定怠速轉(zhuǎn)速要高，加快熱機(jī)過程，水溫正常時(shí)，怠速轉(zhuǎn)速進(jìn)入正常怠速控制范圍。在排放控制系統(tǒng)中，水溫低時(shí)，廢氣再循環(huán)停止工作，水溫高時(shí)，EGR視發(fā)動機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速工況進(jìn)行部分EGR控制。在有空燃比控制的排氣系統(tǒng)中，水溫低時(shí)，一氧化碳排放增加，碳?xì)浠衔锱欧烹S點(diǎn)火情況變化。水溫和排氣溫度正常時(shí)，一氧化碳和碳?xì)浠衔锱欧烹S空燃比變化進(jìn)入到空燃比的閉環(huán)控制。4實(shí)驗(yàn)方法與步驟桑塔納2000時(shí)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(diǎn)切換至“斷開”位置；43起動發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)不著火；44將曲軸位置傳感器接點(diǎn)恢復(fù)“正?！保?5起動發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)順利起動；46再將曲軸位置傳感器接點(diǎn)切換至“斷開”位置，發(fā)動機(jī)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(jī)在進(jìn)行發(fā)動機(jī)基準(zhǔn)空域向時(shí)域向ECU映射計(jì)算的必備條件。發(fā)動機(jī)熱機(jī)后，設(shè)置水溫傳感器接點(diǎn)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(jī)熱機(jī)后熄火，再起動發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)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(jī)，可見發(fā)動機(jī)突然高速點(diǎn)火。（想一想：為什么？）此時(shí)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(jī)空燃比供給過濃，即發(fā)動機(jī)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(gè)項(xiàng)目的演示表明：傳感器與電控發(fā)動機(jī)ECU的相互作用明顯！5實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：51發(fā)動機(jī)曲軸位置傳感器接點(diǎn)開關(guān)的工作切換，盡量在怠速工況下進(jìn)行。52發(fā)動機(jī)“溢流清除”功能表演時(shí)，盡量減少起動馬達(dá)的接通時(shí)間；發(fā)動機(jī)一旦著火，必須立即松開油門踏板，防止發(fā)動機(jī)空載高速運(yùn)行損壞發(fā)動機(jī)。6實(shí)驗(yàn)過程及總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程 本實(shí)驗(yàn)的演示過程是先將汽車發(fā)動機(jī)發(fā)動，然后將空氣流量傳感器拔出，可以通過汽車發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)聲音大致判斷汽車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速稍微有所變化，原因主要是空氣流量傳感器拔掉之后，發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)會重新啟用一套備用房的空氣流量的計(jì)算系統(tǒng)以保證發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的空氣量。但由于其計(jì)算精度較空氣流量傳感器低，因此發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速不會特別穩(wěn)定。此后再拔掉油溫傳感器，對發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)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控系統(tǒng)中的內(nèi)置程序?qū)ⅰ把退馈钡幕鸹ㄈ匦隆熬然睢奔辞宄龤飧字械膹U油汽，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?xì)庵械娜剂显谇宄龔U氣的過程中無法充分燃燒，于是在尾氣管中會形成較多的黑煙。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(shí)驗(yàn)總結(jié) 本次試驗(yàn)中，在實(shí)驗(yàn)老師的精心指導(dǎo)下，我們順利完成了傳感器與電控汽車的相互作用的相關(guān)內(nèi)容。通過本次實(shí)驗(yàn)，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。如果將汽車比作人的身體骨架和血肉，那么整個(gè)電控系統(tǒng)就相當(dāng)于人的大腦和神經(jīng)起著運(yùn)算、分析、控制和傳遞信號的重要作用。而傳感器就相當(dāng)于是人體的眼睛、耳朵、鼻子、皮膚等等感知外部世界信號的部分，由此可見，汽車的高可靠性和高穩(wěn)定性運(yùn)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，為我們以后再自己專業(yè)領(lǐng)域方向的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)二：自動變速器換檔特性的仿真1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕狙菔驹囼?yàn)教學(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(shí)驗(yàn)內(nèi)容：21觀察自動變速器在D檔時(shí)不同的工作模式條件下的換檔位置，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(shí)驗(yàn)裝備簡介：本實(shí)驗(yàn)采用德國ELWE公司電控液力自動變速器仿真教學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)。圖2-1給出該仿真教學(xué)試驗(yàn)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)對象為配置歐寶/通用轎車的自動變速器?？刂瓢迳习惭b有OBD-診斷接口；系統(tǒng)可由PC機(jī)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(jī)上存儲和顯示。系統(tǒng)采用動力、經(jīng)濟(jì)、冬季、強(qiáng)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(jī)轉(zhuǎn)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(gè)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(jī)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(jī)曲軸轉(zhuǎn)速由變頻調(diào)節(jié)旋鈕控制。4實(shí)驗(yàn)方法和步驟4.1油門開度不變，改變發(fā)動機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速來改變車速只是一件仿真方法，嚴(yán)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(jì)、冬季、強(qiáng)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(jī)轉(zhuǎn)速旋鈕使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速至；4.1.6進(jìn)一步旋動發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制旋鈕，讓發(fā)動機(jī)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(jì)工作模式，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(yàn)結(jié)束，將換檔位開關(guān)撥至P檔，發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速旋鈕，使發(fā)動機(jī)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(yàn)結(jié)束，將檔門開關(guān)撥至P檔，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速旋鈕歸零。4、3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理431 檔位升換擋油門開度車速圖，如圖1。4.3.2 檔位降換擋油門開度車速圖，如圖2。檔位升換擋油門開度車速圖：檔位降換擋油門開度車速圖：5. 實(shí)驗(yàn)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(jì)型換檔的同檔升檔車速（變速器輸出轉(zhuǎn)速），低檔升降檔時(shí)，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。6、原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)附表 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)油溫 80（一）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21380120041615鎖止閥2換314001300929353換416401540154059電磁閥14換3860760543213換274064025014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21450130061720鎖止閥2換314001300929403換416501550155070電磁閥14換3870770550213換272062036311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21860177083832鎖止閥2換3196028601322513換4234002340234090電磁閥14換313401240886343換281071033813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223402220105740鎖止閥2換3232023201658633換4294029402940113電磁閥14換3162015201586413換297087041415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227602660126748鎖止閥2換3290029002107803換4335033503350132電磁閥14換3192017901279493換21180108051419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234003250157260鎖止閥2換33700370026441013換4410041004100157電磁閥14換3198018701343703換21540144068626電磁閥22氣門開度85%曲軸轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速車速12341換256005500257398鎖止閥2換35600560027801303換4560056005600215電磁閥14換33900390027871063換234003300154860電磁閥22換12740262072627（2） 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21420132062924鎖止閥2換3150014001007393換426202560254097 電磁閥14換3870770550213換286/65054020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21400132061923鎖止閥2換3152214201015393換452002520252096電磁閥14換313801270900343換275065035016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223202220105740鎖止閥2換3254024401544673換4340034003400130電磁閥14換3191018001286493換21160105050015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3350035002501963換4385039003900151電磁閥14換3216020601472563換21540143068126電磁閥22換19008002218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34100410029301143換4430043004350169電磁閥14換3248024901701653換21880178084832電磁閥22換11140104028811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247004560221690鎖止閥2換