汽车电控单元（精选8篇）
汽车电控单元 篇1
1 汽车电控单元控制原理
以发动机控制单元为例予以说明，有以下几种控制方式。
1.1 利用查询控制器中预先存入标准表值进行输出驱动执行元件
为了精确计算出点火提前角和燃油喷油提前角和喷油脉宽，控制器内部预先存入一个标准的表格，控制器根据传感器传来信号计算出的数值必须和这个标准表格对照，最后输出一个校正的值来控制执行器工作。
1.2 电控单元直接输出正电
恒定5V/12电压被用于运行微处理器的，它是由电源电压在发动机控制单元内部产生的，是专门用于传感器的电源，如图1所示。为了输出电压信号，一般传感器用0～5V的电压变化来代替被检测的位置信号。
1.3 采用上拉拔电阻或下拉拔电阻的分压检测分流电压
图1中电控单元测量电流直接流向传感器，或是测量电流从传感器流入控制单元。通过拔出(下拉拔电阻)或插入(上拉拔电阻)电阻组成分压电路。电阻R1、R2、R3为上拉拔电阻(电源在电控单元内部)，电控单元检测到A、B、C三点的电位，就可以检测到线路连接、传感器和开关的工作状态。图1中电阻R4为下拉拔电阻(外加电源，电控单元内部搭铁)。
(1）开关信号
图2为开关信号电路，控制单元在拉拔电阻前供给电压。根据系统不同，电压可以是5V持续电压或者是12V持续电压或脉冲电压及信号。控制单元内的拉拔电阻作为分压器预制于传感器或开关前。开关将通常为5或12V的预压电位计接地。控制单元对开关状态的电压值进行分析(此情况0或12V)。为了能够在整车电源低压状态下使用电位计值，电源电压要始终明显低于整车电压。
同理，电控单元也可以通过脉冲信号检测开关触点电位不同来判断不同的档位，驱动相应的执行件工作，例如车门控制单元控制车窗的升降，转向开关、巡航开关等，如图3所示。
(2）电位计、温度传感器信号
在写入模式下可以记录NTC的特征线，NTC特征线在高温时呈平缓趋势，因此NTC仅适用于低温测量，对于极端高温应采用PTC电阻(如排气温度)。特征线在PTC情况下成水平逆转。拉拔电阻与NTC形成分压器，分流电压为控制单元的测量值。根据温度变化，电压始终在0～5V之间变化。若加载电压超出这个范围，可能会造成存储单元的故障存储记录。
2 汽车电控单元的检测
2.1 直观检查法
直观检查法是指依靠修理人员的视觉去观察电路、元器件等的工作状态，从中发现异常现象，直接找到故障的部位和原因的方法。
2.2触摸检查
在检测过程中，要求汽车电脑必须是在工作的状态下进行，可以通过接触去寻找故障点。在对可疑元器件接触的过程中，感知其温度，再与正常情况下进行比较，以判定其工作是否正常。
2.3电压检查法
电压检查法主要是对汽车电脑内关键触点的电压进行实时测量，以找出故障部位。例如集成电路的供电电源，受点火开关控制的电源，内部经过集成稳压器或调整只极管输出的稳压电源。
2.4示波器检查法
示波器检查法是采用汽车专用或通用示波器，对汽车电脑中关键点的波形进行测量，通过观察波形，判定故障部位的检查方法
参考文献
[1]侯树海.汽车单片机及局域网技术.北京:高等教育出版社,2005
[2]杨庆彪.现代轿车全车网络系统原理与维修.北京:国防工业出版社,2007
[3]顾柏良.BOSCH汽车工程手册.北京:北京理工大学出版社,2004
汽车电控单元 篇2
电控汽车的使用和维修
由于现代汽车上使用了大量的`电子控制系统,而电子元件本身对高温、高压及高湿度等较为敏感,因此在电控汽车的使用与维修过程中应尽量避免高温、高压及高湿度的环境.在使用和维修过程中应该注意以下几个方面.
作 者：樊少军 邹清 臧宏辉 FAN Shaojun ZOU Qing ZANG Honghui 作者单位：二炮青州市官学校 刊 名：汽车工程师 英文刊名：TIANJIN AUTO 年，卷(期)： “”(5) 分类号：U4 关键词：汽车电控单元 篇3
关键词：汽车电子,电子控制,单片机,启发式
0前言
应用型本科教育的培养目标就是培养具有一定理论知识和较强工程实践能力, 着重掌握某一领域的专门技术的应用型人才, 它的兴起和发展就是为了满足社会对高层次技术型人才的需求。汽车电控系统已广泛应用于汽车的发动机控制、底盘控制、车身控制、故障诊断以及音响、通信、导航等各个方面。汽车控制系统的电子化程度逐年增加, 被认为是汽车技术发展进程中的一次革命。为了给企业输送合格的专业技术人才, 汽车相关专业的本科生都要开设汽车电控方面的专业课, 在此方面进行系统的学习。
汽车电控单元与接口技术是车辆工程和汽车服务工程两个专业本科生的专业核心课程, 是学生将来从事汽车电子与控制技术工作的基础理论。该课程主要介绍汽车电子控制系统的结构及控制原理, 以及故障诊断等内容。通过对本课程的学习, 使学生熟悉目前国内外汽车电控系统发展的最新动态, 掌握汽车电控系统的基本结构、工作原理和故障形式, 培养学生运用检测仪器对汽车电控系统进行故障检测、诊断和维修等的实践能力。因此, 在有限的课时中如何让学生既掌握汽车电控单元特点、工作原理、设计方法, 同时还要使学生具备一定的实践能力, 如分析问题、解决问题的能力, 这些都是该课程在教学过程中必须思考和努力去实现的问题。然而, 现有的汽车电控单元与接口技术的教学方法很大程度上仍继承于普通专业基础课程的教学模式, 即分别利用独立章节教授独立的内容。显而易见, 这样的教学方法不适应内容综合性强, 且存在多学科交叉的课程教学。另外, 教材内容与车辆工程和汽车服务工程专业的要求仍存在一定差距, 且教学模式过于传统、单一。本文针对该课程教学中存在的问题, 探讨更有效的教学方法和手段, 从而达到提高教学效果的目的。
1 教学内容整合
汽车电控单元与接口技术课程的主要内容包括单片机接原理与接口技术、汽车电控单元原理、汽车通信技术、汽车电控单元性能分析与故障检测等内容。由此可见, 该课程内容繁杂, 且存在多课程融合与交叉, 这给教学带来一定的困难。在教学内容安排上, 教师应进行积极探索和调整。由于汽车电控单元与接口技术是在汽车构造、电工电子技术、微机原理与接口技术、智能控制技术、现代通信技术等专业基础课程上开展起来的。虽然这些专业基础课程是为汽车电控单元与接口技术提供知识准备, 但教材内容仍有很多重复和交叉。例如关于单片机工作原理、ABS控制原理的介绍, 如何处理这些交叉内容是教师首先要解决的难点。针对重复的内容出现在不同的课程里的问题, 一方面由相关课程的教师进行沟通交流, 协商处理交叉内容的处理方法。如将相关部分内容集中于某一门课程中进行教学, 其他课程不再涉及。另一方面, 根据学生知识水平结构和要求掌握的程度不同, 在不同课程里进行统一安排, 例如将知识点划分了解、理解、掌握、应用等层次, 然后在不同的课程中合理分配相应的教学内容。
在确定课程教学内容的基础上, 下一步就要进行教学内容的组织与融合。对于任何一种汽车电控系统而言, 一般都是由传感器、电控单元、执行器三大部分组成, 因此在介绍具体的汽车电控系统时, 都是从这三大部分的性能要求、工作原理、设计要点来进行讲述。为了进行教学内容的融合, 采取了区别于其他专业基础课的教学方法。就汽车电控系统而言, 在教学的过程中首先分别介绍三大组成部分的特点、工作原理等内容, 实现知识点纵向上的深入, 一方面复习基础知识, 另一方面对相关内容进行更深入的学习;然后以系统的思想将三大组成部分联系起来, 达到横向上的沟通。在具体教学方法上, 可以信号流为思想, 分别介绍他们之间关系和功能;最后通过任务驱动法, 以实现特定的功能或目标, 从硬件、软件两个方面开展实践教学, 使学生由点及面、由理论到实践地进行学习。
2 教学手段改革
多媒体教学技术通过将图片、文字、声音、影像融为一体, 构成立体的教学模式, 不仅能丰富课堂内容, 增加教学趣味性, 而且使抽象的教学内容具体化、形象化, 让学生对需要掌握知识形成直观的认识。例如在讲解发动机控制单元的工作原理时, 可通过动画形象描述执行器是如何根据发动机控制器的指令改变节气门开度, 实现发动机的转速控制的。通过配合相应的动画, 使得抽象的发动机工作原理更加直观, 学生理解起来也更为容易。由此可见, 通过多媒体进行教学容易实现知识的多种信息传导, 充分调动学生的学习积极性, 从而提高教学的质量。除了采用多媒体教学手段外, 也可采用Proteus仿真软件进行电控单元虚拟实验教学, 例如基于Proteus的虚拟实验平台实现车身控制系统、电子稳定系统、汽车底盘控制系统和传感器信号分析与处理等内容。利用Proteus进行虚拟实验, 一方面可解决当前普遍实验条件不足的问题, 作为传统实验的重要补充;另一方面将课堂实验转变为课后实验, 学生可在图书馆, 甚至寝室进行学习, 增加了学习自由性。借助虚拟实验, 不仅丰富了实践性教学的手段, 而且有利于现代实验教学观念的更新。
从教师和学生在教学过程中扮演的角色来看, 教学方法可分为“填鸭式”与“启发式”两大类。传统的“填鸭式”教学方法一般采取平铺直叙的方法进行教学, 这样的教学方法不能充分调动学生的学习积极性, 学生往往处于被迫学习状态, 直接表现就是课堂气氛沉闷。而“启发式”教学方法以学生为主体, 教师为主导, 通过提问、置疑、实验演示、师生互动等方式引导学生独立钻研, 使学生全面发展。在应用启发式教学方法时, 教师可针对汽车电控单元与接口技术的重要性和教学特点, 将启发式教学方法与Proteus软件仿真技术相结合, 充分发挥启发式教学方法激发学生思考、活跃课堂气氛的优点。同时, 利用电路仿真技术将教学内容和教学方法实施手段具体化, 以具体的任务驱动学生积极思考。教学实践证明, 结合启发式教学方法的电控单元仿真技术, 可以引导学生积极思考, 促进教师与学生的互动, 能解决本课程教学内容过于繁杂的问题。
3 结论
对汽车电控单元与接口技术课程中内容进行横向融合, 将相关课程中的相关内容进行整合, 确定该课程的讲述内容和学习要求;在此基础上, 进行本课程讲述内容的纵向梳理, 基于任务驱动法将本课程内容以任务为目标进行组织与联合。在教学手段上, 结合软件仿真技术, 让学生形成知识点的感性认识。另一方面, 实施启发式教学方法, 引导学生积极思考, 促进教师与学生的互动。教学实践证明, 按照本文的教学方法进行教学, 不仅能改善课堂气氛, 还可提高学生的学习兴趣和知识掌握能力。
参考文献
[1]张志勇, 李岳林, 刘志强, 等.基于软件仿真的单片机课程启发式教学方法探索[J].科教导刊, 2011 (10) :52-53.
[2]伍冯洁, 谢斌.基于Proteus与Keil的单片机实验教学改革[J].实验室研究与探索, 2009.28 (7) :125-127.
[3]龙志强, 施晓红, 谢云德“.任务驱动法”在单片机系统设计教学中的实践[J].实验室研究与探索, 2008.27 (3) :101-102.
车载电控单元测试研究 篇4
随着汽车电子控制单元(Electronic Control Unit,以下简称ECU)的发展,ECU的质量对整车质量的影响越来越大,ECU的测试作为其开发过程中必不可少的一部分,对保证其质量是至关重要的。传统意义上理解的ECU测试可能仅仅是对应用功能的测试,但实际上,ECU的开发过程中包含了各种不同侧重点的测试活动,正是这些测试活动组合在一起才能真正有效保证其质量。本文以实际工作经验为基础,阐述了各项测试活动的测试内容、测试意义及测试实施要点,对入行不久的ECU开发测试工程师或其相关的产品设计发布工程师均具有一定的借鉴意义。
1 测试流程
ECU的测试流程与开发流程是息息相关的,不同的开发阶段,测试活动有所偏重,具体如图1所示。需要说明的是,软件开发基础阶段即ECU基本功能实现,协议层较为稳定;软件开发完备阶段即ECU全部功能实现,且基本功能已通过测试验证。同一阶段的测试活动一般没有严格的先后顺序,可以同时进行。
2 测试活动详述
2.1 代码测试
代码测试作为最初级的测试活动,旨在保证代码质量,其包括三个环节,每一个环节都可在专业的测试工具下搭建测试环境进行测试活动。
一是代码审查,可使用DAC工具,通过创建项目、配置项目、选择规则/度量标准、执行检查等操作生成测试结果,然后对生成的结果进行分析整理,形成测试报告。其主要作用是参考MISRA-C等规则检查代码的编程规范。
二是静态分析,可使用Goanna工具,在安装了Goanna的集成开发环境中创建项目,运行Goanna生成测试结果,然后对生成的结果进行分析整理,形成测试报告。其主要作用是检测代码的运行时错误,如数组/指针越界、死循环、死代码等。
三是动态单元测试,测试之前需要根据需求分析文档、软件详细设计文档等设计相应的测试用例,然后可使用Tessy工具,创建测试项目、指定测试环境和添加源文件、编辑测试接口、输入测试用例、执行测试生成测试结果,然后对生成的结果进行分析整理,形成测试报告。其主要作用是通过实际运行被测程序,检查运行结果与预期结果的差异,并分析运行效率和健壮性等性能。
虽然专业的测试工具有其不可替代的优势,特别是Tessy这种专门用于嵌入式软件动态测试的工具,但考虑到开发成本问题,代码测试也可以通过手动代码审查及在原有开发环境中编写测试脚本进行动态测试来代替。当然,这种测试方式对代码测试人员的专业素质有着更高的要求。
2.2 总线协议测试
总线协议测试包括总线性能测试和诊断协议测试两个部分。总线和诊断是大多数ECU必不可少的功能,具备较强的的通用性。
总线性能测试主要以总线所遵循的标准(如CAN总线基于ISO11898)、及被测ECU的通讯矩阵等为依据制定测试规范,测试内容[1]包括物理层、数据链路层、交互层、网络管理、网络错误处理等,其一般测试环境配置如图2所示,其中总线监测/模拟系统如Vector的CANoe,总线干扰仪如CANstress,总线示波器如CANscope等。由于Vector的工具彼此适配良好且具备强大的开发功能,我们可以通过编写测试脚本实现总线性能的自动化测试。
诊断协议测试主要以总线所遵循的诊断标准(如CAN总线基于ISO 14229/ISO 15765)、及被测ECU的诊断参数列表为依据制定测试规范,测试内容包括被测ECU的诊断参数列表上定义的所有诊断服务。该测试也可利用特定的测试工具进行自动化测试,如利用Vector的CANdela生成诊断数据库文件,利用CANdiva进行诊断规范的自动化测试等。
2.3 系统功能测试
系统功能测试是最基本的测试活动,其着眼于ECU的应用功能,一般可分为台架测试和实车测试两个部分。无论是台架测试还是实车测试,都需要根据功能需求规范等需求文档进行需求分析并编写测试用例,台架测试应尽可能多的覆盖所有测试用例,而实车测试一般难以覆盖所有的测试用例,如故障情况、极限条件情况、整车供电变化情况等。除此之外,ECU的开发一般与整车开发同步,而开发阶段的实车测试资源有限,这也是实车测试的局限。
正因为实车测试的局限性,为避免测试疏漏,台架测试环境应尽量模拟实车环境。传统台架测试环境一般包括电源、被测ECU、实际/模拟的I/O口、总线监测/模拟工具及其他测试测量工具等,这对于ECU开发初期的功能测试是必不可少的,它便于分析问题原因,便于优化测试用例及测试方法。但当ECU的开发趋于稳定,开发周期越来越短,基于传统台架测试环境的功能测试就显得有些笨拙,我们需要更加智能便捷的自动化测试。典型的自动化测试系统如HIL等[2],它将传统台架测试所需的各个部分集成在一起,并带有测试开发环境,通过编写测试脚本,可以实现大多数测试用例(通常是已经过台架测试优化的)的自动化测试。图3展示了一个HIL系统的测试机柜及其开发环境编写的测试界面。除了专业的自动化测试系统,我们也可以利用常用总线工具(如CANoe、Vehicle Spy)的开发功能,甚至结合方便调用各类硬件接口的开发环境(如Lab VIEW)实现半自动化测试,如此既提升了测试效率也兼顾了测试成本。
然而,无论台架测试环境多么仿真实车环境,实车测试仍是必不可少的。实际的测试活动中,实车测试往往能发现许多令人难以想像的问题甚至是设计缺限。对于一般的汽车电子零部件供应商,实车测试常常到主机厂DRE验收测试才进行,但对于主机厂自主开发的ECU,实车测试的进行就相对要便利得多。
2.4 性能参数测试
各ECU的性能参数千差万别,如音视频导航系统的音频、视频、GPS相关性能指标,BCM/PEPS系统的射频、低频通信指标,也有如同最大工作电流、休眠电流等通用的性能参数。性能参数是否达标既依赖于ECU开发初期的硬件选型,也依赖于软件实现。因此,我们不能仅仅依靠硬件供应商提供的性能参数报告,而需要在软件集成达到一定成熟度时,进行整体的性能参数测试。当然,很多性能参数的测试对测试环境及测式设备要求较高,ECU的开发商可以根据自身的测试资源选择自己进行测试或到专业的实验室完成测试。
2.5 可靠性测试
可靠性测试是一个比较宽泛的概念,这里主要指软件的可靠性测试,对于硬件的可靠性测试,则主要在环境试验中体现,下一节将会具体阐述。
软件可靠性测试有压力测试、交互测试、破坏测试、随机测试等测试方式。压力测试通常以最基本的功能为基础,通过制造极端条件(如总线负载率达100%)或大量重复操作(如反复点火)等来验证ECU在压力状态下功能是否正常。交互测试可分为内部交互与外部交互,内部交互主要考虑ECU各功能模块之间的影响,外部交互则考虑被测ECU与车上其他ECU之间的影响。破坏测试即故意制造错误条件,以验证ECU在错误状态下的保护机制,并且能否从错误中恢复。随机测试,顾名思义就是进行随机操作,在没有被预先设定的测试规范所框住的情况下,随机测试常常会有意想不到的收获。
事实上,可靠性测试可以认为是系统功能测试的有效补充,很多ECU的开发甚至不会严格区分这两者,只是在测试的不同阶段,执行上会有所偏重。在ECU开发初期,一般主要进行基本的系统功能测试,当系统功能趋于稳定的时候,会日渐加重可靠性测试的执行度。可靠性测试的执行过程中,压力测试、交互测试、破坏测试可通过自动化测试达到较高的执行效率和执行覆盖度,随机测试则一般通过手动测试进行。
2.6 环境试验及电磁兼容试验
环境试验[3]3]即考察ECU在不断经受自身及外界气候环境、机械环境影响的情况下,是否仍能在一定寿命时间内保持正常工作。它可以被认为是一种基于硬件性能的可靠性测试。环境试验的具体项目包括电气试验、机械试验、温度试验、湿度试验、盐雾腐蚀试验、耐工业试剂试验、外壳防护试验、可靠性耐久试验等,不同的ECU所需试验的项目及试验要求都不尽相同。按开发阶段划分,环境试验可分为设计验证(Design Validation,DV)和产品验证(Product Validation,PV)两个部分。设计验证需要进行所有项目的试验,试验样品所用的材料、尺寸等必须符合量产状态,试验结果将作为设计冻结的依据,使ECU进入小批量生产阶段;而产品验证可以只选取部分在设计验证试验期间出现失效或者认为风险较高或者生产工艺对试验结果有影响的试验项目,但试验样品必须是从正式生产线制造出来的,试验结果将决定ECU能否正式进入批量生产阶段。
很多时候我们需要在特定的环境试验箱中进行耐久试验,试验过程的监控首先应考虑ECU所有的硬件模块及I/O口,以防设计失效未检测到;其次试验监控数据特别是异常结果应注意保存,它是分析失效原因,改进硬件设计的的重要依据;再者,应尽量使监控流程易于执行,满足长时间周期性监控的要求。在实际的ECU开发过程中,我们应该根据环境试验相关标准(如ISO 16750、IEC 60068等),结合ECU自身特性,确定试验项目和试验计划,并制定及实施试验监控方案。从功能性和经济性考虑,以Lab VIEW等作为上位机,结合低成本的总线功具及适应ECU I/O口的负载板的环境试验监控系统有较高的实用性。图4列举了一个基于Lab VIEW开发的环境试验监控系统的上位机实例。
电磁兼容试验即测试ECU在其电磁环境中能否正常工作且不对该环境中任何事物造成不能承受的电磁骚扰,它包括电磁骚扰发射试验和抗扰度试验两个部分。同性能参数测试类似,电磁兼容试验对试验场地及试验设备有较高要求,一般ECU供应商会选择委托专业实验室进行。另外,环境试验和电磁兼容试验均以测试ECU硬件为主要目的,对软件完备性没有严苛要求,通常在软件开发初期,软件实现基本功能,能满足试验监控需求即可。
2.7 生产下线检测
ECU从工厂生产线下线后,需要经过测试以验证其生产合格,同时还需要将ECU的生产信息,如序列号、生产日期等写入ECU内部。生产下线检测方式[4]4]与环境试验监控方式类似,这里不再赘述。需要补充的是,生产下线检测所用软件一般是较为完备的正式软件(具备诊断功能),除了应用功能检测外,还可以利用其故障诊断功能进行自查;其次,由于生产下线检测一般是由没有专业背景的工人来操作,检测系统需要更加简明易行;再者,每个ECU都应保留其检测报告,便于后续问题追溯。
2.8 整车装车测试
整车装车测试是指ECU到达主机厂并装配到实车上后的功能测试,该项测试一般会以点检的形式,选取少数基本功能进行验证。除此以外,还需要通过诊断仪对ECU的零件号、软/硬件版本号、故障码等信息进行确认,有的还需记录ECU与实车的绑定关系、写入实车配置信息等,这些也可以算作装车测试的一部分。整车装车测试应充分适应主机厂总装生产线的环境和装配流程。
3 总结
本文几乎涵盖了ECU开发过程中所涉及的所有测试活动,各项测试活动的目的虽然不尽相同,但测试方法却可互相借鉴。我们若能知其意义、明其方法,在开发立项之初,充分评估各项测试活动所需资源,制定合理的测试方案及测试计划并有效实施,对于保证ECU质量及整车质量必是大有所益。
参考文献
[1]QJGAC1523.053-2016,低速CAN ECU总线测试方法[S].广州:广州汽车集团股份有限公司,2016.
[2]黄胜龙.汽车发动机ECU的自动化HIL仿真测试平台的研究与实现[D].吉林:吉林大学,2013.
[3]QJGAC 1523.028-2014,电子电气零部件环境适应性及可靠性通用试验规范[S].广州:广州汽车集团股份有限公司,2014.
电控汽车结构5题 篇5
早期生产的电喷发动机测量进气量, 要么采用空气流量传感器, 要么采用进气压力传感器。但是许多新款电喷发动机 (例如北京现代汽车公司索娜塔G4GC 2.0L发动机、伊兰特G4ED 1.6L发动机等) 都属于无回流燃油供给系统, 在该系统中, 燃油压力调节器、燃油滤清器、电动燃油泵以及燃油测量装置都内置于燃油箱中。由于不存在受到发动机高温加热的燃油的回流, 不仅简化了结构, 降低了成本, 减少了故障发生率, 而且可以降低燃油箱内的燃油温度, 有利于减少燃油箱内燃油的蒸发速度和HC的排放量, 减轻了EVAP系统的工作负荷, 并且可以改善热机起动性能。
在采用无回油管路燃油供给系统的发动机上, 燃油压力调节器紧靠电动燃油泵安装, 系统本身不能保持燃油压力与进气歧管绝对压力之间的压力差恒定。为了维持燃油分配管 (油轨) 中的压力相对于周围大气压力保持恒定, 电控单元 (ECU) 需要依靠进气歧管压力传感器的信号数据重新计算喷油时间来弥补这一缺陷。因此, 在无回油管燃油供给系统的汽车上, 既安装了空气流量传感器, 又安装进气歧管绝对压力传感器。别克V6发动机也采用了MAP和MAF两个传感器, 并且以MAF信号为主, 使空气计量和空燃比控制更加精确。
福特车系的无回流燃油供给系统有所不同, 它在油轨上设置了燃油压力传感器 (而不是燃油压力调节器) , 并且通过调节燃油泵的通电脉冲宽度来控制燃油压力。
2.为什么新款电喷发动机不设置冷起动喷油器?
由于老式的冷起动喷油器安装在进气总管上, 不可避免地会影响向各缸供油的均匀性, 因此目前多数车型不再设置冷起动喷油器。例如在德国原Motronic电喷系统中, 设计有冷起动喷油器, 但是桑塔纳2000GLi、GSi、捷达GTX等轿车引进的Motronic电喷系统经过改进设计, 取消了冷起动喷油器。冷起动时的混合气加浓由ECU控制增加各缸喷油器的脉冲占空比来完成。
3. 为什么有的车型设置二次空气喷射 (AIR) 系统?
从2008年起, 北京市所有在用汽车的尾气排放必须达到国家环保Ⅲ标准。国Ⅲ与国Ⅱ比较, 增加了冷车启动时发动机尾气排放控制的要求。但是在采用常规氧传感器 (非加热型氧传感器) 的车型上, 在发动机冷车启动和暖机阶段, 氧传感器由于尚未达到正常工作温度 (350～600℃) , 不参与空燃比控制, 此时发动机处于开环控制状态, 尾气中HC、CO、NOX的含量比较高, 难以达到国Ⅲ要求。为此, 发动机设置了二次空气喷射 (AIR) 系统, 该系统的主要功用是在冷车启动和暖机期间, 即在氧传感器还未发挥作用、发动机处于开环控制状态时, 由ECU通过电磁阀控制空气阀, 定量地向排气管和三元催化转化器 (TWC) 内输送由电动空气泵产生的新鲜空气, 以促使未燃混合气在排气管和三元催化转化器内充分燃烧, 以减少尾气的有害排放。发动机一旦进入闭环控制状态, 二次空气喷射 (AIR) 系统立即停止工作。
由于目前许多新车型安装了加热型氧传感器 (HO2S) , 由ECU供电为其加热, 所以从启动一开始HO2S就可以进入工作状态, 因此不再需要安装二次空气喷射 (AIR) 系统。
4. 为什么有的发动机没有节气门拉索?
现代汽车发动机电子管理系统广泛采用电子节气门 (EPC) , 驾驶人的愿望 (例如希望加速、减速或恒速) 不是通过油门拉杆或拉索直接操纵节气门, 而是依靠电子节气门 (EPC) 进行间接控制, 电子节气门与加速踏板之间不存在机械连接。加速踏板的位置信号由两个加速踏板位置传感器 (滑变电阻式) 采集, 并将此信号传输给发动机电控单元 (ECU) 。ECU据此控制节气门调节器, 由节气门调节器的电动机操纵节气门动作, 从而实现整个转速和负荷范围内的自动调节。
驾驶人踩下加速踏板的速率和程度是驾驶人对发动机转矩的要求, 加速踏板的位置是一个设定值, 加速踏板位置传感器是一个设定值发生装置。电子节气门一方面执行来自电控单元的指令, 去调节节气门的开度以控制进气量, 进而提高或降低发动机的转速, 另一方面又可以输出反映节气门所处位置的信号, 供ECU监控使用。如果加速踏板位置传感器损坏, 电子节气门将进入应急模式, 发动机只能在高怠速下运转, 并且ECU不再对加速踏板的信号做出反应。
5. 为什么有的新型轿车不设置巡航控制系统?
汽车电控单元 篇6
关键词：汽车电控技术,汽车维修,发展
汽车电控技术的发展是汽车行业发展的基础, 汽车电控技术的发展非常迅速。汽车电控技术的发展保障了人们出行的安全。为了能够更好地使汽车行业服务于大众, 需要对传统的汽车修理观念进行革新, 汽车维修行业需要技术的支持。
1 汽车电控技术
现代汽车电控技术主要由传感器、电子控制中枢、驱动器和软件控制程序构成。
1.1 发动机的电控技术
汽车的发动机是汽车的中枢, 汽车的动力全部来自于发动机。汽车发动机实现了能量的转换, 将化学能通过燃烧的方式转化成热能, 再把热能通过化学膨胀转化为机械能。发动机的电控系统由信号输入装置、电子控制单元和执行元件组成。发动机的电控技术实现了对发动机各项参数的调整, 使发动机可以在一定的能耗下发挥出最大的功率, 实现高效能的运转。
1.2 汽车底盘的电控技术
汽车底盘分为行驶系、制动系、转向系和传动系, 汽车底盘要通过合理的设计才能对汽车的整体性能起到促进作用。汽车底盘主要有自动变速、防滑、巡行控制等功能。汽车底盘对汽车的整体构造起到支撑的作用, 通过安装汽车发动机和各种零部件, 通过发动机发出的机械能, 使汽车进行运动, 保障了汽车的正常行驶。
1.3 车身电子的安全技术
汽车车身保障了驾驶员的驾驶安全, 形成了良好的空气力学环境。汽车的车身是由许多零件组成的, 汽车车身的安全部件主要是由自适应前照灯、安全气囊、安全带、汽车自动天窗等组成。从汽车车身的结构上分析, 其主要是由非承载力和承载力构成。车身的合理设计可以提高驾驶人员的安全性, 同时, 车身的设计也可以体现出车主的个性。车身的艺术化设计可以满足人们的审美要求。
2 汽车电控技术的发展方向
2.1 汽车电控技术实现了功能的集成化
汽车电子控制技术的集成化发展是在相当长的时间内完成的, 实现了局域网的控制, 并向着微型化方向发展。汽车电控技术的集成化发展是将汽车中的各个元件集中在一起, 通过计算机的运算, 保障汽车的安全运行。
2.2 汽车电控技术实现了控制的智能化
汽车操控的智能化主要表现在汽车的操作越来越便捷。随着人们生活水平的提高, 汽车逐渐成为人们日常生活中不能缺少的出行工具。汽车控制的智能化实现了对智能交通系统的应用, 人们可以借助电子传感技术和电子控制技术对交通的运行进行管理。
2.3 汽车电控技术实现了零件的模块化
现在, 越来越多的汽车都在使用电子控制器件, 汽车电控技术的模块化可以有效减少汽车的维修成本。在汽车出现故障时, 根据汽车模块的划分, 可以直接对故障的零件进行维修。
3 汽车维修的策略分析
3.1 汽车维修人员要进行专业维修知识的学习, 掌握维修的新技术。
汽车电控技术已经广泛应用, 汽车的结构越来越精细, 汽车在维修过程中需要借助大量的科技设备以实现自动化的诊断, 这就要求汽车维修人员必须与时俱进, 学习现代的新技术。汽车维修人员要掌握扎实的维修理论, 对于汽车维修有关的技术也要了解, 要掌握计算机技术、自动化技术。汽车维修人员要主动参加各类培训, 积极地进行技术交流, 在交流中不断更新自身的观念。
3.2 汽车维修人员要提高自身的综合素质。
汽车维修是一项专业性很强的工作, 维修人员要有灵活的头脑, 在学习理论知识的前提下, 一定要多实践, 提高自身的动手能力。
3.3 汽车维修人员要对汽车诊断合理分析。
汽车维修人员要对诊断路径进行合理的选择, 以最快的方式找出故障出现的原因, 然后迅速作出合理分析。
3.4 汽车维修人员要在诊断过程中对维修数据进行检索和应用。
随着网络技术的更新和发展, 汽车的控制系统也在更新换代, 汽车的结构也越来越复杂, 汽车的配置越来越精细, 维修人员不可能将所有的维修数据都掌握。因此, 维修人员要运用汽车维修专用网络, 在网上查询资料, 对维修信息进行综合管理, 在网上进行技术的培训等。计算机网络为汽车的维修提供了便利的渠道, 维修数据的有效搜索是汽车维修的首要环节。维修人员要掌握好计算机技术, 熟练地查阅各种汽车的维修步骤。
4 结语
汽车电控技术作为一门新技术应用于汽车维修中, 提高了汽车维修的效率。现代汽车电控技术的发展, 造成了汽车结构的复杂化, 汽车的运行原理也在不断更新, 这对汽车维修人员提出了挑战。因此, 在汽车电控技术发展的背景下, 维修人员要提高自身的技能, 掌握汽车新技术, 培养自身的综合素质, 以促进汽车维修的发展。
参考文献
汽车电控助力转向系统 篇7
汽车在行驶过程中,需要按照驾驶员的意志经常改变其行驶方向,驾驶员通过一套专设的机构使汽车转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定的角度,在汽车直线行驶过程中,转向轮也往往会受到路面侧向干扰力的作用,自动偏转而改变行驶方向,这套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构,称为汽车转向系统。汽车动力转向系统是兼用驾驶员体力和发动机(或电动机)的动力作为转向能源的转向系统,在正常情况下,汽车转向所需要的能量只有一小部分由驾驶员提供,而大部分能量由发动机(或电动机)通过转向加力装置提供,但是在转向加力装置失效时,一般还应当由驾驶员独立承担汽车转向任务。因此动力转向系统是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置形成的。
2 电控助力转向系统
电控助力转向系统是一种新型的汽车转向系统,具有以往任何助力转向系统所不具备的助力效果和车速感应能力,基本结构类型有EPS(Electric Power Steering)和EHPS(Electric Hydraulic Power Steering System)两种类型[1]。在操纵汽车转向时,控制单元根据扭矩传感器采集的扭矩信号、车速传感器采集的车速信号和一定助力特性规律,控制电动机电流的幅值和方向或者电液泵提供的液压力,从而形成适当的转向助力,电动机输出的扭矩或者电液泵提供的液压力由减速机构放大,通过万向节、转向机构中传送装置把输出扭矩传送到齿条,从而向转向提供助力扭矩。
3 电液助力转向系统EHPS
EHPS是在液压助力转向系统HPS(Hydraulic Power Steering)的基础上发展而来的,通用汽车公司于1953年首次使用了HPS系统,HPS系统给汽车的驾驶控制性能带来了巨大的变化:驾驶室变得宽敞,座椅布置也更舒适;HPS系统不仅降低了转向操纵力,也使转向系统更为灵敏。这一技术的进一步发展,使得动力转向系统在体积、功率消耗和价格等方面都取得了很大的进步。20世纪80年代后期,又出现了变减速比的HPS系统,随即变减速比的HPS系统几乎成为发达国家所销售的轿车的标准设备[2]。图1所示为HPS系统。
在接下来的数年内,动力转向系统的技术革新差不多都是基于液压转向系统,比较有代表性的是变流量泵液压动力转向系统(Variable Displacement Power Steering Pump)和电动液压助力转向(Electric Hydraulic Power Steering,简称EHPS)系统。变流量泵助力转向系统在汽车处于比较高的行驶速度或者不需要转向的情况下,泵的流量会相应减少,从而有利于减少不必要的功耗。EHPS系统采用电动机驱动转向泵,由于电机的转速可调、可以即时关闭,所以也能够起到降低功率消耗的功效。图2和图3分别为EHPS系统的工作原理和结构原理图。
整套电动液压式动力转向系统主要由机械装置(转向伺服阀、电液油泵及其管路)和电气装置(控制器、传感器、电磁阀等)两部分组成。控制器根据转向角速度和来自CAN总线的车辆行驶速度发出信号驱动齿轮泵,通过控制齿轮泵的泵油量来达到控制助力转向传动装置的目的。
转向泵和内燃发动机独立,电液转向泵的转速根据需求特殊设定并受控于车速和转向角速度两个参数。相比HPS耗油量占整车耗油量的3%的情况,EHPS系统节能>75%,其中待机控制模式下耗油量2.0%,停止和前进控制模式下耗油量1.0%。
EHPS系统虽然对于HPS系统作了革新措施,但是并没有根除液压动力转向系统在系统布置、安装、密封性、操纵灵敏度、能量消耗、磨损与噪声等方面的缺陷。同时存在着液压油的渗漏,零部件增加后管路设计复杂,不便于安装维修和检测,同时成本也有大幅增加。
4 电动助力转向系统EPS
电动助力转向系统是在传统机械转向机构基础上,增加信号传感器装置、电子控制装置和转向助力机构等构成的。电动助力转向系统的功能着眼点是使用电力驱动执行机构实现在不同的驾驶条件下为驾驶人员提供适宜的辅助力。
EPS系统主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成[3]。通过传感器探测司机在转向操作时方向盘产生的扭矩或转角的大小和方向,并将所需信息转化成数字信号输入ECU,ECU对这些信号进行运算后得到与行驶工况相适应的力矩,并发出指令驱动电动机工作,电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力。
目前EPS系统按照电动机布置位置的不同主要分为以下3种结构类型。
4.1 转向轴助力式C-EPS
转向助力式EPS的电动机固定在转向柱一侧,通过减速机构与转向轴相连,直接驱动转向轴转向[4]。其转矩传感器、电动机、离合器和转向助力机构组成一体,安装在转向柱上。其特点是结构紧凑,所测取的转矩信号与控制直流电机助力的响应性较好。这种类型一般在轿车上使用。图4所示为C-EPS系统结构原理。
C-EPS系统的优点是结构小巧、价格较低、工作环境好、不需要耐热耐水性能;缺点是电机输出力矩的波动容易传递到方向盘上,如果电动机安装位置离驾驶员很近,必须考虑对电动机的噪声进行抑制。
4.2 齿轮助力式P-EPS
齿轮助力式EPS系统的电动机和减速机构与小齿轮相连,直接驱动齿轮转向。齿轮助力式转向系统的转矩传感器、电动机、离合器和转向助力机构仍为一体,只要整体安装在转向齿轮处,直接给齿轮助力,可获得较大的转向力[5]。该类型可使各部件布置更方便,但当转向盘与转向器之间装有万向传动装置时,转矩信号的取得与助力车轮部分不在同一直线上,其助力控制特性难以保证准确。P-EPS系统的结构原理如图5所示。
与C-EPS相比,P-EPS系统优点是具有可以提供较大的转向力,可以在现有的机械转向器上直接设计,而不用更改转向轴结构,多用于中型车;缺点是在助力控制特性方面比较复杂。
4.3 齿条助力式R-EPS
齿条助力式EPS系统的电动机和减速机构安装在齿条处,直接驱动齿条提供助力,其中扭矩传感器单独地安装在小齿轮处,电动机与转向助力机构一起安装在小齿轮另一端的齿条处,用以给齿条助力。R-EPS的结构原理如图6所示。
该类型又根据减速传动机构的不同可分为两种类型:一种是电动机做成中空的,齿条从中穿过,电动机提供的辅助力经一对斜齿轮和螺杆螺母传动副以及与螺母制成一体的铰接块传给齿条。这种结构是第一代电动助力转向系统,由于电动机位于齿条壳体内,结构复杂、价格比较高、维修也相当困难。另一种是电动机与齿条的壳体相互独立。电动机动力经另一小齿轮传给齿条,由于易于制造和维修,成本较低,已经取代了第一代产品。因此,齿条由一个独立的齿轮驱动,可给系统较大的助力,主要用于重型汽车。
R-EPS的优点是结构紧凑,不受安装位置的限制,可以提供较大的助力力矩,电机的力矩波动不易传递到方向盘上;缺点是该类型结构复杂、价格昂贵、工作环境差、密封要求性好、电动机的输出力矩比较大,某个零部件出现故障,必须拆下整个转向齿条部件,维修不便,而且对于原有的转向机构有较大改变。
4.4 双齿轮式DP-EPS
这种结构类型的EPS是方向盘轴通过齿轮直接和齿条相连,电机通过减速器经过另外的齿轮与齿条咬合[6]。双齿轮式DP-EPS的结构原理如图7所示。
相比HPS、EHPS、EPS这三种类型结构,这种结构类型更加简洁,整个系统由电动机、离合器(包括左、右两个)、转矩传感器和控制单元三部分构成。转矩约束装置保护驱动部件免受路面冲击,动力传输装置由左、右两个离合器组成,且每次转向只有一个工作。转矩传感器和控制单元将方向盘的转向和力矩转换为电信号,经放大后驱动电动机。方向盘的旋转方向分别对应着左、右离合器,在离合器的作用下,不论方向盘转向如何,电动机只朝着一个方向旋转。整个系统非常简单,效率非常高。
这种结构的EPS系统应用于重型车具有特殊的优势,由于技术和成本多方面的原因,目前仅有少量的研发样品,还没有大规模应用的报道。
由于EPS和EHPS系统的关键零部件有不少通用性,因此接下来以EPS系统的关键零部件为对象进行分析。
5 EPS系统关键零部件及性能分析
根据不同汽车转向系统的结构形式和总体布置,EPS系统各部件的配置与结构必须与汽车的设计相适应,常见的系统配置有以下几种形式。
(1)扭矩传感器与传动齿轮是分开的,电动机和减速机构合为一体,安装在传动齿轮相对的齿条箱上,电动机的驱动力直接传给齿条轴,控制件安装在司机助手侧的仪表盘背板上。
(2)扭矩传感器、电动机和减速机构制成一个整体,安装在转向柱上,电磁离合器装在电动机的输出端旁,控制件装在司机座位下。
(3)扭矩传感器、电动机、减速机与离合器仍是制成一个整体,用以驱动传动轴,控制元件装在助手坐席处的机罩上。
5.1 扭矩传感器
扭矩传感器的功能是测量驾驶员作用在方向盘上的力矩大小和方向盘转角的大小和方向。扭矩传感器分接触式和非接触式两种[7]。
接触式扭矩传感器有摇臂式、双行星齿轮式和扭杆式。接触式扭矩传感器成本较低,但受温度与磨损影响易发生漂移,使用寿命较低,需要对制造精度和扭杆刚度进行折中,难以实现绝对转角和角速度的测量。摇臂式扭矩传感器是通过一个小齿轮轴产生的反作用力推动摇臂,根据摇臂的摆动量来监测转向扭矩;双行星齿轮扭矩传感器通过一对行星齿轮运动的位移量来监测转向扭矩,同时这对行星齿轮兼起减速和增扭作用;扭杆式扭矩传感器通过输入轴和输出轴与扭杆之间的相对变化量来监测转向扭矩。图8所示为扭杆式扭矩传感器的结构原理。
非接触式扭矩传感器有光电式和磁电式。非接触式的测量精度高、抗干扰能力强、刚度相对较高、易实现绝对转角和角速度的测量,但成本较高。
由于EPS的助力力矩控制主要取决于扭矩信号和车速信号,因此对扭矩传感器要求高。扭矩传感器类型的选取应根据EPS的性能要求进行综合考虑。
5.2 车速传感器
车速传感器用于检测车轮转速的大小,并把车轮的运动状态转变为电信号送入电子控制单元[8]。通常采用的车速传感器是一种霍尔式转速传感器,它由霍尔开关集成传感器和磁性转盘组成,其工作原理与结构如图9所示。
考虑到整车集成度以及降低成本,在实际应用中,不单独设置车速传感器,而是取自于ABS系统所采集的车速信号,并通过CAN总线方式与EPS系统进行通讯。
5.3 电动机
电动机的功能是根据电子控制单元的指令输出适宜的辅助力矩,是EPS的动力源。电动机的性能直接影响EPS系统的性能,电动机型式的选择不仅要考虑助力机构的减速比、前轴载荷、蓄电池电压,而且还必须考虑其噪声和振动对驾驶员的影响、转动惯量对EPS系统响应的影响。
1.输入轴2.磁性转盘3.小磁铁4.霍尔传感器
电动机是电动助力转向系统的关键部件之一,担负着系统控制指令执行功能。伺服电动机的选择直接关系到系统的调节品质和控制效果。
根据电动机在助力转向系统中的作用和特点,系统对它的性能提出了下列要求:
(1)尽可能高的响应频率,亦即尽可能减小转子的转动惯量,增大转矩-惯量比;
(2)良好的低速平稳性;
(3)尽可能宽的调速范围;
(4)机械特性的硬度的数值尽可能大;
(5)换向器和电刷间的接触火花尽可能小,以减小伺服噪声;
(6)过载能力强。
考虑到汽车电控系统的电源、控制特性、效率、转矩脉动、制造成本等方面的因素,所设计的系统电机考虑采用永磁无刷直流电机,参考表1。
5.4 减速机构
减速机构的作用是降低电动机的输出轴的转速,从而将电动机输出轴的输出转矩放大后作用于转向输出轴。减速机构主要有两种形式:双行星齿轮减速机构和蜗轮蜗杆减速机构。
双行星齿轮减速机构采用了双行星齿轮和传动齿轮驱动组合式。因为是多级减速,可提供较大的助力扭矩。为了降低噪声和提高使用寿命,减速机构部分采用树脂材料齿轮。双行星齿轮减速机构因为可提供较大的助力,通常用在小齿轮助力式和齿条助力式系统。
蜗轮蜗杆减速机构简单,体积小,噪声低,成本较双行星齿轮减速机构低。其提供的助力虽不及蜗轮蜗杆减速机构,但已能满足轿车的助力要求,因此,蜗轮蜗杆减速机构通常用在转向柱助力式的轿车转向系统中。
在实际应用中,为了降低EPS系统噪声和提高其使用寿命,减速机构采用树脂材料齿轮。
5.5 电磁离合器
电磁离合器安装在电动机和减速机构之间,作用是使电动机和减速机构快速的结合和分离,即当低速转向时,电子控制单元输出控制信号使离合器吸合,从而将电动机的输出扭矩通过离合器传递到减速机构上。而当车速超过预置车速时,电子控制单元输出控制信号使离合器断开,离合器失去励磁电流而分离。此外,电动机出现故障时,离合器分离,使电动机和减速机构脱开,转向系统便从电动助力方式切换为机械转向方式,保证了系统的安全。
对电磁离合器的性能不仅要求其满足稳定可靠地结合和分离,较好地实现扭矩的传递,还要有较高的响应速度。EPS系统中多采用单片式电磁离合器,当电流通过滑环进入电磁离合器线圈时,主动轮产生电磁吸力,带花键的压板被吸引与主动轮压紧,于是电动机的动力经过轴、主动轮、压板、花键、从动轴传递给执行机构。
5.6 电子控制单元ECU
电子控制单元(ECU)是EPS系统的控制核心,由微电脑、A/D变换器、I/O装置等组成。其功能是根据扭矩传感器信号和车速传感器信号进行逻辑分析与计算后发出指令,控制电动机和离合器的动作,从而实现EPS系统的助力转向特性。此外,ECU还有安全保护和自我诊断功能,ECU通过采集电动机的电流,发电机电压,发动机工况等信号判断系统工作状态是否正常,一旦系统工作异常,助力将自动取消,同时ECU将进行故障诊断分析。图10所示为助力转向系统ECU的组成结构框图。
EPS系统的电子控制单元包括控制系统硬件和控制算法,在设计电子控制单元时要考虑两方面:一是控制系统应有强抗干扰能力,以适应汽车多变的行驶环境;二是控制算法应快速正确,满足实时控制的要求,并能有效地实现理想的助力规律与特性。
6 EPS系统的数学模型
由于系统是多变量、强耦合的非线性系统,同时系统存在未建模动态以及外部的干扰和参数的变化等未知因素,因此建立适合于实际控制的EPS数学模型是控制设计的基础。根据物理模型,可得到EPS系统的三自由度动态数学模型。根据牛顿运动定理,简化该非线性系统的转向轴、齿条轴、电机的线性运动方程如下所示[10]:
式中:Td为转向盘转矩;x、m和b分别为齿条的位移量、质量和阻尼系数;θs、Js、Ks、bs分别为转向轴的旋转角、转动惯量、刚性系数、阻尼系数;rs为齿轮半径;θm、Jm、Km、bm分别为电机的旋转角、转动惯量、刚性系数及阻尼系数;G为电机至齿轮轴的减速比;FTR为轮胎转向阻力及回正力矩等作用于齿条上的转向阻力[11]。
式(1)为转向轴的动态方程。其中θs为转向盘转过的角度,为齿轮转过的角度,为转向传感器的输出,表现为测量到的转向盘转矩信号,Td为转向盘的转矩。式(2)为齿条轴的动态方程。其中分别为转向轴力与助力电机经减速机构后引起的齿条位移,式(3)为电机的动态方程。其中为电机的输出转矩,Tm为电机的给定电磁转矩。值的大小决定于电机的给定电流大小。
7 EPS的故障保护功能
EPS系统对安全性能要求很高,系统在实际运行中不可避免的会出现一些问题,这些问题可能直接导致事故的发生。因此设计时需要建立故障保护模块,使驾驶员能够第一时间了解所出现的故障以便及时排除。在进行系统设计时需要考虑的故障保护因素有以下几点。
(1)机械设计的强度、精度。机械传动机构如齿轮齿条机构的输入/输出轴,丝杠和转向机构,必须保证高强度以及精密配合。
(2)电子器件的额定值以及使用寿命。如MOSFET管的功率和电机必须按标准选择以保证高安全性。同时考虑车内的恶劣工作环境,要求其有足够的使用寿命。
(3)误操作处理能力。如果发生对EPS系统误操作,控制系统必须考虑到足够自控性能。
(4)信号故障。保障采集信号的正确性,即使采集不到信号,系统也应有能够避免事故发生的设计。
(5)EPS失效时的手动操作。当EPS系统失效时,应立即由电动转向转换为手动转向操作。
(6)故障显示。任何一部分出现故障时,显示屏应能将对应故障代码显示出来。
引起系统故障的因素主要有以下几个:
(1)电源(即车载电池)的电压,如果电压低于指定值,就无法得到所需的电机转矩Tm;
(2)电机电枢电流,如果电枢电流过大,则会烧毁ECU中的电子器件;
(3)方向盘转矩转角等信号。
8 总结
电控助力转向系统作为一项高新技术产品,是近年来国内外汽车界研究开发的热点。它涉及到汽车力学、轮胎力学、电机控制技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术和现代控制理论等诸多技术领域,因此对它的研究将是一项长期而艰巨的任务。
摘要：介绍了汽车电控助力转向系统的基本情况和主要的特点,分析论述了该系统目前的国内外研究状况,并且讨论了该系统的数学模型和错误诊断方式。
关键词：电控助力,控制策略,转向系统
参考文献
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汽车电控发动机故障检修 篇8
1 电控发动机常见故障
1) 不能发动。发动机不能发动是比较常见的故障之一, 当点火开关打开后, 发动机却打不着。造成这种现象的原因有很多, 诸如起动系统发生故障使发动机不能转动、点火系统出现了故障、燃油喷射系统出现了故障, 这些都会导致发动机不能发动。学生若想尽快查处原因, 可以通过一系列的诊断措施进行排除, 这样能在较短的时间内找到故障。
2) 怠速失速。当发动机的转速忽高忽低时就属于发动机的失速故障, 失速故障可能是由进气系统漏气引起的, 也有可能是ECU故障引起的。而当发动机的转速为怠速或接近怠速时, 出现怠速不稳甚至熄火时, 就是出现了发动机怠速不良的故障。通常出现这种现象是因为进气系统和喷油控制系统出现了故障。
2 电控发动机故障检修程序
1) 确定原因。不管是电控发动机不能发动、失速故障、怠速故障, 还是加速不良故障, 都是有原因的, 可以通过排除的方式开展。这些故障都有特定的原因类型, 以加速不良故障为例, 它的产生可能是进气系统存在漏气故障、系统的点火或供油压力过低、节气门位置传感器不能正常工作。在诊断时就可以先检查进气系统有无故障, 如果进气正常, 则可以检查高压火花的情况。通过一系列的检测排查, 确定发动机故障所在。因造成故障的原因太多, 需要学生在很短的时间内确定, 对学生是一种考验, 对教师的教学方式也是一种考验。这就需要让学生系统的学习发动机的理论知识, 以便更明确发动机产生故障的原因。
2) 系统测试。电控系统的测试方式方法大同小异, 但每个系统都有其独特性, 在使用电控系统进行测试之前, 要充分了解被测系统的性能、特点, 以便更好地进行测试, 得到更好的检测结果。系统测试是对发动机的系统进行检测, 验证系统的性能是否符合现实需求。若不符合要求, 发现问题后如何进行整改、调整。系统检测技术属于中职学生的基本技能, 需要熟练掌握。系统测试单调枯燥, 完善课程教学设计的多元性, 体现教师的教学艺术。
3) 修理故障。在确定故障后, 就可以及时修理了。教师的教学就是为了让学生在实践中能够灵活运用所学的知识, 针对发动机发生的各种故障, 按照不同的表现, 采取不同的修理措施。如果是电控发动机启动困难, 且确定了是启动电机的故障, 则可以检查起动机电源是否插好了, 有没有电, 如果有电, 检查启动电机损坏与否, 损坏的电机可以进行修理或者更换新的电机。如果是应急处理的话则可以拉起停机电磁阀, 或是用连接线连接电磁离合器控制线桩头和电源线桩头几秒, 等到发动机启动后断开。这些基本的维修流程学生要熟练掌握, 以便修理的时候能够更加娴熟。
3 强化电控发动机故障维修教学措施
1) 提高理论水平。理论是实践的基础。中职的学生基础知识相对薄弱, 基本的电控知识缺乏, 学习能力较弱, 且学习的积极性和学习热情不是很高涨。在教学中, 教师要尽量采用现代化的教学手段去教学, 电控发动机的形象比较具体, 可以运用具体的模型进行展示教学。教师也要不断提升教学的观念, 尽量把枯燥复杂的维修知识讲解的生动有趣些, 激发起学生的学习兴趣, 并通过不断强化自身的理论水平为学生提供更广阔的学习知识的资源。现在的汽车行业逐渐向着智能化、大型化方向发展, 相应的汽车检测与维修专业也向主业化、系统化方向发展, 通过对基础维修知识的学习, 让学生具备更好的理论水平, 从而为实践能力的强化奠定坚实基础。
2) 强化实践能力。汽车维修教学关键要学以致用, 在工作中还是要以实践为主。学生的创新精神和实践能力潜力无穷, 不可小视。首先要为学生搭建实践操作的平台。为学生创造更多的实践机会, 即使没有机会也要创造机会让学生实践, 在实践中不断提高自身的业务水平。国家要建立一些专门的汽车维修基地, 学校要与企业进行长期的实习合作关系, 为学生提供良好的动手操作的机会, 学生既学到了东西, 企业也能提前获得人才资源的信息。
其次, 教师要加强对学生的引导。以电控发动机的故障为例, 造成故障的原因有很多, 如果只是单纯的讲解理论知识, 学生虽然记住了可还是不够明白。如果教师自己为学生展示一下, 检查进气系统、高压火花、供油系统、系统燃油压力、ECU是否正常, 依次的检查操作, 给学生直观印象, 再让学生实际操作一下。学生看一遍后, 一些的步骤要领不可能全都记住, 有可能会出错, 这就需要进行反复的练习, 这样学生的印象比较深刻, 实践能力才会不断增强。
3) 理论实践结合。理论与实践不是割裂开来的, 二者是相辅相成的辩证统一的关系, 理论是实践的基础, 实践是理论的客观反映。要想将理论与实践结合起来就必须从以下几个方面着手。
首先教师要想充分讲解好课本上的知识, 就必须激发起学生的学习兴趣。激发学生兴趣的方法有很多, 根据汽车维修行业直观清晰的特点, 可以运用现代化的教学手段进行教学, 多媒体展示, 编写顺口溜都能强化学习的效果。如果学生只是单纯的听取教师课堂上的知识讲解, 效果肯定不是特别好, 而且很多学生就是因为不愿意在课堂上好好学习才选择学习维修技术的, 这些孩子头脑聪明只不过懒得背诵记忆, 只要激发起他们的学习兴趣, 相信学好理论是很简单的事情。其次很多学生动手操作的能力比较强, 通过实践能够学到很多课本上没有的东西。尤其是汽车维修这一特殊行业, 不实际的操作一下根本就找不到问题, 更不用说解决的方法了。维修的一些技能是很多教材上没有的, 需要学生在实践中不断积累经验。在学好理论知识的基础上, 将理论学习的东西融入到实际的操作中。
4 结语
发动机故障是汽车故障中比较大的故障, 需要专业素养较高的人来完成检修。通过提高学生的理论水平, 进而强化学生的实践能力, 最后将理论与实践结合起来, 通过这一系列的强化措施, 逐步提高学生的维修水平。
参考文献
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