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汽车电子控制系统与传感器

它有二种安装方式:一种是安装在分电器内(已淘 汰),另一种是安装在曲轴箱内、凸轮轴或飞轮处。
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•安装在分电器内
•安装在曲轴箱内
•安装在飞轮处
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㈠ 安装在分电器内的曲轴位置传感器(已淘汰) 安装在分电器内的曲轴位置传感器有光电式、磁感
应式和霍尔效应式三种。 1、光电式曲轴位置传感器 • 光电式曲轴位置传感器安装于分电器内,它由发 光管、光敏管和遮光盘等组成。
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4、故障诊断 为了便于维修人员诊断和测试汽车电控系统的故
障,在电控汽车上设置了故障诊断通讯接口和专用的 ECU检测仪(汽车电脑故障诊断仪)。
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故障诊断接口
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•故障诊断接口
汽车电子控制系统与传感器
§8-2 汽车用传感器
传感器的主要功能是检测汽车的运行参数或状态, 它将非电量转换成电量,供ECU分析、处理等。
• 电子控制器的输出 电路主要是由大功率三极 管组成的驱动电路。
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二、汽车电子控制系统的自诊断
汽车采用电子控制系统后带来了新的问题:一是 电控系统较复杂,对检修带来了一定的困难;二是电子 控制系统的安全容错处理,汽车不能因为电子控制系统 的故障而导致汽车失控或不能运行。为此,在电子控制 系统中设置了故障自诊断的功能。
在电子控制系统中设有后备电路(备用电路系 统),当控制系统本身出现故障时,程序就不能正常 运行。此时启用备用电路,进入后备程序简易控制运 行状态,用固定的控制信号,使车辆继续行驶。
由于备用电路系统只维持发动机运转的简单功能, 而不能替代微机的全部功能,它只按照起动信号和怠 速触点的闭合状态,以恒定的喷油持续时间和点火提 前角对喷油器和点火系统进行控制。因此,后备电路 的工作又称为 “跛行” 模式。
常用的传感器有温度传感器、压力传感器、位置传 感器、速度传感器、流量传感器等。
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一、曲轴位置传感器(CPS)
曲轴位置传感器又称为发动机转速与曲轴转角传感 器,它的作用是检测曲轴转动角度、发动机转速和气缸 上止点(判缸信号)信号,并输入电控单元ECU,以便 确定点火时刻、喷油时刻和控制燃油泵工作等。
•安装在曲轴箱 内
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•安装在凸轮轴 处
•安装在飞轮处
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PPT文档演模板置传感器 磁感应式曲轴位置传感器又称磁脉冲式曲轴位置传
感器,它由上、下两部分组成。上部为检测曲轴位置基 准的G信号,下部为曲轴转速与转角的Ne信号。
•判缸信号
•曲轴转角信 号
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3、霍尔式曲轴位置传感器 霍尔式曲轴位置传感器采用霍
入信号转换成计算机可接受的数字信号,汽车的输入信 号有数字信号和模拟信号二种。
•⑴ 数字信号输入电路 • 数字信号只有高电 平和低电平两种状态(如 脉冲信号和开关信号等), 经过数字输入电路(缓冲 器)滤波或整形或电平转 换后供微机分析计算。
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⑵ 模拟信号输入电路
⑤CAN数据总线符合国际标准,便于一辆车上不 同厂家生产的电控单元进行数据交换。
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3、CAN数据传输系统的组成 CAN数据传输系统中每块电脑的内部增加了一个
CAN控制器,一个CAN收发器;每块电脑外部连接了两 条CAN数据总线。在系统中作为终端的两块电脑,其内 部装有一个数据传递终端,有时数据传递终端也可以 安装在电脑外部。
尔元件作为测量元件,当电流I通 过放在磁场中的霍尔元件,且电流 I与磁场B垂直时,电荷在磁场的 作用下向一侧偏移,在垂直于电流 I和磁场B的横向侧面上产生一个 霍尔电压UH=RNI B / b。
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霍尔式曲轴位置传感器原理
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•如果磁场消失,则霍尔电压UH也消失
1、传感器的故障诊断与故障运行
传感器的故障诊断只要监视传感器的输入信号是 否在正常范围内?如果超出正常范围,则ECU将此情 况以代码形式存储在随机存储器中,并点亮对应的警 告灯,同时启用备用数据,使汽车继续行驶到有关的 修理厂进行修理。
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2、电子控制系统的故障诊断与后备程序
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2、电子控制器(ECU)
汽车电子控制装置实质上是一个单片机系统,它 是将中央处理器(CPU)、存储器、定时/计数器、输 入/输出(I/O)接口电路等主要计算机部件集成在一 块集成电路上的微型计算机。
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•晶体管式ECU
汽车电子控制系统与传感器
⑴ 中央处理器(CPU)
汽车电子控制系统与传 感器
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2020/11/23
汽车电子控制系统与传感器
§8-1 汽车电子控制系统
现代汽车上的发动机、自动变速器、安全装置等 均采用16位或32位微处理器控制(俗称“电脑控 制”),控制系统称为“电子控制系统” 。
• 电子控制系统是 一种按预定程序自动地 对各种传感器的输入信 号进行分析、比较、计 算和处理,然后产生控 制信号,控制有关执行 器工作的装置。
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一、汽车电子控制系统的组成
汽车的电子控制系统,由输入电路(传感器等)、 电子控制装置(ECU)和输出电路(执行器)等组成。
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汽车电子控制系统的结构框图
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1、输入电路 输入电路又称输入接口,它是将传感器、开关等输
故障自诊断系统能自动地、连续地监测传感器、 执行装置和微机本身的工作状态,如果发现不正常的情 况出现(此现象必须持续一定的时间),就将一系列的 警告信号以故障码(DTC)的形式存储到随机存储器。
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一旦有故障码存入随机存储 器中,在仪表板上的相应警告灯 点亮,如发动机系统有故障,则 “Check Engine” 警告灯点亮, 提醒驾驶员要及时检修。
•Volvo 汽车线束增加统计
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1、CAN总线的含义
CAN是Controller Area Network(控制单元区域网 络)的缩写,含义是控制单元通过网络交换数据。
使用了CAN总线的汽车,无论各控制单元之间传递 的信息量有多大,每个控制单元都只需要引出2条双向 数据线共同接在2个节点上,这2条双向数据线就称为 CAN总线。
模拟信号是一个连续变化的电量(如电压、电流信 号等),信号的大小用幅值来表示。
模拟信号必须转换成数字信号后才能供微机分析和 计算,模拟信号输入电路实质上是一个模数转换器 (A/D转换器)。
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A/D转换器采样的一般为电压信号,而汽车上的 一些传感器(如发动机水温传感器、进气温度传感器 和节气门位置传感器等)不直接产生电压信号,要由 电子控制器内的稳压电路提供电源,下图所示为传感 器电源的两种形式。
霍尔式传感器有两个突出优 点:一是输出电压信号近似于方 波信号;二是输出电压高低与被 测物体的转速无关。霍尔式传感 器与磁感应式传感器不同的是需 要外加电源。
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㈡ 安装在曲轴箱内或飞轮处的曲轴位置传感器
在现代汽车上,曲轴位置 传感器安装在曲轴箱内、凸轮 轴处或发动机飞轮处。
常用的有磁感应式和霍尔 式二种曲轴位置传感器。
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中央处理器 是具有译码指令 和数据处理能力 的电子部件,是 汽车电子控制的 核心。
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⑵ 存储器 存储器是用来存储程序指令和数据的部件,它分为
只读存储器和随机存取存储器二种。
只读存储器(ROM)是用来存储制造厂家编制的控 制程序、运行程序和原始试验数据等,它的信息一旦写 入就不可更改,只能读出。
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由上面的分析可知:
①当某一传感器或电路产生了故障后,其信号就不 能作为汽车的控制参数,为了维持汽车的工作,微机便 从程序存储器(ROM)中调出某一固定数值,作为汽车 的应急参数,保证汽车可以继续工作。
②当微机本身出现故障时,微机便自动启动备用控 制回路对汽车进行简单控制,使汽车可以开到附近的修 理厂进行修理。
• 随机存取的存储器(RAM)起到一个寄存器的 作用,它随时可以读出或写入数据,主要用来存放故 障代码、空燃比的修正数据等,一旦电源中断,其内 部存放的数据将全部丢失。
⑶ 输入/输出(I/O)接口电路
输入/输出(I/O)接口电路是CPU与传感器或执 行器之间进行数据交换和下达控制指令的通道。由于 传感器和执行器的种类繁多,它们的信号速度、频率、 幅度、功率和工作时序等都不可能完全与CPU匹配, 通过CPU进行协调和控制。
•①可编程只读存储器(PROM),与ROM相同。
•只
•读 •存
•②可改写只读存储器(EPROM),信息可擦除 (紫外线)和重新写入。
•储 •③电可擦只读存储器(EEPROM),在通电的情
•器
况下可改写部分信息,便于数据的修改和升级,是 汽车只读存储器的发展方向。
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⑷ 总线(BUS) • 总线是微机内部传递信息的电路连线,CPU、 ROM、RAM与I/O接口之间的信息交换都是通过总线 来实现的,总线可分为数据总线、地址总线和控制总 线三种。
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