电子汽车学概论实验报告.doc

汽车电子学概论实验报告

学 院： 化工学院

专 业： 化工与制药大类

姓 名： 史传梅

学 号： 1103860307

指导老师：陈刚

2012 年 10月 4日

实验一、传感器与电控汽车的相互作用
1. 实验目的：
本演示试验教学目的是使学生了解汽车传感器和电子计算机相互结合相互作用的控制原理，了解发动机传感器在汽车上的位置布置。
桑塔纳2000时代超人汽车AJR发动机电控部件在车上的位置布置如图1-1所示。
2. 实验内容：
2.1 观察曲轴位置传感器断路或受外界信号干扰时对发动机工况的影响。
2.2 发动机热机时，观察水温传感器开路对发动机热起动的影响。
3. 实验基本原理
桑塔纳2000时代超人汽车AJR发动机电控部件在车上的位置如图1-1所示。

桑塔纳2000时代超人汽车的曲轴位置传感器与水温传感器对车辆电控系统的正常工作均有重要影响。该车使用AJR电控发动机。曲轴位置与曲轴转角传感器两者合为一体，安装简图如图1-2所示。
传感器的触发齿盘Z=60个齿，其中两个缺齿所指示为第一缸发动机的上止点前某个固定位置，传感器为电磁感应式。当信号触发齿盘经过传感器的磁头时，传感器产生的交变电压信号频率随发动机转速变化而变化,且。发动机ECU根据交变电压的频率和缺口信号识别发动机转速变化和第一缸上止点位置，如图1-3所示。
传感器的触发齿盘Z=60个齿，其中两个缺齿所指示为第一缸发动机的上止点前某个固定位置，传感器为电磁感应式。当信号触发齿盘经过传感器的磁头时，传感器产生的交变 图1-2 AJR发动机曲轴位置
与曲轴转角传感器的安装具

电压信号频率随发动机转速变化而变化,且。发动机ECU根据交变电压的频率和缺
口信号识别发动机转速变化和第一缸上止点位置，如图1-3所示。

传感器的触发齿盘Z=60个齿，其中两个缺齿所指示为第一缸发动机的上止点前某个固定位置，传感器为电磁感应式。当信号触发齿盘经过传感器的磁头时，传感器产生的交变电压信号频率随发动机转速变化而变化,且。发动机ECU根据交变电压的频率和缺口信号识别发动机转速变化和第一缸上止点位置，如图1-3所示。

水温传感器采用负温度系数的热敏电阻式，安装在发动机水套的出水口上端位置。汽车工作时，曲轴位置、曲轴转角和凸轮轴位置上的霍尔传感器控制发动机的顺序点火正时与顺序喷油正时，水温传感器对发动机的空燃比控制、点火控制、怠速控制、排放控制均有重要修正影响。主要表现为：①在发动机的空燃比控制系统中，水温低时，空燃比要偏浓，水温高时，空燃比可适当减稀。这还要看发动机的工况来具体分析。②在发动机的点火控制系统中，水温低时，点火提前角应适当增大，水温高时，点火提前角应适当减小。③在发动机的怠速控制系统中，水温低时，怠速转速比稳定怠速转速要高，加快热机过程，水温正常时，怠速转速进入正常怠速控制范围。④在排放控制系统中，水温低时，废气再循环停止工作，水温高时，EGR视发动机负荷和转速工况进行部分EGR控制。
在有空燃比控制的排气系统中，水温低时，一氧化碳排放增加，碳氢化合物排放随点火情况变化。水温和排气温度正常时，一氧化碳和碳氢化合物排放随空燃比变化进入到空燃比的闭环控制。
4．实验方法与步骤
桑塔纳2000时代超人车上设置有全车总线故障模拟系统。
4．1首先确定全车电气总线工作是否正常；
4．2将曲轴位置传感器接点切换至“断开”位置；
4．3起动发动机，发动机不着火；
4．4将曲轴位置传感器接点恢复“正常”；
4．5起动发动机，发动机顺利起动；
4．6再将曲轴位置传感器接点切换至“断开”位置，发动机立即熄火。
上述表明：曲轴位置、曲轴转角传感器是电控发动机在进行发动机基准空域向时域向ECU映射计算的必备条件。
发动机热机后，设置水温传感器接点开关至“断开”位置，可观察到排气管冒黑烟（想一想：为什么？）
4．7发动机热机后熄火，再起动发动机，发动机起功困难，甚至无法重复起动。
4．8将油门踏板踩到底，重新起动发动机，可见发动机突然高速点火。（想一想：为什么？）此时应立即松开油门踏板，并可观察到排气管直冒黑烟，且黑烟渐渐变少；这是由于水温传感的断路所造成的发动机空燃比供给过浓，即发动机喷射“溢流”现象。4.8的演示正是“溢流清除”功能模式的表演。上述各个项目的演示表明：传感器与电控发动机ECU的相互作用明显！
5．实验注意事项：
5．1发动机曲轴位置传感器接点开关的工作切换，尽量在怠速工况下进行。
5．2发动机“溢流清除”功能表演时，尽量减少起动马达的接通时间；发动机一旦着火，必须立即松开油门踏板，防止发动机空载高速运行损坏发动机。

对实验一的感想：
在本实验中，我们可以看到，不同的传感器对于汽车的作用是不一样的，像温度传感器只是部分影响汽车的发动，但是将曲轴传感器接至断开位置时，发动机立即停止工作。将发动机与电脑的连接线断开，发动机也停止工作。在发动机热机后，将水温传感器断开，看到排气管冒黑烟，发动机热机后，再起动发动机，比较困难，甚至无法起动。后将油门踩之底，看到发动机高速点火。松开油门踏板，排气管冒黑烟，这是由于水温传感器的短路造成的发动机空燃致使阻塞发动机的发动机喷射“溢流”现象。
由此实验我们可以看到传感器在汽车发动机中的作用是巨大的，它是汽车启动的中枢神经，承担着汽车启动的重要责任。通过之前的课堂学习，以及此次的实践，我们更好的认识了传感器与汽车发动机，在今后，我们应当可以根据汽车的各种反应来判断汽车的故障，并且有效的排除故障。

实验二：自动变速器换档特性的仿真
1．实验目的：
本演示试验教学目的是使学生了解电控液力自动变速器在不同的换档参数（油门、车速）和油温，不同的工作模式条件下，有不同的换档位置和速比变化。
2．实验内容：
2．1观察自动变速器在D档时不同的工作模式条件下的换档位置，速比变化；
2．2观察自动变速器油温传感器信号对自动变速器换档信号的影响；
2．3观察换档电磁阀的逻辑组合。
3．实验装备简介：
本实验采用德国ELWE公司电控液力自动变速器仿真教学试验系统。图2-1给出该仿真教学试验系统由电源供给板，自动变速器仿真板，控制单元板，换档开关板四块教学模板搭建而成。.

2-1自动变速器仿真系统
系统仿真对象为配置欧宝/通用轿车的自动变速器。控制板上安装有OBD-Ⅱ诊断接口；系统可由PC机或诊断仪读取控制单元中存储的故障信息。换档特性曲线可在WinAT软件支持下在PC机上存储和显示。系统采用动力、经济、冬季、强制降档四种工作模式。
工作载荷采用油门开度的百分率分级模拟，发动机转速采用频率可调的信号发生器。电气总线供电方式采用大众公司的四线系。四块教学模块通过8个4mm的联接插座连结成仿真电控液力自动变速器整体。换档电磁阀、锁止电磁阀的数码管位于自动变速器的控制单元板上。
在开关上安装有自动变速器的档位开关，油门百分率调节旋钮，以及自动变速器的工作模式，选择开关等。在仿真板上安装有发动机曲轴转速，液力变矩器涡轮转速，自动变速器输出轴转速，车速和档位指示表头等。发动机曲轴转速由变频调节旋钮控制。
4．实验方法和步骤
4.1油门开度不变，改变发动机转速（注：由于自动变速器仿真板上不存在片式离合器、制动器、带式制动器、单向离合器等动力传递元件，依靠改变发动机转速来改变车速只是一件仿真方法，严格来说不够科学！），观察换档位置，观察换档电磁阀A、B动作，观察锁止电磁阀动作。
4.1.1接通电源15号和30号线，连接电源接地31号线，将档位指示开关拨至D档；
4.1.2选择自动变速器的工作模式开关（动力、经济、冬季、强制降档）至动力档；
4.1.3选择油温传感器位置以上；
4.1.4调节油门开度百分率分级开关至45%；
4.1.5调节发动机转速旋钮使发动机转速至；
4.1.6进一步旋动发动机转速控制旋钮，让发动机转速从上升到，观察动力换档模式条件下，各档的升档和降档过程；观察换档电磁阀A和B的动作过程和逻辑组合；观察液力变矩器锁止电磁阀的动作过程；
4.1.7变换自动变速器为经济工作模式，重复上述4.1.4至4.1.6过程，观察换档位置如何变化；
4.1.8将油温转感器位置调至C，重复4.1.4至4.1.6过程，观察换档表头如何变化；
4.1.9试验结束，将换档位开关拨至P档，发动机转速旋钮归零，油门百分率分级开关归零。
4.2发动机转速不变,(注:同4.1注)改变油门开度百分率，观察换档位置，观察换档电磁阀A、B动作，观察锁止电磁阀动作。
4.2.1同4.1.1至4.1.3，并使油门百分率旋钮处于30%
4.2.2调节发动机转速旋钮，使发动机转速升至；
4.2.3连续调节油门开度百分率分级开关至60%；
4.2.4观察动力换档模式条件下，各档位的升档和降档过程，观察换档电磁阀A和B的动作和逻辑组合；观察液力变矩器锁止电磁阀的动作过程；
4.2.5正反向重复4.1中4.1.7，观察换档位置如何变化；
4.2.6试验结束，将档门开关拨至P档，发动机转速旋钮归零。
5图像
1.不同模式下速度与油门的变化
原始数据
动力模式
档位　
转速
输入
输出
车速

1—2
1320
1220
338
13
off
on

2--3
1480
1380
657
25
ON
ON
5%
3—4
2580
2480
1772
68
ON
OFF

4—3
6500
780
800
27
OFF
OFF

3—2
6500
650
464
16
ON
OFF

2—1
6500
557
310
9
ON
ON

1—2
1400
1275
462
13
off
on

2--3
1940
1350
800
24
ON
ON
15%
3—4
2580
2500
1881
68
ON
OFF

4—3
2100
700
588
26
OFF
OFF

3—2
2100
540
388
14
ON
OFF

2—1
2100
275
275
10
ON
ON

1—2
2340
2100
771
22
off
on
30%
2--3
2560
2150
1291
45
ON
ON

3—4
3150
3200
2401
87
ON
OFF

4—3
2100
1750
1124
67
OFF
OFF

3—2
2100
995
421
27
ON
OFF

2—1
2100
451
200
8
ON
ON

1—2
3350
3200
800
34
off
on

2--3
4050
5142
1900
70
ON
ON
45%
3—4
4900
5910
3500
104
ON
OFF

4—3
5200
2000
1800
76
OFF
OFF

3—2
5200
3392
700
34
ON
OFF

2—1
5200
1150
225
14
ON
ON

1—2
4150
3950
1095
42
off
on

2--3
5500
3900
2685
71
ON
ON
60%
3—4
5300
5400
4005
148
ON
OFF

4—3
5400
2400
2300
92
OFF
OFF

3—2
5400
1715
1015
47
ON
OFF

2—1
5400
931
400
17
ON
ON

1—2
4800
4700
1300
48
off
on

2--3
6300
4300
3000
85
ON
ON
75%
3—4
6400
6200
4100
171
ON
OFF

4—3
6500
2900
2900
111
OFF
OFF

3—2
6500
3100
1400
61
ON
OFF

2—1
6500
2100
500
23
ON
ON

1—2
5500
5400
1567
58
off
on

2--3
6100
5142
2912
110
ON
ON
85%
3—4
6100
5814
4412
162
ON
OFF

4—3
6100
5152
3721
150
OFF
OFF

3—2
6100
4219
2200
93
ON
OFF

2—1
6100
3800
1200
48
ON
ON
经济模式

1——2
1390
1290
357
13
off
on

2——3
1310
1210
576
22
ON
ON

3——4
1690
1590
1088
42
ON
OFF
5%
4——3
1880
580
580
22
OFF
OFF

3——2
1880
577
412
15
ON
OFF

2——1
1880
622
296
11
ON
ON

1——2
1380
1280
355
13
off
on

2——3
1304
1204
573
22
ON
ON
15%
3——4
1640
1540
1110
42
ON
OFF

4——3
4900
700
700
26
OFF
OFF

3——2
4900
579
413
15
ON
OFF

2——1
4850
453
215
8
ON
ON

1——2
1850
1750
485
18
off
on

2——3
1766
1666
793
30
ON
ON
30%
3——4
2320
2320
1658
63
ON
OFF

4——3
2600
1220
1220
46
OFF
OFF

3——2
2600
658
470
18
ON
OFF

2——1
2600
553
263
10
ON
ON

1——2
2300
2200
610
23
off
on

2——3
2217
2117
610
23
ON
ON

3——4
2900
2900
2073
79
ON
OFF
45%
4——3
3500
1500
1230
60　
OFF　
OFF　

3——2
3500
800
615
20　
ON　
OFF　

2——1
3500
532
260
10　
ON　
ON　

1——2
2740
2640
732
28
off
on

2——3
2690
2590
1234
47
ON
ON
60%
3——4
3350
3350
2394
92
ON
OFF

4——3
4100
1700
1700
65
OFF
OFF

3——2
4100
937
669
25
ON
OFF

2——1
4100
574
273
10
ON
ON

1——2
3300
3200
887
34
off
on

2——3
3252
3152
1502
57
ON
ON
75%
3——4
3777
3677
2628
101
ON
OFF

4——3
3750
2000
2000
76
OFF
OFF

3——2
3850
1342
959
36
ON
OFF

2——1
3800
768
366
14
ON
ON

1——2
5000
4900
1358
52
off
on

2——3
5242
5142
2450
94
ON
ON
85%
3——4
6016
5916
4229
162
ON
OFF

4——3
6500
3797
3797
146
OFF
OFF

3——2
6500
3266
2334
89
ON
OFF

2——1
6500
2635
1255
48
ON
ON
冬季模式

5%
3——4
2940
2044
2044
78
off
off

4——3
6500
700
700
26
on
off
15%
3——4
6500
2929
2093
80
off
off

4——3
6500
779
556
25
on
off
30%
3——4
4800
2084
2084
80
off
off

4——3
4800
1253
895
34
on
off
45%
3——4
4800
2972
2124
81
off
off

4——3
4800
1729
1235
47
on
off
60%
3——4
4800
2421
2421
91
off
off

4——3
4800
2073
1481
56
on
off
75%
3——4
4800
3900
2787
91
off
off

4——3
4800
2555
1826
56
on
off

经excel处理，分别得到以下图表：

动力模式
档位/油门
5%
15%
30%
45%
60%
75%
80%
1~2
13
13
22
34
42
48
58
2~3
25
24
45
70
71
85
110
3~4
68
68
87
104
148
171
162
4~3
27
26
67
76
92
111
150
3~2
16
14
27
34
47
61
93
2~1
9
10
8
14
17
23
48

经济模式
档位/油门
5%
15%
30%
45%
60%
75%
85%
1～2
13
13
18
23
28
34
52
2～3
22
22
30
23
47
57
94
3～4
42
42
63
79
92
101
162
4～3
22
26
46
60
65
76
146
3～2
15
15
18
20
25
36
89
2～1
11
8
10
10
10
14
48

冬季模式
档位/油门
5%
15%
30%
45%
60%
75%
3～4
78
80
80
81
91
91
4～3
26
25
34
47
56
56

2.用最小二乘法拟合曲线方程

动力模式

1~2： y=0.017x-0.1086 R2=0.9826
2~3 ：y=0.0092x-0.118 R2=0.9535
3~4 ：y=0.0066x-0.3124 R2=0.9411
4~3 ：y=0.0066x-0.0671 R2=0.9491
3~2 ：y=0.0101x+0.028 R2=0.889
2~1 ：y=0.0176x+0.1259 R2=0.6727

经济模式

1~2： y=0.0203x-0.0739 R2=0.87
2~3 ：y=0.0089x-0.0339 R2=0.7546
3~4 ：y=0.0067x-0.1078 R2=0.8637
4~3 ：y=0.0065x+0.0381 R2=0.8027
3~2 ：y=0.0091x+0.1513 R2=0.6137
2~1 ：y=0.014x+0.2142 R2=0.4267

冬季模式

3~4 ：y=0.0412x-3.0577 R2=0.8233
4~3 ：y=0.0182x-0.3563 R2=0.9373
6结论
6.1油门开度不变，动力型换档的同档升档车速（变速器输出转速）高于经济型换档的同档升档车速（变速器输出转速），低档升降档时，车速变化的幅度更大；
6.2车速（变速器输出转速）不变，油门开度愈大，变速器对应的工作档位愈低；
6.3自动变速器是提前升档，推迟降档，同档位的升档车速与降档车速不重合；
6.4变速器油温过低，自动变速器限制升至超速档。