福田汽车内部培训电子控制基础可编辑.docx
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福田汽车内部培训电子控制基础可编辑
福田汽车内部培训电子控制基础(可编辑)
福田汽车内部培训电子控制基础
电子控制基础
福田汽车服务培训中心
一电路组成电气原理
二数字万用表的使用方法
三电路图的识图方法
四电控系统零部件介绍
五故障诊断与排除方法
简单电路
由电源用电器以及导线开关等元件
组成的电流路径叫做电路
一个电路最少
包括三个部分
即电源负载
导线
电路的基本组成
电源
电源提供电力在电路中产生电流
车用电源有蓄电池发电机
电路的基本组成
负载
汽车电气系统中的典型负载有指示灯
加热器电磁阀等
这些负载可以将电能转化为更加有用
的能量形式
如热能光能
机械能等
电路的基本组成
导线
导线提供电子在电源与负载之间流动的
通路
导线从电源连接到负载然后返回电源
这样就形成
了闭合电路
电路的通路状态
闭路
如果电路形成闭合通路则该电路称为闭
路或通路
电路的通路状态
开路
如果通路断开则该电路称为开路或断路
欧姆定律除此之外实际工作中还经常
会遇到比下述大或小的单位
U表示电压
单位V伏特
I表示电流
单位A安培
R表示电阻
单位Ω欧姆
电路的连接形式
1串联电路
把电路元件逐个顺次连接起来的方法叫做串联
通过右图我们认识
了串联电路那串
联电路中电压电
流电阻之间有什
么关系呢
电路的连接形式
串联电路的特性分压不分流
电流串联电路中各处的电流强度相等
IIIII
总123n
电压串联电路两端的总电压等于各部分电路两端
的电压之和
UUUUU
总123n
电阻串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之
和
RRRRR
总123n
练习1
4Ω6Ω10Ω
12V
已知条件如图
R1R2R3
求
1电路中总电阻是多少
2电路中各处的电流是多少
3各电阻两端电压是多少
电路的连接形式
2并联电路
把电路元件并列接在电路两点间的连接方法叫做并联
通过右图我们认识
了并联电路那并
联电路中电压电
流电阻之间有什
么关系呢
电路的连接形式
并联电路的特性分流不分压
电流并联电路中的总电流等于各支路中的电流之
和
IIIII
总123n
电压并联电路中各支路两端的电压都相等
UUUUU
总123n
电阻并联电路的总电阻的倒数等于各并联导体
的电阻的倒数之和
11111
R总R1R2R3Rn
练习2
12ΩR1
12V
已知条件如图
60ΩR2
求
1电路中总电阻是多少
2电路中各处的电流是多少
3各电阻两端电压是多少
电路的连接形式
3混联电路
电路中既有串联又有并联的连接方法叫做混联
混联电路又有什么
特点
由于混联电路较为复杂因此在混联电
路中我们主要需要了解的是如何进行电路的
等效处理
练习15Ω5Ω
3Ω4Ω
,12V
10Ω
练习2
小结
电路类型电流电阻
电压
串联I总I1I2InR总R1R2RnU总U1U2Un
1倒数规则
1R总
并联I总I1I2InU总U1U2Un
1R11R21Rn
2比任一支路都小
混联使用等效电路化为串联电路
电路故障判断与排除
蓄电池的拆装
蓄电池拆线顺序
–先拆负极
–再拆正极
蓄电池接线顺序
–先装正极
–再装负极
电路故障判断与排除
开路
比正常电阻值高很多时就认为是开路
有可能是有意断开开关也有可能是由
于部件损坏等电路故障造成
串联电路开路并联电路开路
主电路开路
电路故障判断与排除
短路
比正常电阻值低很多时就认为是短路
有时是有意的如闭合一个开关有时是
无意的如接头或导线损坏或电气部件发
生故障
电路故障判断与排除
高电阻电路
电阻值太大电路就不能正常工作在故
障诊断与排除中将这种电路视为开路
连接松动可能造成电路的电阻过高还会
造成接触时断时续
接头腐蚀连接松动
开关
开关是一种切断电路的装置开关用于断
开和接通电路
保护装置
为了防止短路引起电流过高而造成的损
坏最常用的方法是在电气系统中使用保
险丝熔断线电路断路器等
这些装置串联在电路中在电路发生短路
时切断电路否则可能会烧熔导线接头
甚至损坏控制模块
保险丝
最常用的电路保护装置之一
如果电流超过规定值保险丝中的保护金
属性元素就会融化电路就会断开
保险丝的种类
虽然保险丝的类型很多但所起的作用
是一样的
额定电流指保险丝能承受的最大电流
保险丝中保护元素的熔点通常是最大电
流期望值的125
继电器
用于实现小电流对大电流的控制
或者一个电路对多个电路的控制
一电路组成电气原理
二数字万用表的使用方法
三电路图的识图方法
四电控系统零部件介绍
五故障诊断与排除方法
功用
万用表是电路故障排查中必备和常用的
工具能熟练使用万用表是进行电路故
障排查的基本条件
常用的万用表一般可以进行电流电压
和电阻的测量
电路故障排除要求使用数字万用表
万用表操作示意
电源开关
数据保持键
交直流切换键背景灯
万用表操作示意
测量电阻
测量电压
交直流
测量电流交直流
万用表操作示意
大电流毫安级电阻电压
公共端口
测试端口测试端口等测试端口
万用表测试范围
测试要求
当进行机体接地测量时接地表面应是一个清
洁的未喷漆的金属表面以确保获得最佳测
量结果
当测试点在各种插头和ECM上时一定要使
用合适的测试导线进行转接不可用万用表的
表笔直接测量用万用表的表笔直接测量很容
易造成插头针脚的损伤造成虚接等故障
当不能确定待测项目的测量范围时应选用最
大量程
禁止带电插拔各类元器件断电后1分钟
测试时必须使用专用测试导线
损坏的插脚
使用不正确的测试插针会造成接头插脚的损坏
图示接头由于使用万用表表笔直接测试造成插脚
扩大发动机间歇性地出现故障代码
测量电压
在选择了正确的档位后将万用表的两个表笔
并联在所测量元件的两端即可进行测量
测量电流
根据初步估算所测电流的大小选择相应端口
将万用表串联接入所测量的电路
安全用电
通过上述资料可以看出很小的电流就能造成人身伤害
所以日常电路的检修中不要求进行电流测量
测量电阻
在选择了正确的档位后将万用表并联接入所
测量的电路
注意事项
所测量的元件不能带电即测量前需先断开系
统电源
必须将所测量元件从原电路中断开需要至少
断开其中的一极建议断开两边将所测量元
件完全从原电路中隔离开来后再进行测量
测量电阻值较小的装置时需要知道万用表的
内阻要想使测量的小电阻精确必须从测得
的电阻值中减掉万用表的内阻
打开万用表将万用表设置到最低欧姆档将
两表笔搭接在一起并读取电阻值这就是万用
表的内阻
二极管导通性测试
如果读数相同并且都很
低表明二极管短路
如果读数相同并且都很
高表明二极管开路
如果读数不同可能表
明二极管正常工作
此测试档可以用来判断
保险丝的导通性
导通性测试
导通性测试是电路故障排查中经常进行的一个
检查项目确保两点之间的导通性是电源信
号正常的必要前提
需要指出的是在导通性的测试中不能通过
万用表二极管测试档发出蜂鸣声来判断线路是
否导通而是要依据对导通性要求的技术规范
两点之间的电阻小于10欧姆才表明这两点之间
导通
对地短路和线与线之间短路
对地短路和线与线之间短路是指两点之间按照电路
设计不应该接通而实际电路中因为某种异常原因而
导致接通的故障所以短路的检查实际为两点之间电
阻值的测量
发动机和汽车的电路采用负极搭铁的回路方式即电
路采用公共的负极-发动机的缸体和整车的大梁电瓶
的负极通过公用搭铁线和公共的负极相连对地短路
就是指按照电路的设计要求不应该接地的导线实际因
为故障而接地
线与线之间短路是指按照电路设计实际不应该导通的
两点之间因为某种异常原因而导致接通的故障
技术规范借鉴康明斯公司标准
导通性检查
电阻小于10欧姆
对地短路
电阻大于100k欧姆
与电源短路
电压小于15伏特
数据保持
在某些特殊情况下测量时操作人员无法同时
兼顾寻找表笔的测量点和测量数据的读取在
这种情况下可将万用表置入数据保持模式
在数据保持模式下操作人员可以专注于表笔
测量点的寻找测量所得的值最后将保持在屏
幕上直到下一次新的测量的开始万用表的
这种特性大大方便了操作人员在特殊情况下的
测量
测量实例保险丝
图一图二
图一所示超出无穷大则为开路即保险丝熔断图二所示电阻
很小则表示保险丝正常更换保险丝要在查明原因后进行
测量实例开关
按刀数单刀双刀
按结合方式临时位置固定位置
按结合状态常开常闭
电路图上显示的开关状态即为系统不工作时的状态
单刀单掷单刀双掷
双刀单掷
故障诊断与排除检查端子之间的导通性
测量实例继电器
继电器用于实现小电流
对大电流的控制或者
一个电路对多个电路的
控制
通过继电器的控制可以
防止用电器设备的开关
触点出现拉糊现象
测量实例继电器开关端在不通电的情况下
端子两端的电阻应为无穷大
如果有电阻则表示该继电器
开关端损坏如图二
线圈端根据继电器的
工作原理主要故障为
线圈开路或短路可以
通过测量电阻判断其好
坏如图一
电阻12V的为60-80Ω24V的有120280Ω两种
电量不足与更换
万用表使用的为9V电池使用完成后应随手关
闭电源以节省电量
安全隐患
一电路组成电气原理
二数字万用表的使用方法
三电路图的识图方法
四电控系统零部件介绍
五故障诊断与排除方法
基本知识
用规定符号表示电路连接情况的图叫
电路图
电路图又分为原理图装配图
电路图是电路故障排查中必不可少的资
料能快速正确地阅读电路图是电路故
障判断的前提之一
电气符号示例
二极管电容可变电阻蓄电池地线开关
器电用险保机电器器电电继继阻电管极二光发
电气符号示例续
公共电路并联电路串联电路
混联电路
屏蔽电路
识图方法
从前面所学的内容我们知道一个简单的电
路是由电源用电器导线组成在简单电路上
增加保险开关以及继电器就构成了相对复杂
的电路但无论怎么变化一个用电设备的工作
永远都要有电源以及地线这是电气设备工作最
基本的保证通过这个原则在查找一个用电设
备故障的时候首先就要查看该用电设备的保险
是否完好继电器是否工作正常回路是否畅
通这样由简到繁逐步派查
识图方法续
化整为零
1把整车原理图按系统分类起动系统照
明系统空调系统等等
2将一个复杂的电路简化成多个简单电路
了解导线颜色标注
红色电源黑色地线绿色通讯线
蓝色输入信号紫色输出信号
了解线路控制逻辑
简单电路识图
电动后视镜
BJ493发动机电源控制策略
针脚定义
制控扇风
子电
练习1
根据原理图说明
1在无钥匙开关电压
的情况下实现双闪的路
径
2转向的实现路径
根据原理图分析各车门玻璃升降控制过程
练习2
电路图中的保险丝盒
除了表示电路
连接情况外一些
电路图中还设有表
示保险丝继电器
所在位置的保险丝
继电器盒的图示
方便使用人员查找
电路图中的保险继电器盒
一电路组成电气原理
二数字万用表的使用方法
三电路图的识图方法
四电控系统零部件介绍
五故障诊断与排除方法
发动机为什么要使用电控系统
节约能源
节约能源
降低排放
降低排放
为环保作贡献
为环保作贡献
电控系统示意图
电控系统组成输入-处理-输出
输入部分传感器介绍
1传感器的定义与分类
定义就是能感知外界信息并能按一定规律将
这些信息转换成可用信号的装置
传感器的分类很多分类方法也各不相同常
用的分类法有两种
一种是按照传感器的用途区分如速度传感器
压力传感器温度传感器等
另一种是按传感器的工作原理区分如电阻式
传感器电容式传感器压电式传感器等
有时也常把原理和用途结合起来命名如电感
式位移传感器和电容式压力传感器等
常用传感器的外形
电阻型传感器包括冷却液温度传感器机油温
度传感器燃油温度传感器进气温度传感器
电压型传感器进气压力传感器大气压力传感
器机油压力传感器共轨压力传感器
复合传感器进气温度压力传感器机油温度压
力传感器
感应式传感器磁绕组式VR传感器霍尔
效应传感器
2传感器的作用
传感器的主要功能是检测发动机的运行
参数或状态它将非电量的有关参数或状态
转化成电信号然后不失真地将有关信息提
供给控制器
3传感器的工作原理及测量
电阻型传感器温度传感器
电阻型传感器顾名思义电阻式传感器应依靠
测量电阻判断其好坏
由于电阻型传感器选用的电阻材料不同又可分
为负温度系数传感器正温度系数传感器
负温度系数传感器即随着介质温度的上升其电
阻值下降本课程只讨论负温度系数传感器
安装位置发动机出水口
工作原理随着温度的升高
热敏电阻值降低从而使信号
电压降低
根据其工作原理可知
冷却液温度传感器为
二线制
检测方法可以用检查
电阻值的方法检查温度
传感器
电压型传感器压力传感器
电压型传感器大多数压力传感器可通过测量信
号电压判断其好坏
压力传感器根据工作原理不同分为电容式压力
传感器压电晶体式压力传感器
根据测量压力时参考压力的不同压力传感器又
可以分为相对压力传感器和绝对压力传感器
本课程涉及的传感器主要为电容式压力传感器
电容式压力传感器通过内部的一个电容来感应压
力的变化当压力变化时压力差使电容的两个
极板之间的距离发生变化从而输出一个信号电
压压电晶体式传感器通过内部的一个压电晶体
来感应压力的变化当压力变化时作用在压电
晶体上的压差使压电晶体输出一个信号电压
相对压力传感器测量压力时的参考压力为大气压
因此其测量大气压时的测量值为零绝对压力
传感器测量压力时的参考压力是真空其测得的
压力值为绝对压力
安装位置不同用途的传
感器安装位置不同
工作原理随着压力的变
化信号电压在不断的变化
根据其工作原理
压力传感器一般
为三线制
检测方法测量压力传感器的好坏要将压力传
感器相应的端子接插正确然后测量信号端子的
电压输出因此在检测压力传感器时需要专用的
检测导线保证传感器正常工作的同时将三条线
引出供检测
对于压电晶体式压力传感器是通过测量电阻判断
好坏
如何判断式是电容式压力传感器压电晶体式传
感器
下图为三种不同的压力传感器测试抽头
特殊说明
注意共轨压力传感器集成在共轨管上禁止自行拆卸
大气压力传感器装在ECU内部
损坏后整体更换
复合传感器进气温度压力传感器
复合传感器为了减少零件数目和使发动机线束
更简单有些系统将温度传感器和压力传感器集
成到一个传感器中也称为组合式传感器
它是如何组合测量的呢
根据其原理决定组
合式传感器一般
为四线制
感应式传感器转速相位传感器
感应式传感器根据感应元件不同又主要分为磁
绕组式传感器霍尔效应式传感器
转速传感器根据信号轮的端部经过时切割传感
器中永久磁铁的磁力线在线圈中产生感应电
压作为转速信号输出
相位传感器根据信号轮的端部经过时传感器内
部的磁场发生变化从而使输出的信号电压产生
变化
感应式传感器磁绕组式VR
安装位置离合器飞轮壳
安装要求与信号轮间隙
05mm15mm
检测方法可以通过
测量电阻值来检查其
是否工作正常
线圈电阻20?
以下
约
860?
86Ω
感应式传感器霍尔效应式
霍尔原理当一电流IS通
过一半导体薄片时在电
流的右旋方向就会产生一
霍尔电压UH其值与磁场
感应B与电流IS垂直
和电流IS成正比
霍尔传感器就是利用霍尔电压受磁场感应强度影
响的原理制成
感应式传感器霍尔效应式
安装位置气门室盖端部
安装要求与信号轮间隙
02mm18mm
检测方法将传感器的
电源端和接地端分别接
好然后用铁磁性物体
靠近远离信号端会
有变化的信号电压输出
还可手动盘车测量信号
电压
磁绕组式传感器电路接线图
信号正极
信号负极
转速传感器电缆接线图
注圆圈内的数字指与ECU电控单元接
口
对应的插脚号
根据其工作原理磁绕组式传感器一般为二线制
霍尔效应式传感器电路接线图
5V
信号
相位传感器电缆接线图
传感器回路注圆圈内的数字指与ECU电控单元接口
对应的插脚号
根据其工作原理霍尔效应式传感器一般为三线制
空气流量计
根据测量原理不同可以分为旋转翼片式空气流量
传感器卡门涡旋式空气流量传感器热线式空气
流量传感器和热膜式空气流量传感器四种型式
传感器的作用检测进入发动机的空气流量值并
把它转换成相应的电信号传给ECUECU根据进
入发动机的空气流量值计算喷油量和废气再循环
率从而确定应达到的基本空气燃油混合比例空
气流量计同时兼有进气温度传感器的功能
目前主要采用热线式热膜式两种本课程为热膜
式空气流量传感器
工作原理
传感器引发动机吸入的空气将
脚已加热传感器表面的
密封环热量带走空气流量
越高散失的热量越
多为保持原有热
混合电路量必须增加电流
增加电流的大小成比
例地反应了进入发动
传感器
机空气流量的多少
测量通道并将此转换成相应的
电信号传给ECU
空气流量计
安装位置空滤器后
安装要求注意安装方向
电源
检测方法将空气流量计拆下
将电源及地线按照原理图接线
温度
用数字万用表测量其余两端子之
信号
间的电压然后用电吹风紧靠传
流量感器入口向传感器内吹风用冷
信号风档两端子之间的电压应在
一定的范围之内将风机缓慢移
回路动电压值应变化2-4V之间
油门位置传感器
三线制油门踏板
踏板通过转轴与传感器内部的滑动变阻器的电刷连
接当踏板位置传感器的位置改变时电刷与接地端
的电压发生改变计算机内部的受压电路将该电压转
变成加速踏板的位置信号
图示为油门踏板最大开度
五线制油门踏板
此油门踏板是在三线制踏板基础上增加了怠速有
效开关从而可以对怠速与非怠速状态进行确认
ECU
六线制油门踏板
此油门踏板在控制精度上更加准确通过传感器内
部的两组信号电路对油门踏板位置进行逻辑对比
从而精确的判断油门位置信号是否存在故障
节气门位置传感器
节气门位置
传感器
进气压力-温
安装位置见右图步进度传感器
电机节气门片
工作原理电位计转臂与节气门本体
6
节气门同轴安装当节气双回位弹簧
旋架
门转动时带动电位计转
臂滑到一定的位置电位计输出与节气门位置成
比例的电压信号
节气门位置传感器一般为三线制
检测方法通过测量传感器两
端的电阻即可
电源信号
回路
氧传感器
介绍氧传感器前先说明混合气成分的表示方法
空燃比就是混合气中空气质量与燃油质量的比
值单位kg
理论上完全燃烧1kg汽油约需147kg空气即空
燃比为1471称为标准混合气
1471为稀混合气,1471为浓混合气
过量空气系数是燃烧过程中实际供给的空气质
量与理论上完全燃烧时所需要的空气质量之比
或者说等于实际空然比与理论空然比之比
1为稀混合气,1为浓混合气
氧传感器分为氧化锆ZrO式和氧化钛TiO
2
2
式两种类型氧化锆式又分为加热型与非加热型氧
传感器两种氧化钛式一般都为加热型传感器
氧传感器的作用测定发动机排气中氧气含量确
定汽油与空气是否完全燃烧并输出一个信号反馈
给ECU随时修正喷油量使混合气空燃比在理论
值附近因为在理论值附近三元催化转化器对排气
中HCCO和NOX三种污染物有最大的转化效率
本课程涉及的为氧化锆式传感器
氧传感器工作原理
氧传感器核心元件是ZrO2陶瓷
管1在高温时能使氧气发生
电离由于管内外侧氧含量
不同存在浓度差因而在高
温条件下氧离子即从大气侧向
排气一侧扩散从而在两电极
1陶瓷管
2电极
间产生电压3废气
4大气
混合气偏浓则内外氧离子浓度差较高输出电压高900mV
混合气偏稀则内外氧离子浓度差较低输出电压低100mV
氧化锆式氧传感器的特性
氧化锆式传感器必须满足发动机温度高于60?
氧传感器自身温度高于300?
传导氧离子以及
发动机工作在怠速工况和部分负荷三个条件时才
能正常调节混合气浓度因此将其安装在温度较
高的排气管上
同时为了使氧传感器迅速达到工作温度300?
而投入工作采用加热器对锆管进行加热加热
器的加热温度一般设定为300?
氧传感器
安装位置
前氧传感器安装在排气门与三
元催化器之间后氧传感器安
装在三元催化器后端
根据其工作原理氧传感器
信号低一般为四线制
此线为ECU内部控制接地线氧传感
器何时工作工作多长时间由ECU内
部程序决定
信号高
氧传感器的安装位置
前后氧传感器的工作原理相同只不过前氧传感器的信号工
作电压变化范围比后氧传感器的变化范围大
前氧传感器用于控制喷油量的检测信号后氧传感器来表征
三元催化器对尾气的处理能力通过两个传感器电压幅度的
差可以测量出催化净化转换器存储氧以转换有害废气的能力
检测方法由于此氧传感器是加热型氧传感器所以判断其
好坏可以通过测量加热电阻丝两端的电阻确定同时可以通
过读取数据流及对加速减速的反应程度判断其信号的准确性
爆震传感器
介绍爆震传感器前我们先要了解两件事
第一混合气在燃烧室内燃烧其火焰是由点火
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