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10发动机电控0


发动机电子控制系统
学习目标
1. 2. 3. 4. 5. 掌握发动机各控制系统的功能及主要控制内容 掌握发动机电子控制系统的主要输入信号 掌握电控发动机空气供给系统的作用和组成 掌握燃油供给系统的作用及组成 掌握各种传感器和执行器的安装位置、类型、工 作原理、结构和检查方法

认识发动机电控
? 汽车是典型的机电产品 ? 发动

机电子控制系统是汽车电控的组成部分 发动机电控:根据发动机的不同工况,为发动机提供 最佳空燃比的混合气和最佳点火时间,使发动机状态、 性能(动力性、经济性、排放性)保持最佳。

发动机电控系统组成
? 电子控制单元ECU:存储程序和数据,处理信息,发 送指令 ? 传感器:检测信号 ? 执行器:执行动作

发动机电控系统子系统(功能模块) ? 电控燃油喷射系统(EFI) ? 电控点火系统(ESA) ? 怠速控制系统(ISC) ? 警告系统 ? 备用系统(失效保护) ? 自诊断系统

故障自诊断系统
故障自诊断系统工作原理 如果输入至ECU的某一信号失常,ECU就会判定该 电路信号出现故障,并把该故障以故障码的形式存 入微机的存储器中,同时为了维持发动机的运行, ECU会调用预先设置好的备用程序。

? 故障自诊断系统对于偶尔出现一次的不正常信号,并不 判定为故障。只有不正常信号保持一定时间或多次出现 后才被视为故障。 ? 故障自诊断系统只是为维修人员提供了故障检测的方向, 但并不能指出具体的故障点。读取故障码后,还应从汽 车制造厂提供的故障码表中查得该故障码的内容说明等 信息,然后按照这些信息和诊断流程图及电路检查顺序 来确认和排除故障。

故障码的读取和清除
? (KT600解码器)

正常状态(不启动发动机) 实验状态

故障码的读取和清除

故障码的读取和清除

故障码的读取和清除

读取数据流

传感器
传感器是一种能把物理量或化学量转变成计算机 能识别的电信号的器件。

空气流量 传感器
进气压力、 温度传感器 节气门位 置传感器 水温传感器 爆震传感器 氧传感器 凸轮轴位 置传感器

ECU 信号 指令

怠速电机

点火线圈 喷油嘴

碳罐电磁阀

曲轴位置 传感器

燃油泵

? 曲轴位置及转速传感器 1、作用 又称发动机转速与曲轴转角传感器。检测气缸上止 点信号、曲轴转角信号和发动机转速信号输入 ECU,作 为点火和燃油喷射的主控制信号(喷油点火顺序、喷油 正时、喷油量、点火正时、怠速等)。 G信号(判缸信号) Ne信号(转角和转速信号) 2、安装位置 曲轴位置及转速传感器一般安装于曲轴皮带轮或链 轮侧面。有的安装于凸轮轴前端,也有的安装于分电器 (桑塔纳2000型轿车)。

? 曲轴位置及转速传感器 3、分类 曲轴位置及转速传感器有三种型式:电磁脉冲式曲 轴位置传感器(广州本田雅阁、富康、日产、丰田系 列)、霍尔效应式曲轴位置传感器(桑塔纳2000型轿车、 北京切诺基、美国GM公司)、光电效应式曲轴位置传感 器(现代轿车、日产、三菱)。曲轴位置传感器型式不 同,其控制方式和控制精度也不同。

? 曲轴位置及转速传感器 4、故障及检测 故障现象:不能准确判定曲轴(活塞)上止点位置; 结果表现为启动困难或运转不良,怠速不稳。 故障代码:P0335(电路故障)P0336 (电路/性能故 障) 检测方法:观察信号波形。

? 冷却液温度传感器 1、作用 检测发动机冷却液温度,作为燃油喷射和点火正时 控制的修正信号。 2、安装位置 一般在气缸体水道上或冷却水出口处。 3、原理 热敏电阻

? 冷却液温度传感器 4、故障及检测 故障现象:冷车启动难/费油/怠速不良/加速不良 故障代码:P0116(电路/性能故障)P0117 (信号电 压低)P0118(信号电压高)P0119(电路间歇故障) 检测方法:测量电阻。
温度℃ -20 电阻KΩ 14.1~16.8 温度℃ 40 电阻KΩ 约1.2

0
20

约5.8
2.3~2.6

60
80

约0.6
约0.3

? 进气温度传感器 1、作用 检测进入进气歧管的空气温度,向ECU输入进气温 度信号,作为燃油喷射和点火正时的修正信号。 2、安装位置 一般安装在发动机进气管上或与空气流量传感器制 为一体。 3、原理 热敏电阻

? 进气温度传感器 4、故障及检测 故障现象:发动机动力差/加速无力/费油 故障代码:P0111(电路故障)P0112 (电路/性能故 障)P0113 检测方法:测量电阻
温度℃ -10 0 10 电阻KΩ 8.7~9.7 5.5~6.1 3.6~3.9 温度℃ 20 30 80 电阻KΩ 2.4~2.5 1.6~1.7 约0.3

? 车速传感器 1、作用 测量汽车的行驶速度,作为发动机ECU进行怠速断 油控制、减速空燃比控制、自动变速器换挡时刻控制的 主要信号。 2、分类 片簧开关式 光电效应式 磁电式

? 车速传感器 3、安装位置 车速传感器通常安装在驱动桥壳或变速器壳内。

? 爆震传感器 1、作用 功用:专门检测发动机的爆燃状况,提供给ECU根 据信号调整点火提前角。 压电式爆震传感器的主要元器件是一个压电陶瓷晶体, 螺钉使一个惯性配重块压紧压电陶瓷晶体片。爆燃发生 时,爆燃压力波通过惯性配重块使压电陶瓷晶体片压缩 变形,产生比非爆燃时大得多的电压信号。(压电陶瓷 是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料, 属于无机非金属材料。压电陶瓷具有敏感的特性,可以 将极其微弱的机械振动转换成电信号。)

? 爆震传感器 2、安装位置

安装在发动机缸体上

安装在火花塞上

? 爆震传感器 3、类型 压电式,磁伸缩式

? 氧传感器 1、作用/安装位置 排气道 现今车辆安有两个氧传感器,三元催化器前放一个, 后放一个。前方的作用是检测发动机不同工况的空燃比, 同时电脑根据该信号调整喷油量和计算点火时间。后方 的主要是检测三元催化器的工作好坏,即催化器的转化 率。

? 氧传感器 2、原理 氧传感器工作原理与干电池相似,传感器中的氧化 锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是:在高 温及铂的催化下,带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的 内外表面上,利用氧化锆内外两侧的氧浓度差,产生电 位差,且浓度差越大,电位差越大。 氧传感器只有在高温时(端部达到300°C以上)其 特性才能充分体现,才能输出电压。它在约800°C时, 对混合气的变化反应最快。

? 氧传感器 3、故障现象:发动机动力差/加速无力/费油 4、相关故障代码:P0030/P0031/P0032/前氧加热 器故障P0036/P0037/P0038后氧加热器故障 ,P0130~P0134前氧传感器故障P0136~P0140后氧传 感器故障 5、检测方法:读取数据流和测量加热器电阻 加热器电阻18℃~20℃时为3.3~4.1Ω

任务操作:水温传感器的检查和更换 ? 就车检查 ? 零件检查

? 作用 ? 位置 ? 检测方法

怠速控制系统(ISC)
? 电控发动机怠速控制的实质 就是控制怠速时的进气量。电控发动机怠速空气提供 方式有旁通空气式或节气门直动式。 ? 怠速是指节气门关闭,油门踏板完全松开,且发动机 对外无功率输出并保持最低转速稳定运转的工况。

怠速控制系统(ISC)
? 怠速控制阀控制内容: ? 起动初始位置的设定:关闭点火开关发动机熄火后,电子控制 单元ECU的M-REL端子向主继电器延续供电2~3s,ECU控制步 进电机ISCV全部打开,以利于下次起动。 ? 起动控制:起动时,ISCV全开,起动顺利。起动后,ECU根据 水温的高低控制步进电机,调节控制阀的开度。 ? 暖机控制:又称为快怠速控制。暖机时,ECU根据水温的高低 控制怠速控制阀的开度。随着水温上升,怠速控制阀开度逐渐 减小。

? 怠速稳定控制:ECU将接受道的转速信号与确定的目标转速进 行比较,其差值超过一定值时,ECU通过步进电机控制怠速控 制阀以调节空气进气量。又称为反馈控制。

怠速控制系统(ISC)
? 怠速提速控制:在怠速时,出现以下情况,ECU控制步进电机 将怠速提升。

开空调;
转方向盘(带动力转向的车); 电器负荷增大(如开大灯,风窗加热器,尾灯等);

挂前进档(自动变速器汽车)。
? 学习控制:由于磨损等原因,怠速控制阀的位置相同时,其实 际的怠速转速和设定的目标转速略有不同,此时ECU利用反馈 控制使怠速转速回到目标转速,同时将此时的步进电机步数存 入ROM中(ECU中有一小电路不断电),以便在以后的怠速控 制过程中使用。

怠速控制系统(ISC)

怠速控制系统(ISC)
? 怠速控制系统的功用是什么? ? 哪些情况发动机怠速需要提高? ? 发动机怠速的控制方式有哪几种?

电控燃油喷射(EFI)系统
? 空气供给 ? 燃油供给 ? 电子控制

空气供给系统
空气供给系统组成

空气滤清器

气缸 节气门体

空气流量计 (L型)

进气总管

进气歧管

空气阀

进气压力传感器 (D型)

空气流量传感器AFS
?功能
压力式:用进气管压力传感器检测发动机进气量 (kg/h)的大小,并将信号转换成电信号输入电 控单元ECU,以确定喷油时间(喷油量)和点 火时刻。 (D型燃油喷射系统) 流量式:用空气流量传感器检测发动机进气量 (kg/h)的大小,并将信号转换成电信号输入 电控单元ECU,以确定喷油时间(喷油量) 和点火时刻。(L型燃油喷射系统)

空气流 量检测 方法

?类型
叶片式空气流量计 体积型

流量式
(L型燃油 喷射系统) 质量型

涡流式空气流量传感器
热线式空气流量传感器 热膜式空气流量传感器

各种空气流量传感器对比 ?输出信号
体积流量


质量流量


体积流量


节气门位置传感器 ?功能
?节气门位置传感器:将节气门的开度状态(即汽油机负荷状 态:怠速、部分负荷、大负荷等)转变成电信号输入ECU, 以控制燃油喷射时间及其他辅助控制(如怠速控制和EGR控 制等) 。

燃油供给系统
燃油供给系统组成

燃油供给系统
? 喷油量控制 ? ? ? ? 启动控制 运转控制 断油控制 反馈控制

? 讨论话题:手动挡车空挡滑行是否省油?

点火控制系统

点火控制系统
? 系统的结构组成

? 系统控制内容 点火提前角:过大易爆燃;过小排气温度升高,功率 降低。 发动机转速:转速升高,点火提前角增大。 发动机负荷:歧管压力高(负荷大),点火提前角小,反 之点火提前角大。 燃料性质:汽油辛烷值越高,抗爆性越好,点火提前角可 增大。 其他因素:空燃比、大气压力、冷却水温度等。 爆燃控制:调整点火提前角

点火控制系统
? 点火系常规检查

跳火检查、电压测量、信号波形、试灯法 检查低/高压电路、传感器、ECU


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