1、 一、项目情境引入v 为了能够对汽车发动机电控系统的故障进行诊断与排除，必须熟悉汽车发动机电控系统的结构与工作原理，所以在本项目的学习中必须掌握电控系统各传感器、电控单元及执行器的应用，了解电控系统的控制方式及优点，同时要熟悉自诊断系统的功能，通过对解码器使用的学习，掌握解码器读取数据流的正确方法及使用的注意事项。v（一）概述v1发动机电控技术的发展v 汽车电子技术发展始于20世纪60年代，分为4个阶段。v 汽油机电控技术的应用使汽油机的综合性能得到了全面的提高，其主要的优点如下。v 在化油器式汽油机中，当混合气在经过不同宽度、不同长度及具有一定弯曲弧度的进气歧管时，由于空气和汽油颗粒的密度不
2、同，空气比较容易改变方向，而汽油颗粒受惯性力的作用则继续向歧管末端运动，由此造成各缸混合气浓度不均匀。 v 由于电控燃油喷射系统的进气管中不存在化油器中的喉管，进气系统的进气阻力和进气压力损失较小，充气效率较高，因此，发动机具有较好的动力性和经济性。v 另外，电控燃油喷射系统不对进气进行预热，这样提高了进气的密度，对提高发动机动力性有利。v 电控燃油喷射系统采用氧传感器反馈控制时，能够精确地控制空燃比A/F14.7，使三元催化转换器具有最高的转换效率，从而大大减少CO、HC和NOx等有害气体的排放量。v 另外，现代汽油机电控系统还包括废气再循环、二次空气喷射系统、最佳点火提前角等控制功能，从而
3、可使汽油机有害物的排放量进一步减少。v 当发动机运行工况发生变化时，由于电控燃油喷射系统能根据传感器输入信号迅速调整喷油量或喷射正时，提供与该种工况相适应的最佳空燃比，提高了燃油机对加、减速工况的响应速度及工况过渡的平稳性。v 另外，采用电控燃油喷射方式，汽油的雾化质量好，蒸发速度快，在各种工况下混合气都具有良好的品质，这也有利于提高汽油机非稳定工况的性能。v 当汽车在不同地理环境或不同气候条件的地区行驶时，对于采用体积流量方式测量进气量的电控燃油喷射系统，电控系统能根据大气压力、环境温度及时对空燃比进行修正，从而使汽车在各种地理环境及气候条件下运行时，无须调整都能保证良好的综合性能。v 发动
4、机在高温或低温条件下启动时，电控燃油喷射系统能根据启动时发动机冷却水的温度，提供与启动条件相适应的喷油量，使汽油机在高温和低温条件下都能顺利启动。v 低温启动后，电控燃油喷射系统又能根据发动机冷却水温度自动调整喷油量和空气供给量。v 加快汽油机暖机过程，使发动机很快就能进入正常运行状态。v 汽车电控技术得益于电子技术、计算机技术和信息技术的迅猛发展，而推动汽车电控技术发展的动力因素是改善汽车的性能，解决降低能耗、减少污染、提高安全和舒适等问题。v 进入21世纪，电控技术不仅渗透到汽车的各个系统和总成，而且通过信息技术实现了各系统和总成的协调和集中控制。 v 电控单元（Electrical Co
5、ntrol Unit，ECU）主要根据进气量确定基本的喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器）信号对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气；同时还包括喷油正时控制、断油控制和燃油泵控制。v 电控点火系统的功能是根据各相关传感器信号，判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，从而改善发动机的燃烧过程。v 发动机在汽车行驶、空调压缩机工作、发动机负荷加大等不同怠速运转工况下，由ECU控制怠速控制阀，使发动机怠速始终处于最佳转速。v 排放控制系统是对发动机排放控制装置实行电子控制。v 排放控制的项目主要有废气再循环（EGR）控
6、制、活性炭罐电磁阀控制、氧传感器和空燃比闭环控制、二次空气喷射控制、曲轴箱通风控制等。v 电控系统根据发动机工况的变化，控制进气量和气流，提高充气效率和改善雾化条件，从而提高发动机的动力性。v 对装备涡轮增压器的发动机，电控系统通过控制增压强度，使进气管的压力适合发动机各种工况。v 在巡航操作模式下，电控系统自动调整节气门开度，使车辆维持设定的车速运行，从而提高了驾驶的舒适性。v ECU控制各种指示和警告装置，显示有关控制系统的工作状况，当控制系统出现故障时，如氧传感器失效、催化器过热、油箱温度过高等，能及时发出警告信号。v 当控制系统出现故障时，ECU将会点亮仪表板上的“检查发动机”（Che
7、ck Engine）灯，提醒驾驶员注意发动机已经出现故障，并将故障信息储存到ECU中，通过一定的程序，可以将故障码调出，供修理人员参考。v 在发动机电控系统中，当某传感器失效或线路断路时，电控系统会按预定的程序设定一个参考信号以使发动机继续运转，维持车辆行驶，同时通过报警系统提示驾驶员及时维修。v 发动机电控系统主要由传感器、电控单元、执行器3个部分组成。（1）传感器v 传感器作为输入部分，用于测量物理信号（温度、压力等），并按一定规律转换成便于传输和处理的另一种物理量（一般为电量）。v 汽车电子控制单元（ECU）又称为汽车电子控制器或汽车电子控制组件，俗称“汽车电脑”。v 执行器又称执行元件
8、，是电子控制系统的执行机构。v 执行器的功用是接收电控单元发出的指令，完成具体的执行动作。v 汽车发动机电子控制系统的主要功能是提高汽车的动力性、经济性和排放性能。v 随着汽车电子控制技术的发展与进步，世界各大汽车公司或电子技术公司开发研制的发动机电子控制系统千差万别。图图1-1 AJR型发动机电子喷射系统结构示意图型发动机电子喷射系统结构示意图1热膜式空气流量计热膜式空气流量计 2电控单元电控单元 3电动汽油泵电动汽油泵 4节气门控制组件节气门控制组件 5怠速电机（与节气门控制组件一体）怠速电机（与节气门控制组件一体）6进气温度传感器进气温度传感器 7油压调节器油压调节器 8喷油器喷油器 9
9、爆燃传感器爆燃传感器 10汽油滤清器汽油滤清器 11点火线圈点火线圈12氧传感器氧传感器 13冷却液温度传感器冷却液温度传感器 14转速传感器转速传感器 图图1-2 汽油喷射系统和点火系统位置布置图汽油喷射系统和点火系统位置布置图l霍尔传感器（霍尔传感器（G40） 2喷油器（喷油器（N30N33） 3活性炭罐活性炭罐 4热膜式空气流量计（热膜式空气流量计（G70） 5活性炭罐电磁阀（活性炭罐电磁阀（N80）6ECU（J220） 7氧传感器（氧传感器（G39） 8冷却液温度传感器（冷却液温度传感器（G62） 9转速传感器插接器（灰色）转速传感器插接器（灰色） 10l号爆燃传感器号爆燃传感器插接器
10、（白色）插接器（白色） 11氧传感器插接器（黑色）氧传感器插接器（黑色） 122号爆燃传感器插接器（黑色）号爆燃传感器插接器（黑色） 13节气门控制组件（节气门控制组件（J338） 142号爆燃号爆燃传感器（传感器（G66） 15转速传感器（转速传感器（G28） 16进气温度传感器（进气温度传感器（G72） 17点火线圈（点火线圈（N152） 181号爆燃传感器（号爆燃传感器（G61） 图图1-3 AJR型发动机电子控制系统组成型发动机电子控制系统组成 序号类型英文缩写主要功能1空气流量计AFS在L型电控燃油喷射系统中，由空气流量计测量发动机的进气量，并将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制
11、的主控制信号2进气管绝对压力传感器MAPS在D型电控燃油喷射系统中，由进气管绝对压力传感器测量进气管内气体的绝对压力，并将该信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号表表1-1发动机电子控制系统各传感器与开关信号的作用发动机电子控制系统各传感器与开关信号的作用 序号类型英文缩写主要功能3节气门位置传感器TPS检测节气门的开度及开度变化，如全关（怠速）、全开及节气门开闭的速率（单位时间内开闭的角度）信号，此信号输入ECU，用于燃油喷射控制及其他辅助控制4凸轮轴位置传感器CPS给ECU提供曲轴转角基准位置信号（G信号），作为喷油正时控制和点火正时控制的主控制信号5曲轴位置传感器（转速传感器
12、）CPS用来检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号，作为喷油正时控制和点火正时控制的主控制信号6冷却液温度传感器CTS给ECU提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。冷却液温度传感器信号也是其他控制系统（如怠速控制和废气再循环控制等）的控制信号7进气温度传感器IATS给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号8爆燃传感器KS检测汽油机是否爆燃及爆燃强度，将此信号输入ECU，作为点火正时控制的修正（反馈）信号9氧传感器O2S检测排气中的氧含量，向ECU输送空燃比的反馈信号，进行喷油量的闭环控制10启动开关STA给ECU提供一个启动信
13、号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号11蓄电池电压UBAT向ECU提供电压信号，作为燃油喷射控制的修正信号续表续表 序号类型英文缩写主要功能1喷油器INJ根据ECU的喷油脉冲信号，精确计量燃油喷射量2点火器ICM根据ECU脉冲信号，控制点火3怠速控制阀ISCV控制发动机的怠速转速4节气门控制电动机TC根据ECU信号控制节气门的开度5电动燃油泵FP供给燃油喷射系统规定压力的燃油6废气再循环阀ECRV根据ECU信号控制废气再循环量7进气控制阀IACV根据ECU信号控制进气系统工作8活性炭罐电磁阀ACCV根据电控单元的控制指令信号，回收发动机内部的燃油蒸气，以便减少污染9真空电磁阀VSV根据EC
14、U信号控制真空管路通断10二次空气喷射阀SAIV根据ECU脉冲信号控制二次空气喷射量11巡航控制电磁阀CCSV根据ECU信号控制巡航系统12空调控制真空电磁阀ACU根据ECU信号控制空调工作表表1-2发动机电子控制系统执行器的主要功能发动机电子控制系统执行器的主要功能 v 汽车发动机电子控制系统是一个综合控制系统，并具有多种控制功能。vv 将发动机电子控制系统的传感器和执行器进行不同的组合，就可组成燃油喷射系统、微机控制点火系统、空燃比反馈控制系统、发动机爆燃控制系统、超速断油控制系统、减速断油控制系统、清除溢流控制系统、怠速控制系统、燃油蒸气回收系统和故障自诊断系统等，从而实现燃油喷射控制、
15、点火提前闭环控制、空燃比反馈控制、发动机爆燃控制、超速断油控制、减速断油控制、清除溢流控制、怠速控制、燃油蒸气回收和故障自诊断功能。 v 电控系统的控制方式分为开环控制和闭环控制两种方式。v 开环控制是指ECU根据传感器的信号对执行器进行控制，而控制的结果是否达到预期目标对其控制过程没有影响。v 开环控制示意图如图1-4所示。 图图1-4 开环控制示意图开环控制示意图 v 闭环控制也叫反馈控制，在开环控制的基础上，它对控制结果进行检测，并反馈给ECU，进行原先的控制修正。v 闭环控制示意图如图1-5所示。图图1-5 闭环控制示意图闭环控制示意图 v 在学习发动机电子控制系统的各种功能前，应该对
16、发动机电控单元（ECU）的结构和工作原理有所了解，有了电控单元的基本知识后，再去学习复杂的电子控制系统就比较容易了。v 此外，对汽车而言，发动机电控单元是最为重要的部件之一，了解它的工作原理及其内部参数的设计思路，将对汽车维修人员在实际工作中进行故障诊断和车辆检测提供极大的帮助。v 图1-6为发动机ECU的基本构成示意图，主要由输入回路、A/D（模拟/数字）转换器、微处理器和输出回路组成。v 图1-7所示为发动机ECU外形图。v 微处理器只能识别05V的方波数字信号，但传感器输送给发动机ECU的信号有数字信号和模拟信号两种，对应于不同的输入信号，输入回路的作用也不相同。 图图1-6 发动机发动
17、机ECU的基本构成的基本构成 图图1-7 发动机发动机ECU外形图外形图 图图1-8 数字信号和模拟信号数字信号和模拟信号 v 微处理器不能直接处理模拟信号，A/D转换器的作用就是将模拟信号转换成数字信号，如图1-10所示，然后输入微处理器进行处理。图图1-9 输入回路的作用输入回路的作用 图图1-10 A/D转换器的作用转换器的作用 v 微处理器主要由中央处理器（CPU）、数据存储器（RAM、ROM）和输入输出（I/O）接口 3部分组成。v 中央处理器（CPU）。中央处理器（CPU）是整个控制系统的核心，所有的数据都要在CPU内进行运算，它主要由进行算术与逻辑运算的运算器、暂时存储数据的寄存
18、器、按照程序执行各装置之间信号传送及控制任务的控制器等组成。v 当接收到各传感器的信号后，中央处理器根据预先设计的要求进行算术运算和逻辑运算，并控制燃油喷射、点火、怠速以及排放等系统。v 存储器（RAM、ROM）。存储器主要是用来储存信息资料。存储器一般分为两种，一种是能读出也能写入的存储器，叫随机存储器（Random Access Memory，RAM）；另外一种是只能读出的存储器，叫只读存储器（Read Only Memory，ROM）。va随机存储器（RAM）。RAM主要用来存储计算机操作时的可变数据，如用来存储计算机输入、输出数据和计算过程中产生的中间数据等，根据需要，存储的数据可随时
19、调出或更新。vb只读存储器（ROM）。ROM用来存储固定数据，即存放各种永久性的程序和永久性、半永久性的数据。v 输入输出（I/O）接口。输入输出接口是CPU与输入装置（传感器）、输出装置（执行器）间进行信息交流的控制电路，输入输出装置一般都通过I/O接口才能与CPU连接。v 根据CPU的命令，I/O 接口以所需要的频率接收输入信号，并按发出控制信号的形式和要求，以最佳的速度将输出信号送出（或送入中间存储器）。v 此外输入输出接口还起着数据缓冲、电瓶匹配、时序匹配等多个作用。v CPU输出的是电压很低的数字信号，用这种信号一般不能直接驱动执行器工作。v 输出回路的作用就是将这种低电压的数字信号
20、转换成可以驱动执行器工作的控制信号。v 输出回路一般采用大功率的电子元件（如三极管、场效应管等），由微处理器输出的信号控制其导通和截止，从而控制执行器的供电或搭铁回路来控制执行器的动作。v ECU必须有合适的供电电压才能控制发动机管理系统。v ECU电源电路就是由蓄电池向ECU供电的电路，它主要是由蓄电池、EFI（电子燃油喷射）主继电器及点火开关等组成。v ECU电源电路不但要保证ECU在点火开关接通（即转到“ON”位置）时立即获得电源电压，而且还要保证ECU特定的端子（比如“BATT”端子）在点火开关关闭（即转到“OFF”位置）时也要与电源连通（即获得不间断的电源电压）。v 对于未装步进电机
21、式怠速空气控制阀的ECU电源电路，EFI主继电器由点火开关控制；对于装有步进电机式怠速空气控制阀的ECU电源电路，EFI主继电器由发动机ECU直接控制。v （1）未装步进电机式怠速空气控制阀的ECU电源电路v 这种电源电路如图1-11所示，图中EFI主继电器由点火开关控制。v 当接通点火开关后，主继电器吸合，电流通过继电器流向ECU的两个“+B”端子。v 当断开点火开关后，继电器马上断开，流向发动机ECU的两个“+B”端子的电流被切断。图图1-11 未装步进电机式怠速空气控制阀的未装步进电机式怠速空气控制阀的ECU电源电路电源电路 v （2）装有步进电机式怠速空气控制阀的ECU电v源电路v 装
22、有步进电机式怠速空气控制阀的ECU电v源电路如图1-12所示，点火开关接通，ECU的“BATT”端子供电，ECU通过内部的主继电器控制电路，控制继电器电源端子通电，将EFI主继电器吸合，蓄电池电压加到ECU的两个“+B”端子上。v 当断开点火开关后，ECU通过主继电器控制电路继续供电让EFI主继电器延时断电，以便步进电机能有时间退回到初始位置，使旁通气道开度达到最大，为下一次启动作准备。图图1-12 装步进电机式怠速空气控制阀的装步进电机式怠速空气控制阀的ECU电源电路电源电路 v 汽车电子控制系统的电控单元内部一般都有一个故障自诊断电路系统（OBD），它能在运行过程中不断监测电子控制系统各部
23、分的工作情况，并能检测出电子控制系统中大部分故障，将故障以代码的形式存储在电控单元的存储器内。v 只要不拆下蓄电池，这些故障代码将一直保存在电控单元内。v 维修人员可按照特定的方法将故障代码读出，为检测与诊断发动机电子控制系统提供依据。v 在汽车技术发展的历程中，由于世界各大汽车制造公司的技术特点各不相同，缺乏统一的标准，导致各种汽车自诊断系统的故障诊断座形式和位置、读取与清除故障码的方法各异，这给汽车用户和维修人员带来了很大不便。 v OBD是“On-Board Diagnostics”的英文缩写，即随车诊断系统。v OBD-则是指第二代随车诊断系统。v OBD-是由美国汽车工程师协会（SA
24、E）提出，经环保机构（EPA）和加州资源协会v （CARB）认证通过。OBD-的主要特点如v下。v 汽车按标准装用统一的16端子诊断座，如图1-13所示。并将诊断座统一安装在驾驶室仪表盘下方。v OBD-具有数据传输功能，并规定了两个传输线标准：欧洲统一标准（ISO-）规定数据传输用“7”号和“15”号端子，美国统一标准（SAE-J1850）规定数据传输用“2”号和“10”号端子。v OBD-具有行车记录功能，能记录车辆行驶过程的有关数据资料，能记忆和重新显示故障码，可利用仪器方便、快速地调取或清除故障码。v 装用OBD-的汽车，采用相同的故障码代号及故障码意义统一。故障码由1个英文字母和4个
25、数字组成，如图1-14所示。图图1-13 OBD-诊断座诊断座 图图1-14 OBD-故障码形式故障码形式 v 通过对解码器的使用，要求能够正确运用解码器读取汽车故障码，以及能够对读取的故障码查找出故障原因，并能够运用解码器对故障码进行清除。图图1-15 金德金德KT300诊断仪诊断仪1电源指示灯电源指示灯 2显示屏显示屏 3触摸笔触摸笔 v 首先确认被测车蓄电池电压介于1114V之间；关闭点火开关；确定诊断座的位置、形状以及是否需要外接电源，如需外接电源按图1-16连接。v 根据车型及诊断座的形状选择相应的接头，将测试延长线的一端插入KT300的测试口内，另一端连接测试接头；将连接好测试延长
26、线的测试接头插到车辆的诊断座上；连接好仪器接通电源，启动KT300进入主菜单，选择汽车诊断模块如图1-17所示，其界面说明见表1-3。图图1-16 金德金德KT300诊断仪的连接诊断仪的连接1KT300测试口测试口 2测试延长线测试延长线 3专用测试接头专用测试接头 4KT300电源接口电源接口 5电源延长线电源延长线 6双钳电源线双钳电源线 图图1-17 汽车诊断模块汽车诊断模块 序 号项 目说 明1车系选择中国车系/美国车系/欧洲车系/日本车系/韩国车系/OBDII，请根据被测车辆正确选择2专家诊断专家诊断功能中包含“电控系统”，能够正确识别电控系统形式的用户可以通过此测试路径快速进行汽车
27、诊断3ESC触摸按钮，退出，返回上一级菜单4触摸按钮，方向选择5OK触摸按钮，确认选择6选择车型请根据被测车型正确选择（车型图标会根据使用的频率自动排列）表表1-3汽车诊断模块界面说明汽车诊断模块界面说明 v 选择相应的车型图标进行车辆故障测试，如点击中国车系、奥迪大众图标，屏幕显示该车的诊断信息（V02.06为当前仪器内该车型的诊断车型版本，根据测试版本的不同，该号码在程序升级后会随之改变），如图1-18所示。图图1-18 奥迪大众故障测试界面奥迪大众故障测试界面 v 在系统功能选择菜单中选择“01-读取车辆电脑型号”，屏幕显示如图1-20所示，此项功能可以读取被测试系统的电脑信息，包括版本
28、号、CODING号、服务站代码以及相关信息。图图1-19 系统选择菜单系统选择菜单 图图1-20 读取车辆电脑型号读取车辆电脑型号 v 在系统功能选择菜单中选择“02-读取故障码”，系统开始检测电脑随机存储器（ROM）中存储的故障记忆内容，测试完毕，屏幕显示出测试结果，如图1-21所示。通过滚动条滚动屏幕查看所有故障码信息，若所测试系统无故障码，则屏幕显示无故障码字样，选择Esc按键返回上一级菜单。 图图1-21 读取故障码读取故障码 v 在系统功能选择菜单中选择“05-清除故障码”，进入故障码清除界面，如图1-22所示。此项功能可以清除被测试系统ECU内存储的故障代码，一般车型应严格按照常规
29、顺序操作：先读故障码，记录（或打印）后清除故障码，试车、再次读取故障码进行验证，维修车辆，清除故障码，再次试车确认故障码不再出现。图图1-22 清除故障码界面清除故障码界面 v 在系统功能选择菜单选择“03-元件控制测试”，进入操作界面如图 1-23 所示。此项功能可以检查执行元件的电路工作状况，进行元件控制测试时可以观察该元件是否正常工作，如果该执行元件不能正常工作，则需要检查相关电器元件、插头线束或机械部位是否存在故障。 图图1-23 元件控制测试界面元件控制测试界面 v（一）实施要求v 丰田5A、AJR发动机台架；汽车。v 目前，发动机ECU技术已经相当成熟，在正常使用情况下发动机ECU
30、本身不太容易出现故障。v 但在实际维修中，很多维修人员不按照维修手册规定的程序诊断故障，他们在几次尝试仍未能解决发动机故障后，往往将故障归咎于发动机ECU，从而造成故障诊断的不准确，同时也增加了车主的经济负担。v 发动机ECU的故障主要是焊点松脱、电容元件失效、集成电路损坏、电控单元固定脚螺栓松动、电子元件损坏等。v 发动机ECU一旦出现故障，会造成发动机不能启动或难于启动、无高速、耗油量大等现象。v 这些故障除了ECU使用时间过长自然磨损老化外，一般由以下原因引起。v 如果发动机ECU中进水，将造成短路和腐蚀，导致接头损坏等。v 过热和振动可能会在线路板中引起微小的裂纹。v 通常是因为电磁阀
31、或执行器电路内的短路引起的。v 如果短路的电磁阀或执行器未被发现或修复就更换发动机ECU，所造成的超载电压还可能损坏新的发动机ECU。v 因此，在更换新ECU之前，一定要彻底查清原ECU损坏的原因。v 如在拆卸过程中未采取静电防护措施，安装发动机ECU之前未断开蓄电池，用内阻较小的电阻表测量其端子等。v 工作正常的发动机ECU，需要所有传感器输入正确的信号、蓄电池电压正确、接地良好。v 因此，在怀疑发动机ECU本身有故障之前，应当先检查并确认这几个方面没有问题。v 发动机ECU种类繁多，准确地识别是正确更换的前提。v 许多发动机ECU表面上看去完全一样，但其内部的电路和标定却可能不同。v 对于
32、更换发动机ECU而言，十分接近是不够的，必须完全符合所修车辆的需要。v 更换发动机ECU实际上就是换一个盒子。v 对于有些车型，发动机ECU可能不容易更换，因为它通常被埋在仪表板、杂物箱或控制台中其他零部件的下面或后面。v 无论发动机ECU在哪个位置，在拆卸旧发动机ECU和安装新发动机ECU之前都应断开蓄电池。在装好发动机ECU并重新连接好后，再重新接上蓄电池。v 一般汽车的电源电路向发动机ECU提供的电压在1214V之间，如果提供的电压过大，将可能烧毁ECU;而如果提供的电压过小（如小于l0V），又会影响ECU正常工作甚至不工作。v 此外，如果EFI主继电器失灵，也会造成发动机ECU不工作或
33、工作不正常。v 所以当怀疑发动机ECU有故障时，首先要检查ECU电源电路是否正常。v ECU 及其控制线路的故障可用专用的检测仪，或通用的 ECU 解码器来检测，这些仪器可准确地查出故障的所在之处。v 如果没有这些仪器，则可利用万用表来测量 ECU 一侧插座上各引脚的电压或工作电阻，据此判断 ECU 及其控制线路有无故障。v 这时必须以被检车型的详细维修技术资料作为依据，包括 ECU 一侧插座上各引脚分别与哪些装置相连接，各引脚在发动机不同工作状态下的标准电压值等。v 发动机ECU要轻拿轻放，避免发动机ECU掉到地上摔坏。v 上实验台测试电压信号时，注意操作流程和相对应的测试端口。v 在实物台
34、架上，测试端口与ECU直接相连，不要将任何电压加在发动机实验台的测试端口上，以免损坏ECU。v 遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。v 注意人身安全和教具完好。v 严禁未经许可，擅自扳动教具、设备的电器开关、点火开关和启动开关。v （一）混合动力汽车简介v 自 20 世纪 90 年代以来，能源和环境对人类生活和社会发展影响越来越大，要求尽快改善人类生存环境的呼声日益高涨，为此，各种电动汽车脱颖而出。v 但由于蓄电池的能量密度与汽油相差极大，远未达到所要求的数值，而燃料电池技术尚未取得重大突破，在这种情况下混合动力汽车登上了历史的舞台。v 在诸多新能源汽车解决方案中，目前成功
35、实现了产业化的只有混合动力汽车。图图1-24 混合动力汽车的结构图混合动力汽车的结构图 v 混合动力汽车和传统汽车相比具有以下优点。v1环保性v 与同类发动机车型相比，排放降低。与同类车型相比起来，混合动力汽车采用了较小的发动机，在耗油量方面首先就降低了，而且混合动力汽车是采用多个动力源驱动汽车行驶，动力源之间的交替工作和能量互补减轻了发动机的工作量，减少了工作时间，自然就降低了排放。v 通过降低发动机负荷达到降低噪声。混合动力汽车是采取多个动力源交替进行工作模式，在低速时发动机完全不工作而是靠电动机驱动汽车，当车速达到一定标准时发动机才会启动进行动力输出，当汽车达到高速而发动机无法在最佳工况
36、下提供完全的动力时，电动机会分担一部分负荷来满足汽车行驶的要求。所以，发动机随时都保持在最佳工况，噪声就会降得很低。v 由于以电动机作为辅助动力，使发动机能够在发挥良好效率的工况工作，并且通过回收制动能量，提高了整车的燃料经济性。v 由于此电动机作为辅助动力源，所以，并不是任何时间发动机都在工作，这样就减少了燃油消耗量。v 而发动机在工作时总是保持在最佳状态，各方面都是最理想的，发动机在工作时还可以通过回收制动能来储存能量给蓄电池充电，也就是说燃料消耗后的产物有了可利用的途径，从而提高了燃料的经济性。v 由于对系统采用无级变速和最优自动操控，可以改善车辆的行驶平顺性，提高其乘坐舒适性。v 在使
37、用无级变速和最优自动控制的前提下，无论是加减挡还是急加减速，整车都显得很平稳，变换得很柔和，不会有耸车的现象发生。v 因此，乘坐起来感觉很舒服。v 混合动力汽车在一辆汽车上同时配备电力驱动系统和辅助动力单元，其中辅助动力单元是燃烧某种燃料的原动机或由原动机驱动的发动机和电动机机组。v 目前，辅助动力单元所采用的原动机一般为柴油机、汽油机或燃气轮机。v 混合动力汽车将原动机、电动机、能量储存装置（蓄电池）按某种方式组合在一起，有串联式、并联式和混联式三种布置形式。v 串联式驱动系统如图1-25所示，发动机带动发电机发电，其电能通过逆变器直接输送到电动机，由电动机产生电磁力矩驱动汽车。v 在发动机
38、与驱动桥之间通过电实现动力传递，因此，更像是电传动汽车。v 充电器通过逆变器串接在发动机和电动机之间，其功能相当于发电机与电动机之间的“水库”，起功率平衡作用。图图1-25 串联式驱动系统串联式驱动系统 v 汽车在某一速度下运行所需的功率不一致时，由逆变器控制发电机向电池充电（吸收发电机富余的电能）或使电池向电动机放电（协助发电机放电），电池充电和放电电流的大小由控制器根据电动机驱动功率的变化情况进行控制。v 这样的结构形式和控制方式，使串联式混合动力汽车具有如下性能上的特点。v 发动机工作状态不受汽车行驶工况的影响，始终在其最佳的工作区域内稳定运行，因此，发动机具有良好的经济性和低的排放指标
39、。v 由于有电池进行驱动功率“调峰”，发动机的功率只需满足汽车在某一速度下稳定运行工况所需的功率，因此可选择功率较小的发动机。v 发动机与电动机之间无机械连接，整车的结构布置自由度较大。v 发动机的输出须全部转化为电能再变为驱动汽车的机械能，需要功率足够大的发电机和电动机。v 要达到良好的发电机输出功率平衡作用，又要避免电池出现过充电或过放电，就需要较大的电池容量。v 并联式驱动系统如图1-26所示，发动机通过机械传动装置与驱动桥连接，电动机通过动力复合装置也与驱动桥相连，汽车可由发动机和电动机共同驱动或各自单独驱动。v 并联式混合动力汽车的结构形式更像是附加了一个电动机驱动系统的普通内燃机汽
40、车。v 电动机起“调峰”作用。图图1-26 并联式驱动系统并联式驱动系统 v 并联式混合动力汽车具有如下特点。v 发动机通过机械传动机构直接驱动汽车，无机电能量转换损失，因此发动机输出能量的利用率相对较高，当汽车的行驶工况使发动机在其最佳的工作范围内运行时，并联式的混合动力汽车燃油经济性比串联式的高。v 有电动机进行“调峰”，发动机的功率也可适当减小。v 如果装备发电机，发电机的功率也可较小。v 由于有发电机补充电能，比较小的电池容量即可满足使用要求。v 由于并联式驱动系统的发动机运行工况要受汽车行驶工况的影响，因此在汽车行驶工况变化较多、较大时，发动机就会比较多地在其不良工况下运行。因此，发
41、动机的排污比串联式的高。v 混联式驱动系统如图 1-27 所示，混联式驱动系统是串联式与并联式的综合，发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电。v 发电机发出的电能由逆变器控制，输送给电动机或电池，电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。v 混联式驱动系统的控制策略：在汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作；当汽车高速稳定行驶时，则以并联工作方式为主。图图1-27 混联式驱动系统混联式驱动系统 v 本项目讲授了汽车发动机电控单元的基本结构和工作原理，同时讲授了解码器的使用方法。v 通过本项目的学习，学生应认识到发动机电控系统工作的优点，掌握电控系统各个传感器、执行器在工作中的作用，学会利用解码器读取发动机故障码及动态数据流的方法，并具有判断故障原因的能力。
