1、朝阳工程技术学校汽车发动机构造与维修汽车发动机构造与维修 情境十二情境十二知识目标知识目标能力目标能力目标能对电喷汽油机电子控能对电喷汽油机电子控制系统主要部件进行检制系统主要部件进行检测测 能对电喷汽油机电子控能对电喷汽油机电子控制系统故障进行诊断与制系统故障进行诊断与排除排除 掌握电喷汽油机电子控制掌握电喷汽油机电子控制系统的组成系统的组成 建议学时（理论建议学时（理论6 6学时、实训学时、实训4 4学时）学时）掌握传感器、电控单元、和掌握传感器、电控单元、和执行器的结构和工作原理执行器的结构和工作原理 任务任务2 2 传感器传感器任务任务3 3 控制器控制器情境十二情境十二 电喷汽油机电
2、子控制系统故障的检修电喷汽油机电子控制系统故障的检修任务任务1 1 电子控制系统概述电子控制系统概述 任务任务4 4 执行器执行器任务任务5 5 车载自诊断系统车载自诊断系统 情境引入情境引入任务任务1 1 电子控制系统概述电子控制系统概述 发动机电控系统的组成：1、典型的发动机电子控制系统由传感器、执行器、电控单元及相应的线束组成。2、传感器收集发动机运行的各种信息参数传给电控单元，电控单元经过计算，分析和处理后发出控制指令给各执行器，执行器进行相应的动作控制发动机的工作。3、原理图见图电控单元（电控单元（ECUECU或或PCMPCM）ECUECU是一种电子综合控制装置，他所具备的基本功是一
3、种电子综合控制装置，他所具备的基本功能有：能有：1 1、给传感器提供参考电压：、给传感器提供参考电压：5V5V、8V8V、12V12V等几种电压。等几种电压。2 2、接受信息：接受传感器的信号，将输入信息转变为微机、接受信息：接受传感器的信号，将输入信息转变为微机所能接受的信号。所能接受的信号。3 3、存储信息：存储该车型的特征参数，存储运算中的数据，、存储信息：存储该车型的特征参数，存储运算中的数据，存储故障信息。存储故障信息。4 4、运算分析：计算输出值，根据信息参数求出执行命令数、运算分析：计算输出值，根据信息参数求出执行命令数值，将输入输出信息与标准值对比，检查出故障。值，将输入输出信
4、息与标准值对比，检查出故障。5 5、输出执行命令：把弱信号变为强信号的执行命令，输出、输出执行命令：把弱信号变为强信号的执行命令，输出故障信息。故障信息。任务任务2 2 传感器传感器 所有传感器都属于两种类型：参考电压型所有传感器都属于两种类型：参考电压型或产生电压型。或产生电压型。参考电压型传感器通过改变或控制预设的固定电参考电压型传感器通过改变或控制预设的固定电压信号向电控单元输入信号压信号向电控单元输入信号(通常参考电压由电控通常参考电压由电控单元精确提供给传感器单元精确提供给传感器)。产生电压型的传感器自身能够产生电压信号传输产生电压型的传感器自身能够产生电压信号传输给点电控单元。如磁
5、脉冲发生器、爆震传感器、给点电控单元。如磁脉冲发生器、爆震传感器、霍尔传感器、氧传感器等。霍尔传感器、氧传感器等。AFM=Air Flow MeterAFM=Air Flow Meter【作用作用】在L型电控燃油喷射系统中，空气流量计用于将单位之间内进入发动机的进气量转换成电信号，并将信号输入ECU。【安装位置安装位置】空气滤清器与节气门体之间。【分类分类】按测量原理分翼片式空气流量传感器量芯式空气流量传感器 涡流式空气流量传感器热丝式与热膜式空气流量传感器一、空气流量传感器一、空气流量传感器【组成组成】测量板、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通气道。此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关及进气温度传感
6、器等。【信号类型信号类型】电压信号1 1、翼片式空气流量传感器、翼片式空气流量传感器结结构构工作原理工作原理 空气通过空气流量计测量板打开一个角度与测量板同轴转动的电位计检测出叶片转动的角度将进气量转换成电压信号VS送给ECU内部电路内部电路进气量进气量电压信号电压信号个别车型也有电压信号降低的。个别车型也有电压信号降低的。外部电路及其检测外部电路及其检测检修：检修：拆开线束连接器，在空气流量计一侧测量相应端子之间（VC与E2、VS与E2、THA与E2）的电阻应符合原车标准，否则应更换空气流量计。检查电源电压和信号电压，以确定空气流量计是否正常。空气流量计发动机ECU凌志凌志ES300空气流量
7、计电路空气流量计电路3 3、量芯式空气流量传感器、量芯式空气流量传感器 量芯式空气流量传感器的结构与翼片式流量传感器相似，如图所示，主要由量芯、电位计、进气温度传感器和线束插座等组成。检测部件是一个椭圆球体型量芯，按装在进气道内并可沿进气道移动，即用量芯代替了翼片总成。电位计滑壁的一端与量芯连接，另一端设有滑动触电，量芯移动时，触点可在印刷电路板的镀膜电阻上滑动。量芯式传感器没有设制旁通进气道和怠速混合气调整螺钉，怠速时的混合气浓度由ECU根据氧传感器输入的信号进行调节。量芯式空气流量传感器的测量原理与翼片式传感器相似，如图所示。量芯式空气流量传感器的结构量芯式空气流量传感器的结构 a）外形图
8、）外形图 b）内部结构）内部结构量芯式空气流量传感器原理电路量芯式空气流量传感器原理电路4 4、涡流式空气流量传感器、涡流式空气流量传感器 涡流式空气流量传感器是根据卡尔曼涡流理论，利用超声波或光电信号通过检测漩涡频率来测量空气流量的一种传感器。在气流通道中放一个柱体，气体通过时在柱体后产生许多涡旋。按其检测方式，分为光电检测涡流式和超声波检测涡流式两种类型。光电检测涡流式空气流量传感器光电检测涡流式空气流量传感器 光电检测涡流式空气流量传感器光电检测涡流式空气流量传感器超声波检测涡流式空气流量传感器超声波检测涡流式空气流量传感器 超声波检测涡流式空气流量传感器超声波检测涡流式空气流量传感器超
9、声波检测式空气流量传感器电路及超声波检测式空气流量传感器电路及其检测其检测【信号类型信号类型】频率信号频率信号进气量进气量输出信号频率输出信号频率，信，信号的占空比也发生相应的变化。号的占空比也发生相应的变化。检测：检测：用吹风机模拟进气，测量在不同用吹风机模拟进气，测量在不同进气量条件下，传感器的输出信进气量条件下，传感器的输出信号的频率，看传感器的信号输出号的频率，看传感器的信号输出频率是否满足要求。频率是否满足要求。点火开关转至点火开关转至ONON位置，检测位置，检测VCVC与与E2E2间电压应为间电压应为5V5V，KSKS与与E2E2间电压间电压应为应为2 24V4V。空气流量计ECU
10、凌志凌志LS400空气流量计电路空气流量计电路【分类分类】按测量元件形式分：热丝式热丝式和热膜式热膜式。热线式空气流量计按测量位置分：主流测主流测量方式量方式、旁通测量方式。旁通测量方式。热丝式：测量元件为铂丝热线，热线缠绕在陶瓷管上；热膜式：测量元件镀在陶瓷片上，称为热膜；主流测量式：将热线电阻安装在主进气道中；旁通测量式：将热线安装在旁通气道中。【信号类型信号类型】电压信号，也有频率信号 进气量信号电压 进气量信号频率5 5、热丝式与热膜式空气流量传感器、热丝式与热膜式空气流量传感器主流测量方式热丝式空气流量传感器主流测量方式热丝式空气流量传感器旁通测量方式热丝式空气流量传感器旁通测量方式
11、热丝式空气流量传感器热丝式空气流量计电路及其检测热丝式空气流量计电路及其检测热线式空气流量计都有自洁功能自洁功能：发动机转速超过1500r/min，关闭点火开关使发动机熄火后，控制系统自动将热线加热到1000以上并保持约1s，使附在热线上的粉尘烧掉。检修检修（检查相应端子之间的电压）：点火开关接通时，电源端子与搭铁端子之间电压应为蓄电池电压。信号端子与搭铁端子之间的电压，发动机不工作时为24V，发动机工作时为1.01.5V。空气流量计ECCS热膜式空气流量传感器热膜式空气流量传感器曲轴位置传感器的功用与类型光电式曲轴与凸轮轴位置传感器磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器差
12、动霍尔式曲轴位置传感器二二 、曲轴与凸轮轴位置传感器、曲轴与凸轮轴位置传感器【功用功用】凸轮轴位置传感器CMPS（=Camshaft Position Sensor）：又称为上止点传感器、霍尔传感器等。用于给ECU提供曲轴转角基准位置（第一缸压缩上止点）信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控信号。曲轴位置传感器CKPS（=Crankshaft Position Sensor）：又称转速传感器，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，作为燃油喷射和点火控制的主控信号。【安装位置安装位置】曲轴、凸轮轴、飞轮或分电器处。两传感器有安装在一起的，也有分开安装的【分类分类】光电式、磁
13、感应式、霍尔式和差动霍尔式。1 1、曲轴与凸轮轴位置位置传感器的功用与类型、曲轴与凸轮轴位置位置传感器的功用与类型【信号类型信号类型】频率信号 发动机转速信号频率信号振幅不变2 2、光电式曲轴与凸轮轴位置传感器、光电式曲轴与凸轮轴位置传感器光电式曲轴与凸轮轴位置传感器电路及光电式曲轴与凸轮轴位置传感器电路及其检测其检测检测：检测：点火开关转至ON位，检测电脑侧1和2端子间电压为12V，给传感器施加12V电压，正在信号输出端子3和4与1之间接上电流表，转动转子一圈，两个电流表应分别摆动1次和4次，电流应约为1mA。光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路 感应线圈正时转子
14、磁铁(永久磁铁)NSNSNS磁铁信号转子ABC通过线圈的磁通量点火信号产生电压秃顶交流波形【信号类型】频率信号发动机转速信号频率信号振幅3 3、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器：丰磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器：丰田车田车NeNe信号信号：检测曲轴转角位置及发动机转速的信号。G G信号信号：用于辨别气缸及检测活塞上止点位置。磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器电路磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器电路及其检测及其检测 检测：检测：检查感应线圈的电阻，冷态下的G1和G2感应线圈电阻应为125200，Ne感应线圈电阻应为155250。电磁式凸轮轴电
15、磁式凸轮轴/曲轴位置传感器电路曲轴位置传感器电路 传感器ECUG1,G2转子Ne转子磁铁720360基准信号HZ/转角度信号24HZ/转第四缸BTDC7第一缸BTDC73030磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器：大磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器：大众车众车磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器：本磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器：本田车田车信号轮4 4、霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器、霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器电路及霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器电路及其检测其检测【信号类型信号类型】频率信号 发动机转速信号频率信号振幅不变检测检测点火开关转至ON位。检测A、C之间的电压应为8V。B
16、、C间输出的信号电压应为5V到0V交替变化。霍尔式传感器电路霍尔式传感器电路 同步信号电源搭铁5 5、差动霍尔式曲轴位置传感器、差动霍尔式曲轴位置传感器 差动霍尔式传感器又称为双霍尔式传感器，如图差动霍尔式传感器又称为双霍尔式传感器，如图a)a)所示，有带凸轮轴的信号转子和霍尔式信号发生器组成。所示，有带凸轮轴的信号转子和霍尔式信号发生器组成。根据霍尔式传感器的工作原理，当发动机飞根据霍尔式传感器的工作原理，当发动机飞轮上的齿缺与凸齿转过差动霍尔两个探头时，齿缺或凸齿轮上的齿缺与凸齿转过差动霍尔两个探头时，齿缺或凸齿与霍尔探头之间的气隙就会发生变化，磁通量随之变化，与霍尔探头之间的气隙就会发生
17、变化，磁通量随之变化，在传感器的霍尔元件中就会发生交变电压信号，如图在传感器的霍尔元件中就会发生交变电压信号，如图b b）所）所示，其输出电压由两个霍尔信号电压叠加而成。其突出优示，其输出电压由两个霍尔信号电压叠加而成。其突出优点是信号转子便于安装。在汽车上，一般将凸齿转子设装点是信号转子便于安装。在汽车上，一般将凸齿转子设装在发动机曲轴上或将发动机飞轮作为传感器的信号转子。在发动机曲轴上或将发动机飞轮作为传感器的信号转子。差动霍尔式传感器结构原理差动霍尔式传感器结构原理 a a）基本结构）基本结构 b b）输出波形）输出波形 【作用作用】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
18、气管压力，并将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。【安装位置安装位置】靠近进气歧管的发动机室内。【分类分类】按其检测原理分压敏电阻式、电容式等。【信号类型信号类型】压敏电阻式为电压信号，电容式的为频率信号。三、三、压力传感器压力传感器进气管绝对压力传感器：压敏电阻式进气管绝对压力传感器：压敏电阻式构造构造进气歧管压力输出电压怠速运转时约1.25V，节气门全开时约5V。进气管绝对压力传感器电路及其检测进气管绝对压力传感器电路及其检测ECU通过VCC端子给传感器提供标准5V电压，传感器信号经端子PIM输送给ECU，E2为搭铁端子。检测：检测：点火开关转至ON位，测量VCC与E2之间
19、电压应为5V。拆下传感器连接真空软管，用手动真空枪给传感器施加真空度，PIMPIM与与E2E2之间电压应之间电压应随真空度增加而下降随真空度增加而下降。皇冠皇冠3.0轿车轿车IMAPS电路电路ECU进气管绝对压力传感器进气压力（MPa）PIM输出电压（V）0.020.1013TPS=Throttle Position SensorTPS=Throttle Position Sensor【作用作用】检测节气门的开度及开度变化，此信号输入ECU，控制燃油喷射及其他辅助控制。【安装位置安装位置】在节气门轴上。【分类分类】开关式、线性式【信号类型信号类型】电压节气门开度增大，信号电压升高。四、四、节气
20、门位置传感器节气门位置传感器线性式节气门位置传感器线性式节气门位置传感器检修：检修：检查输出信号电压，节气门全关时应约为0.5V，随节气门开度增大输出信号电压增加，节气门全开时应约为5V。氧传感器是排气氧传感器EGO（Exhaust Gas Oxygen Sensor）的简称，其功用是通过监测排气中氧离子的含量获得混合气的空燃比信号，并将该信号转变为电信号输入ECU。ECU根据氧传感器信号，对喷油时间进行修正，实现空燃比反馈控制（闭环控制），从而将过量空气系数（）控制在0.98-1.02之间的范围内（空燃比A/F约为14.7），使发动机得到最佳浓度的混合气，从而达到降低有害气体的排放量和节约燃
21、油之目的。五、五、氧传感器氧传感器1 1、氧传感器的功用、氧传感器的功用 汽车发动机燃油喷射系统采用的氧传感器分为氧化锆（ZrO2）式和氧化钛（TiO2）式两种类型，氧化锆式氧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。2 2、氧传感器的类型、氧传感器的类型3 3、氧化锆式氧传感器、氧化锆式氧传感器 氧化锆式氧传感器的结构如图3-4所示，主要又钢质护管、钢质壳体、锆管、加热元件、电极引线、防水护套和线束插头等组成。氧化锆式氧传感器结构氧化锆式氧传感器结构 1-1-钢制护管钢制护管 2-2-排气排气 3-3-客体客体 4-4-防水护套防水护套 5-5-电极引线电极引线 6-
22、6-陶瓷加热元件陶瓷加热元件 7-7-排气管排气管 8-8-氧化锆固体电解质陶瓷管氧化锆固体电解质陶瓷管 9-9-加热元件电源端子加热元件电源端子 10-10-加热元件搭铁端子加热元件搭铁端子 11-11-信号输出端子信号输出端子 氧传感器的工作特性如图所示。当供给发动机的可燃混合气较浓（即空燃比A/F小于14.7或过量空气系数小于1）时，排气中氧离子含量较少、一氧化碳（CO）浓度较大。在锆管外表面催化剂铂的催化作用下，氧离子几乎全部都与CO发生氧化反应生成二氧化碳（CO2）气体，使外表上氧离子浓度为零。由于锆管内表面与大气相通，氧离子浓度很大，因此锆管内、外表面之间的氧离子浓度差较大，两个铂
23、电极之间的电位差较高，约0.9V。当供给发动机的可燃混合气较稀（即空燃比A/F大于14.7或过量空气系数大于1）时，排气中氧离子含量较多、CO浓度较小，即使CO全部都与氧离子产生化学反应，锆管外表面上还是有多余的氧离子存在。因此，锆管内、外表面之间氧离子的浓度差较小，两个铂电极之间的电位差较低，约0.1V。图图3-5 3-5 氧传感器工作特性氧传感器工作特性a a）气体浓度与电压的关系）气体浓度与电压的关系 b b）传感元件温度与电压的关系）传感元件温度与电压的关系1-1-传感器的电动势传感器的电动势 2-2-一氧化碳浓度一氧化碳浓度 3-3-无铂电极时的电动势无铂电极时的电动势 4-4-氧离
24、子浓度氧离子浓度 二氧化钛（TiO2）属于N型半导体材料，其阻值大小取决于材料温度以及周围环境中氧离子的浓度，因此可以用来检测排气中的氧离子浓度。当发动机混合气稀（过量空气系数大于1）时，排气中氧离子含量较多，传感元件周围的氧离子浓度较大，二氧化钛呈现低阻状态。当发动机的可燃混合气浓（过量空气系数小于1）时，由于燃烧不完全，排气中会剩余一定的氧气，传感元件周围的氧离子很少，在催化剂铂的催化作用下，使剩余氧离子与排气中的一氧化碳CO产生化学反应，产生二氧化碳CO2，将排气中的氧离子进一步消耗掉，二氧化碳呈现高阻状态，从而大大提高了传感器的灵敏度。4 4、氧化钛式氧传感器、氧化钛式氧传感器 氧传感
25、器失效的主要原因是传感元件老化和中毒。氧传感器老化的主要原因是传感元件局部表面温度过高。氧传感器的传感元件受到污染而失效的现象称为中毒。氧传感器主要中毒是指铅（Pb）、硅（Si）中毒和磷（P）中毒。5 5、氧传感器的使用、氧传感器的使用6 6、氧传感器的检修、氧传感器的检修 检修氧传感器主要是检查加热元件和信号电压变化频率是否正常。检测氧传感器信号电压变化的频率时，高、低电平之间变化应不低于10次/min。【功用功用】给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。【安装位置安装位置】D型：空气滤清器内或进气管内；L型：空气流量计内【工作原理工作原理】常采用负温度系数的热敏电阻
26、。负温度系数：温度升高，电阻下降。进气温度传感器电阻值信号电压THA 进气温度传感器电阻值信号电压THA 六、六、温度传感器温度传感器 进气温度传感器构造、电路及其检测进气温度传感器构造、电路及其检测在ECU中有一标准电阻与传感器的热敏电阻串联，并由ECU提供标准电压，E2端子通过E1端子搭铁。检测：检测：拆下传感器放入热水中，检查其特性。如丰田车：20时电阻47k，20 时电阻23k，40 时电阻9001300，60 时电阻400700，80 时电阻200400。传感器ECU热敏电阻 冷却液温度传感器冷却液温度传感器【功用功用】给ECU提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制修正
27、信号。【安装位置安装位置】汽缸体水道上或冷却液出口处。【工作原理工作原理】与进气温度传感器相同。【信号类型信号类型】电压信号THW发动机温度传感器电阻值信号电压THW 发动机温度传感器电阻值信号电压THW 冷却液温度传感器构造、电路及其检测冷却液温度传感器构造、电路及其检测测量不同温度条件下发动机冷却液温度传感器的输出电压，观察电压是否满足其特性曲线。传感器热敏电阻ECU传感器电阻特性曲线传感器电阻特性曲线电阻（k）水温（）在发动机电子控制系统中，当点火时刻采用闭环控制时，就能有效地抑制发动机产生爆震。爆震传感器DS（Detonation Sensor）是点火时刻闭环控制必不可少的重要部件，其
28、功用是将发动机爆震信号转换为电信号传递给ECU，ECU根据爆震信号对点火提前角进行修正，从而使点火提前角保持最佳。按检测缸体振动频率的检测方式不同，爆震传感器分为共振型与非共振型两种，传感器安装在发动机缸体侧面。按结构分为压电式和磁致伸缩是两种。七、七、爆震传感器爆震传感器1 1、爆震传感器的功用与类、爆震传感器的功用与类型型 压电元件制成垫圈形状，在其两个侧面上制作有金属垫圈作为电极，并用导线引到接线插座上。惯性配重与压电元件以及压电元件与传感器套筒之间安放有绝缘垫圈，套筒中心制作有螺孔，传感器用螺栓安装固定在发动机缸体上，调整螺栓的拧紧力矩便可调整传感器的输出电压2 2、压电式爆震传感器、
29、压电式爆震传感器 3 3、磁致伸缩式爆震传感器、磁致伸缩式爆震传感器 4 4、压力检测式爆震传、压力检测式爆震传 5 5、爆震传感器检修、爆震传感器检修 蓄电池既是整车电器设备的电源，也是各种控制ECU的电源。蓄电池电压信号输入ECU的主要目的是：当蓄电池电压变化时，ECU将对喷油持续时间进行修正。电压升高时，减少喷油时间；电压降低时，增加喷油时间。当蓄电池电压变化时，ECU将对点火线圈初级电路接通时间进行修正。电压升高时，减少接通时间；电压降低时，增加接通时间。发动机停止工作时，蓄电池直接向ECU的存储器供电，消耗电流很小，约为520mA。八、八、开关控制信号开关控制信号1 1、蓄电池电压信
30、号、蓄电池电压信号2 2、点火开关信号、点火开关信号 点火钥匙转到“ON”（接通）位置时，点火开关接通信（12V）输入ECU，此时ECU将控制以下动作：（1）怠速步进电机进入预先设定位置；（2）根据歧管压力、大气压力和进气温度传感器信号，确定基本喷油时间；（3）根据冷却液温度传感器信号，修正喷油时间和点火时刻；（4）检测节气门位置传感器信号；（5）接通燃油泵继电器电路。如发动机不启动（即ECU未接收到启动信号STA），燃油泵工作约1秒后电路即被切断；（6）ECU控制按油泵继电器触点接通，向氧传感器加热元件通电加热；（7）控制升档灯发亮显示（自动变速器汽车）。【作用作用】判断发动机是否处在起动状
31、态。以便发动机控制模块能确定合适的空燃比和点火提前角，使发动机能顺利启动。3 3、启动信号、启动信号【作用作用】在装有自动变速器的汽车上，ECU根据空档起动开关信号判别变速是处于P或N（停车或空档），还是处于L、2、D或R状态（行驶状态）。NSW信号主要用于怠速系统的控制。4 4、空挡起动开关信号（、空挡起动开关信号（NSWNSW）5 5、动力转向信号、动力转向信号PSWPSWP/S信号用于检测动力转向机的工作状态，ECU根据此信号控制进入发动机的混合气量。6 6、空调开关信号、空调开关信号A/CA/C空调开关信号用来检测空调压缩机是否工作，空调信号与空调压缩机电磁离合器的电源在一起，ECU根
32、据A/C信号控制发动机怠速时点火提前角、怠速转速和断油转速等。（1）空调A/C选择信号 空调选择信号是通知ECU空调被选用而预告发动机负荷增加的信号。（2）空调A/C请求信号空调请求信号表示空调接通时，蒸发器温度在允许范围内。发动机控制系统发动机控制系统ECUECU的功用是：接收的功用是：接收各种传感器输出的发动机工况信号，根据各种传感器输出的发动机工况信号，根据ECUECU内部预先编制的控制程序和存储的试验数据，内部预先编制的控制程序和存储的试验数据，通过数学计算机和逻辑判断确定适应发动机工通过数学计算机和逻辑判断确定适应发动机工况的点火提前角、喷油时间等参数，并将这些况的点火提前角、喷油时
33、间等参数，并将这些数据转变为电信号控制各种执行元件动作，从数据转变为电信号控制各种执行元件动作，从而使发动机保持最佳运行状态。发动机除了上而使发动机保持最佳运行状态。发动机除了上述控制功能之外，还具有故障自诊功能（又称述控制功能之外，还具有故障自诊功能（又称为备用功能）。为备用功能）。一、电子控制器一、电子控制器ECU的功用的功用任务任务3 3 控制器控制器ECU采集和处理各种传感器的输入信号，根据发动机工作的要求（喷油脉宽、点火提前角等），进行控制决策的运算，并输出相应的控制信号。当前电控发动机中除了控制喷油控制喷油外，还控制点火控制点火、EGREGR、怠速怠速和增压增压发动机的废气阀等，由
34、于共用一个ECU对发动机进行综合控制，所以也被称为发动机管理系统发动机管理系统。电子控制器电子控制器ECUECU（Electronic Control UnitElectronic Control Unit）又称为电子控制组件或电子控制单元，通常称为车载又称为电子控制组件或电子控制单元，通常称为车载ECUECU，简称，简称ECUECU，是以单片机为核心而组成的电子控制，是以单片机为核心而组成的电子控制装置，具有很强的装置，具有很强的 运算和逻辑判断功能，运算和逻辑判断功能，ECUECU是汽车是汽车电子控制系统的控制中心。电子控制系统的控制中心。汽车电子控制器汽车电子控制器ECUECU主要由输入
35、回路、主要由输入回路、单片微型计算机（单片机）和输出回路三部分组成。单片微型计算机（单片机）和输出回路三部分组成。输入回路和输出回路一般都与单片机一起制作在一个输入回路和输出回路一般都与单片机一起制作在一个金属盒内，固定在车内不易受到碰撞的部位，如仪表金属盒内，固定在车内不易受到碰撞的部位，如仪表下面或座椅下面等等。下面或座椅下面等等。二、汽车发动机电子控制器二、汽车发动机电子控制器ECU的组成的组成控制单元的组成控制单元的组成 组成：组成：输入回路、模/数转换器、微型计算机（微机）和输出回路。第二节第二节 电子控制器电子控制器ECU结构原理结构原理 输出回路又称为输入接口，由输出回路又称为输
36、入接口，由A/DA/D转换转换器和数字输入缓冲器两部分组成，缓冲器电路。器和数字输入缓冲器两部分组成，缓冲器电路。主要包括整形电路、波形变换电路、限幅电路主要包括整形电路、波形变换电路、限幅电路和滤波电路等等，内部结构框图如图和滤波电路等等，内部结构框图如图5-15-1所示。所示。输入回路的功用是将传感器输入的各种信号变输入回路的功用是将传感器输入的各种信号变换成微机能够接收数字信号。换成微机能够接收数字信号。1.1.输入回路输入回路模拟信号数字信号控制单元输入回路控制单元输入回路各种传感器的信号输入ECU后，首先进入输入回路进行处理，传感器输入的信号不同，处理的方法也不同。图图5-1 5-1
37、 电子控制器电子控制器ECUECU内部结构图内部结构图 单片机是将中央处理器单片机是将中央处理器CPUCPU（Central Central Processing UnitProcessing Unit）存储器）存储器M M（MemoryMemory）、定）、定时器时器/计数器、输入计数器、输入/输出（输出（I/OI/O）接口电路等）接口电路等主要计算机部件集成在一块集成电路芯片上的主要计算机部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。虽然单片机只是一块芯片，但其微型计算机。虽然单片机只是一块芯片，但其已经具有微型计算机的组成与功能，故称为单已经具有微型计算机的组成与功能，故称为单片微型计算机，
38、简称单片机或微机。目前，汽片微型计算机，简称单片机或微机。目前，汽车电控系统采用的单片机均为数字式单片机。车电控系统采用的单片机均为数字式单片机。2.2.单片机单片机 输出回路是单片机与执行器之间的中继站，输出回路是单片机与执行器之间的中继站，其功用是根据微机发出的指令，控制执行器动作。微其功用是根据微机发出的指令，控制执行器动作。微机对采样信号进行分析、比较、运算后，由预定的程机对采样信号进行分析、比较、运算后，由预定的程序形成控制指令并通过输出端子输出，由于微机只能序形成控制指令并通过输出端子输出，由于微机只能输出微弱的电信号（如喷油脉冲、点火信号等），电输出微弱的电信号（如喷油脉冲、点火
39、信号等），电压一般为压一般为5V5V，不能直接驱动执行元件，因此必须通过，不能直接驱动执行元件，因此必须通过输出回路对控制指令进行功率放大，译码或输出回路对控制指令进行功率放大，译码或D/AD/A转换，转换，变成可以驱动各种元件的强电信号。当执行器（如变成可以驱动各种元件的强电信号。当执行器（如EFIEFI旁通电磁阀、旁通电磁阀、ECTECT锁止继动阀、锁止继动阀、ECTECT蓄压器背压调蓄压器背压调节阀等）需要线圈的平均电流逐渐增大或逐渐减小。节阀等）需要线圈的平均电流逐渐增大或逐渐减小。因为占空比频率较高，所以流过执行器电磁线圈的平因为占空比频率较高，所以流过执行器电磁线圈的平均电流不会脉
40、远变化。均电流不会脉远变化。3.3.输出回路输出回路第三节第三节 电子控制器电子控制器ECU工作过程工作过程 发动机启动时，电子控制器发动机启动时，电子控制器ECUECU进入工进入工作状态，某些运行程序或操作指令从存储器作状态，某些运行程序或操作指令从存储器ROMROM中调入中央处理单元中调入中央处理单元CPUCPU。这些程序可以控。这些程序可以控制燃油喷射、点火时刻、怠速转速等等。在制燃油喷射、点火时刻、怠速转速等等。在CPUCPU的控制下，一个个指令按照预先编制的程的控制下，一个个指令按照预先编制的程序有条不紊地进行循环。序有条不紊地进行循环。在程序运行过程中，所需要的在程序运行过程中，所
41、需要的发动机工况信息由各种传感器提供。当曲轴位发动机工况信息由各种传感器提供。当曲轴位置传感器置传感器CPSCPS检测的发动机转速与转角信号检测的发动机转速与转角信号（脉冲信号）、进气歧管压力传感器（脉冲信号）、进气歧管压力传感器MAPMAP检测检测的负荷信号输入回路进行信号处理。的负荷信号输入回路进行信号处理。下一步是将预先存储在下一步是将预先存储在ROMROM中的最佳试数据引入中的最佳试数据引入CPUCPU，将传感器输入的信息与其进行比较。，将传感器输入的信息与其进行比较。CPUCPU将来自传感将来自传感器的各种信息依次取样，与最佳试验数据进行逻辑运算，器的各种信息依次取样，与最佳试验数据
42、进行逻辑运算，通过比较作出判定结果并发出指令信号，经通过比较作出判定结果并发出指令信号，经I/OI/O接口电路、接口电路、输出回路控制执行器动作。如果是喷油器驱动信号，就控输出回路控制执行器动作。如果是喷油器驱动信号，就控制喷油开始时刻、喷油持续时间，完成控制喷油功能；如制喷油开始时刻、喷油持续时间，完成控制喷油功能；如果是点火器驱动信号，就控制点火导通角和点火时刻，完果是点火器驱动信号，就控制点火导通角和点火时刻，完成控制点火功能。如果执行器需要线性电流量驱动，单片成控制点火功能。如果执行器需要线性电流量驱动，单片机就控制占空比来控制输出回路导通与截止，使流过执行机就控制占空比来控制输出回路
43、导通与截止，使流过执行器电磁线圈的平均电流线性增大与减少。器电磁线圈的平均电流线性增大与减少。发动机工作时，微机运行速度相当快，如发动机工作时，微机运行速度相当快，如点火正时控制，每秒钟可以修正上百次，因此控制精度很点火正时控制，每秒钟可以修正上百次，因此控制精度很高，点火时刻十分准确。高，点火时刻十分准确。一、燃油供给系统元件位置一、燃油供给系统元件位置组成：组成：电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、脉动阻尼器、油管等组成。燃油供给系统总体位置燃油供给系统总体位置任务任务4 4 执行器执行器发动机上燃油供给系统元件的位置发动机上燃油供给系统元件的位置燃油供给系统示意图燃油供给系统示意图燃
44、油供给系统工作过程燃油供给系统工作过程二、电动燃油泵二、电动燃油泵功用：燃油喷射系统均采用电动燃油泵，其功用是为喷油器提供油压高于进气歧管压力250300kPa的燃油。因为燃油是从油箱内泵出，经过压缩或动量转换将油压提高后，经再输油管送到喷油器，所以油泵的最高输出油压需要450600kPa，其供油量比发动机最大耗油量大得多，多余的汽油将从回油管返回油箱。分类：根据安装位置不同可分为：内装式：内装式：安装在油箱中，不易气阻，噪声小，应用较广。外装式：外装式：串连在油箱外面，噪声大，易气阻，应用较少。根据电动燃油泵的结构不同分为：滚柱式 叶片式 齿轮式 涡轮式 侧槽式电动燃油泵控制电路电动燃油泵控
45、制电路ECU控制的燃油泵控制电路 发动机高速、大负荷时，FPC端子向燃油泵ECU发出指令，FP输出12V电压，燃油泵高速运转。发动机低速、小负荷工作时，DI端子向燃油泵ECU发出指令，FP输出9V电压，燃油泵低速运转。皇冠皇冠3.0轿车燃油泵控制电路轿车燃油泵控制电路凌志凌志LS400轿车燃油泵控制电路轿车燃油泵控制电路燃油泵继电器控制的燃油泵控制电路 发动机高速、大负荷时，FPR端子高电位，燃油泵继电器触点B闭合，燃油泵高速运转。发动机低速、小负荷工作时，FPR端子低电位，燃油泵继电器触点A闭合，燃油泵低速运转。单点喷射系单点喷射系统用喷油器统用喷油器多点喷射系统安装位置多点喷射系统安装位置
46、【功用功用】根据ECU的指令，控制燃油喷射量。【结构型式结构型式】电磁式喷油器【安装位置安装位置】单点喷射：节气门体空气入口处；多点喷射：各缸进气歧管或气缸盖上的各缸进气道处。【分类分类】按喷油口的结构不同，分孔式和轴针式 按喷油器的驱动方式不同，分电流驱动和电压驱动两种三、电磁喷油器三、电磁喷油器多点燃油喷射系统的喷油器一般采用上部进油式，即进油口设在喷油器的头部。电磁线圈电流导通，铁心被吸，柱塞和针阀被吸到与衔铁接触为止，阀门开启，燃料通过缝隙喷出。喷射量取决于针阀的行程，喷口面积,燃料喷射压力，电磁线圈的通电时间。当喷油器的结构和喷油压力一定时，喷油量取决于电磁线圈的通电时间电磁线圈的通
47、电时间孔式喷油孔式喷油器构造器构造二、电磁喷油器的结构特点与工作原理二、电磁喷油器的结构特点与工作原理各车型装用的喷油器，按其线圈的电阻值可分为高阻（电阻为高阻（电阻为13131616）和低阻（电阻为低阻（电阻为2 233）两种类型。高阻喷油器常采用电压驱动方式。低阻喷油器电压、电流驱动方式都可采用。a）电流驱动）电流驱动b）电压驱动（低阻）电压驱动（低阻）c）电压驱动（高阻）电压驱动（高阻）三、喷油器的驱动方式三、喷油器的驱动方式电流驱动方式只适用于低阻喷油器。在刚开始时，电流很大，达8A，使喷油器针阀迅速打开；然后，ECU控制喷油器的电流降低至2A，以保持并稳定喷油器针阀的打开。特点：无附
48、加电阻，回路阻抗小，针阀开启速度快，喷油器喷油迟滞时间缩短，响应性好。电压驱动方式既可用于高阻喷油器，又可用于低阻喷油器。低阻喷油器采用电压驱动方式时，须加入附加电阻，以降低流过线圈的电流，防止线圈发热而损坏。特点：喷油滞后时间较长。简单检查：简单检查：用手触摸或用听诊器检查喷油器，应感觉到针阀有振动或听得到声响。喷油器电阻检查：喷油器电阻检查：高阻喷油器电阻为1316，低阻喷油器电阻为23。喷油器喷油量检查：喷油器喷油量检查：在专用设备上进行。l 要求要求：喷油量为5070mL/15s，l 各缸喷油器的喷油量相差不超过10。喷油器滴漏检查：喷油器滴漏检查：在专用设备上进行。喷油器停止喷油后，
49、喷油器喷口在1min内滴漏不能超过1滴。喷油器清洗试验台电磁喷油器的检修电磁喷油器的检修 小结小结 任务任务1 1 电子控制系统概述电子控制系统概述 任务任务2 2 传感器传感器 任务任务3 3 控制器控制器 任务任务4 4 执行器执行器朝阳工程技术学校E-mail:E-mail:Thank You!Thank You!人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。朝阳工程技术学校
