(汽車技術(shù)部文件)汽車電控系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)

1、LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T汽車電控技術(shù) 汽車技術(shù)部LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-52現(xiàn)代轎車常見的電控系統(tǒng)有現(xiàn)代轎車常見的電控系統(tǒng)有o 電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)o 電控變速箱系統(tǒng)o 電控剎車（車身穩(wěn)定、牽引力控制）系統(tǒng)o 電控安全氣囊系統(tǒng)o 電控巡航控制系統(tǒng)o 電控空調(diào)系統(tǒng)o 電控導(dǎo)航系統(tǒng)o 電控懸掛系統(tǒng)o 電控舒適系統(tǒng)LAUNCHLAUNC

2、HP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-53電控技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上運(yùn)用的優(yōu)點(diǎn)電控技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上運(yùn)用的優(yōu)點(diǎn)o 提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性：進(jìn)氣阻力減少（取消了化油器）、提高了充氣效率，且電控系統(tǒng)可以保證進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣得到充分利用，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。o 提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性：電控系統(tǒng)精確控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作所需的混合氣濃度，使燃燒更完全、燃油利用更充分，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。o 改善發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性和減速性能改善發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性和減速性能：在發(fā)動(dòng)機(jī)的加速和減速

3、運(yùn)行的過度工況下，電子控制單元的高速處理功能，使控制系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)，使汽車的加速和減速反映更靈敏。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-54電控技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上運(yùn)用的優(yōu)點(diǎn)電控技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上運(yùn)用的優(yōu)點(diǎn)o 改善發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能改善發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能：電控系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度變化，對(duì)進(jìn)氣量和供油量進(jìn)行精確控制，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)順利啟動(dòng)和平穩(wěn)經(jīng)過暖機(jī)過程，可明顯改善發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫啟動(dòng)性能和熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能。o 降低排放污染降低排放污染：電控系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在不同使用環(huán)境下的各種運(yùn)行工況優(yōu)

4、化控制，提高了燃燒質(zhì)量，同時(shí)各種排放控制系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的運(yùn)用，都使發(fā)動(dòng)機(jī)的排放污染降低。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-55應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的的電控系統(tǒng)應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的的電控系統(tǒng)o電控燃油噴射系統(tǒng)（電控燃油噴射系統(tǒng)（EFI）：在電控燃油噴射系統(tǒng)中，噴油量的控制是最基本的也是最重要的控制內(nèi)容，ECU是根據(jù)進(jìn)氣量確定基本的噴油量，再根據(jù)其他的傳感器（如冷卻液溫度、節(jié)氣門位置傳感器等）信號(hào)對(duì)噴油量進(jìn)行修正，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行工況下，均能獲得最佳濃度的混合氣，從而提高發(fā)

5、動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。除噴油量控制外，還有噴油正時(shí)控制、斷油控制和燃油泵控制。o電控點(diǎn)火系統(tǒng)（電控點(diǎn)火系統(tǒng)（ESA）：最基本的功能是點(diǎn)火提前角的控制。該系統(tǒng)根據(jù)曲軸位置、凸輪軸位置、爆震、進(jìn)氣管絕對(duì)壓力、空氣流量、節(jié)氣門位置和發(fā)動(dòng)機(jī)水溫傳感器的信號(hào)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況和運(yùn)行條件，選擇最理想的點(diǎn)火提前角點(diǎn)燃混合氣，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染的目的。此外，電控系統(tǒng)還對(duì)點(diǎn)火線圈通電時(shí)間、爆燃進(jìn)行控制。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R

6、K E T2022-4-56應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的的電控系統(tǒng)應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的的電控系統(tǒng)o 進(jìn)氣控制系統(tǒng)進(jìn)氣控制系統(tǒng)：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行控制，以便提高發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效率，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。o 增壓控制系統(tǒng)增壓控制系統(tǒng)：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣增壓裝置的工作進(jìn)行控制。在裝有廢氣渦輪增壓裝置的汽車上ECU是根據(jù)檢測到的進(jìn)氣管壓力，對(duì)增壓裝置進(jìn)行控制，從而控制增壓裝置對(duì)進(jìn)氣增壓的強(qiáng)度。o 怠速控制系統(tǒng)（怠速控制系統(tǒng)（ISC）：電控系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、壓縮機(jī)、變速箱檔位開關(guān)等信號(hào)，通過怠速控制閥對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)隨時(shí)以最佳怠速轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。LAUNCHLAUNCHP I O N

7、 E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-57應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的的電控系統(tǒng)應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的的電控系統(tǒng)o 排放控制系統(tǒng)排放控制系統(tǒng)：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷對(duì)排放控制裝置的工作進(jìn)行電子控制，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的排放。其項(xiàng)目包括：廢氣再循（EGR）、活性碳罐電磁閥（EVAP）、氧傳感器和空燃比閉環(huán)控制、二次空氣噴射等。o 自我診斷與報(bào)警系統(tǒng)自我診斷與報(bào)警系統(tǒng)：電子控制單元設(shè)有故障自診斷系統(tǒng)，隨時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)各部分的工作進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)檢測到傳感器或執(zhí)行器和相關(guān)線路出現(xiàn)故障時(shí)，即刻將故障內(nèi)容儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。如排放系統(tǒng)出現(xiàn)問

8、題即刻點(diǎn)亮故障指示燈并存儲(chǔ)故障內(nèi)容。o 失效保護(hù)系統(tǒng)失效保護(hù)系統(tǒng)：當(dāng)傳感器或其線路發(fā)生故障時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)按電腦中預(yù)先設(shè)定的參考信號(hào)值工作，以便發(fā)動(dòng)機(jī)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。（IGF例外）LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-58應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的的電控系統(tǒng)應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的的電控系統(tǒng)o 應(yīng)急備用系統(tǒng)應(yīng)急備用系統(tǒng)：應(yīng)急備用系統(tǒng)的功能由ECU內(nèi)的備用IC（集成電路）來完成，當(dāng)ECU內(nèi)的微處理器或少數(shù)重要的傳感器（CPU、I/O接口、存儲(chǔ)器、進(jìn)氣壓力傳感器）出現(xiàn)故障車輛無法行使時(shí)，該系

9、統(tǒng)將燃油噴射和點(diǎn)火正時(shí)控制在設(shè)定的水平上，作為一種備用功能使汽車能維持基本行使，以便將汽車開到最近的維修站。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-59發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成 輸入元件 ECU 執(zhí)行元件LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-510發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成LAUNCHLAUNC

10、HP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-511發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用o 空氣流量計(jì)（空氣流量計(jì)（MAF）：檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，是噴油脈寬的主控制信號(hào)。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-512發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用o 進(jìn)氣溫度傳感器（進(jìn)氣溫度傳感器（IAT）：檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度。是噴油脈寬的修正信號(hào)。LAU

11、NCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-513發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用o 凸輪軸位置傳感器（凸輪軸位置傳感器（CMP）：提供凸輪軸轉(zhuǎn)角基準(zhǔn)位置信號(hào)（G信號(hào)），作為點(diǎn)火正時(shí)和噴油正時(shí)控制的主信號(hào)。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-514發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用o 節(jié)氣門位置傳感器（節(jié)氣門位置傳感器

12、（TPS）：檢測節(jié)氣門的開度及開度變化，作為燃油噴射的修正信號(hào)。也是自動(dòng)變速器的控制信號(hào)。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-515發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用o 曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器（CKP）：也稱轉(zhuǎn)速傳感器，用來檢測曲軸轉(zhuǎn)角位移，給ECU提供發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)，作為點(diǎn)火正時(shí)和噴油正時(shí)控制的主信號(hào)。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E

13、R M A R K E T2022-4-516發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用o 進(jìn)氣壓力傳感器：檢測進(jìn)氣歧管的壓力（發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷），噴油量控制的主信號(hào)號(hào)。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-517發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用o 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器傳感器：檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度，是燃油噴射和點(diǎn)火正時(shí)的修正信號(hào)，也是怠速控制、廢氣再循環(huán)和自動(dòng)變速器超速控制的控制信號(hào)。LAUNCHLAUNCHP I O N E

14、E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-518發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用o 車速傳感器車速傳感器：檢測汽車的行使速度，用于巡航控制、ABS、TRAC、TV和發(fā)動(dòng)機(jī)斷油控制，也是自動(dòng)變速器的主控制信號(hào)。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-519發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用o 氧傳感器（氧傳感器（O2S）：檢測廢氣中氧含量，向ECU輸送空燃比的反饋信號(hào)，進(jìn)行空燃比的閉

15、環(huán)控制。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-520發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用o 爆震傳感器（爆震傳感器（KS）：檢測汽油機(jī)是否發(fā)生爆震及爆震強(qiáng)度，將此信號(hào)輸入ECU作為點(diǎn)火正時(shí)控制的修正（反饋）信號(hào)。o 起動(dòng)開關(guān)（起動(dòng)開關(guān)（STA）：發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，通過起動(dòng)開關(guān)給ECU提供一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，作為燃油噴射和點(diǎn)火正時(shí)的修正信號(hào)。o 空調(diào)開關(guān)（空調(diào)開關(guān)（A/C）：當(dāng)空調(diào)開關(guān)打開，空調(diào)壓縮機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷加大時(shí)，由空調(diào)開關(guān)向ECU輸入信號(hào)，作為燃油噴射和

16、點(diǎn)火正時(shí)的修正信號(hào)。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-521發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用o 擋位開關(guān)擋位開關(guān)：檢測自動(dòng)變速器擋位所處的位置，并向ECU輸入作為燃油噴射和點(diǎn)火正時(shí)的修正信號(hào)。o 制動(dòng)燈開關(guān)制動(dòng)燈開關(guān)：在制動(dòng)時(shí)，由制動(dòng)開關(guān)向ECU提供制動(dòng)信號(hào)，作為燃油控制和點(diǎn)火正時(shí)修正信號(hào)。o 動(dòng)力轉(zhuǎn)向開關(guān)動(dòng)力轉(zhuǎn)向開關(guān)：檢測動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵是否工作，將信號(hào)向ECU輸入，作為燃油控制和點(diǎn)火正時(shí)修正信號(hào)。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R

17、 I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-522發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳感器及其作用o 巡航控制開關(guān)巡航控制開關(guān)：當(dāng)進(jìn)入巡航狀態(tài)時(shí)向ECU輸入控制狀態(tài)信號(hào)，由ECU自動(dòng)對(duì)車速進(jìn)行控制。 隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，傳感器的數(shù)量也將不斷增加。一個(gè)傳感器的信號(hào)可以通過CAN-BUS系統(tǒng)供多個(gè)控制系統(tǒng)使用。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-523電子控制單元（電子控制單元（ECU）的基

18、本功能）的基本功能o 給傳感器提供穩(wěn)定的5V（9V）、12V參考電壓，接收各種傳感器和其他開關(guān)輸入的信息，并將輸入的信息轉(zhuǎn)換成微機(jī)所能接受的數(shù)字信號(hào)。o 存儲(chǔ)該車型的特征參數(shù)和運(yùn)行中所需的有關(guān)數(shù)據(jù)信息。o 確定計(jì)算輸出指令的程序，并根據(jù)輸入信號(hào)和相關(guān)程序計(jì)算輸出指令數(shù)值。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-524電子控制單元（電子控制單元（ECU）的基本功能）的基本功能o 將輸入信號(hào)和輸出指令信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，確定并存儲(chǔ)、顯示故障信息。o 向執(zhí)行元件輸出指令，

19、或根據(jù)指令輸出自身已儲(chǔ)存的信息（如故障信息等）o 自我修正（學(xué)習(xí)）功能（如長期燃油修正、短期燃油修正）。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-525執(zhí)行元件的類型執(zhí)行元件的類型在發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)中，執(zhí)行元件主有：o 噴油器o 點(diǎn)火器o 怠速控制閥o 節(jié)氣門控制電機(jī)o EGR閥o 進(jìn)氣控制真空電磁閥o 冷卻風(fēng)扇電機(jī)LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2

20、022-4-526執(zhí)行元件的類型執(zhí)行元件的類型o 燃油泵繼電器o 空調(diào)壓縮機(jī)繼電器o 可變氣門正時(shí)控制電磁閥o 二次空氣噴射閥o 活性碳罐排泄電磁閥o 冷卻液循環(huán)電機(jī)o 自診斷顯示與報(bào)警裝置o 儀表顯示器等LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-527OBD的介紹： LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-528OBD-II的主要特點(diǎn)o 汽車

21、裝用統(tǒng)一的16P診斷座，安裝在駕駛室儀表盤下方。如下圖：o OBD-II具有數(shù)據(jù)傳輸功能，并規(guī)定了兩個(gè)傳輸線標(biāo)準(zhǔn)：歐洲統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（ISO-II）規(guī)定傳輸用7和15端子，美國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)用（SAE-J1850）規(guī)定用2和10端子。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-529新的新的OBD 診斷坐連接標(biāo)準(zhǔn)診斷坐連接標(biāo)準(zhǔn) DLC-J1962 Pin 1：SAE J2411，GM single wire CAN；通用公司單線 CAN-BUS Pin 2：ISO 11519-4 (

22、Bus+)(SAE J1850)，和10號(hào)腳同時(shí)使用， 41.6 Kbps PWM脈寬調(diào)制單線用法:只用2號(hào)腳1根線通訊10.4 Kbps VPW可變脈寬調(diào)制byte header + CRC，no “checksum” or “inter-byte separation” (In Frame response byte ?)。Pin 3：Chrysler，CCD+ (not OBD) 克萊斯勒 CCD-BUS網(wǎng)線 H 線。Pin 4：底盤地 Chassis ground。Pin 5：邏輯地 Signal ground。Pin 6：ISO 15765-4;CAN-BUS 高速診斷線(線) ,2

23、50/500 kbit/s。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-530新的新的 OBD 診斷坐連接標(biāo)準(zhǔn)診斷坐連接標(biāo)準(zhǔn) DLC-J1962 Pin 7：KWP1281或KWP2000 協(xié)議診斷線 (K線)，波特率10400/多數(shù)廠家默認(rèn)KPW2000診斷線。Pin8：點(diǎn)火開關(guān)打開有電 IG+，點(diǎn)火開關(guān) ON/Off 狀態(tài)識(shí)別用途Pin9：7號(hào)腳不方便用時(shí)，啟用*KWP1281或KWP2000 協(xié)議診斷線 (K線)，波特率10400。Pin10：ISO 11519-4

24、 (Bus-)(SAE J1850)，和 2號(hào)腳同時(shí)使用, 41.6 Kbps PWM脈寬調(diào)制。Pin 11：Chrysler，CCD- (not OBD) 克萊斯勒 CCD-BUS網(wǎng)線 L 線。Pin 12：* K 線 制造廠保留用。Pin 13：* K 線 制造廠保留用。Pin 14：ISO 15765-4，CAN-BUS 高速診斷線 (L線) 250/500 kbit/s Pin 15：KWP1281或KWP2000 協(xié)議診斷線 (K線);7P不夠用或控制單元過多時(shí)啟用。 Pin 16：長火線 BAT+。LAUNCHLAUNCHP I O N E E R I N T H E A U T O M O T I V E A F T E R M A R K E T2022-4-531OBD-II的主要特點(diǎn)oOBD-II具有行車記錄功能，能記錄車輛行使過程的有關(guān)數(shù)據(jù)資料；能記憶和重新顯示故障碼的功能，可利用儀器方便、快速地調(diào)取或清除故障碼。o裝用OBD-II的汽車，采用相同的故障碼代號(hào)及故障碼統(tǒng)一。故障碼由1個(gè)英文字母和4個(gè)數(shù)字組成（PO341）。SAE共規(guī)定了100個(gè)統(tǒng)一的OBD-II故障碼。其含義如下表