項目一汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)認知

1、項目一項目一 汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的認知汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的認知 車輛配置的都是電控發(fā)動機，我們要想車輛配置的都是電控發(fā)動機，我們要想對電控發(fā)動機進行檢測維修，首先要對電控對電控發(fā)動機進行檢測維修，首先要對電控發(fā)動機有充分地了解。那么電控發(fā)動機的組發(fā)動機有充分地了解。那么電控發(fā)動機的組成、特點及工作特點都有哪些呢？我們只有成、特點及工作特點都有哪些呢？我們只有通過系統(tǒng)的學習后才能了解和掌握更專業(yè)的通過系統(tǒng)的學習后才能了解和掌握更專業(yè)的知識！知識！相關知識相關知識一、汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的發(fā)展歷史一、汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的發(fā)展歷史 第一個發(fā)展階段為第一個發(fā)展階段為 1971 年以前，電子點年以前，電子

2、點火裝置的使用?；鹧b置的使用。 第二個發(fā)展階段為第二個發(fā)展階段為 19741982 年，以年，以集成電路和集成電路和 16 位以下的微處理器在汽車上位以下的微處理器在汽車上的應用為標志。的應用為標志。 該電控系統(tǒng)主要包括電子燃油噴射、電該電控系統(tǒng)主要包括電子燃油噴射、電子正時、閉環(huán)排氣控制、實車故障診斷等電子正時、閉環(huán)排氣控制、實車故障診斷等電子產(chǎn)品。子產(chǎn)品。 第三個發(fā)展階段為第三個發(fā)展階段為 19821990 年，年，微處理器在汽車上的應用日趨可靠和成微處理器在汽車上的應用日趨可靠和成熟，并向智能化方向發(fā)展。熟，并向智能化方向發(fā)展。 第四個發(fā)展階段，從第四個發(fā)展階段，從 2005 年開始進入

3、了汽年開始進入了汽車電子技術時代，有通信系統(tǒng)、多路傳輸系統(tǒng)車電子技術時代，有通信系統(tǒng)、多路傳輸系統(tǒng)（見圖（見圖 1-1）、）、ASKS-32 位微處理器、數(shù)字信位微處理器、數(shù)字信號處理方式的應用，出現(xiàn)了通信與導向協(xié)調系號處理方式的應用，出現(xiàn)了通信與導向協(xié)調系統(tǒng)、動力最優(yōu)化系統(tǒng)、智能化汽車等。統(tǒng)、動力最優(yōu)化系統(tǒng)、智能化汽車等。圖圖 1-11-1多路信息快車多路信息快車 由于汽車上的電子控制裝置越來越由于汽車上的電子控制裝置越來越多，車上的線束變得非常粗大。多，車上的線束變得非常粗大。 為減少導線的數(shù)量，為減少導線的數(shù)量，CAN 總線（見總線（見圖圖 1-2）將各種汽車電子裝置連接成為一）將各種汽

4、車電子裝置連接成為一個網(wǎng)絡，在這個網(wǎng)絡中，各控制裝置獨個網(wǎng)絡，在這個網(wǎng)絡中，各控制裝置獨立運行，完成各自的控制功能，同時還立運行，完成各自的控制功能，同時還可以通過通信為其他控制裝置提供數(shù)據(jù)可以通過通信為其他控制裝置提供數(shù)據(jù)服務。服務。 圖圖 1 1- -2 CANBUS 2 CANBUS 線線 未來發(fā)動機電子的發(fā)展將會集中在未來發(fā)動機電子的發(fā)展將會集中在節(jié)能、環(huán)保、安全和舒適等方面。節(jié)能、環(huán)保、安全和舒適等方面。 目前，世界上大多數(shù)國家政府都要求汽車目前，世界上大多數(shù)國家政府都要求汽車安裝催化轉化器，采用先進的電子控制系統(tǒng)，安裝催化轉化器，采用先進的電子控制系統(tǒng)，精確控制發(fā)動機點火和噴油，這

5、樣將使發(fā)動機精確控制發(fā)動機點火和噴油，這樣將使發(fā)動機效率比傳統(tǒng)發(fā)動機效率提高效率比傳統(tǒng)發(fā)動機效率提高 25% 左右。左右。 降低發(fā)動機工作噪聲，也是人們關注的熱降低發(fā)動機工作噪聲，也是人們關注的熱點，通過使用復合材料，改變進、排氣管設計點，通過使用復合材料，改變進、排氣管設計和控制精確的點火時刻等方法來降低發(fā)動機噪和控制精確的點火時刻等方法來降低發(fā)動機噪聲。聲。 發(fā)動機電控系統(tǒng)由傳感器、控制單發(fā)動機電控系統(tǒng)由傳感器、控制單元（元（ECU）和執(zhí)行器三部分組成，如圖）和執(zhí)行器三部分組成，如圖 1-3 所示。所示。圖圖 1-3 1-3 電控系統(tǒng)電控系統(tǒng) 傳感器是一種信號轉化裝置，通俗傳感器是一種信號

6、轉化裝置，通俗地說就是地說就是“神經(jīng)末梢神經(jīng)末梢”。 通過安裝在發(fā)動機不同位置的傳感通過安裝在發(fā)動機不同位置的傳感器把發(fā)動機的各種物理、化學、運動等器把發(fā)動機的各種物理、化學、運動等參數(shù)轉化為控制單元（參數(shù)轉化為控制單元（ECU）能夠識別）能夠識別的電信號。的電信號。 常見的傳感器有：空流量傳感器、常見的傳感器有：空流量傳感器、進氣歧管絕對壓力傳感器、節(jié)氣門位置進氣歧管絕對壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器、進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、氧傳感器和爆燃傳感器等，如傳感器、氧傳感器和爆燃傳感器等，

7、如圖圖 1-4 所示。所示。圖圖 1-4 1-4 傳感器傳感器 控制單元簡稱模塊，是電控系統(tǒng)的控制單元簡稱模塊，是電控系統(tǒng)的“大腦大腦”，英文縮寫是，英文縮寫是 ECU，如圖，如圖 1-5 所示。所示。 圖圖 1-51-5ECU ECU 執(zhí)行器負責執(zhí)行控制單元指定的特執(zhí)行器負責執(zhí)行控制單元指定的特定任務，完成具體的控制動作，如圖定任務，完成具體的控制動作，如圖 1-6 所示。所示。 常見的執(zhí)行器有電動燃油泵、電磁常見的執(zhí)行器有電動燃油泵、電磁噴油器、點火控制器、怠速電機、活性噴油器、點火控制器、怠速電機、活性炭罐電磁閥及其他電磁閥。炭罐電磁閥及其他電磁閥。 圖圖 1-61-6執(zhí)行器執(zhí)行器 1開

8、環(huán)控制開環(huán)控制 在控制系統(tǒng)中，如果輸出端與輸入端在控制系統(tǒng)中，如果輸出端與輸入端之間不存在反饋回路，輸出量對系統(tǒng)的控之間不存在反饋回路，輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響，該系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系制作用沒有影響，該系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)，如圖統(tǒng)，如圖 1-7 所示。所示。 ECU 只根據(jù)傳感器信號控制執(zhí)行器，只根據(jù)傳感器信號控制執(zhí)行器，控制結果對控制結果對 ECU 無影響。無影響。 圖圖 1-71-7開環(huán)控制開環(huán)控制 在控制系統(tǒng)中，如果輸出端與輸入端在控制系統(tǒng)中，如果輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對系統(tǒng)的控制之間存在反饋回路，輸出量對系統(tǒng)的控制作用有直接影響，則稱該系統(tǒng)為閉環(huán)控制作用有直接影響，

9、則稱該系統(tǒng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖系統(tǒng)，如圖 1-8 所示。所示。 在開環(huán)控制的基礎上加入反饋信號，在開環(huán)控制的基礎上加入反饋信號，ECU 根據(jù)反饋信號修正控制誤差。根據(jù)反饋信號修正控制誤差。 圖圖 1-81-8閉環(huán)控制閉環(huán)控制 發(fā)動機電控系統(tǒng)是整車電控系統(tǒng)的發(fā)動機電控系統(tǒng)是整車電控系統(tǒng)的一部分，不是獨立的系統(tǒng)，一部分，不是獨立的系統(tǒng)，CAN 網(wǎng)絡系網(wǎng)絡系統(tǒng)的應用加強了他們的聯(lián)系，汽車上的統(tǒng)的應用加強了他們的聯(lián)系，汽車上的每一個傳感器不再是某個每一個傳感器不再是某個 ECU 的的“私有私有物物”，而是通過網(wǎng)絡完成共享，如圖，而是通過網(wǎng)絡完成共享，如圖 1-9 所示。所示。圖圖 1-9 CAN 1-

10、9 CAN 系統(tǒng)系統(tǒng) 電控發(fā)動機與傳統(tǒng)的發(fā)動機有著很大的差別，電控發(fā)動機與傳統(tǒng)的發(fā)動機有著很大的差別，它取消了化油器，取而代之的是電磁噴油器，使它取消了化油器，取而代之的是電磁噴油器，使發(fā)動機的混合氣更加均勻、進氣阻力更?。凰冒l(fā)動機的混合氣更加均勻、進氣阻力更小；它用 ECU 控制、用傳感器傳遞信號、用專用執(zhí)行器完控制、用傳感器傳遞信號、用專用執(zhí)行器完成某種操作，控制更精確。成某種操作，控制更精確。 發(fā)動機電控系統(tǒng)由進氣系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、發(fā)動機電控系統(tǒng)由進氣系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)等組成，如圖點火系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)等組成，如圖 1-10所示。所示。它們之間聯(lián)系緊密，互相幫

11、助。它們之間聯(lián)系緊密，互相幫助。圖圖 1-10發(fā)動機電控系統(tǒng)的組成發(fā)動機電控系統(tǒng)的組成 進氣系統(tǒng)的功用是為發(fā)動機可燃混合氣進氣系統(tǒng)的功用是為發(fā)動機可燃混合氣的形成提供必需的空氣，測量出進入氣缸的的形成提供必需的空氣，測量出進入氣缸的空氣量?？諝饬?。 該系統(tǒng)主要部件有空氣濾清器、各種空該系統(tǒng)主要部件有空氣濾清器、各種空氣流量傳感器、進氣歧管、進氣歧管絕對壓氣流量傳感器、進氣歧管、進氣歧管絕對壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、怠速電機、力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、怠速電機、電子節(jié)氣門系統(tǒng)、冷卻液溫度傳感器和進氣電子節(jié)氣門系統(tǒng)、冷卻液溫度傳感器和進氣溫度傳感器等，如圖溫度傳感器等，如圖 1-11 所示。

12、所示。圖圖 1-11電控進氣系統(tǒng)電控進氣系統(tǒng) 燃料供給系統(tǒng)的作用是向發(fā)動機各燃料供給系統(tǒng)的作用是向發(fā)動機各個氣缸精確地提供混合氣燃燒所需的燃個氣缸精確地提供混合氣燃燒所需的燃油量。油量。 該系統(tǒng)主要部件有電控燃油泵、燃該系統(tǒng)主要部件有電控燃油泵、燃油壓力調節(jié)器、電磁噴油器和燃油分配油壓力調節(jié)器、電磁噴油器和燃油分配管等，如圖管等，如圖 1-12 所示。所示。圖圖 1-12燃料供給系統(tǒng)燃料供給系統(tǒng) 點火系統(tǒng)主要功能是點火提前角控制、點火系統(tǒng)主要功能是點火提前角控制、通電時間（閉角）控制與恒流控制，同時進通電時間（閉角）控制與恒流控制，同時進行爆燃控制。行爆燃控制。 該系統(tǒng)主要部件有曲軸位置傳感器

13、、凸該系統(tǒng)主要部件有曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、爆燃傳感器、點火模塊、輪軸位置傳感器、爆燃傳感器、點火模塊、各種點火執(zhí)行器等，如圖各種點火執(zhí)行器等，如圖 1-13 和圖和圖 1-14 所所示。示。圖圖 1-13單缸獨立點火系統(tǒng)單缸獨立點火系統(tǒng)圖圖 1-14 1-14 雙缸同時點火系統(tǒng)雙缸同時點火系統(tǒng) 排放控制系統(tǒng)對發(fā)動機排放控制裝置排放控制系統(tǒng)對發(fā)動機排放控制裝置的工作實行電子控制，主要是控制的工作實行電子控制，主要是控制 CO、NOX、HC等有害氣體排放。等有害氣體排放。 排放控制系統(tǒng)主要包括燃油蒸發(fā)排放排放控制系統(tǒng)主要包括燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)（控制系統(tǒng)（EVAP）、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)

14、）、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR）、）、 三元催化轉化器（三元催化轉化器（TWC）與空）與空燃比反饋控制系統(tǒng)。燃比反饋控制系統(tǒng)。1概述概述 汽車故障診斷包括汽車故障診斷包括“診診”和和“斷斷”兩個環(huán)節(jié)。兩個環(huán)節(jié)。 汽車故障診斷的過程就是由診斷技汽車故障診斷的過程就是由診斷技術人員從汽車的故障現(xiàn)象出發(fā)，熟練應術人員從汽車的故障現(xiàn)象出發(fā)，熟練應用各種檢測設備對汽車進行全面綜合的用各種檢測設備對汽車進行全面綜合的檢測，完成檢測，完成“診診”的環(huán)節(jié)。的環(huán)節(jié)。 然后通過對汽車原理與結構的深刻然后通過對汽車原理與結構的深刻理解，對測試結果進行綜合分析后，再理解，對測試結果進行綜合分析后，再對故障部位和原因做出準確的判斷，完對故障部位和原因做出準確的判斷，完成成“斷斷”的環(huán)節(jié)。的環(huán)節(jié)。 汽車診斷的目的是判斷汽車故障的汽車診斷的目的是判斷汽車故障的部位和原因，并對檢測參數(shù)做出定量分部位和原因，并對檢測參數(shù)做出定量分析。析。 故障代碼可以分為：當前性故障碼、歷故障代碼可以分為：當前性故障碼、歷史性故障碼、虛假性故障碼、相關性故障碼史性故障碼、虛假性故障碼、相關性故障碼等。等。 數(shù)據(jù)流分析法分為：值域分析法、時數(shù)據(jù)流分析法分為：值域分析法、時域分析法、因果分析法、關聯(lián)分析法、比域分析法、因果分析法、關聯(lián)分析法、比較分析法等。較分析法等。 凍結幀數(shù)據(jù)共