任務一發(fā)動機電控系統(tǒng)的認識

汽油發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復項目1發(fā)動機電控系統(tǒng)的認識學習目的：能夠識別發(fā)動機電控系統(tǒng)各元部件學習要求：1、了解發(fā)動機電控系統(tǒng)的發(fā)展與應用。2、掌握發(fā)動機電控系統(tǒng)的功能和組成。3、理解傳感器、執(zhí)行器、ECU的功能，掌握其安裝位置。項目1：發(fā)動機控制系統(tǒng)各元件的就車識別1.電子控制技術的應用（1）電控技術的應用：發(fā)動機一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的應用與發(fā)展發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復控制器作用:最佳混合氣形成控制燃燒減少燃油消耗調節(jié)廢氣值達到最佳行駛狀態(tài)功能:控制噴射控制點火怠速轉速調節(jié)調節(jié)燃油蒸發(fā)調節(jié)電子油門踏板二次空氣系統(tǒng)爆震調節(jié)控制凸輪軸位置調節(jié)冷卻液溫度調節(jié)自檢（1）電控技術的應用：發(fā)動機發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復ABS=防抱死系統(tǒng)EDS=電子差動鎖止機構ASR=驅動防滑系統(tǒng)ESP=電子穩(wěn)定程序概念解釋（2）電控技術的應用：底盤（3）電控技術的應用：中央電器系統(tǒng)發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復汽油噴射技術的發(fā)展歷史起源于20世紀初期，由德國Wright兄弟首先在飛機發(fā)動機上采用了向進氣管連續(xù)噴射汽油的混合氣配制方法。1967年，德國Bosch公司開發(fā)出用進氣歧管真空度控制空燃比的D．Jetronic模擬電子控制汽油噴射系統(tǒng)，后經改進發(fā)展為采用翼板式空氣流量計直接測量進氣空氣體積流量來控制空燃比的L-Jetronic電子控制汽油噴射系統(tǒng)，開創(chuàng)了汽油電控噴射新時代。70年代后期，集成電路的發(fā)展迅速推動了計算機控制技術在汽車技術上的應用與發(fā)展。發(fā)動機電子控制技術從單一的點火時刻控制和單一的燃油噴射空燃比控制開始，逐步擴展到發(fā)動機怠速控制、廢氣再循環(huán)控制(EGR)、燃油蒸發(fā)控制(EVAP)、可變進氣控制、渦輪增壓控制等多項內容的發(fā)動機綜合控制系統(tǒng)，稱為發(fā)動機集中控制系統(tǒng)。90年代中后期，伴隨著計算機網絡技術的發(fā)展，發(fā)動機電子控制系統(tǒng)已成為車載局域網絡的重要組成部分。1997年以后，內燃式汽油機已開始采用汽油直噴技術進行稀薄燃燒，進一步降低了油耗和排放。

2.電控技術的發(fā)展電控技術對發(fā)動機性能的影響1.提高發(fā)動機的動力性2.提高發(fā)動機燃油經濟性3.降低排放污染4.提高發(fā)動機的加速和減速性能5.改善發(fā)動機的起動性能10我國汽車尾氣排放標準歷史1.1983年我國頒布了第一批機動車尾氣污染排放標準。2.1989～1993年我國又相繼頒布了《輕型汽車排氣污染物排放標準》、《車用汽油機排氣污染物排放標準》兩個限值標準和《輕型汽車排氣污染物測量方法》、《車用汽油機排氣污染物測量方法》兩個測量方法標準。3.1999年開始實施歐I排放標準，同年停止了含鉛汽油的生產和使用，并不再生產化油器汽車。4.2004年7月1日我國輕型汽車全面實施國家第2階段排放標準（相當于歐II標準），重型車輛（最大總質量3.5t）自2004年9月1日實施歐II標準。自2005年7月1日起，我國所有機動車全面實施歐II標準。5.2005年7月1日北京率先實施輕型汽車尾氣排放歐III標準，并將在2008年提前達到實施歐IV標準。上海與全國其他各地方分別于2006年和2007年實施歐III標準。2010年7月1日起全國實施歐IV標準。發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復我國輕型汽車排放標準與歐洲標準實施日期比較標準中國實施年份歐洲實施年份相差時間（年）國Ⅰ（歐Ⅰ）2000年1992年8國Ⅱ（歐Ⅱ）2004年1996年8國Ⅲ（歐Ⅲ）2007年2000年7國Ⅳ（歐Ⅳ）2010年2005年5京Ⅴ（歐Ⅴ）2013年2008年5國Ⅵ（歐Ⅵ）未知2013年未知國際汽車尾氣排放標準現(xiàn)狀與未來趨勢發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復121.精確控制發(fā)動機起動暖機過程中的空燃比2.排氣后處理技術（1）盡快提升三元催化轉化器的溫度（2）提升催化器的轉化效率（3）廢氣再循環(huán)技術(EGR)（4）碳氫化合物吸收系統(tǒng)發(fā)動機電控技術對排放的控制發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復13發(fā)動機電控技術的發(fā)展趨勢發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復二、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制功能1.燃油控制系統(tǒng)何時噴？燃油控制噴多少？噴油正時噴油脈寬2.點火控制系統(tǒng)何時點火？點火控制點火能量？點火正時閉合角控制功用：是在發(fā)動機怠速工況下，根據發(fā)動機冷卻液溫度、空調壓縮機是否工作、變速器是否掛入擋位等，通過怠速控制閥對發(fā)動機的進氣量進行控制，使發(fā)動機隨時以最佳怠速轉速運轉。3.怠速控制系統(tǒng)（ISC）發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復

功用：主要是根據發(fā)動機轉速和負荷的變化，對發(fā)動機的進氣進行控制，以提高發(fā)動機的充氣效率，從而改善發(fā)動機動力性。4.進氣控制系統(tǒng)發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復功用：是對發(fā)動機進氣增壓裝置的工作進行控制。在裝有廢氣渦輪增壓裝置的汽車上，ECU根據檢測到的進氣管壓力，對增壓裝置進行控制，從而控制進氣增壓的強度。5.增壓控制系統(tǒng)發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復功用：設定巡航控制模式后，ECU根據汽車運行工況和運行環(huán)境信息，自動控制發(fā)動機工作，使汽車自動維持一定車速行駛。6.巡航控制系統(tǒng)發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復功用：由ECU控制各種指示和報警裝置，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)能及時發(fā)出信號以警告提示。7.警告提示發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復功用：用來提示駕駛員發(fā)動機有故障；同時，系統(tǒng)將故障信息以設定的代碼（故障碼）形式儲存在存儲器中，以便幫助維修人員確定故障類型和范圍。8.自診斷與報警系統(tǒng)發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復功用：主要是當傳感器或傳感器線路發(fā)生故障時，控制系統(tǒng)自動按電腦中預先設定的參考信號值工作，以便發(fā)動機能繼續(xù)運轉。9.失效保護系統(tǒng)發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復功用：是當控制系統(tǒng)電腦發(fā)生故障時，自動啟用備用系統(tǒng)（備用集成電路），按設定的信號控制發(fā)動機轉入強制運轉狀態(tài)，以防車輛停駛在路途中。10.應急備用系統(tǒng)發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復三、發(fā)動機電控系統(tǒng)的組成發(fā)動機電控系統(tǒng)又稱發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS

（EngineManagementSystem）ECU--ElectronicControlUnit控制軟件

執(zhí)行器

控制單元硬件

傳感器

ECU將多項目控制集中在一個動力控制模塊PCM（PowerControlModule）傳感器：檢測發(fā)動機運行參數，并送至控制單元。ECU：接受傳感器的輸入信號，分析計算后產生輸

出信號送至執(zhí)行器。執(zhí)行器：接收控制單元的輸出信號，產生執(zhí)行動作，

實現(xiàn)各種控制。傳感器數量越多，檢測越精確；執(zhí)行器數量越多，功能越強。發(fā)動機控制單元空氣流量傳感器燃油控制燃油泵噴油器點火器點火線圈進氣壓力傳感器節(jié)氣門位置傳感器進氣溫度傳感器發(fā)動機轉速/曲軸位置傳感器凸輪軸位置傳感器冷卻液溫度傳感器爆震傳感器氧傳感器點火控制火花塞開環(huán)控制系統(tǒng)的控制方式比較簡單，ECU只根據傳感器信號對執(zhí)行元件進行控制，而控制的結果是否達到預期目標對其控制過程沒有影響。開環(huán)控制——ECU根據傳感器的信號對執(zhí)行器進行控制，但不去檢測控制結果。

開環(huán)控制示意圖

類型：開環(huán)控制、閉環(huán)控制發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復閉環(huán)控制示意圖閉環(huán)控制系統(tǒng)除具有開環(huán)控制的功能外，還對其控制結果進行檢測，并將檢測結果（即反饋信號）輸入ECU，ECU則根據反饋信號對其控制誤差進行修正，所以閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度比開環(huán)控制系統(tǒng)高。發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復發(fā)動機控制模塊ECU作用：信號采集、控制邏輯的運算和決策輸出。安裝：注意ECU防水、防振、防熱、防過電壓、防磁。一般安裝在儀表板、雜物箱或控制臺中其它零部件、座椅、濾清器的下面或后面。1.控制單元控制單元構造：控制單元內存CPUI/O輸入裝置輸出裝置發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測診斷與修復1.給傳感器提供標準電壓（2V、5V、9V、12V），接受傳感器和其他裝置的輸入信號，并將輸入的信息轉換成電腦所能接受的數字信號2.存儲對應車型的特征參數和運算所需的有關數據信息3.確定計算輸出指令所需的程序，并根據輸入信號和相關程序計算輸出指令數值4.將輸入指令信號和輸出指令信號與標準值進行比較，確定并存儲故障信息5.向執(zhí)行元件輸出指令或根據指令輸出自身已存儲的信息（故障代碼等）6.自我修正功能（學習功能）控制單元基本功能控制單元的接線原理——輸入端傳感器電流診斷

電位計/壓力傳感器

溫度傳感器

霍爾傳感器

開關/霍爾開關/觸點開關電源傳感器ADμCRAMROM+5/12V+5/12V+輸入端控制單元CAN控制單元的接線原理——輸出端ADμCRAMROM控制單元輸出級電源增加電源接地輸出端噴油閥++磁閥白熾燈(

)

(

)

電源電流（1）空氣流量傳感器（AFS）作用:

檢測進氣流量，計算進氣量，決定基本噴油量和基本點火提前角。安裝:

節(jié)氣門之前，空濾之后。2.傳感器（2）進氣壓力傳感器(MAPS)作用：檢測節(jié)氣門后方進氣管內的進氣壓力，計算進氣量，決定基本噴油量和基本點火提前角。同時安裝進氣溫度傳感器，提高檢測精度。安裝：節(jié)氣門后方的進氣管上（3）節(jié)氣門位置傳感器(TPS)作用：反映節(jié)氣門開度（負荷）的大小，判定發(fā)動機怠速、部分負荷、全負荷工況，實現(xiàn)不同的控制模式；反映節(jié)氣門變化快慢（加速、減速），實現(xiàn)加速加濃和減速減油或斷油控制。安裝：節(jié)氣門拉線對面（4）進氣溫度傳感器(IATS)作用：檢測進氣溫度，修正噴油脈寬和點火正時。安裝：進氣溫度傳感器可獨立裝于氣道，或與進氣流量傳感器、進氣壓力傳感器組成為一體；可以在節(jié)氣門前或節(jié)氣門后。（5）曲軸位置傳感器(CKPS)作用:產生發(fā)動機曲軸轉速信號，決定基本噴油量和基本點火提前角；產生曲軸基準位置信號（一缸上止點信號），計算曲軸轉角；產生發(fā)動機曲軸轉角信號，判定曲軸（或活塞）位置。安裝:一般裝在曲軸上豐田8A-FE發(fā)動機的曲軸位置傳感器CrankshaftPositionSensor（6）凸輪軸位置傳感器(CMPS)作用:判定凸輪軸位置（一缸壓縮上止點位置）安裝:分電器、凸輪軸（7）冷卻液溫度傳感器(ECTS)作用：檢測發(fā)動機溫度，修正噴油脈寬和點火正時。安裝：裝于缸體、缸蓋的水套或節(jié)溫器。（8）爆震傳感器(KS)作用：檢測發(fā)動機是否爆震安裝：缸體、火花塞缸體火花塞（9）氧傳感器

OxygenSensor（O2S）作用：檢測排氣中氧的含量

反饋混合氣濃度。安裝：排氣管上（1）燃油泵作用：建立油壓。安裝：內置油箱中3.執(zhí)行器（2）

噴油器作用：將燃油以一定壓力噴出并霧化。安裝：進氣歧管上和進氣道附近的缸蓋上（3）

怠速閥（ISCV、ISC、IAC閥）作用：控制怠速進氣量安裝：節(jié)氣門并排的氣道上（4）廢氣循環(huán)閥（EGR閥）作用：控制廢氣循環(huán)量，降低排放中的NOx。安裝：排氣和節(jié)氣門后方進氣之間的管道上。（5）油箱蒸汽回收電磁閥（EVAP閥）作用：控制油箱蒸汽回收量，降低油箱蒸汽的排放。安裝：炭罐和節(jié)氣門后方進氣之間的管道上。（6）點火器/點火線圈/火花塞點火器：控制點火線圈的模塊，獨立設置、與發(fā)動機控制單元一體或與點火線圈一體?；鸹ㄈ寒a生火花。點火線圈：產生高壓。Bosch公司MotronicM3.8.2系統(tǒng)燃油泵活性炭罐電磁閥點火線圈組件凸輪軸傳感器氧傳感器噴油器節(jié)氣門位置傳感器空氣流量計ECU進氣溫度傳感器曲軸位置傳感器冷卻液溫度傳感器爆震傳感器節(jié)氣門組件控制單元J220二次空氣泵V101二次空氣閥N112二次空氣泵繼電器J299廢氣再循環(huán)節(jié)拍閥N18(電、氣動式閥)燃油箱通風閥N80泄漏診斷泵V144冷凝水排放閥節(jié)氣門電機V60無分電器式點火系統(tǒng)集成有：3個獨立的點火線圈(6缸發(fā)動機)噴油閥N30,N31,N32,N33(四缸)+N83,N84(6缸）故障指示燈(MIL)λ傳感器G39(催化凈化器上游λ傳感器)λ傳感器G108(催化凈化器下游λ傳感器)空氣流量計G70廢氣再循環(huán)溫度傳感器G98爆震傳感器G66發(fā)動機轉速傳感器

G28霍爾傳感器G40(凸輪軸位置傳感器)車速傳感器G22進氣管溫度傳感器G72冷卻液溫度傳感器G62節(jié)氣門單元J338集成有：節(jié)氣門電位計G69節(jié)氣門位置調節(jié)器G88怠速開關F60（1）能提供發(fā)動機在各種運行工況下最合適的混合氣濃度，使發(fā)