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1、汽车发动机电控系统的 检查与修理 项目一 汽车发动机电控系统总体认识 了解汽车发动机电控技术的发展 了解电控技术对汽车发动机性能的影响 了解汽车发动机上的电子控制系统应用 了解发动机电子控制系统的控制方式 掌握发动机电控系统的控制内容及功能 掌握发动机电控系统的基本组成与控制原理 学习目标 一 汽车电控技术的发展 汽车电控技术的发展始于20世界60年代 可分为三个阶段 第一阶段 从20世纪60年代中期到70年代末 主要是为改善部分性能面对 汽车电子产品进行技术改造 第二阶段 从20世纪70年代末到90年代中期 由于汽车逐渐增多 汽车安 全和排放污染日益严重 能源危机的影响更加突出 为解决汽车安
2、全 节 能和污染三大问题 电子技术在汽车上的应用更加广泛和完善 第三阶段 从20世纪90年代中期以后 电子技术在汽车上的应用越来越普 遍 电控系统日趋完善 二 汽车电控技术应用的优越性 1 减少汽车修复时间 2 节油 3 减少空气污染 4 减少交通事故 5 提高乘坐舒适性 汽车电控系统的主要应用 发动机电控技术 底盘电控技术 车身电控技术 1 汽车照明系统 2 汽车仪表系统 3 汽车安全系统 4 汽车舒适性控制系统 5 汽车通信与智能化系统 1 电控燃油喷射系统EFI 2 电控点火控制系统ESA 3 怠速系统ISC 4 排放控制系统 5 进气控制系统 6 增压控制系统 7 巡航控制系统 8 警
3、告提示系统 9 自诊断与报警系统 1 自动变速器 2 CVT无极变速器 3 主动 半主动悬架及车身自动调节系统 4 制动和防滑电子控制系统 ABS ASR 5 转向控制 6 牵引控制等 三 汽车照明方面 汽车仪表方面 汽车安全方面 汽车舒适性控制方面 汽车通信与智能化方面 灯光自动调节系统 灯光延时照明系统 灯光自动变光控制系统 等 电子转速表 电子车速里程表 电子燃油表 多功能综合屏 幕显示等 电控安全气囊 防盗报警系统 电控安全带 电控前照灯系统 雷达防撞系统等 中央门锁系统 电动门窗与电动天窗系统 电动座 椅 电动后视镜与电动除霜系统 汽车音响系统 自 动空调系统等 卫星导航与定位系统
4、车载电话与计算机网络系 统 安全维护与监控系统 故障自诊断系统 智 能汽车与自动化高速公路系统等 发动机电控技术 1 电控燃油喷射系统EFI 主要包括控制喷油量和控制喷射正时 系统中ECU根据进气量来确定基本喷油量 再根据其他传感器信号对 喷油量进行修正 使发动机在各种工况下能够获得最佳的混合气 从而提高发动机的动力性 经济性和排放 性 除此之外还包括断油控制和燃油泵控制 2 电控点火控制系统ESA 最基本的功能是控制点火提前角 根据各传感器信号判断发动机的运行状态 选择最理想的点火提前角点燃 混合气 改善发动机的燃烧过程 以实现提高发动机动力性 经济性和降低排放污染的目的 此外 还有通 电时
5、间 闭角 控制 恒流控制和爆燃控制功能 3 怠速系统ISC 是发动机辅助控制系统 其功能是在发动机怠速工况下 根据发动机冷却液温度 空调压缩机是否正常 变 速器是否挂入档位等状况 通过怠速控制阀对发动机进气量进行控制 使发动机随时以最佳怠速转速运转 4 排放控制系统 主要包括 燃油蒸发排放控制系统 EVAP 废弃再循环控制 EGR 三元催化转化器 TWC 活性碳罐 电磁阀控制 氧传感器和空燃比闭环控制 二次空气喷射控制等 5 进气控制系统 主要是根据发动机转速和负荷变化 对发动机的进气量进行控制 以提高发动机的充气效率 改善发动机的 动力性 电控燃油喷射系统EFI 电控燃油喷射系统由三个子系统
6、组成 空气供给系统 燃油供给系统和控制系统 1 空气供给系统的功能是为发动机可燃混合气的形成提供必须的空气 并且测出进入气缸的空气量 2 燃油供给系统的功能是向发动机各个气缸供给混合气燃烧所需要的 燃油量 3 控制系统 在电控燃油喷射系统中 喷油量是最基本也是最最要的控制内容 6 增压控制系统 对发动机进气增压装置的工作进行控制 在装有废气涡轮增压的汽车上 ECU根据检测到的进气歧管压力 对增压装置进行控制 从而控制进气 增压的强度 7 巡航控制系统 是驾驶员设定巡航控制模式后 ECU根据汽车运行工况和运行环境信息 制动控制发动机工作 使汽车自动维持在一定的车速进行行驶 8 警告提示系统 EC
7、U控制各种指示灯和报警装置 一旦控制系统出现问题 该系统就能及时发出信号和警告提示 9 自诊断与报警系统 ECU具有自诊断系统 对部分控制系统进行检测 10 失效保护系统 主要是当传感器或者传感器线路发生故障时 控制系统会自动按照电脑中预先设定的参考信号值工作 以便发动机继续工作 11 应急备用系统 当控制系统电脑发生故障时 自动启用备用系统 备用集成电路 按照设定的信号控制发动机转入强制运转状态 以防车辆停驶在路途中 12 冷却风扇控制 配气正时控制发电机控制等 发动机电控技术 四 发动机电控系统的基本组成 发动机电控系统由传感器 电子控制单元 ECU 和执行器 三部分组成 一 信号输入装置
8、 传感器 空气流量传感器 进气歧管绝对压力传感器 节气门位置传感器 凸轮轴位置传感器 曲轴位置传感器 进气温度传感器 冷却液温度传感器 车速传感器 氧传感器 爆震传感器 11 启动开关 12 空调开关 13 档位开关 14 制动灯开关 15 动力转向开关 16 蓄电池电压信号 发动机控制系统的信号输入主要 是通过各种传感器或其他控制装 置将各种控制信号输入ECU的 l 空气流量传感器 MAF 在L型EFI中 由空气流量传感器测量发动机吸入空气 量 并将信号输入ECU 作为燃油喷射和点火控制的主控制信号 2 进气 歧管绝对 压力传感器 MAP 在D型EFI中 由进气压力传感器测量进气 管压力 真
9、空度 并将信号输入ECU 作为燃油喷射和点火控制的主控制信号 3 转速和曲轴位置传感器 检测曲轴 或活塞 位置信号和曲轴转角信号 转速信 号 输入ECU 作为点火和燃油喷射的主控制信号 4 凸轮轴位置传感器 也叫同步信号传感器 它是一个气缸判别定位装置 向ECU 输入凸轮轴位置信号 是点火控制的主控制信号 5 上止点位置传感器 向ECU提供一缸上止点位置信号 作为点火控制主控信号 6 缸序判别传感器 向ECU提供各缸工作顺序信号 作为点火控制主控信号 7 冷却水温度传感器 检测发动机冷却水温度 向ECU输入温度信号 作为燃油喷射 和点火正时的修正信号 同时也是其他控制系统的控制信号 8 进气温
10、度传感器 检测进入进气歧管的空气温度 向ECU输入进气温度信号 作为燃油喷射和点火 正时的修正信号 9 节气门位置传感器 节气门位置传感器检测节气门的开度状态 如怠速 全关 全开及节气 门开 闭的速率信号 输入ECU 控制燃油喷射及其他控制系统 如EGR 开 闭环控制等 10 氧传感器 检测排气中氧的含量 向ECU输入空燃比的反馈信号 进行喷油量的闭环控制 11 爆震传感器 爆震传感器向ECU输入爆震信号 经ECU处理后 控制点火提前角 抑制爆震产 生 12 大气压力传感器 检测大气压力 向ECU输入大气压力信号 修正喷油和点火控制 13 车速传感器 检测车速 向ECU输入车速信号 控制发动机
11、转速 实现超速断油控制 在发动 机和自动变速器共同控制时 也是自动变速器的主控制信号 14 起动信号 发动机起动时 由起动系向ECU提供一个起动信号 作为喷油量 点火提前角的修 正信号 15 发电机负荷信号 当发电机负荷因开启用电量较大的电器设备而增大时 向ECU输入此信号 作为喷油量与点火提前角的修正信号 16 空调作用信号 A C 当空调开关打开 空调压缩机进入工作 发动机负荷加大时 由空 调开关向ECU输入空调作用信号 作为对喷油量及点火提前角控制的修正信号 17 挡位开关信号和空挡位置开关信号 自动变速器由P N挡挂入其他挡位时 发动机负荷将有所 增加 挡位开关向ECU输入信号 作为对
12、喷油量及点火提前角的修正信号 当挂入P或N挡时 空挡 位置开关提供P N挡位置信号 防止不在P或N挡时发动机起动 18 蓄电池电压信号 当ECU检测到蓄电池和电源系的电压过低时 将对供油量进行修正 以补偿 由于电压过低 造成喷油持续时间短所带来的影响 19 离合器开关信号 在离合器接合和分离过程中 由离合器开关向ECU输入离合器工作状态信号 作为喷油量及点火提前角控制的修正信号 20 刹车开关信号 在制动时 由刹车开关向ECU提供制动信号 作为对喷油量 点火提前角 自 动变速器等的控制信号 22 EGR阀位置传感器 EGR阀位置传感器向ECU提供EGR阀的位置信号 23 巡行 定速 控制开关信
13、号 当进入巡行控制状态时 由巡行控制开关向ECU输入巡行控制状 态信号 由ECU对车速进行自动控制 二 电子控制单元 ECU 的功能 1 传感器或其它装置输入的信息 给传感器提供参考 基准 电 压 2V 伏 5V 9V 12V 将输入的信息转变为微机所能接受 的信号 2 存储 计算 分析处理信息 计算输出值所用的程序 存储该 车型的特点参数 存储运算中的数据 随机存取 存储故障信 息 3 运算分析 根据信息参数求出执行命令数值 将输出的信息与 标准值对比 查出故障 4 输出执行命令 把弱信号变为强的执行命令 输出故障信息 5 自我修正功能 自适应功能 2 电子控制单元的结构组成主要是由输入回路
14、 A D 模拟 数字 转换器 微处理器和 输出回路四部分组成 二 电子控制单元 ECU 1 输入回路 输入ECU的传感器信号有两种 一种是模拟信号 如水温传感器 另一种是数字信号 如转速传感 传感器输入的信号不同 处理的方法也不同 数字信号直接输入微机 模拟信号则由A D转换器 转换成数字信号后再输入微机 2 A D转换器 模拟 数字转换器 由传感器输入的模拟信号 微机不能直接处理 故要用A D转换器将模拟信号转换成数字信号 注意 模拟信 号 随时间变 化而连续变化 数字信号 随 时间变化而不 连续变化 3 微型电子计算机 微机的功用是根据发动机工作的需要 把各种传感器送来的信号用内存的程序
15、微机处 理的顺序 和数据进行运算处理 并把处理结果如燃油喷射控制信号 点火控制信号等 送往输出回路 微型电子计算机由中央处理器 CPU 存储器 M 输入 输出装置 I O 等组成 4 输出回路 由微机输出的是电压很低的数字信号 这种信号一般是不能直接驱动执行元件的 输出 回路的功用就是将微机输出的数字信号转换成可以驱动执行元件的输出信号 输出回路 多采用大功率三极管 由微机输出的信号控制其导通和截止 从而控制执行元件的搭铁 回路 三 执行器 执行器是接受ECU的控制指令来完成具体的控制动作 具体执行某项 控制功能的装置 思考 在发动机控制系统 中主要的执行器有哪些 电动燃油泵 喷油器 点火控制
16、器 怠速控制阀 活性碳罐以及电磁阀 进气控制阀 ECR阀 二次空气喷射阀 燃油泵继电器冷却风扇继电 器 空调压缩机继电器等 五 发动机电子控制系统的工作原理 六 发动机电子控制系统的控制方式 主要有两种 开环控制 闭环控制 开环控制是一种最简单的控制方式 其特点是 在控制器与被控对象之间只有 正向控制作用而没有反馈控制作用 即系统的输出量对控制量没有影响 开环控制 闭环控制 闭环控制实际就是反馈控制 其特点是在控制器与被控对象之间 不仅存在正向作用 还存在反馈作用 即系统的输出量对控制 量有直接影响 总结总结总结总结 十分钟 十分钟 十分钟 十分钟 复习思考题 一 填空题 1 电子控制燃油喷射系统主要包括 控制和 控制 2 电子控制单元主要根据 确定基本的喷油量 3 电子控制点火系统的主要功能是 4 排放控制的项目包括 和二次空气喷射控制系统 5 发动机电子控制系统由 三大部分组成 6 是采集信息并向ECU输送的装置 7 是发动机控制系统的核心 8 执行器受 控制 其作用是 9 电子控制系统的控制方式有 两种基本类型 二 判断题 1 电子控制系统中的信号输入装置是各种传感器 2 在电控
