汽车发动机电控系统检修课件01汽油机电子控制系统维护

汽车发动机电控系统检修汽车发动机电控系统检修汽车发动机电控系统检修汽车发动机电控系统检修项目一 汽油机电子控制系统维护介绍汽油机电子控制系统读取汽油机电控系统数据流汽油机电控系统的养护项目一 汽油机电子控制系统维护汽车电子控制系统的组成汽车电子控制系统的组成知知识要求要求熟悉电控汽油机的发展历程。熟悉电控汽油机的发展历程。掌握电控汽油机的组成与控制原理。掌握电控汽油机的组成与控制原理。任务一 介绍汽油机电子控制系统能力要求能力要求能够运用检测仪器与设备检测系统相关数据并能进能够运用检测仪器与设备检测系统相关数据并能进行数据分析。行数据分析。能够运用汽油机电子控制系统故障检修方法检修相能够运用汽油机电子控制系统故障检修方法检修相关故障。关故障。相关知识相关知识 汽油机电子控制系统的组成 一、汽油机电子控制系统(简称汽油机电控系统)主要由信号输入装置（各种传感器和开关）、电子控制单元(ECU)和执行器（执行元件）等组成，如图1-1所示。任务一 介绍汽油机电子控制系统图图1-1 1-1 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成任务一 介绍汽油机电子控制系统信号输入装置信号输入装置1.汽油机电子控制系统的信号输入主要通过各种传感器及其他开关信号输入电子控制单元来完成。任务一 介绍汽油机电子控制系统 （1）空气流量计。在L型EFI（电控燃油喷射系统）中，空气流量计检测汽油机吸入的空气量，将此信号输入ECU，ECU将此信号和汽油机转速信号作为燃油喷射和点火控制的主控制信号之一。（2）进气歧管绝对压力传感器。进气歧管绝对压力传感器用于检测进气管压力（在D型EFI中），并将此信号输入ECU，ECU将该信号和汽油机转速信号作为燃油喷射和点火控制的主控制信号之一。任务一 介绍汽油机电子控制系统1 1）传感器）传感器任务一 介绍汽油机电子控制系统D型EFI：D是德文“压力”一词的第一个字母。L型EFI：L是德文“空气流量”一词的第一个字母。这两种空气测量方式的典型代表分别是博世公司的D-Jetronic系统和L-Jetronic系统。知知 识识 小小 贴贴 示示任务一 介绍汽油机电子控制系统 （3）转速和曲轴位置传感器。转速和曲轴位置传感器用于检测曲轴转角的位置及转速，并将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火的主控制信号之一。（4）凸轮轴位置（上止点位置）传感器。凸轮轴位置传感器用于检测凸轮轴位置及提供一缸上止点信号，并将信号输入ECU，作为点火的主控制信号之一。任务一 介绍汽油机电子控制系统 （5）冷却液温度传感器。冷却液温度传感器用于检测汽油机冷却液温度，并将信号输入ECU，作为点火和燃油喷射控制的修正信号，同时也作为其他控制系统的控制信号。（6）进气温度传感器。进气温度传感器用于检测汽油机进气温度，并将信号输入ECU，作为点火和燃油喷射控制的修正信号。任务一 介绍汽油机电子控制系统 （7）节气门位置传感器。节气门位置传感器用于检测节气门的开度及节气门开、闭的速率，并将信号输入ECU，作为控制燃油喷射及其他控制系统的信号。（8）氧传感器。氧传感器用于检测废气中的氧含量，并将空燃比反馈信号输入ECU。（9）废气再循环(EGR)阀位置传感器。废气再循环阀位置传感器用于检测EGR阀的开度，并向ECU提供EGR阀的位置信号。任务一 介绍汽油机电子控制系统 （9）废气再循环(EGR)阀位置传感器。废气再循环阀位置传感器用于检测EGR阀的开度，并向ECU提供EGR阀的位置信号。（10）爆震传感器。爆震传感器向ECU输入汽油机爆震信号，用于控制点火提前角。（11）大气压力传感器。大气压力传感器用于检测大气压力，向ECU输入大气压力信号，作为喷油量和点火提前角的修正信号。任务一 介绍汽油机电子控制系统 （12）车速传感器。车速传感器用于检测汽车速度，向ECU输入车速信号，控制汽油机转速，实现超速断油控制。在汽油机和自动变速器共同控制时，此信号是自动变速器换挡的主控制信号。（13）发电机负荷传感器。当发电机负荷因开启用电量较大的电器设备而增大时，发电机负荷传感器向ECU输入发电机负荷信号，作为喷油量和点火提前角的修正信号。（1）起动开关。汽油机起动时，起动开关向ECU输入起动信号，作为点火提前角和喷油量的修正信号。（2）空调开关(A/C)。当空调开关打开时，汽油机负荷加大，空调开关向ECU输入空调作用信号，作为喷油量和点火提前角的修正信号。任务一 介绍汽油机电子控制系统2 2）开关）开关 （3）挡位开关和空挡位置开关。当自动变速器挂挡时，汽油机负荷增加，挡位开关向ECU输入信号，作为喷油量和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或N挡位置信号，允许汽油机起动。（4）动力转向开关。采用动力转向的汽车，当方向盘从中间位置向左、右转动时，由于动力转向油泵工作而使汽油机负荷增大，此时，动力转向开关向ECU输入一个信号用于修正喷油量和点火提前角。任务一 介绍汽油机电子控制系统 （5）巡航控制开关。当汽车进入巡航控制状态时，巡航控制开关向ECU输入巡航控制状态信号，自动控制车速。（6）蓄电池电压开关。当蓄电池的电压过低时，蓄电池电压开关向ECU输入信号，ECU根据此信号对喷油量进行修正，以补偿由于电压过低造成的喷油量减少。不同类型的汽油机，由于控制方式不同，其控制系统的信号输入装置也不同，随着控制功能的扩展，输入信号也将不断增加。任务一 介绍汽油机电子控制系统电子控制单元电子控制单元2.任务一 介绍汽油机电子控制系统 ECU用于采集和处理各种传感器的输入信号，根据汽油机工作的要求，进行控制决策运算并输出相应的控制信号。ECU是汽油机电子控制系统的核心，用于分析和处理各种信息，并操作各个执行器来完成相应工作。任务一 介绍汽油机电子控制系统 电子控制单元给传感器提供参考电压，接受传感器或其他装置输入的电信号，并对所接受的信号进行存储、计算和分析处理，根据计算和分析的结果向执行元件发出指令。在汽油机运转过程中，ECU根据汽油机控制系统的各传感器送来的信号判断汽油机当前所处的运行工况和工作条件，并从ROM中查取相应的控制参数数据，经中央处理器(CPU)的计算和必要的修正后，输出相应的控制信号，控制汽油机运转。执行器执行器3.任务一 介绍汽油机电子控制系统 执行器的任务是根据控制信号执行规定运作、完成控制目标，在汽油机的电子控制系统中，执行器主要有电磁式喷油器、点火控制器（点火模块）、怠速控制阀、怠速电动机、EGR阀、进气控制阀、二次空气喷射阀、活性炭罐排泄电磁阀、燃油泵继电器、冷却风扇继电器、空调压缩机继电器、增压器释压电磁阀、自诊断显示与报警装置、故障备用程序起动装置和仪表显示器等。汽油机电子控制系统的控制工程及优点 二、汽油机电子控制系统的主要控制功能有电控燃油喷射、电控点火、辅助控制、自诊断与报警、失效保护与应急备用等。任务一 介绍汽油机电子控制系统汽油机电子控制系统的控制功能汽油机电子控制系统的控制功能1.任务一 介绍汽油机电子控制系统1)1)电控燃油喷射电控燃油喷射 汽油机电控燃油喷射(EFI)系统的基本功能是控制喷油量、喷射正时和燃油停供，使汽油机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气。任务一 介绍汽油机电子控制系统2)2)电控点火电控点火 汽油机电控点火(ESA)系统的基本功能是控制点火提前角，使汽油机在各种运行工况下均能获得最佳点火提前角和足够的点火能量。为了使混合气充分燃烧，使汽油机输出功率和转矩最大，使油耗和排放最低，必须对点火时间和点火能量进行控制。（1）怠速控制(ISC)。怠速控制的基本功能是控制汽油机怠速转速，使汽油机怠速保持稳定。柴油机怠速控制系统与电控燃油喷射系统集成一体，其功能除怠速转速控制以外，还具有各缸均匀性控制功能。任务一 介绍汽油机电子控制系统3 3）辅助控制）辅助控制 （2）排放控制。排放控制主要包括废气再循环(EGR)控制，氧传感器及三元催化转换器开环、闭环控制，二次空气喷射控制，燃油蒸发排放(EVAP)控制等。EVAP、EGR等的基本功能是对排放控制装置的工作进行控制，以最大限度地降低汽油机的排放污染。任务一 介绍汽油机电子控制系统任务一 介绍汽油机电子控制系统 （3）进气控制。进气控制包括可变气门正时控制、进气量控制、进气惯性增压控制和废气涡轮增压控制等。VTEC、VVT-i等的基本功能是通过各种途径对进气实施控制，以提高充气效率。当控制系统出现故障时，仪表板上的“检查汽油机”(CHECK ENGINE)灯亮，提醒驾驶员注意汽油机已经出现故障，并将故障信息存储到ECU中，通过相应程序，能将故障码及有关信息资料调出，供检修用。汽车工程师在进行现代汽车电子控制系统设计的同时，在ECU内增设了故障自诊断和故障运行功能。自诊断就是电子控制系统自己检测运行情况，诊断系统有无故障。任务一 介绍汽油机电子控制系统4 4）自诊断与报警）自诊断与报警任务一 介绍汽油机电子控制系统5 5）失效保护与应急备用）失效保护与应急备用 失效保护功能是靠ECU内的软件完成的。在电控系统工作时，当ECU检测到某传感器或其控制电路出现故障时，ECU将按设定的标准信号替代故障信号来控制汽油机继续运转，或停止运转以保护汽油机，确保车辆安全，这便是失效保护。当汽油机ECU内的微处理器或少数重要传感器出现故障时，ECU按预存的程序控制燃油喷射系统和点火正时，使电控系统维持最基本的控制功能，使汽油机维持运转，使汽车维持基本行驶状态，这就是应急备用功能。应急备用功能主要由ECU的备用IC（集成电路）完成。任务一 介绍汽油机电子控制系统 由于电子控制元件的性能偏差相对较小，不存在磨损问题，同时电子控制对转速、负荷等工况参数的分辨率高，因而电子控制比机械控制精度高。传统的机械控制由于控制元件的机械加工尺寸偏差和磨损造成的尺寸偏差，会带来较大的控制偏差，使控制精度下降。任务一 介绍汽油机电子控制系统1 1）控制精度高）控制精度高汽油机电子控制系统的优点汽油机电子控制系统的优点2.采用多点燃油喷射，每个气缸都有一个喷油器，喷油量由ECU通过计算精确控制，ECU能根据汽油机运行工况及时调整混合气空燃比，对控制排放和提高燃油经济性十分有利。在化油器汽油机中，当混合气经过不同宽度、不同长度及有一定弯曲弧度的进气歧管时，由于空气和汽油颗粒的密度不同，空气较容易改变方向，而汽油颗粒受惯性力作用继续向歧管末端运动，因而会造成各缸混合气浓度不均匀。任务一 介绍汽油机电子控制系统2)2)改善各缸混合气的均匀性改善各缸混合气的均匀性任务一 介绍汽油机电子控制系统 电子控制系统的传感器可以从汽油机提取几乎全部的状态信息供ECU处理。执行器也可以执行机械机构很难执行的任务，如怠速转速电子控制、爆震电子控制和可变进气系统电子控制等。这就使得汽油机电子控制比机械控制具有更高的精度和更强的功能。在机械控制汽油喷射中，有些变量如转速、负荷、温度和压力等可以利用机械探测器探知。但是，汽油机其他许多状态信息，如节气门位置、是否爆震、空燃比大小等，是很难甚至无法用简单的机械装置探测到的。3)3)控制更多的变量控制更多的变量任务一 介绍汽油机电子控制系统 无论汽油机转速、负荷如何变化，电控燃油喷射系统都能连续地、精确地对空燃比进行调节。特别是采用燃油闭环控制，如氧传感器反馈控制，能精确地将空燃比控制在理论空燃比附近（空燃比等于14.7），使汽油机有害物的排放量进一步减少。在化油器汽油机中，虽然配有各种工况下的混合气浓、稀装置，但是由于汽油机转速、负荷的不断变化，混合气浓度也会短暂失调，导致燃油经济性和排放性能变差。4)4)减少排气污染减少排气污染任务一 介绍汽油机电子控制系统 在电控燃油喷射系统中，燃油喷射在各缸进气门附近，汽油以一定的压力从喷油器喷出，形成良好的雾化，极易与空气混合，蒸发速度快，在各种工况下，混合气都具有最佳的空燃比，可以迅速响应节气门的变化。流体相互摩擦，特别是气体，还有可压缩性。因此，气体和流体的控制系统往往会产生信息传递和处理的延迟。这种延迟极其短暂，却会对汽油机