发动机电控系统认识

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1、知 识 回 顾四冲程汽油机的工作原理四冲程汽油机的工作原理 发 展化油器发动机 电控（喷）发动机发动机电控系统原理与检修发动机电控系统的认识发动机电控系统的认识学 习 指 导学习目的和要求：学习目的和要求： 1.1.掌握发动机电控系统的功能和组成。掌握发动机电控系统的功能和组成。 2.2.理解主要传感器、执行器、理解主要传感器、执行器、ECUECU的功能。的功能。 3.3.掌握主要功能元件的位置查找方法。掌握主要功能元件的位置查找方法。学习内容：学习内容： 一、发动机电控系统的一、发动机电控系统的控制功能。控制功能。 二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成。组成。 执行器执行器 发动机控

2、制单元发动机控制单元ECUECU 传感器传感器一、发动机电控系统的控制功能一、发动机电控系统的控制功能 燃油燃油控制控制点火点火控制控制一、发动机电控系统的控制功能一、发动机电控系统的控制功能1. 1. 发发动机电控系统的主要控制功能动机电控系统的主要控制功能燃油控制燃油控制何时喷？何时喷？燃油控制燃油控制喷多少？喷多少？喷油正时喷油正时喷油脉宽喷油脉宽一、发动机电控系统的控制功能一、发动机电控系统的控制功能2. 2. 发动发动机电控系统的主要控制功能机电控系统的主要控制功能点火控制点火控制何时点火？何时点火？点火控制点火控制点火能量？点火能量？点火正时点火正时闭合角控制闭合角控制一、发动机电

3、控系统的控制功能一、发动机电控系统的控制功能怠速控制怠速控制排放控制排放控制-废气再循环控制、油箱蒸气排放控制 进气控制进气控制失效保护控制失效保护控制-元件失效后的控制 应急备用控制应急备用控制-控制系统故障，强制运行，不至于熄火 自诊断系统自诊断系统-诊断故障 3.3.辅助控制功能辅助控制功能二、发动机电控系统的组成二、发动机电控系统的组成发动机电控系统又称发动机管理系统发动机电控系统又称发动机管理系统EMS EMS （Engine Management SystemEngine Management System）发动机集中控制系统，就是将多项目控制集中在一个动力控制模块发动机集中控制系

4、统，就是将多项目控制集中在一个动力控制模块PCM PCM （Power Control ModulePower Control Module）或发动机控制单元）或发动机控制单元ECUECU （Engine Control Engine Control UnitUnit）上完成，共用传感器。主要由）上完成，共用传感器。主要由传感器、传感器、PCMPCM（ECUECU）和和执行器执行器组成。组成。ECU-Electronic Control Unit 执行器执行器 传感器传感器控制软件控制软件 控制单元控制单元硬件硬件 ECU检测发动机运行参数，检测发动机运行参数，检测发动机运行参数，检测发动机运

5、行参数，并送至控制单元并送至控制单元并送至控制单元并送至控制单元接受传感器的输入信接受传感器的输入信接受传感器的输入信接受传感器的输入信号，分析计算后产生号，分析计算后产生号，分析计算后产生号，分析计算后产生输出信号送至执行器输出信号送至执行器输出信号送至执行器输出信号送至执行器接收控制单元的输接收控制单元的输接收控制单元的输接收控制单元的输出信号，产生执行出信号，产生执行出信号，产生执行出信号，产生执行动作，实现各种控动作，实现各种控动作，实现各种控动作，实现各种控制制制制传感器传感器发发动动机机控控制制单单元元PCM空气流量传感器空气流量传感器点火器点火器点火线圈点火线圈进气压力传感器进气

6、压力传感器节气门位置传感器节气门位置传感器进气温度传感器进气温度传感器发动机转速发动机转速/曲轴位置传感器曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器冷却液温度传感器冷却液温度传感器氧传感器氧传感器爆震传感器爆震传感器点火控制点火控制供油控制供油控制执行器执行器怠速阀怠速阀节气门节气门进气控制进气控制EGR阀阀EVAP阀阀排放控制排放控制燃油泵燃油泵喷油器喷油器二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成组成1.1.燃油泵燃油泵作用：作用：建立油压。建立油压。安装：安装：内置油箱中内置油箱中 。二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成组成2. 2. 喷油器喷油器作用：作用：将燃油以一定压

7、力喷出并雾化。将燃油以一定压力喷出并雾化。安装：安装：进气歧管上和进气道附近的缸盖上进气歧管上和进气道附近的缸盖上二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成组成3.3.点火器点火器/ /点火线圈点火线圈/ /火火花塞花塞火花塞：产生火花。火花塞：产生火花。点火线圈：产生高压。点火线圈：产生高压。点火器：控制点火线圈的模块，点火器：控制点火线圈的模块，独立设置、与发动机控制单元一体或与独立设置、与发动机控制单元一体或与点火线圈一体。点火线圈一体。二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成组成4.4.发动机控制模块发动机控制模块ECUECU作用：作用：信号采集、控制逻信号采集、控制逻辑的运算和

8、决策输出辑的运算和决策输出安装：安装：注意注意ECUECU防水、防振、防水、防振、防热、防过电压、防磁。防热、防过电压、防磁。一般安装在仪表板、杂物一般安装在仪表板、杂物箱或控制台中其它零部件、箱或控制台中其它零部件、座椅、滤清器座椅、滤清器的下面或后的下面或后面。面。二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成组成5. 5. 空气流量传感器空气流量传感器作用作用: : 检测进气流量，计算进检测进气流量，计算进气量，气量，决定决定基本喷油量和基本喷油量和基本点火提前角。基本点火提前角。安装安装: : 节气门前，空滤之后。节气门前，空滤之后。二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成组成6.6

9、.进气压力传感器进气压力传感器作用：作用：检测节气门后方进气管内检测节气门后方进气管内的进气压力，计算进气量，的进气压力，计算进气量，决定决定基本喷油量和基本点基本喷油量和基本点火提前角。火提前角。同时安装进气流量同时安装进气流量传感器传感器，提高检测精度。提高检测精度。安装：安装：节气门后方的进气管上节气门后方的进气管上二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成组成7.7.发动机转速发动机转速/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器作用作用: :产生发动机产生发动机曲轴转速曲轴转速信号，决定信号，决定基本喷油量和基本点火提前角；基本喷油量和基本点火提前角；产生曲轴产生曲轴基准位置信号基准位置信号

10、（一缸上一缸上止点信号止点信号），计算曲轴转角；），计算曲轴转角；产生发动机曲轴转角信号，判定产生发动机曲轴转角信号，判定曲轴（或活塞）位置曲轴（或活塞）位置。安装安装安装安装: : : : 曲轴、凸轮轴、分电器曲轴、凸轮轴、分电器曲轴、凸轮轴、分电器曲轴、凸轮轴、分电器二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成组成8.8.凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器作用作用: :判定凸轮轴位置（一判定凸轮轴位置（一缸缸压缩压缩上止点位置）上止点位置）安装安装:分电器、凸轮轴分电器、凸轮轴二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成组成9.9.节气门位置传感器节气门位置传感器作用：作用：反映节气门反映节

11、气门开度（负荷）开度（负荷）的大小，判定发动机怠速、部分负的大小，判定发动机怠速、部分负荷、全负荷工况，实现不同的控制模式；荷、全负荷工况，实现不同的控制模式；反映节气门反映节气门变化快慢（加速、减速），变化快慢（加速、减速），实现实现加速加浓加速加浓和和减速减速减油或断油减油或断油控制。控制。安装：安装：节气门拉线对面节气门拉线对面二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成组成10.10.进气温度传感器进气温度传感器作用：作用： 检测进气温度，检测进气温度，修正修正喷喷油脉宽和点火正时。油脉宽和点火正时。安装：安装： 进气温度传感器可独立进气温度传感器可独立装于气路，或与进气流量装于气路，

12、或与进气流量传感器、进气压力传感器传感器、进气压力传感器组成为一体；可以在节气组成为一体；可以在节气门前或节气门后。门前或节气门后。温度温度 密度密度二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成组成11.11.冷却液温度传感器冷却液温度传感器作用：作用：检测发动机温度，检测发动机温度，修正修正喷喷油脉宽和点火正时。油脉宽和点火正时。安装：安装：冷却液温度传感器装于缸冷却液温度传感器装于缸体、缸盖的水套或节温器。体、缸盖的水套或节温器。温度温度 雾化雾化二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成组成12.12.爆震传感器爆震传感器作用：作用：检测发动机是否爆震检测发动机是否爆震安装：安装：缸体

13、、火花塞缸体、火花塞缸体缸体火花塞火花塞二、发动机电控系统的二、发动机电控系统的组成组成13.13.氧传感器氧传感器 Oxygen SensorOxygen Sensor（O O2 2S S）作用：作用：检测排气中氧的含量检测排气中氧的含量 反馈反馈混合气浓度。混合气浓度。安装：安装：排气管上排气管上辅助控制执行器辅助控制执行器1. 1. 怠速阀（怠速阀（ISCVISCV、ISCISC、IACIAC阀）阀）作用：作用：控制怠速进气量控制怠速进气量安装：安装：节气门并排的气道上节气门并排的气道上2. 2. 废气再循环阀（废气再循环阀（EGREGR阀）阀）作用：作用：控制废气循环量，降低排放中的氮

14、氧化合物。控制废气循环量，降低排放中的氮氧化合物。安装：安装：排气和节气门后方进气之间的管道上排气和节气门后方进气之间的管道上3. 3. 油箱蒸汽回收电磁阀（油箱蒸汽回收电磁阀（EVAPEVAP阀）阀）作用：作用：控制油箱蒸汽回收量，降低油箱蒸汽的排放。控制油箱蒸汽回收量，降低油箱蒸汽的排放。安装：安装：炭罐和节气门后方进气之间的管道上炭罐和节气门后方进气之间的管道上三、汽车电路信号的类型1.直流电压信号 汽车中的直流电压信号主要是指直流电源的信号和传感器产生的模拟信号。直流电源信号有蓄电池电压（12V）和PCM输出给传感器的参考电压（5V）。产生模拟信号的传感器有叶片式进气流量传感器、热线式

15、（热膜式）进气流量传感器、进气压力传感器、节气门位置传感器、发动机冷却液温度传感器、进气温度传感器、燃油量传感器、废气循环阀位置传感器等。控制模块根据直流电压信号的大小识别传感器信息 。三、汽车电路信号的类型2.交流电压信号 汽车中的交流电压信号主要是指传感器产生的交流电压信号，包括电磁感应式曲轴（凸轮轴）位置传感器、爆震传感器、电磁感应式车速传感器、电磁感应式轮速传感器等。控制模块根据交流电压信号的频率和幅值识别传感器信息 。三、汽车电路信号的类型3.频率调制信号 汽车中的频率调制信号主要是指传感器产生的频率可变信号，包括数字式进气流量传感器、数字式进气压力传感器、光电式和霍尔式车速传感器、

16、光电式和霍尔式曲轴（凸轮轴）位置传感器等。控制模块根据频率调制信号的频率变化识别传感器信息 。三、汽车电路信号的类型4.脉宽调制信号 汽车中的脉宽调制信号主要是指由控制模块产生的控制执行器工作的脉宽可调的输出信号，包括喷油器、怠速控制电机、点火器、初级点火线圈、废气循环电磁阀、油箱蒸汽排放电磁阀等。控制模块通过改变脉宽调制信号的脉宽控制执行器的工作 。三、汽车电路信号的类型5.串行数据信号 串行数据信号是指汽车电路各控制模块之间、控制模块与故障诊断仪之间的相互通信的信号 。四、PCM的电路分析 分析电路，一般采用局部分析法和全局分析法。局部分析法即将复杂的整体电路划分为单个系统电路或单个元件电

17、路，化整为零，将复杂问题简单化，分析每个系统电路或每个元件电路，汇总即得到整体发动机微机控制系统电路的分析结果。全局分析法即根据元件和线路功能将发动机微机控制系统电路分为五类电路 。四、PCM的电路分析1.PCM电源电路1）PCM外部电源电路 PCM外部电源电路是指为PCM提供电源的电路，即PCM与电源相连的电路。包括常火线和点火开关控制火线。 四、PCM的电路分析2） PCM内部电源电路 PCM内部电源电路将外部电源电压12V14V转变为恒定的5V电压，为微处理器和传感器提供工作电压。 四、PCM的电路分析2. PCM搭铁电路 E1端子直接搭铁，是PCM搭铁电路；E2端子连接传感器，经PCM

18、内部与E1端子连接，是传感器搭铁电路；E01、E02端子直接搭铁，经PCM内部与执行器连接，是执行器搭铁电路。 四、PCM的电路分析3.信号输出电路 PCM输出信号电路是指连接执行器控制执行器工作的电路，控制执行器的信号一般是脉宽调制的数字信号，PCM采用内部的固态开关进行控制。控制方式有两种，一种是PCM控制接通或断开执行器的电源端，称电源控制，其缺点是若执行器电路搭铁短路，可能会损坏PCM，所以应用较少；另一种是PCM控制接通或断开执行器的搭铁端，称搭铁控制，若执行器电路搭铁短路，不会损坏PCM，所以应用较多。 四、PCM的电路分析4.信号输入电路 PCM信号输入电路是指连接传感器、开关等

19、元件，接收其信号的电路。输入信号一般有直流电压信号、交流电压信号、频率调制信号等。 五、动力控制模块的故障1. 常火线故障 常火线出现的故障是断路、短路、接触不良等，引起PCM不供电或供电不足，导致PCM不工作，丢失一部分信息。 五、动力控制模块的故障2.点火开关控制火线故障 点火开关控制火线出现的故障是断路、短路、接触不良等，引起PCM不供电或供电不足，导致PCM不工作，所有传感器无供电电压。 五、动力控制模块的故障3. PCM内部电源电路故障 PCM内部电源电路故障，会引起PCM大部分传感器无工作电压，导致PCM不工作，传感器不工作。 五、动力控制模块的故障4.PCM搭铁电路故障 PCM搭

20、铁电路E1断路或短路， PCM和传感器不搭铁，导致PCM不工作、传感器无信号；PCM搭铁电路E1接触不良， PCM和传感器搭铁不良，导致PCM工作不正常、所有传感器信号失准。 传感器搭铁电路E2断路、短路或接触不良，传感器不搭铁或搭铁不良，传感器信号失准或失效。 执行器搭铁电路E01、E02断路、短路或接触不良，执行器不搭铁或搭铁不良，执行器不工作或工作不正常。五、动力控制模块的故障5.PCM故障 PCM故障率很低，PCM的故障一般是由于使用不当造成的。现代发动机的PCM一般不可维修，只能更换。六、动力控制模块的检修1.常火线的检修 步骤1：用万用表测量端子BATT与搭铁间的电压，应为蓄电池电

21、压。否则进行步骤2检查。 V V六、动力控制模块的检修步骤2： 断开PCM连接器，用万用表测量连接器插头端子BATT与搭铁间的电压，应为蓄电池电压。若是则用替换法检查PCM是否良好。否则检查蓄电池与连接器端子BATT间线路中的保险丝、连接器、导线。 V V六、动力控制模块的检修2.点火开关控制火线检修步骤1： 用万用表测量端子+B、+B1与搭铁间的电压，点火开关ON，应为蓄电池电压。否则进行步骤2检查。 V V六、动力控制模块的检修步骤2： 应为蓄电池电压。若是则用替换法检查PCM是否良好。否则检查蓄电池与连接器端子+B、+B1间线路中的继电器、保险丝、点火开关、连接器、导线。 V V六、动力

22、控制模块的检修3.PCM内部电源电路检修步骤1： 用万用表测量端子VC与搭铁间的电压，点火开关ON，应为5V左右。否则进行步骤2检查。 V V六、动力控制模块的检修步骤2： BATT、+B、+B1与搭铁间的电压，应为蓄电池电压。若是则说明PCM内部电源电路故障，应更换PCM。否则检查BATT、+B、+B1与蓄电池间的线路。 V V六、动力控制模块的检修4.PCM搭铁电路检修步骤1： 断开传感器连接器，用万用表测量传感器线束插头搭铁端子与搭铁间的电阻，应约为0。否则进行步骤2检查。 六、动力控制模块的检修步骤2： 断开传感器和PCM连接器，传感器线束插头搭铁端子与E2之间的电阻，应约为0。若是则

23、说明该线路良好，进行步骤3检查。 六、动力控制模块的检修步骤3： 断开PCM连接器，E1端子与搭铁之间的电阻，应约为0。若是则说明PCM故障，否则说明该线路故障。 六、动力控制模块的检修5.动力控制模块性能的检测 按照维修手册的要求检查控制模块端子的参考值，确认 PCM 功能是否正常，或用替换法确认PCM 功能是否正常，如果PCM故障应更换 PCM。 六、动力控制模块的检修6.动力控制模块的更换 按照维修手册的要求或根据在用PCM的零件号选择PCM；点火开关断开，断开蓄电池负极线；拆卸动力控制模块；安装PCM；接通电源；使用故障诊断仪检修有关的匹配，有些控制模块还需要进行设定或编程；在更换后的

24、一段时间内，控制模块会自动学习调整。六、发动机微机控制系统使用和检修注意事项 使用和检修中注意PCM要防机械撞击、防振、防水、防热、防过电压、防磁。 PCM故障率低，价格较贵，不要轻易怀疑并更换电脑。 非专业人员请勿解体 PCM。在一般维修中使用替换法检查PCM，不必解体。 怀疑PCM有故障，应先检查外部电路，主要是电源电路和搭铁电路；如果PCM电源电压小于10V，PCM无法工作。 连接或断开 PCM 连接器之前，将点火开关转到 OFF 位置，并断开蓄电池的接地电缆。否则可能会损坏 PCM。六、发动机微机控制系统使用和检修注意事项 断开蓄电池负极或拔下电源线路中的保险丝，导致PCM常火线断电，

25、可能会使PCM丢失故障码、冻结帧数据、设定参数、自适应参数、时钟信息或锁死音响系统，执行操作前应先读取有关参数。 当蓄电池断开又重新连接时，PCM 将开始根据初始值进行自我控制。发动机的运转将会有轻微变化。但这并不表示发生了故障。不要因为有轻微变化而更换零部件。 连接 PCM连接器时，将拔杆推到底，以便可靠地锁紧。连接不良会产生过电压导致集成电路芯片的损坏。 连接或断开PCM连接器时，注意不要损坏插针端口。连接插针接头时，确保 ECM 插针端口没有弯曲或折断。六、发动机微机控制系统使用和检修注意事项 使用电压表测量 PCM电路时，绝对不要使两测试笔搭接。测试笔的意外搭接将会导致短路，损坏 PC

26、M内部电路。六、发动机微机控制系统使用和检修注意事项 由于PCM内阻较大，检测PCM电路，必须使用高内阻（大于10M）的数字万用表,否则会引起测量不准确，还有可能因引入大电流损坏某些元件或电路。 当安装无线电或移动电话时，应避免由于安装位置不当而影响控制系统。尽可能地使天线远离电子控制装置；使天线馈线线路与电子控制线束之间保持 20cm 以上的距离；请勿使两种电路在较长距离上平行布置；收音机务必通过车身接地。 七、发动机电控系统认识案例案例1 1：桑塔纳：桑塔纳20002000时代超人时代超人 AJRAJR发动机发动机M3.8.2M3.8.2电控系统电控系统上海桑塔纳2000GSI轿车的AJR

27、发动机采用了德国波许（BOSCH）公司生产的M3.8.2电子控制燃油喷射系统。可实现喷油，点火，怠速，燃油回收蒸汽等控制功能。喷油系统采用多点顺序喷射，点火系统采用同时点火方式。怠速系统节气门控制方式。该系统采用的传感器有热膜式空气流量计，60齿曲轴位置传感器，凸轮轴位置传感器，节气门位置传感器，进气温度传感器，冷却液温度传感器，氧传感器，1，2缸爆燃传感器，3，4缸爆燃传感器。七、发动机电控系统认识空气流量计（G70）：安装在空气滤清器和进气软管之间。节气门位置传感器（G69）：节气门体上进气温度传感器（G72）：安装在进气岐管处。氧传感器（G39）：安装在排气管谐振腔内。发动机转速传感器（

28、G28）：安装在气缸体左侧后端，靠近飞轮处。传感器的脉冲轮安装在飞轮与曲轴之间，随曲轴一起转动。凸轮轴位置传感器（G40）：安装在缸盖右侧进气凸轮轴后端。冷却液温度传感器（G62）：安装在缸盖后端出水管上。爆震传感器（G61,G66）：采用两个爆震传感器，分别安装在缸体1缸和2缸、3缸和4缸之间。七、发动机电控系统认识电动电动 燃油燃油泵泵活性炭罐活性炭罐电磁阀电磁阀点火点火线圈线圈组件组件凸轮轴凸轮轴 传感器传感器氧传氧传感器感器喷油喷油器器节气门位节气门位置传感器置传感器空气空气 流量流量计计控控制制单单元元进气温度进气温度传感器传感器曲轴传曲轴传感器感器冷却液冷却液温度温度 传传感器感器

29、爆震爆震 传感传感器器节气节气门组门组件件AJR型发动机电子控制系统组成 七、发动机电控系统认识Motronic M3.8.2Motronic M3.8.2系统电路图系统电路图七、发动机电控系统认识案例2：丰田8A-FE发动机电控系统一、系统的特点D型燃油喷射系统，分组喷射；D型电子控制汽油喷射装置 -以进气管里面的压力做参数 L型电子控制汽油喷射装置-以进气管内的空气流量做参数 有分电器点火。二、系统的组成和功能传感器：进气压力传感器、发动机转速传感器、节气门位置、进气温度、冷却液温度、爆震传感器、氧传感器（怠速螺钉位置传感器VAF）等执行器：油泵、喷油器、点火器、ISC阀、EVAP阀、风扇、故障灯等小 结 1.1.发动机电控系统的主要控制功能。发动机电控系统的主要控制功能。 燃油控制喷油器燃油控制喷油器 点火控制火花塞点火控制火花塞 2.2.发动机电控系统的组成。发动机电控系统的组成。 3.3.掌握主要传感器和执行器掌握主要传感器和执行器位置查找位置查找方法。方法。按功能查找按功能查找控制软件控制软件思考作业与自学任务1.1.思考作业思考作业 用框图描述发动机电控系统的组成。 简述主要传感器和执行器位置查找方法。2.2.自学任务自学任务 发动机电控系统发展历史和分类。