任務(wù)一發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的認(rèn)識

汽油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)項目1發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的認(rèn)識學(xué)習(xí)目的：能夠識別發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)各元部件學(xué)習(xí)要求：1、了解發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用。2、掌握發(fā)動機(jī)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(jī)控制系統(tǒng)各元件的就車識別1.電子控制技術(shù)的應(yīng)用（1）電控技術(shù)的應(yīng)用：發(fā)動機(jī)一、發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)控制器作用:最佳混合氣形成控制燃燒減少燃油消耗調(diào)節(jié)廢氣值達(dá)到最佳行駛狀態(tài)功能:控制噴射控制點火怠速轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)燃油蒸發(fā)調(diào)節(jié)電子油門踏板二次空氣系統(tǒng)爆震調(diào)節(jié)控制凸輪軸位置調(diào)節(jié)冷卻液溫度調(diào)節(jié)自檢（1）電控技術(shù)的應(yīng)用：發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)ABS=防抱死系統(tǒng)EDS=電子差動鎖止機(jī)構(gòu)ASR=驅(qū)動防滑系統(tǒng)ESP=電子穩(wěn)定程序概念解釋（2）電控技術(shù)的應(yīng)用：底盤（3）電控技術(shù)的應(yīng)用：中央電器系統(tǒng)發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)汽油噴射技術(shù)的發(fā)展歷史起源于20世紀(jì)初期，由德國Wright兄弟首先在飛機(jī)發(fā)動機(jī)上采用了向進(jìn)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(jìn)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(jīng)改進(jìn)發(fā)展為采用翼板式空氣流量計直接測量進(jìn)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(jī)控制技術(shù)在汽車技術(shù)上的應(yīng)用與發(fā)展。發(fā)動機(jī)電子控制技術(shù)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(kuò)展到發(fā)動機(jī)怠速控制、廢氣再循環(huán)控制(EGR)、燃油蒸發(fā)控制(EVAP)、可變進(jìn)氣控制、渦輪增壓控制等多項內(nèi)容的發(fā)動機(jī)綜合控制系統(tǒng)，稱為發(fā)動機(jī)集中控制系統(tǒng)。90年代中后期，伴隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)已成為車載局域網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。1997年以后，內(nèi)燃式汽油機(jī)已開始采用汽油直噴技術(shù)進(jìn)行稀薄燃燒，進(jìn)一步降低了油耗和排放。

2.電控技術(shù)的發(fā)展電控技術(shù)對發(fā)動機(jī)性能的影響1.提高發(fā)動機(jī)的動力性2.提高發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性3.降低排放污染4.提高發(fā)動機(jī)的加速和減速性能5.改善發(fā)動機(jī)的起動性能10我國汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)歷史1.1983年我國頒布了第一批機(jī)動車尾氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)。2.1989～1993年我國又相繼頒布了《輕型汽車排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《車用汽油機(jī)排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》兩個限值標(biāo)準(zhǔn)和《輕型汽車排氣污染物測量方法》、《車用汽油機(jī)排氣污染物測量方法》兩個測量方法標(biāo)準(zhǔn)。3.1999年開始實施歐I排放標(biāo)準(zhǔn)，同年停止了含鉛汽油的生產(chǎn)和使用，并不再生產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)（相當(dāng)于歐II標(biāo)準(zhǔn)），重型車輛（最大總質(zhì)量3.5t）自2004年9月1日實施歐II標(biāo)準(zhǔn)。自2005年7月1日起，我國所有機(jī)動車全面實施歐II標(biāo)準(zhǔn)。5.2005年7月1日北京率先實施輕型汽車尾氣排放歐III標(biāo)準(zhǔn)，并將在2008年提前達(dá)到實施歐IV標(biāo)準(zhǔn)。上海與全國其他各地方分別于2006年和2007年實施歐III標(biāo)準(zhǔn)。2010年7月1日起全國實施歐IV標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)我國輕型汽車排放標(biāo)準(zhǔn)與歐洲標(biāo)準(zhǔn)實施日期比較標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀與未來趨勢發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)121.精確控制發(fā)動機(jī)起動暖機(jī)過程中的空燃比2.排氣后處理技術(shù)（1）盡快提升三元催化轉(zhuǎn)化器的溫度（2）提升催化器的轉(zhuǎn)化效率（3）廢氣再循環(huán)技術(shù)(EGR)（4）碳?xì)浠衔镂障到y(tǒng)發(fā)動機(jī)電控技術(shù)對排放的控制發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)13發(fā)動機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展趨勢發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)二、發(fā)動機(jī)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(jī)怠速工況下，根據(jù)發(fā)動機(jī)冷卻液溫度、空調(diào)壓縮機(jī)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(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，使發(fā)動機(jī)隨時以最佳怠速轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。3.怠速控制系統(tǒng)（ISC）發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)

功用：主要是根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行控制，以提高發(fā)動機(jī)的充氣效率，從而改善發(fā)動機(jī)動力性。4.進(jìn)氣控制系統(tǒng)發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)功用：是對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣增壓裝置的工作進(jìn)行控制。在裝有廢氣渦輪增壓裝置的汽車上，ECU根據(jù)檢測到的進(jìn)氣管壓力，對增壓裝置進(jìn)行控制，從而控制進(jìn)氣增壓的強(qiáng)度。5.增壓控制系統(tǒng)發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)功用：設(shè)定巡航控制模式后，ECU根據(jù)汽車運行工況和運行環(huán)境信息，自動控制發(fā)動機(jī)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(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)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(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)功用：用來提示駕駛員發(fā)動機(jī)有故障；同時，系統(tǒng)將故障信息以設(shè)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(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)功用：主要是當(dāng)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(yù)先設(shè)定的參考信號值工作，以便發(fā)動機(jī)能繼續(xù)運轉(zhuǎn)。9.失效保護(hù)系統(tǒng)發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)功用：是當(dāng)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(shè)定的信號控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)入強(qiáng)制運轉(zhuǎn)狀態(tài)，以防車輛停駛在路途中。10.應(yīng)急備用系統(tǒng)發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)三、發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的組成發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)又稱發(fā)動機(jī)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(jī)運行參數(shù)，并送至控制單元。ECU：接受傳感器的輸入信號，分析計算后產(chǎn)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(chǎn)生執(zhí)行動作，

實現(xiàn)各種控制。傳感器數(shù)量越多，檢測越精確；執(zhí)行器數(shù)量越多，功能越強(qiáng)。發(fā)動機(jī)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(jìn)氣壓力傳感器節(jié)氣門位置傳感器進(jìn)氣溫度傳感器發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)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(jù)傳感器信號對執(zhí)行元件進(jìn)行控制，而控制的結(jié)果是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)對其控制過程沒有影響。開環(huán)控制——ECU根據(jù)傳感器的信號對執(zhí)行器進(jìn)行控制，但不去檢測控制結(jié)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(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)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(jié)果進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果（即反饋信號）輸入ECU，ECU則根據(jù)反饋信號對其控制誤差進(jìn)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(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)發(fā)動機(jī)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(gòu)造：控制單元內(nèi)存CPUI/O輸入裝置輸出裝置發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢測診斷與修復(fù)1.給傳感器提供標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)換成電腦所能接受的數(shù)字信號2.存儲對應(yīng)車型的特征參數(shù)和運算所需的有關(guān)數(shù)據(jù)信息3.確定計算輸出指令所需的程序，并根據(jù)輸入信號和相關(guān)程序計算輸出指令數(shù)值4.將輸入指令信號和輸出指令信號與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)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(jù)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(xué)習(xí)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(guān)/霍爾開關(guān)/觸點開關(guān)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(jìn)氣流量，計算進(jìn)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(jìn)氣壓力傳感器(MAPS)作用：檢測節(jié)氣門后方進(jìn)氣管內(nèi)的進(jìn)氣壓力，計算進(jìn)氣量，決定基本噴油量和基本點火提前角。同時安裝進(jìn)氣溫度傳感器，提高檢測精度。安裝：節(jié)氣門后方的進(jìn)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(fù)荷）的大小，判定發(fā)動機(jī)怠速、部分負(fù)荷、全負(fù)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(jìn)氣溫度傳感器(IATS)作用：檢測進(jìn)氣溫度，修正噴油脈寬和點火正時。安裝：進(jìn)氣溫度傳感器可獨立裝于氣道，或與進(jìn)氣流量傳感器、進(jìn)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(chǎn)生發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速信號，決定基本噴油量和基本點火提前角；產(chǎn)生曲軸基準(zhǔn)位置信號（一缸上止點信號），計算曲軸轉(zhuǎn)角；產(chǎn)生發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)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(jī)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(jī)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(jī)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(nèi)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(jìn)氣歧管上和進(jìn)氣道附近的缸蓋上（3）

怠速閥（ISCV、ISC、IAC閥）作用：控制怠速進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shè)置、與發(fā)動機(jī)控制單元一體或與點火線圈一體?；鸹ㄈ寒a(chǎn)生火花。點火線圈：產(chǎn)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(jìn)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(fēng)閥N80泄漏診斷泵V144冷凝水排放閥節(jié)氣門電機(jī)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(jī))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(jī)轉(zhuǎn)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(jìn)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(diào)節(jié)器G88怠速開關(guān)F60（1）能提供發(fā)動機(jī)在各種運行工況下最合適的混合氣濃度，使發(fā)