项目一 (新) 汽油机电控燃油喷射系统检修

1、汽车发动机电控系统结构与检修汽车发动机电控系统结构与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 一、情境引入一、情境引入 二、相关知识二、相关知识 （一）汽油机电控技术概述（一）汽油机电控技术概述 （二）发动机电控单元的组成及功能（二）发动机电控单元的组成及功能 （三）电控汽油机在线检测（三）电控汽油机在线检测(OBD)(OBD)系统的功能系统的功能 ( (四四) )电控汽油机故障诊断与排除的相关知识电控汽油机故障诊断与排除的相关知识 三、项目实施三、项目实施 四、知识与技能拓展四、知识与

2、技能拓展 小结小结汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修（一）汽油机电控技术概述（一）汽油机电控技术概述（二）发动机电控单元的组成及功能（二）发动机电控单元的组成及功能 课课 型：理论型：理论 课课 时：时：2汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 教学目标教学目标： （一）知识目标（一）知识目标 1.了解汽油机电控技术的发展过程 2.认知当今汽车发动机

3、电控系统和各子系统的组成、功用及类型 3.初步掌握开环控制、闭环控制的控制特点及两者的区别 4.了解发动机电控单元的组成及功能 教学重难点分析：教学重难点分析： 重点：重点：1.汽车电子控制系统的基本组成及特点。 2.了解发动机电控单元的组成及功能 难点：难点：1.汽车电子控制技术与三大法规的关系；汽车电子控制技术与提高汽车整体性能的关系。 2.开环控制、闭环控制的控制特点 3.发动机电控单元在控制系统中所起的作用汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修新课导入提问并开展讨论问题 1.评价汽车发动机性能的主要指

4、标有哪三个？ 2.试分析这三个主要指标之间的相互关系。 3.就当前社会发展的进程而言上述三个指标中， 哪一个指标是应优先重视的？汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 ( (一一) ) 汽油机电控燃油喷射系统的概述汽油机电控燃油喷射系统的概述 1.1.汽油机电控技术的发展汽油机电控技术的发展 （1 1）国民经济状况与汽车技术变化的关系）国民经济状况与汽车技术变化的关系 随着国民经济的发展，对汽车性能的要求也会发生极大的变化，主要表现为： 满足用户需求，大幅度提高汽车的性能，使之更舒适、方便、安全、可靠。 满足

5、社会需求，保护环境、节省能源、提高安全。 汽车总量的增加导致必须提高环境意识。这是社会发展的需求，环境保应该成为必须确保的第一位的社会责任，因此应制订排放法规。 汽车总量的增加导致必须提高能源意识。这是社会可持续发展的基础，也是个人使用者的迫切要求，因此应制订经济性法规。 汽车总量的增加导致必须提高安全意识。随着车辆增加，以及非职业司机的驾驶技术生疏，使安全问题显得非常突出，因此应制订安全性法规。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修（2 2）汽车法规促进了汽车技术的进步）汽车法规促进了汽车技术的进步 目前与

6、汽车技术水平关系最密切的法规是：汽车污染物控制法规、汽车污染物控制法规、燃油经济性法规和安全性法规。燃油经济性法规和安全性法规。 历史已经证明：经济的发展、社会的进步促进了各种法规的诞生和改进，法规的要求促进了汽车技术进步。下面以国内外汽油机汽车排放控制标准与控制技术（一类车）为例说明，见表1-1。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修表表1-1 1-1 国内外汽油机汽车排放控制标准与控制技术（一类车）国内外汽油机汽车排放控制标准与控制技术（一类车） 实施年份 排放控制标准(gkm) 采用技术 排放下降/ 中

7、国 欧洲 CO HC NOx HCNOx CO HC NOx 1968燃烧控制系统(CCS)：包括分层燃烧、稀燃、延迟点火、进气预热、进气恒温、 曲轴箱强制通风( PCV) 1971PCV、CCS、TCS（延迟点火控制）、燃油蒸发控制 1974EGR（废气再循环）、PCV、CCS、TCS. AIR（空气喷射反应器）、改进发动机 1999 GB14761 1984 ECE 15.04 14.34.7(5.0)废气再循环（EGR）、曲轴箱强制通风(PCV) 、燃烧控制系统(CCS)、延迟点火控制(TCS)、空气射反应器（AlR）、改进发动机677924汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结

8、与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修表表1-1(1-1(续续) ) 国内外汽油机汽车排放控制标准与控制技术（一类车）国内外汽油机汽车排放控制标准与控制技术（一类车）实施年份 排放控制标准(gkm) 采用技术 排放下降/ 中国 欧洲 CO HC NOx HCNOx CO HC NOx 2001 GB18352.1 1992 93/59/EC-I 2.720.97(1.13)在机内净化的基础上，用三效催化剂取代氧化催化剂 9295512003 GB18352.2 1996 93/59/EC-II 2.20.50采用三效催化剂、电脑控制多点汽油喷射和空气燃料

9、比，机外的排放治理措施归纳为三效催化剂、EGR、二次空气补偿、碳罐吸附 969676汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修表表1-1(1-1(续续) ) 国内外汽油机汽车排放控制标准与控制技术（一类车）国内外汽油机汽车排放控制标准与控制技术（一类车）实施年份 排放控制标准(gkm) 采用技术 排放下降/ 中国 欧洲 CO HC NOx HCNOx CO HC NOx 2005 GB18352.3 2000 98/69/EC-III 5新配方汽油、汽油清净剂、改进发动机（包括缸内直喷式汽油机

10、、VVT等）、 紧凑型催化剂、更精确的电控喷射系统、车载诊断系统( OBD)，欧洲强制安装车载诊断系统(EOBD) 2005 98/69/EC-IV 1.00.100.08677924汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 技术的发展历史告诉我们，只要明确了要技术的发展历史告诉我们，只要明确了要求，就会催生新技术的诞生，好的法规显然是技求，就会催生新技术的诞生，好的法规显然是技术进步的促进剂。术进步的促进剂。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机

11、电控系统整体认知与检修 （3 3）电子技术的应用是汽车技术发展的保证）电子技术的应用是汽车技术发展的保证 汽车工业在发展的过程中，即要满足用户需求，还必需满足社会需求，而标准会越来越高。显然，电子技术作为支撑现代汽车工程的核心技术之一，在解决这些问题中将占有不可替代的重要地位。 社会需求的牵引、法规的推动和技术的进步，是导致汽车上采用电子技术，社会需求的牵引、法规的推动和技术的进步，是导致汽车上采用电子技术，并蓬勃发展的根本原因。并蓬勃发展的根本原因。 安全方面是汽车最早的法规，随后陆续制订了排气污染与噪声控制、燃油经济性等一系列日益严格的法规。它们强制性地推动了电子技术在汽车上的广泛应用，许

12、多机械控制系统被电子控制系统所取代，使汽车电子化的程度越来越高，汽车电子技术发展始于20世纪60年代，分为4个阶段。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 第一阶段，从20世纪60年代中期到70年代中期，主要是为了改善部分性能而对汽车产品进行的技术改造，如在汽车上装用了第一个电子装置晶体管收音机。 第二阶段，从20世纪70年代末期到90年代中期，为解决安全、污染和节能三大问题，研制出电控燃油喷射系统、电子控制防滑（防抱死）制动装置和集成电路(IC)点火装置。 第三阶段，从20世纪90年代中期到90年代后期，电

13、子技术在汽车上的应用已逐步扩展到车用汽油发动机以外的底盘、车身和车用柴油发动机多个领域。 第四阶段，20世纪90年代后期以来，CAN-BUS技术（控制器局域网总线技术）普遍应用，CANBUS是应用在现场、在微机化测量设备之间实现双向串行多节点的数字通信系统，是一种开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。目前，CAN-BUS总线在汽车上的应用越来越普及，不仅仅局限于高档车（如宝来、帕萨特），中档车（如上海大众的途安）也越来越多地配备了CAN-BUS总线。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 （4 4）我国汽车

14、排放控制技术政策建议采用的系统构成）我国汽车排放控制技术政策建议采用的系统构成 分析世界各国为达到排放法规的每个阶段所采用的技术措施，我国也明确制订出在每个排放控制阶段所采用的技术措施，并简化为指导导性的系统构成建议，其中： 达到GB18352.1-2001（参考欧洲I号法规制订）法规的系统构成为：单点汽油喷单点汽油喷射或电控化油器射或电控化油器+ +催化转化器。催化转化器。 达到GB18352.2-2001（参考欧洲II号法规制订）法规的系统构成为：多点汽油喷多点汽油喷射射+ +三元催化转化器（闭环电控）。三元催化转化器（闭环电控）。 再分析世界各国达到第III、阶段排放法规控制目标的技术措

15、施，总结归纳出我国针对更进一步减少对环境造成危害而制订的GB18352.3-2005(III、)法规所采用的技术措施为： 冷启动冷启动+ +多点顺序汽油喷射多点顺序汽油喷射+ +三元催化转化器（闭环电控）三元催化转化器（闭环电控）+OBD-+(EGR+OBD-+(EGR或或VVT)VVT) 从上述我国在每个排放控制阶段所采用的技术措施看，中国的汽车排放标准是参照欧洲的排放标准制定的，只不过有些项目的要求不尽相同，但大体上是一致的，中国自1999年开始实施欧排放标准，同年停止了含铅汽油的生产和使用，并不再生产化油器汽车。目前，国内大多数地区都已经实行了汽车欧排放标准，而北京、上海、广州等城市已经

16、在2006年率先实行了欧排放标准。 欧标准目前在国内只是在部分城市先开始实行，而更高级别的欧标准预计要到2013年后实施，而欧标准的实施估计要到2018年左右。由于近几年我国空气污染程度持续变差，在我国实行参照欧、标准而制定的国4、国5标准实施的时间将会加快和提前。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 2. 2.汽油机电控系统的优点汽油机电控系统的优点 汽油机电控技术的应用使汽油机的综合性能得到了全面的提高，其主要的优点如下： (1)改善了各缸混合气的均匀性 (2)提高了发动机的动力性和经济性 (3)减少排

17、放污染 (4)工况过渡圆滑 (5)改善了汽油机对地理及气候环境的适应性 (6)提高了汽油机高、低温启动性能和暖机性能汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修课堂提问及讨论课堂提问及讨论 1.汽车电子控制技术与三大法规的关系2.我国汽车排放控制技术政策建议采用的系统构成汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 3.3.在汽油机上的电控系统在汽油机上的电控系统 汽车电控技术得益于电子技术、计算机技术和信息技术的迅猛发展，而推动汽车电

18、控技术发展的动力因素是改善汽车的性能，解决降低能耗、减少污染、提高安全和舒适等问题。进入21世纪，电控技术不仅渗透到汽车的各个系统和总成，而且通过信息技术实现了各系统和总成的协调和集中控制。目前，发动机上常用的电控系统有：电控气油机燃油喷射系统（包括燃油供给和空气供给系统）、微机控制气油机点火系统、电控气油机排放控制系统、车载故障自诊断系统等。 （1）电控汽油机燃油喷射系统电控汽油机燃油喷射系统基本的架构是由燃油供给系统、空气供给系统和电控系统等三个子系统组成。主要功能是：首先电控单元主要功能是：首先电控单元(ECU)(ECU)主要根据进气量确定基主要根据进气量确定基本的喷油量，再根据其他传感

19、器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器）信本的喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器）信号对喷油量进行修正，使发动机在各种工况下都能获得最佳空燃比的混合气。号对喷油量进行修正，使发动机在各种工况下都能获得最佳空燃比的混合气。此外，电控燃油喷射系统通过ECU中的控制程序，还能实现启动加浓、暖机加浓、加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、等功能，满足发动机特殊工况对混合气的要求，使发动机获得良好的排放性、燃油经济性和动力性能。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 (2)电控汽油机燃油供给系统

20、 (3)电控汽油机空气供给系统 (4)微机控制发动机点火系统 (5)电控汽油机排放控制系统 (6)巡航控制系 (7)电子节气门控制系统 (8)车载故障自诊断系统（OBD-）汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 4. 4.汽油机电控系统的组成及功能汽油机电控系统的组成及功能 从发动机电控系统的功能看，汽车发动机电子控制系统由若干个子控制系统组成。发动机电子控制系统无论有多少子系统，从硬件方面看，一发动机电子控制系统无论有多少子系统，从硬件方面看，一般由传感器与开关信号、电控单元般由传感器与开关信号、电控单元(

21、ECU)(ECU)和执行器三大部分组成和执行器三大部分组成，如图1-1所示，这是汽车电子控制系统的共同特点。图图1-1 1-1 发动机电控系统的硬件组成发动机电控系统的硬件组成汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 (1)(1)传感器与开关信号的类型及功用传感器与开关信号的类型及功用 传感器传感器 在控制系统中，传感器是采集信息并向ECU输送信息的装置。目前广泛应用在汽车发动机集中控制系统中，同一传感器的信号，可应用于需要此信号的、不同功能的子控制系统中。不同发动机的控制系统，其控制功能和控制所需的信息不同，

22、所使用传感器的种类也不完全相同。汽车发动机集中控制系统所用的主要传感器： 空气流量传感器(AFS) 进气温度传感器(IATS) 进气歧管绝对压力传感器(MAPS) 发动机冷却液温度传感器(ECTS) 节气门位置传感器(TPS) 车速传感器(VSS) 凸轮轴位置传感器(CMPS) 氧传感器(O2 2 S) 曲轴位置传感器(CKPS) 爆燃传感器(KS) 传感器作为输入部分，用于测量物理信号（温度、压力等），并按一定规律转换成便于传输和处理的另一种物理量（一般为电量）。传感器安装在汽车发动机上的不同部位。汽车型号和档次不同，装备传感器的多少也不相同。一般来说，汽车装备传感器越多，则汽车的档次就越高

23、。 汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 开关信号开关信号 发动机电控单元（ECU）除检测传感器的信号外，还需要检测各种开关信号。这些开关信号如：点火开关(ON)、启动开关(STA)、空调开关(AC) 、挡位开关(自动变速器由P/N)、制动灯开关、动力转向开关、巡航（定速）控制开关和门控开关等，对ECU的控制工作有着重要的影响。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 (2)ECU(2)ECU的基本功能的基本功能 ECU俗称

24、微机是发动机控制系统的核心，其功用是按照一定的程序对各种输入信号进行运算、存储、分析处理，然后输出指令，控制执行元件工作，以达到快速、准确、自动控制发动机工作的目的。发动机控制ECU的功能随车型而异，但都必须有如下基本功能。 给传感器提供标准电压，接收各种传感器和其他装置输入的信息，并将输入的信息转换成微机所能接受的数字信号。 存储该车型的特征参数和运算中所需的有关数据信息。 确定计算输出指令所需的程序，并根据输入信号和相关程序计算输出指令数值。 将输入指令信号和输出指令信号与标准值进行比较，确定并有储故障信息。 向执行元件输出指令或根据指令输出自身已存储的信息（如故障信息等）。 自我修正功能

25、（学习功能）。 故障诊断功能。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 (3)(3)执行元件的类型执行元件的类型 执行器是汽车电子控制系统的输出装置输出装置。执行器是受受ECUECU控制控制，具体执行某项控制功能执行某项控制功能的装置。执行器又称执行元件、执行机构或执行装置。在汽车电子控制系统中，执行器把从ECU传来的电信号转换为机械运动。它通过电能、发动机真空、气压或三者之间的组合作用，对外做功，推动汽车或发动机的某个装置运动，以完成所需要的控制任务。在发动机集中控制系统中，执行元件主要有：喷油器、点火器、怠

26、速控制阀、巡航控制电磁阀、节气门控制电动机、EGR阀、进气控制阀、二次空气喷射阀、活性炭罐排泄电磁阀、油泵继电器、风扇继电（点火开关、启动开关、空调开关、门控开关等）对ECU的控制工作有着重要的影响。 汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修(4)典型的汽车发动机电控系统图图1-21-2桑塔纳桑塔纳2000GSi2000GSi型轿车型轿车AJRAJR型发动机型发动机M3 .8.2M3 .8.2电子控制系统控制部件组成电子控制系统控制部件组成汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油

27、机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 桑塔纳2000GSi型轿车AJR型发动机M3 .8.2电子控制系统采用的控制部件(传感器和执行器)及控制部件在车上的安装位置。图图1-3 1-3 桑塔纳桑塔纳2000GSi2000GSi型轿车型轿车AJRAJR型发动机型发动机M3.8.2M3.8.2电子控制系统控制部件安装位置电子控制系统控制部件安装位置汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 5.5.电控系统的控制方式电控系统的控制方式 电控系统的控制方式分为开环控制和闭环控制两种方式。 （1 1）开环控

28、制）开环控制 ECU根据相关传感器的信息，事先设定好应该给出的各项执行器的动作指令，由控制装置改变被控对象的状态。在这种控制中，系统的输出量对系统的控在这种控制中，系统的输出量对系统的控制作用没有影响，既控制结果与控制过程无关，不需要对输出量进行检测，也制作用没有影响，既控制结果与控制过程无关，不需要对输出量进行检测，也不需要将输出量反馈到系统输入端与输入量进行比较。不需要将输出量反馈到系统输入端与输入量进行比较。在汽车电子控制装置中，开环控制系统的方框图如图1-4所示。图图1-4 1-4 开环控制系统示意图开环控制系统示意图汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一

29、汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 当发出控制指令后，控制对象便开始工作，但系统不能自动检测控制对象是否按控制，指令的要求进行工作。例如，对汽油喷射系统的控制，事先把根据试验确定的发动机各种工况的最佳喷油系数，存放在ECU的存储器中。当发动机运转时，ECU在接收系统中各种传感器传来的信号后，经过处理，判断发动机运转工况，计算出最佳的喷油量，并根据计算结果控制喷油器的喷油时间，以精确地控制混合气的空燃比，使发动机在接近理想空燃比下运转。 开环控制系统的结构简单，易于实现，但其控制精度取决于设定参开环控制系统的结构简单，易于实现，但其控制精度取决于设定参数的精度和被控对象的运

30、行状况。当发动机（被控对象）的性能出现差数的精度和被控对象的运行状况。当发动机（被控对象）的性能出现差异或因发动机喷油器磨损、老化等引起性能变化时，混合气就不可能正异或因发动机喷油器磨损、老化等引起性能变化时，混合气就不可能正确地保持在理想的空燃比值，难以实现最佳控制。确地保持在理想的空燃比值，难以实现最佳控制。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 （2 2）闭环控制）闭环控制 在汽车电子控制装置中，传感器用于检测指令信息、外界变化信息以及被控对象的状态信息，并将其转换成电信号输给控制装置。控制装置则计算出

31、被控对象的当前状态（称为被控量，或系统的输出量）与所希望的状态（称为输入信号）之差，并根据这一偏差（称为误差信号），按一定规律产生出控制信号，然后经过放大，送给执行器。执行器用于驱动被控对象运动，直到它的状态达到所希望的状态为止。这种把系统的输出或系统的另外一些受控变量与系统的输入作比较后，形成的控制称为闭环控制。汽车电子控制装置中的闭环控制系统方框图如图1-5所示。图图1-5 1-5 闭环控制系统示意图闭环控制系统示意图汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 所谓闭环控制，是指通过反馈环节将控制对象的输出信

32、号引回到输入端，与ECU中存储的设定值相比较，求出偏差值，将此差值信号再去控制被控对象的输出信号，传输途径形成一个闭合环路。既闭环控制的控既闭环控制的控制结果与控制过程有关。由于闭环控制是通过反馈来实现的，所以也叫制结果与控制过程有关。由于闭环控制是通过反馈来实现的，所以也叫作反馈控制。作反馈控制。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 为了保证尾气排放最大限度地得到控制，又能发挥汽车发动机的性能潜力，也为了尽量减少人为干涉，一般为发动机的运行设计了至少3种有控制目标值的闭环控制模式：一为以爆震为边界的点火提

33、前角闭环控一为以爆震为边界的点火提前角闭环控制；二为以固定的几个转速为目标的怠速闭环控制；三为以某一个空燃制；二为以固定的几个转速为目标的怠速闭环控制；三为以某一个空燃比值为目标的混合气浓度闭环控制。比值为目标的混合气浓度闭环控制。在整车运行中则有以车速为目标的恒速（巡航）控制和刹车防抱死( ABS)控制等。 要想进行闭环控制，必须要有可以明确的目标值，而且具有能够告要想进行闭环控制，必须要有可以明确的目标值，而且具有能够告知控制值偏离目标值的传感器，还要有能够让控制值按照要求变化的执知控制值偏离目标值的传感器，还要有能够让控制值按照要求变化的执行器。行器。当然，这样的闭环反馈控制也必须有一定

34、的稳定时间。一旦实现了闭环控制，控制实际上反而简单了，因此尽量扩大和利用闭环控制，凡是能够找到满足条件的参数尽量使用闭环控制（例如后期出现了对EGR率的闭环控制、电子节气门对节气门开度的闭环控制等）。但是，仍然有许多工况，尤其是非稳定的过渡工况，不能采用闭环控制而只能采用开环控制。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修提问并开展讨论问题提问并开展讨论问题 1.开环控制、闭环控制的不同点 2.发动机电子控制系统无论有多少子系统，从硬件方面看，一般由哪三大部分组成？ 3.试分折这三者之间的关系。 汽车发动机电控系

35、统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 （二）发动机电控单元的组成及功能（二）发动机电控单元的组成及功能 发动机ECU是发动机的“大脑”，各种传感器则是发动机的“眼睛和耳朵”，执行器就是发动机的“手和脚”。发动机ECU采集各传感器的信号并进行处理和运算后，控制执行器动作，最终控制发动机机械系统的运转。 对汽车而言，发动机电控单元是最为重要的部件之一，了解它的工作原理及其内部参数的设计思路，将对汽车维修人员在实际工作中进行故障诊断和车辆检测提供极大的帮助。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油

36、机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 1.1.发动机发动机ECUECU的结构和功能的结构和功能 汽车发动机电子控制系统包括硬件和软件硬件和软件两部分，硬件是计算机系统中所有实际装置的总称，基本体系结构如图1-6所示；软件则存储在ECU中支配电子控制系统完成实时测控功能所需的各种程序，包括各种数据采集、计算处理、输出控制、系统监控与自诊断等。程序中的基本数据是通过大量试验获得的，是满足微机控制汽车的各种性能的最重要的保证。软件中所编制的一系列程序，应能满足功能强、运算处理迅速、控制准确、实时性强与效率高等多方面的要求。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项

37、目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 硬件硬件由图1-6可知，它由输入信号处理电路输出信号处理电路微机系统包括：A/D转换器、输入和输出接口IO、中央处理器CPU、存储器（RAM、ROM）等构成。图图1-61-6 汽车电子控制单元的基本构成汽车电子控制单元的基本构成汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 （1 1）输入信号处理电路）输入信号处理电路 作为ECU的输入信号主要有三种形式，即模拟信号、数字信号（包括开关信号）、脉冲信号等。输入信号处理电路的功用是把传感器输入的输入信号处理

38、电路的功用是把传感器输入的各种信号进行放大、滤波整形、变换等一系列的处理，转换为计算机可各种信号进行放大、滤波整形、变换等一系列的处理，转换为计算机可以识别的标准信号。以识别的标准信号。 （2 2）A/DA/D（模数）转换器（模数）转换器 A/DA/D转换器的功用是将模拟信号转换成数字信号的装置转换器的功用是将模拟信号转换成数字信号的装置。 （3 3）输入、输出接口（）输入、输出接口（I I0 0） 接口是一种在微处理机和外围设备之间控制数据流动和数据格式的电路，是微机与外部输入、输出装置连接的纽带。其功用是通过输入接其功用是通过输入接口把汽车各部分的运行工作状况参数输送给口把汽车各部分的运行

39、工作状况参数输送给CPUCPU，经过，经过CPUCPU运算处理后发运算处理后发出控制指令，再由输出接口发往各执行机构。此外输入输出接口还起着出控制指令，再由输出接口发往各执行机构。此外输入输出接口还起着数据缓冲、电瓶匹配、时序匹配等多个作用。数据缓冲、电瓶匹配、时序匹配等多个作用。 汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 （4 4）中央处理器）中央处理器( (微处理机微处理机)CPU)CPU 中央处理器CPU是整个计算机硬件部分的指挥中心。由控制器，简写为CU，它控制各部分协调工作；算术逻辑运算器，简写为AL

40、U，它负责算术和逻辑运算，核心为一个运算器；寄存器组，寄存器组由多个寄存器组成，这些寄存器分别用于存放操作数、运算结果、标志工作状态的信息和指令地址等由ALU产生的中间计算结果。等三部分组成。其功其功用是用是CPUCPU根据程序中的一条条指令，控制计算机各部分协调地工作，完根据程序中的一条条指令，控制计算机各部分协调地工作，完成对数据的算术和逻辑运算等加工和处理的任务。成对数据的算术和逻辑运算等加工和处理的任务。例如：当接收到相关传感器的信号后，中央处理器根据预先设计的要求进行算术运算和逻辑运算，并控制燃油喷射、点火、怠速以及排放等系统。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项

41、目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 （5 5）存储器（）存储器（RAMRAM、ROMROM） 存储器主要是用来储存信息资料。存储器一般分为两种，一种是能读出也能写入的存储器，叫随机存储器RAM；另外一种是只能读出的存储器，叫只读存储器ROM。 RAM RAM主要用来存储计算机操作时的可变数据，如用来存储计算机输入输出数据和计算过程中产生的中间数据等。根据需要，RAM中的数据可随时调出或被新的数据代替（改写）。RAM在计算机中起暂时存储信息的作用。当电源切断时，所有存人RAM的数据均完全消失。 ROM ROM用来存储固定数据，即存放各种永久性的程序和永久性、半永

42、久性的数据，如电子控制燃油喷射发动机系统中的一系列控制程序软件、喷油特性、点火控制特性以及其他特性教据等。当电源切断时，所有存人ROM的数据不会丢失。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 当电源切断时，所有存人当电源切断时，所有存人RAMRAM的数据均完全消失，主要的数据均完全消失，主要包括以下内容：包括以下内容： 1.音响，防盗密码丢失 2.电控单元故障码，记忆数据丢失 3.时间，信息中心数据丢失 4.防盗，遥控失效 5.底盘传感器零位，初始记忆丢失 6.控制单元编码更改 7.自动功能取消汽车发动机电控系

43、统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 （6 6）输出信号处理电路）输出信号处理电路 输出信号处理电路的功用是把微处理器发出的控制指令信号，经过放大、变换等处理转换成可以驱动各执行器工作的电信号。 2.ECU2.ECU电源电路电源电路 ECU一般带有电池和内置电源电路，以保证微处理器及其接口电路工作在+5V的电压下。即使在发动机启动工况等使汽车蓄电池电压有较大波动时如图1-7所示，也能提供+5V的稳定电压，从而保证系统的正常工作。 图图1-7 1-7 发动机启动时的电压波动发动机启动时的电压波动汽车发动机电控系统结与检修汽车

44、发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 3. 3.发动机电子控制系统对维修技术人员的要求发动机电子控制系统对维修技术人员的要求 由于发动机电子控制系统有精密、复杂的网络和电子部件，因此仅仅基于机械方面的知识或没有受过训练的维修工程技术人员不能胜任车辆的维修工作，只是凭修理经验，通过看、听和摸的检修方法已不能适应新车型的要求。要检修发动机电子控制系统，首先要对它的基本原理和整体的工作过程有透彻的理解，然后要掌握检修此类车辆的基本方法，了解检测仪器（含部分精密诊断仪）的使用方法，并掌握一定的自诊断方法。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控

45、系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 小小结结 1.在汽车上使用计算机最根本的设计目标是：将尾气排放水平控制在法规可以接受的范围内并获得最佳的动力性，同时保证在各种行驶工况下都有最好的燃油经济性。 2.汽车法规促进了汽车技术的进步。 3.国民经济状况使得汽车技术在应用方面不段变化与拓展。 4.开环控制的控制结果与控制过程无关；闭环控制的控制结果与控制过程有关。 5.要想进行闭环控制，必须要有可以明确的目标值，而且具有能够告知控制值偏离目标值的传感器，还要有能够让控制值按照要求变化的执行器。 6.汽车电子控制系统，主要由信号输入装置、电子控制单元（

46、ECU）和执行元件三部分组成。 7.发动机ECU是由输入信号处理电路输出信号处理电路微机系统包括：A/D转换器、输入和输出接口IO、中央处理器CPU、存储器（RAM、ROM）等构成。 8.ECU的基本功能是按照一定的程序对各种输入信号进行运算、存储、分析处理，然后输出指令，控制执行元件工作，以达到快速、准确、自动控制发动机工作的目的。 9.当电源切断时，所有存入RAM的数据均完全消失，而所有存入ROM的数据不会丢失。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修思考与练习思考与练习1.预习教材P14331面内容2.教

47、材P38面1、2、5、7、9题汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修( (三三) )电控汽油机在线检测电控汽油机在线检测(OBD)(OBD)系统的功能系统的功能( (四四) )电控汽油机故障诊断与排除的相关知识电控汽油机故障诊断与排除的相关知识 四、知识与技能拓展四、知识与技能拓展 课课 型：理论型：理论 课课 时：时：2 2汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认

48、知与检修教学目标：教学目标： 1.了解OBD-故障自诊断系统的主要特点及功能 2.掌握故障检测仪的使用方法 3.了解电控汽油机故障诊断与排除的相关知识 4.掌握电控发动机故障诊断的基本原则教学重难点分析：教学重难点分析：重点：重点：1.OBD-故障自诊断系统的主要特点及功能 2.故障检测仪的使用 3.电控汽油机的基本特点 4.电控汽油机故障诊断的基本原则 5.电控汽油机故障诊断的基本方法难点：难点：1.电控汽油机的基本特点 汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修新课导入新课导入 提问并开展讨论： 跟据学生当前

49、的知识积累，谈一谈各自对自诊断慨念的理解。举例（可以是其它领域，最好与前期所学的汽车方面的知识有关）汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 （三）电控汽油机在线检测（三）电控汽油机在线检测(OBD)(OBD)系统的功能系统的功能 1.1.车载故障诊断系统的发展车载故障诊断系统的发展 2020世纪世纪70708080年代年代，美国许多汽车就已经装备了车载故障诊断系统。 到到8080年代末年代末，有些车型可以提供的故障信息已经超过百个。 车载故障诊断系统的主要任务就是发现电路系统中出现的问题。为车载故障诊断系统的

50、主要任务就是发现电路系统中出现的问题。为了能够发现问题，就必须有能够反映问题的信息，而且这些信息必须是了能够发现问题，就必须有能够反映问题的信息，而且这些信息必须是可以被计算机接受的模拟量或数字量。给这些信息设定一个边界，只要可以被计算机接受的模拟量或数字量。给这些信息设定一个边界，只要超出这个边界条件，报警系统就可以发出报警信号，也同时把故障以某超出这个边界条件，报警系统就可以发出报警信号，也同时把故障以某种形式存储在种形式存储在ECUECU中，在需要维修时可以很方便地从中，在需要维修时可以很方便地从ECUECU的存储器中调出的存储器中调出故障信息，准确、快捷地维修车辆。故障信息，准确、快捷

51、地维修车辆。 汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 由于排放控制的需要而发展起来的汽车上的排放控制系统大多与电子控制系统有关，而这些系统中的元器件失效以后，往往对排放影响很大，但对一些常规性能不一定有坏的影响，反而有时还会有“车有劲了、油耗低了”的表现。这是对环境保护不负责任的。 为此，美国加州从19881988车型年起首先制定了在线检测（随车诊断） (OBD)系统的相关规定。当初所设定的要求，称之为“OBD-I”。 汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知

52、与检修汽油机电控系统整体认知与检修 OBD-IOBD-I的主要功能有：的主要功能有： （1）燃油供给系统、废气再循环(EGR)系统与排放污染有关的各个组件，以及电子控制模块(ECM)等系统发生问题时，必须能够识别出可能发生故障的区域； （2）使故障指示灯( MIL)，在异常情况发生时点亮，以警告驾驶者必须维修排放控制系统； （3）具有故障代码或是故障诊断码(DTC)，以协助辨识与故障问题有关的系统或部件； （4）采取临时补救措施，使汽车勉强能跑(陂行回家)。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 美国加州为了

53、满足从1992年开始执行的更为严格的排放法规，自19941994车型车型年起，美国环保署(EPA)批准使用加强型OBD系统，也就是OBD-II系统。从19961996车型车型年开始要求100%执行OBD-。 OBD-I与OBD-相比，作为集成于发动机电子控制系统的一部分，OBD-除了保留了OBD-I主要功能外，增加规定了要连续地监测与排放有增加规定了要连续地监测与排放有关的系统和元件；重大故障的发生和排放值的超常都要通过故障指示灯关的系统和元件；重大故障的发生和排放值的超常都要通过故障指示灯向驾驶人显示；故障信息储存在向驾驶人显示；故障信息储存在RAMRAM中的故障信息存储器中，可能时还中的故

54、障信息存储器中，可能时还要自动修正；进入三元催化转化器之前的排放水平不得超过美国轻型车要自动修正；进入三元催化转化器之前的排放水平不得超过美国轻型车排放（排放（FTP-75FTP-75）限值的）限值的1.51.5倍等内容。倍等内容。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 针对上述内容，OBD-具备如下九种故障监测功能：缺火监测、氧传感器监测、三元催化转化器监测、蒸发排放控制系统监测、燃油喷射系统监测、对发动机元件如传感器和执行器从总体上进行监测（其中一部分在OBD-I中也监测）、排气再循环系统监测、二次空气系

55、统监测和空调系统（氟氯碳制冷剂）监测。由此可见，由此可见，OBD-OBD-监测的对象除了空调监测的对象除了空调系统（制冷剂）以外，都是与发动机直接有关的系统（制冷剂）以外，都是与发动机直接有关的。 美国环保署从19961996车型车型年开始执行的EPA OBD-和欧洲联盟建议从20002000车型车型年开始执行的欧洲车载故障诊断（European On Boand Diagnosis，缩写为EOBD）都只要求重点监测上列九种故障监测功能的前四项，其次监测其他任何一个与排放有关的元件或系统。 根据我国目前的空气污染状况日趋严重，国产车现正加快采用OBD-系统。而OBD-I则已在国产电控汽油机上得

56、到广泛的应用。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 2.OBD-2.OBD-故障自诊断系统故障自诊断系统 OBD-故障自诊断系统（即车载故障自诊断系统的统一标准），由美国汽车工程学会SAE于20世纪80年代末提出，经美国环保机构EPA和美国加州资源协会CARB认证通过后，作为强制性标准首先在美国开始实行。美国联邦法律规定，到1996年，所有在美国销售的汽车必须满足OBD-的标准。现在，OBD-标准已发展成为世界汽车行业的统一标准。按照OBD-标准 图图1-8 0BD -1-8 0BD -的诊断座的诊断座设计

57、的故障自诊断系统，对诊断模式和诊断接口进行了统一，原则上只需使用一台仪器，就可对各类车辆进行诊断检测，该系统是目前应用最广泛的自诊断系统。汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 （1 1）OBD-OBD-故障自诊断系统的主要特点故障自诊断系统的主要特点 与OBD-I 相比OBD-有如下的主要特点： 诊断座统一规定为16针插座，统一安装于驾驶室仪表板下方，如图1-8所示。采用OBD-标准主要车系的诊断座端子代号及内容如表1-2所示。表表1-2 0BD-1-2 0BD-的诊断座端子代号与内容的诊断座端子代号与内容

58、1提供制造厂应用 9提供制造厂应用 2SAE-J1850资料传输（） 10SAE-J1850资料传输 3提供制造厂应用 11提供制造厂应用 4车身接地 12提供制造厂应用 5信号回路接地 13提供制造厂应用 6提供制造厂应用 14提供制造厂应用 7IS0-9141资料传输（K线） 15IS0-9141资料传输（L线） 8提供制造厂应用 16接蓄电池正极 汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 OBD-故障自诊断系统的诊断座具有数值分析资料传输功能，OBD-资料传输线有两个标准：ISO欧洲统一标准为7#、1 5

59、#针脚；SAE-美国统一标准(SAE - J1850)用2#.10#针脚。 各种车辆故障码代号相同，且故障码意义统一。OBD-故障码由5个字组成，如图1-9所示。图图1-9 0BD -1-9 0BD -故障码的定义规定故障码的定义规定汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 具有行车记录功能，能记录车辆行驶过程的有关数据资料。 具有重新显示记忆故障的功能。 具有可由仪器直接清除故障码的功能。 注：注：19971997年以后由于车辆增加了车载网络系统，年以后由于车辆增加了车载网络系统，0BD-0BD-的诊断座端的

60、诊断座端子代号与内容重新对子代号与内容重新对66号和号和1414号端子进行了定义，即：号端子进行了定义，即：66号号端子对应的内容为端子对应的内容为CAN-HCAN-H、1414号端子对应的内容为号端子对应的内容为CAN-LCAN-L汽车发动机电控系统结与检修汽车发动机电控系统结与检修 项目一项目一 汽油机电控系统整体认知与检修汽油机电控系统整体认知与检修 （2 2）OBD-OBD-故障自诊断系统的工作原理故障自诊断系统的工作原理 OBD-故障自诊断系统要完成的自诊断任务有诊断试验、诊断试验的结果记录、进行诊断失效操作。 故障诊断模式及处理。 故障诊断结果的记录。 OBD-故障自诊断系统的故障