项目一汽车发动机电控系统认知

1、项目一项目一 汽车发动机电控系统的认知汽车发动机电控系统的认知 车辆配置的都是电控发动机，我们要想车辆配置的都是电控发动机，我们要想对电控发动机进行检测维修，首先要对电控对电控发动机进行检测维修，首先要对电控发动机有充分地了解。那么电控发动机的组发动机有充分地了解。那么电控发动机的组成、特点及工作特点都有哪些呢？我们只有成、特点及工作特点都有哪些呢？我们只有通过系统的学习后才能了解和掌握更专业的通过系统的学习后才能了解和掌握更专业的知识！知识！相关知识相关知识一、汽车发动机电控系统的发展历史一、汽车发动机电控系统的发展历史 第一个发展阶段为第一个发展阶段为 1971 年以前，电子点年以前，电子

2、点火装置的使用。火装置的使用。 第二个发展阶段为第二个发展阶段为 19741982 年，以年，以集成电路和集成电路和 16 位以下的微处理器在汽车上位以下的微处理器在汽车上的应用为标志。的应用为标志。 该电控系统主要包括电子燃油喷射、电该电控系统主要包括电子燃油喷射、电子正时、闭环排气控制、实车故障诊断等电子正时、闭环排气控制、实车故障诊断等电子产品。子产品。 第三个发展阶段为第三个发展阶段为 19821990 年，年，微处理器在汽车上的应用日趋可靠和成微处理器在汽车上的应用日趋可靠和成熟，并向智能化方向发展。熟，并向智能化方向发展。 第四个发展阶段，从第四个发展阶段，从 2005 年开始进入

3、了汽年开始进入了汽车电子技术时代，有通信系统、多路传输系统车电子技术时代，有通信系统、多路传输系统（见图（见图 1-1）、）、ASKS-32 位微处理器、数字信位微处理器、数字信号处理方式的应用，出现了通信与导向协调系号处理方式的应用，出现了通信与导向协调系统、动力最优化系统、智能化汽车等。统、动力最优化系统、智能化汽车等。图图 1-11-1多路信息快车多路信息快车 由于汽车上的电子控制装置越来越由于汽车上的电子控制装置越来越多，车上的线束变得非常粗大。多，车上的线束变得非常粗大。 为减少导线的数量，为减少导线的数量，CAN 总线（见总线（见图图 1-2）将各种汽车电子装置连接成为一）将各种汽

4、车电子装置连接成为一个网络，在这个网络中，各控制装置独个网络，在这个网络中，各控制装置独立运行，完成各自的控制功能，同时还立运行，完成各自的控制功能，同时还可以通过通信为其他控制装置提供数据可以通过通信为其他控制装置提供数据服务。服务。 图图 1 1- -2 CANBUS 2 CANBUS 线线 未来发动机电子的发展将会集中在未来发动机电子的发展将会集中在节能、环保、安全和舒适等方面。节能、环保、安全和舒适等方面。 目前，世界上大多数国家政府都要求汽车目前，世界上大多数国家政府都要求汽车安装催化转化器，采用先进的电子控制系统，安装催化转化器，采用先进的电子控制系统，精确控制发动机点火和喷油，这

5、样将使发动机精确控制发动机点火和喷油，这样将使发动机效率比传统发动机效率提高效率比传统发动机效率提高 25% 左右。左右。 降低发动机工作噪声，也是人们关注的热降低发动机工作噪声，也是人们关注的热点，通过使用复合材料，改变进、排气管设计点，通过使用复合材料，改变进、排气管设计和控制精确的点火时刻等方法来降低发动机噪和控制精确的点火时刻等方法来降低发动机噪声。声。 发动机电控系统由传感器、控制单发动机电控系统由传感器、控制单元（元（ECU）和执行器三部分组成，如图）和执行器三部分组成，如图 1-3 所示。所示。图图 1-3 1-3 电控系统电控系统 传感器是一种信号转化装置，通俗传感器是一种信号

6、转化装置，通俗地说就是地说就是“神经末梢神经末梢”。 通过安装在发动机不同位置的传感通过安装在发动机不同位置的传感器把发动机的各种物理、化学、运动等器把发动机的各种物理、化学、运动等参数转化为控制单元（参数转化为控制单元（ECU）能够识别）能够识别的电信号。的电信号。 常见的传感器有：空流量传感器、常见的传感器有：空流量传感器、进气歧管绝对压力传感器、节气门位置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、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、进气温度传感器、冷却液温度传感器、氧传感器和爆燃传感器等，如传感器、氧传感器和爆燃传感器等，

7、如图图 1-4 所示。所示。图图 1-4 1-4 传感器传感器 控制单元简称模块，是电控系统的控制单元简称模块，是电控系统的“大脑大脑”，英文缩写是，英文缩写是 ECU，如图，如图 1-5 所示。所示。 图图 1-51-5ECU ECU 执行器负责执行控制单元指定的特执行器负责执行控制单元指定的特定任务，完成具体的控制动作，如图定任务，完成具体的控制动作，如图 1-6 所示。所示。 常见的执行器有电动燃油泵、电磁常见的执行器有电动燃油泵、电磁喷油器、点火控制器、怠速电机、活性喷油器、点火控制器、怠速电机、活性炭罐电磁阀及其他电磁阀。炭罐电磁阀及其他电磁阀。 图图 1-61-6执行器执行器 1开

8、环控制开环控制 在控制系统中，如果输出端与输入端在控制系统中，如果输出端与输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响，该系统称为开环控制系制作用没有影响，该系统称为开环控制系统，如图统，如图 1-7 所示。所示。 ECU 只根据传感器信号控制执行器，只根据传感器信号控制执行器，控制结果对控制结果对 ECU 无影响。无影响。 图图 1-71-7开环控制开环控制 在控制系统中，如果输出端与输入端在控制系统中，如果输出端与输入端之间存在反馈回路，输出量对系统的控制之间存在反馈回路，输出量对系统的控制作用有直接影响，则称该系统为闭环控制作用有直接影响，

9、则称该系统为闭环控制系统，如图系统，如图 1-8 所示。所示。 在开环控制的基础上加入反馈信号，在开环控制的基础上加入反馈信号，ECU 根据反馈信号修正控制误差。根据反馈信号修正控制误差。 图图 1-81-8闭环控制闭环控制 发动机电控系统是整车电控系统的发动机电控系统是整车电控系统的一部分，不是独立的系统，一部分，不是独立的系统，CAN 网络系网络系统的应用加强了他们的联系，汽车上的统的应用加强了他们的联系，汽车上的每一个传感器不再是某个每一个传感器不再是某个 ECU 的的“私有私有物物”，而是通过网络完成共享，如图，而是通过网络完成共享，如图 1-9 所示。所示。图图 1-9 CAN 1-

10、9 CAN 系统系统 电控发动机与传统的发动机有着很大的差别，电控发动机与传统的发动机有着很大的差别，它取消了化油器，取而代之的是电磁喷油器，使它取消了化油器，取而代之的是电磁喷油器，使发动机的混合气更加均匀、进气阻力更小；它用发动机的混合气更加均匀、进气阻力更小；它用 ECU 控制、用传感器传递信号、用专用执行器完控制、用传感器传递信号、用专用执行器完成某种操作，控制更精确。成某种操作，控制更精确。 发动机电控系统由进气系统、燃料供给系统、发动机电控系统由进气系统、燃料供给系统、点火系统、排放控制系统等组成，如图点火系统、排放控制系统等组成，如图 1-10所示。所示。它们之间联系紧密，互相帮

11、助。它们之间联系紧密，互相帮助。图图 1-10发动机电控系统的组成发动机电控系统的组成 进气系统的功用是为发动机可燃混合气进气系统的功用是为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气，测量出进入气缸的的形成提供必需的空气，测量出进入气缸的空气量。空气量。 该系统主要部件有空气滤清器、各种空该系统主要部件有空气滤清器、各种空气流量传感器、进气歧管、进气歧管绝对压气流量传感器、进气歧管、进气歧管绝对压力传感器、节气门位置传感器、怠速电机、力传感器、节气门位置传感器、怠速电机、电子节气门系统、冷却液温度传感器和进气电子节气门系统、冷却液温度传感器和进气温度传感器等，如图温度传感器等，如图 1-11 所示。

12、所示。图图 1-11电控进气系统电控进气系统 燃料供给系统的作用是向发动机各燃料供给系统的作用是向发动机各个气缸精确地提供混合气燃烧所需的燃个气缸精确地提供混合气燃烧所需的燃油量。油量。 该系统主要部件有电控燃油泵、燃该系统主要部件有电控燃油泵、燃油压力调节器、电磁喷油器和燃油分配油压力调节器、电磁喷油器和燃油分配管等，如图管等，如图 1-12 所示。所示。图图 1-12燃料供给系统燃料供给系统 点火系统主要功能是点火提前角控制、点火系统主要功能是点火提前角控制、通电时间（闭角）控制与恒流控制，同时进通电时间（闭角）控制与恒流控制，同时进行爆燃控制。行爆燃控制。 该系统主要部件有曲轴位置传感器

13、、凸该系统主要部件有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、点火模块、轮轴位置传感器、爆燃传感器、点火模块、各种点火执行器等，如图各种点火执行器等，如图 1-13 和图和图 1-14 所所示。示。图图 1-13单缸独立点火系统单缸独立点火系统图图 1-14 1-14 双缸同时点火系统双缸同时点火系统 排放控制系统对发动机排放控制装置排放控制系统对发动机排放控制装置的工作实行电子控制，主要是控制的工作实行电子控制，主要是控制 CO、NOX、HC等有害气体排放。等有害气体排放。 排放控制系统主要包括燃油蒸发排放排放控制系统主要包括燃油蒸发排放控制系统（控制系统（EVAP）、废气再循环控制系统

14、）、废气再循环控制系统（EGR）、）、 三元催化转化器（三元催化转化器（TWC）与空）与空燃比反馈控制系统。燃比反馈控制系统。1概述概述 汽车故障诊断包括汽车故障诊断包括“诊诊”和和“断断”两个环节。两个环节。 汽车故障诊断的过程就是由诊断技汽车故障诊断的过程就是由诊断技术人员从汽车的故障现象出发，熟练应术人员从汽车的故障现象出发，熟练应用各种检测设备对汽车进行全面综合的用各种检测设备对汽车进行全面综合的检测，完成检测，完成“诊诊”的环节。的环节。 然后通过对汽车原理与结构的深刻然后通过对汽车原理与结构的深刻理解，对测试结果进行综合分析后，再理解，对测试结果进行综合分析后，再对故障部位和原因做出准确的判断，完对故障部位和原因做出准确的判断，完成成“断断”的环节。的环节。 汽车诊断的目的是判断汽车故障的汽车诊断的目的是判断汽车故障的部位和原因，并对检测参数做出定量分部位和原因，并对检测参数做出定量分析。析。 故障代码可以分为：当前性故障码、历故障代码可以分为：当前性故障码、历史性故障码、虚假性故障码、相关性故障码史性故障码、虚假性故障码、相关性故障码等。等。 数据流分析法分为：值域分析法、时数据流分析法分为：值域分析法、时域分析法、因果分析法、关联分析法、比域分析法、因果分析法、关联分析法、比较分析法等。较分析法等。 冻结帧数据共