汽车发动机电控与维修技术课程

汽车发动机电控与维修技术课程第一页，共56页。发动机电子控制技术概述

电子控制系统包括发动机运行状况的各种传感器、电控单元和执行器三部分。电子控制系统的作用是接收来自表示发动机工作状态的各个传感器送来的信号，根据ECU预置的程序，对喷油时刻、喷油量以及点火时刻等进行控制发动机电控本质测空气测工况控油量调点火电第二页，共56页。一辆帕萨特轿车发动机怠速不稳，急加速时有“坐车”现象。读取数据流，这是发现发动机空气质量流量仅为1.4g/s，而正常应为2.0~4.0g/s。对于以上故障，很明显是空气供给系统方面出现故障。因此，我们首先来了解一下空气供给系统包含了哪些部分以及空气供给系统对电控汽车的影响。发动机电控系统第三页，共56页。空气供给系统

1、空气供给系统简介

空气供给系统为发动机提供必要的空气，并测量出进入气缸的空气量。电控汽车燃油喷射系统测量空气流量的方式有三种。一种是质量流量式，一种是速度密度式，第三种是节流速度式。第四页，共56页。2、空气测量装置空气测量装置一般安装于空气滤清器后的进气管道中。它是测量进入气缸的空气量，并将其转化为电信号送入发动机控制单元，用于喷油量控制的基本信号。L型电子控制燃油喷射发动机中使用的空气测量装置主要有在D型电子控制燃油喷射发动机中使用的是进气歧管绝对压力传感器。第五页，共56页。热膜式空气流量器结构和工作原理1、形状与结构第六页，共56页。热线式和热膜式空气流量计2、特点第七页，共56页。热膜式空气流量传感器检测3.查资料图，读电路图传感器插头电路图12V搭铁信号5V第八页，共56页。热膜式空气流量传感器检测点火开关OFF拔下传感器插头测插头上3与搭铁间电阻，应小于0.5Ω测插头上4与搭铁间电压，应为5V左右ΩV（1）确定故障点检测步骤启动发动机测插头上2与搭铁间电压，应为13V左右V第九页，共56页。热膜式空气流量传感器检测（2）空气流量传感器输出信号测量启动发动机测插头上5与搭铁间电压，怠速时应为1.4V左右；急加速时应达到2.8VV第十页，共56页。热膜式空气流量传感器检测（3）空气流量传感器波形分析启动发动机用示波器观测插头上5与搭铁间信号波形第十一页，共56页。（4）传感器波形检测信号采集第十二页，共56页。正常波形一般波形第十三页，共56页。怠速状态第十四页，共56页。低速时第十五页，共56页。高速时第十六页，共56页。开空调怠速时第十七页，共56页。热膜式空气流量传感器检测（5）空气流量传感器波形分析a通常热线（热膜）式空气流量传感器，输出信号电压范围是从怠速时超过0.2V至节气门全开时超过4V，当急减速时输出信号电压应比怠速时的电压稍低。b发动机运转时，波形的副值在不断的波动，这是正常的。（分析）因为热线式空气流量计没有任何运动部件，因此没有惯性，所以它能快速的对空气流量的变化作出反应，ECU会处理这些信号。c不同的车型输出电压将有很大差异，测怠速时的电压可以判断空流量的好坏。d如果怠速时电压太高，而高速时电压又达不到4V则说明流量计损坏。e如果在急加速时信号电压上升缓慢，而在急减速时输出信号波形下降缓慢，则说明热线（热膜）脏污。第十八页，共56页。1作用反映节气门开度（负荷）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；反映节气门变化快慢（加速、减速），实现加速加浓和减速减油或断油控制。是控制喷油量、点火正时、怠速转速和尾气排放的重要参考(修正）信号。

节气门位置传感器的检测第十九页，共56页。节气门位置传感器原理与检测2类型线性输出型节气门位置传感器（多数汽车采用）开关量输出型节气门位置传感器综合式电子节气门（因时间问题，就与大家交流后面两种类型）节气门位置传感器第二十页，共56页。3结构（以线性输出型节气门位置传感器为例）该传感器有1个同节气门联动的可动电刷触点。这个触点可在基板上的电阻体上滑动，利用电阻值的变化，测得与节气门开度相对应的线性输出电压，根据输出的电压值，就可以知道节气门的开度。节气门位置传感器的检测图2线性输出型节气门位置传感器(丰田四线)图3

电压信号输出特性图第二十一页，共56页。4、温度传感器的原理信号电压测试范围曲线超出标准则进行如下故障检测流程：第二十二页，共56页。4、节气门位置传感器原理图4线性输出型节气门位置传感器(三线)与ECU的连接电路三根线：1－5V的参考电压；2－搭铁；3－电压信号。第二十三页，共56页。比三线式增加一个怠速触点的闭合信号

综合式节气门位置传感器的原理图5线性输出型节气门位置传感器(四线)与ECU的连接电路第二十四页，共56页。5检测（1）.万用表检测信号线：VTA与搭铁间的电压随节气门开度的增大而增大，节气门全闭：0.3～0.8V，节气门全开：3.2～4.9V。VΩV节气门位置传感器的检测第二十五页，共56页。传感器接脚条件标准电阻（kΩ）标准电压(V)IDL-E2节气门全闭≤0.50节气门打开∞9~14VC-E23.1~7.24.5~5.5VTA-E2节气门全闭0.34~6.300.3~0.8节气门全开2.4~11.23.2~4.9节气门从全闭到全开逐渐增大逐渐增大丰田2JZ－GE节气门位置传感器的标准值节气门位置传感器的检测第二十六页，共56页。节气门位置传感器波形检测1、测试传感器打开点火开关，发动机不运转，慢慢地让油门从关到全开，并重新返回至关油门。反复这个过程几次。慢慢地做，所以波形像例子中铺开在显示屏上。第二十七页，共56页。2.示波器检测（正常波形）模拟信号：输出信号电压随节气门开度的增大而增大。传感器的电压应从怠速时的低于1V到节气门全开时的低于5V；节气门位置传感器波形检测第二十八页，共56页。波形上不应有任何断裂、对地尖峰或大跌落；特到应注意在前1/4油门运动中的波形，这是在驾驶中最常用到传感器碳膜的部分，传感器的前1/8至1/3的皮膜通常首先磨损、短路、断路、虚接？

节气门位置传感器的检测第二十九页，共56页。电子节气门组成及工作原理1.电子节气门控制系统的组成:

*带加速踏板位置传感器的加速踏板模块.*发动机控制单元. *节气门控制单元.

第三十页，共56页。ETCS-I电子节气门概述:

根据加速踏板被踩下的程度和发动机以及汽车的状态使节气门开启到最佳位置，从而实现怠速控制、巡行控制、雪地模式和牵引力控制等综合性控制。功能:

采用电子节气门控制系统能在所有操作范围内实现良好的节气门控制。第三十一页，共56页。PASSAT轿车电子节气门系统描述发动机管理系统所使用的能够影响发动机扭矩的‘工具”是:节气门;增压压力;喷射时间;气缸压缩比和点火提前角.1．机械式节气门定位系统的发动机扭矩控制各种需要的扭矩信号都被传递到发动机控制单元，然后在进行处理．扭矩的需求不能得到最优化的匹配，因为发动机控制单元不能直接控制机械式调整的节门．第三十二页，共56页。电子节气门PASSATB5轿车电子节气门体控制系统介绍1节气门的种类

*机械式节气门定位系统 在该系统中，驾驶员踏下加速踏板并通过节气门拉索对节气门进行机械定位。*电子节气门定位系统在该系统中，节气门在整个调整范围耐都是由一个电机控制的。第三十三页，共56页。ETCS-I

系统原理---03款取消了油门拉线和电磁离合器加速踏板位置传感器节气门位置传感器节气门控制电机节气门拉线’02加速踏板位置传感器节气门位置传感器节气门控制电机’03电磁离合器发动机ECU(ECM)发动机ECU(ECM)第三十四页，共56页。油门踏板位置传感器元件：电位计，电子节气门（大众/日产）作用：检测加速踏板的位置检测：一般6线式，双信号第三十五页，共56页。油门踏板位置传感器检测第三十六页，共56页。ETCS-I加速踏板位置传感器加速踏板电压VPAVPA2松开0.5-1.1V0.9-2.3V踩下3.0-4.6V3.4-5.0V1）测量ECM连接器端子VCPA和EPA，VCPA2和EPA2之间的电压。电压：4.5-5.5V。（2）测量ECM连接器端子VPA和EPA，VPA2和EPA2之间的电压。

ECMVPAEPAVCPAVPA2EPA2VCP2第三十七页，共56页。节气门位置传感器节气门控制电机减速齿轮节气门霍尔ICs磁铁ETCS-I电子节气门第三十八页，共56页。电子节气门系统部件概述电路图

1两个角度传感器使用共同的电源线(红线)和接底线(棕色).2.每个角度传感器都有其自己的信号线(绿色) 3.取决于运动方向,节气门驱动装置(蓝色)被激活.第三十九页，共56页。’02LX470(有拉线型号)’03LX470(无拉线型号)节气门控制电机M+M-:0.3–100 at20C(68F)电磁离合器CL+CL-:4.2–5.2 at20C(68F)节气门位置传感器VCE2:1.25–2.35k at20C(68F)检测节气门控制电机M+M-:0.3–100 at20C(68F)检测取消电磁离合器节气门位置传感器ETCS-I电子节气门第四十页，共56页。ETCS-I节气门位置传感器TPS节气门开启角度全开全关VTAVTA2输出电压(V)05发动机ECU(ECM)VTAVTA2E2VCHallIC磁铁第四十一页，共56页。ETCS-I节气门位置传感器TPSVTAVTA2E2VCHallIC磁铁加速踏板电压VTA-E2VTA2-E2解除0.4-1.0V2.0-2.9V踩下3.2-4.8V4.6-5.0V电阻1(VC)-4(E2)1.2-3.2KΩVTA-E20.2-5.7KΩ全开VTA-E22.0-10.2KΩVC-E22.5-5.9KΩ

第四十二页，共56页。1作用冷却液温度、进气温度，影响喷油量和点火时刻如何影响？温度传感器修正喷油量和点火时刻发动机ECU

温度传感器的原理与检测第四十三页，共56页。2分类温度传感器有：绕线电阻式、热敏电阻式、扩散电阻式、半导体晶体管式、金属芯式、热电偶式等。应用较多的是：绕线电阻式、热敏电阻式。热敏式温度传感器有NTC(负热敏系数)和PTC(正热敏系数)两种。热敏式传感器的响应特性比绕线电阻式传感器优良，因而被广泛地运用于检测发动机冷却液和进气温度。

温度传感器的检测第四十四页，共56页。第四十五页，共56页。第四十六页，共56页。温度传感器的检测3原理温度电阻电压喷油量第四十七页，共56页。水温传感器失效起动困难、怠速不稳、油耗增加、污染增大冷却液温度信号超出范围（断路、短路）

，ECU不采纳，失效保护程序采用固定值刚起动时用进气温度信号代替，每运转20s，使冷却液温度升高1℃，直至90℃。4故障分析传感器虚接，ECU检测不到故障，无故障码

温度传感器的检测第四十八页，共56页。气温传感器失效怠速不稳、油耗过大、排放超标进气温度信号超出范围（断路、短路），ECU不采纳，失效保护程序采用固定值19.5℃传感器虚接，ECU检测不到故障，无故障码温度传感器的检测第四十九页，共56页。8.5检测水温传感器（AJR发动机）1.万用表检测信号线：点火开关ON，测量电压，应与规定相符（在1-5V间变化)。电源线：点火开关ON，5V。搭铁线：点火开关OFF，0Ω。VΩVΩ

温度传感器的检测第五十页，共56页。进气温度传感器检测（AJR发动机）万用表检测信号线：点火开关ON，测量电压，应与规定相符（在1-5V间变化)。电源线：点火开关ON，5V。搭铁线：点火开关OFF，0Ω。传感器电阻：测量电阻，应与规定相符。VΩVΩ

温度传感器的检测第五十一页，共56页。进气