汽车发动机电控技术与维修（第2版）课件 1-发动机电子控制系统的工作原理与基本组成

1单元1发动机电子控制系统

的工作原理与基本组成

2【学习目标】1．知识目标（1）掌握发动机电子控制系统的控制功能。（2）掌握发动机电子控制系统的控制原理。（3）掌握发动机电子控制系统的基本组成。2．能力目标（1）能够识别发动机电子控制系统主要元器件，熟悉安装位置及其作用。（2）熟悉发动机电子控制单元插座主要接线端子的位置及其作用。31.1.1发动机电子控制系统的控制功能1.1发动机电子控制系统的控制功能与原理41．进气控制进气控制即检测出进入气缸的空气量，并根据转速和负荷的变化，对发动机的进气量进行控制，为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气。提高发动机的充气效率，从而改善动力性。进气控制包括节气门控制、换气控制和增压控制。52．燃油控制燃油控制即向发动机及时供应各种工况下燃烧所需要的燃油。燃油控制主要包括喷油量控制、喷射正时控制以及燃油泵控制和断油控制。63．点火控制点火控制即在不同转速、不同负荷条件下，按发动机的点火顺序并以最佳时刻（点火提前角）进行点火，同时确保能够提供足够高的次级电压，使火花塞电极间产生具有能量足够的火花以点燃可燃混合气。点火控制主要包括通电时间（闭合角）控制与恒流控制、点火提前角控制以及爆燃控制等。74．温度控制发动机冷却系的功用是使发动机得到适度的冷却，保持其在所有工况下都能在最适宜的温度范围内工作，从而保证发动机的正常运转。电控无级冷却风扇技术、电控节温器技术以及双循环冷却技术等能够实现发动机温度的精准控制，应用越来越广泛。85．排放控制排放控制主要对发动机排放控制装置的工作实行电子控制，从而有效减少有害污染物的排放，主要有燃油蒸发排放控制、三元催化转化器（TWC）与空燃比反馈控制、废气再循环（EGR）控制、二次空气喷射控制等。带有三元催化转化器的空燃比反馈控制可以将实际空燃比精确控制在标准的理论空燃比附近，三元催化转化器能够将一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物转化为二氧化碳、氮气和水，有效降低排放污染物的含量，是目前最有效的排放控制方法。96．故障自诊断在汽车运行过程中不断监测电控系统各组成部分的工作情况，如有异常则立即点亮仪表盘上的故障警告灯，并将故障信息以设定的数码（故障码）形式储存在存储器中，以提醒驾驶者并帮助维修人员确定故障类型和范围。启动故障运行程序，发挥失效保护功能，按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，使发动机能在有故障的情况下可以继续运转，从而保证可以将汽车开回家或开到附近的修理厂进行维修，以防车辆停驶在路途中（被称为“跛行回家”功能）。当对发动机工作影响较大的传感器或电路发生故障时，系统将会立即采取强制措施（如切断燃油喷射等），停止发动机的工作。10从控制原理来看，发动机电子控制系统可以简化为传感器、电子控制单元ECU和执行器三大组成部分。传感器是感知信息的部件，功用是监测汽车和发动机的运行状况，将相关信息转换为电信号输送给ECU，以提供ECU的控制依据。ECU接收来自传感器的信息，进行存储、计算和分析处理后发出相应的控制指令给执行器。执行器即执行元件，其功用是执行ECU的专项指令，从而完成控制目的。1.1.2发动机电子控制系统的控制原理11大众CEA1.8TSI发动机MED17.5电子控制系统控制原理12大众CEA1.8TSI发动机MED17.5电子控制系统结构组成1.2发动机电子控制系统的基本组成131.2.1进气控制系统

发动机进气控制系统检测并控制进入气缸的空气量，并把进气量信号传给ECU，作为控制燃油喷射量的主要依据。进气控制系统主要包括空气流量传感器（或进气歧管压力传感器）、温度传感器、节气门位置传感器等传感器，以及节气门控制电机（或怠速控制阀）、增压控制系统、可变气门控制系统等控制装置。141.2.2燃油控制系统

燃油控制系统在恒定的压力下，根据ECU的控制信号，通过喷油器向发动机适时、适量地供应各种工况下燃烧所需要的燃油。根据燃油喷射部位的不同，燃油控制系统可分为进气管喷射和缸内直接喷射两种类型。进气管喷射的燃油控制系统主要由燃油箱、燃油泵、供油管、燃油压力调节器、喷油器等组成。与进气管喷射的燃油控制系统相比较，缸内直接喷射的燃油控制系统增加了高压燃油泵至高压喷油器之间的高压燃油控制系统，以及监测燃油压力的燃油压力传感器。151.2.3点火控制系统

现代汽车广泛采用的微机控制电子点火系统主要由曲轴转速与位置（转角）传感器、凸轮轴位置（活塞上止点位置）传感器、爆燃传感器以及由点火控制器、点火线圈和火花塞组成的点火电路组成。其中，曲轴转速与位置（转角）传感器、凸轮轴位置（上止点位置）传感器与空气控制系统、燃油控制系统等电子控制系统共用。161.2.4温度控制系统

温度控制系统通常采用电控无级冷却风扇技术、电控节温器技术以及双循环冷却技术等，能够实现发动机温度的精准控制，保证发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。171.2.5排放控制系统

排放控制系统主要包括燃油蒸发排放控制系统、三元催化转化与空燃比反馈控制系统、废气再循环控制系统、二次空气喷射控制系统等。其中，燃油蒸发排放控制系统、三元催化转化与空燃比反馈控制系统为大多数车型所采用。181.2.6故障自诊断系统

故障自诊断系统又称为随车故障诊断系统（OBD），主要由监测电路、故障诊断通信接口（TDCL）、故障指示灯以及相应的软件程序等组成。故障诊断通信接口通常称为故障诊断插座，主要用于与专用的故障诊断仪相连接进行车外诊断，读取故障信息和参数。只要接通点火开关，自诊断电路就会投入工作，实时监测各种传感器、控制开关和执行器的工作状态。一旦发现某个传感器或控制开关信号异常，或执行器监测电路反馈的信号异常，就会立即采取相应措施。191.2.7电子控制单元

电子控制单元ECU是发动机电子控制系统的核心，可被视为电子控制系统的大脑，具有强大的数学运算、逻辑判断、数据处理与数据管理等功能。作用主要体现在以下几个方面：给传感器提供参考（基准）电压（2V、5V、9V、12V）；存储分析计算所用的程序、车型的特点参数、运算中的数据及故障信息；运算分析，即根据信息参数求出执行命令并输出给执行器；将输出的信息与标准值对比，查出故障并输出故障信息；自我修正（自适应功能）。201．结构组成电子控制单元是以微型计算机为核心所组成的电子控制装置，并在内存中存储着设计者事先编制的程序或控制软件，即电子控制单元由硬件和软件两部分组成。212．接线端子电子控制单元ECU通常安装在驾驶座前方仪表板的后面，防水的ECU可安装在发动机机舱内。ECU的外壳上设有专门的多引脚（接线端子）插座，用相应的线束插头可将ECU同蓄电池、传感器和执行器相连接，插座上引脚的数量根据ECU所含功能项的数目不同而有所变化。将ECU同传感器和执行器等连接起来的带插头的各种导线通常捆绑在一起，称为线束。22大众第二代EA888系列CEA1.8TSI发动机电子控制单元J623的多引脚插座由60个端子的插座T60a和94个端子的插座T94a两部分连接组成，共有154个端子（其中有效端子79个，其余为备用端子），一个60端子的线束插头和一个94端子的线