电控辅助控制系统

汽车发动机电控技术教案1第四章汽油机电控辅助控制系统课程名称汽车发动机电控技术总学时：16学时讲课：10学时实习：6学时课程性质理论课任课教师职称授课对象专业年班级教学目的和要求了解实效保护系统、自诊断系统和应急备用系统；掌握怠速速控制系统、进气控制系统的原理和检测；掌握EVAP、EGR控制系统的工作原理及检修；教学重点和难点重点：怠速控制系统、进气控制系统、排放控制系统以巡航控制系统的功能、控制原理及主要元件的构造与检修。难点：怠速控制系统的控制原理。教学进程第次课第1次课第2次课第3次课第4次课第5次课第6次课授课章节怠速控制系统进气控制系统、增压控制系统电子起动系统排放控制系统巡航控制及电控节气门系统、冷却风扇及发电机控制系统故障自诊断系统、失效保护系统、应急备用系统学时121222备注汽车发动机电控技术教案2教案（章节备课）第1节怠速控制系统教案内容一、怠速控制系统的功能与组成1．怠速控制系统的功能：用高怠速实现发动机起动后的快速暖机过程。自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。2．怠速控制系统的组成主要由传感器、ECU、和执行元件三部分组成。3．怠速控制的方法怠速控制也就是对怠速工况下的进气量进行控制。控制基本类型有节气门直动式和旁通空气式。二、节气门直动式怠速控制器结构主要由直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构和传动轴等组成。原理：当直流电动机通电转动时，经减速齿轮机构减速增扭后，再由丝杠机构将其旋转运动转换为传动轴的直线运动。传动轴顶靠在节气门最小开度限制器上，发动机怠速运转时，ECU根据各传感器的信号，控制直流电动机的正反转和转动量，以改变节气门最小开度限制器的位置，从而控制节气门的最小开度，实现对怠速进气量进行控制的目的。三、步进电动机型怠速控制阀1．控制阀的结构与工作原理步进电机主要由转子和定子组成，丝杠机构将步进电机的旋转运动转变为直线运动，使阀心作轴向移动，改变阀心与阀座之间的间隙。安装在节气门上。工作原理，当ECU控制使步进电机的线圈按1-2-3-4顺序依次搭铁时，定子磁场顺时针转动，由于与转子磁场间的相互作用，使转子随定子磁场同步转动。同理，步进电动机的线圈按相反的顺序通电时，转子则随定子磁场同步反转。定子有32个爪级，步进电动机每转一步为1/32圈，工作范围为0～125个步进级。2．控制阀的检修（1）在检修时应注意1）不要用手推拉控制阀，以免损坏丝杠机构的螺纹。2）不要将控制阀浸泡在任何清洗液中，以免步进电动机损坏。3）安装时，检查密封圈好坏，并在密封圈上涂少量润滑油。（2）检修步进电动机型怠速控制阀的方法1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测B1和B2与搭铁间的电压，为蓄电池电压。2）发动发动机后再熄火时，2～3s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声。3）拆下控制阀线束连接器，测量B1与S1和S3、B2与S2和S4之间的汽车发动机电控技术教案3教案内容电阻，应为10～30Ω。4）拆下怠速电磁阀，将蓄电池正极接至B1和B2端子，负极按顺序依次接通S1—S2—S3—S4端子时，随步进电动机的旋转，控制阀应向外伸出，如图；若负极按反方向接通S4—S3—S2—S1端子，则控制阀应向内缩回。步进电动机型怠速控制阀工作情况检查a）接蓄电池正极b）接蓄电池负极3．控制阀控制的内容（1）起动初始位置的设定关闭点火开关使发动机熄火后，ECU的M—REL端子向主继电器线圈供电延续约2～3s。在这段时间内，蓄电池继续给ECU和步进电动机供电，ECU使怠速控制阀回到起动初始位置。（2）起动控制在起动期间，ECU根据冷却液温度的高低控制步进电动机，调节控制阀的开度，使之到起动后暖机控制的最佳位置，此位置随冷却液温度的升高而减小。（3）暖机控制在暖机过程中，ECU根据冷却液温度信号按内存的控制特性控制怠速控制阀的开度，随温度上升，怠速控制阀开度渐渐减小。当冷却液温度达到70℃时，暖机控制过程结束。（4）怠速稳定控制当转速信号与确定的目标转速进行比较有一定差值时（一般为20r/min），ECU将通过步进电动机控制怠速控制阀，调节怠速空气供给量，使发动机的实际转速与目标转速相同。（5）怠速预测控制在发动机负荷发生变化时，为了避免怠速转速波动或熄火，ECU会根据各负荷设备开关信号，通过步进电动机提前调节怠速控制阀的开度。（6）电器负荷增多时的怠速控制如电器负荷增大到一定程度时，蓄电池电压会降低，为了保证电控系统正常的供电电压，ECU根据蓄电池电压调节怠速控制阀的开度，提高发动机怠速转速，以提高发动机的输出功率。（7）学习控制由于磨损原因导致怠速控制阀性能发生变化，怠速控制阀的位置相同时，实际的怠速转速与设定的目标转速略有不同，ECU利用反馈控制使怠速转速回归到目标转速的同时，还可将步进电动机转过的步数存储在ROM中，以便在此后的怠速控制过程中使用。四、旋转电磁阀型怠速控制阀汽车发动机电控技术教案4汽车发动机电控技术教案5教案内容1．控制阀的结构与工作原理ECU控制两个线圈的通电或断开，改变两个线圈产生的磁场，两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用，可改变控制阀的位置，从而调节怠速空气口的开度，以实现怠速控制。双金属片制成的卷簧，起保护作用。当流过阀体冷却液腔的冷却液温度变化时，双金属片变形，带动挡块转动，从而改变阀轴转动的两个极限位置，以控制怠速控制阀的最大开度和最小开度。工作原理：ECU控制旋转电磁阀型怠速控制阀工作时，控制阀的开度是通过控制两个线圈的平均通电时间（占空比）来实现的。2．控制阀的控制内容包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制。3．控制阀的检修（1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压。（2）发动机达到正常工作温度、变速器处于空挡位置时，使发动机维持怠速运转，用专用短接线接故障诊断座上的TE1与E1端子，发动机转速应保持在1000～1200r/min，5s后转速下降约200r/min。（3）拆下怠速控制阀上的三端子线束连接器，在控制阀侧分别测量中间端子（＋B）与两侧端子（ISC1和ISC2）的电阻应为18.8～22.8Ω。五、占空比控制电磁阀型怠速控制阀1．控制阀的结构与工作原理结构主要由控制阀、阀杆、线圈和弹簧等组成。工作原理：控制阀的开度取决于线圈产生的电磁力大小，与旋转阀型怠速控制阀相同，ECU是通过控制输入线圈脉冲信号的占空比来控制电场强度，以调节控制阀的开度，从而实现怠速空气量的控制。2．控制阀的控制内容包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制。由于旁通气量少，为此需要快怠速控制阀辅助控制发动机暖机过程的空气供给量。3．控制阀的检修（1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压。（2）拆下怠速控制阀上的两端子线束连接器，在控制阀侧分别测量两端子之间电阻应为10～15Ω。六、开关型怠速控制阀1．控制阀的结构与工作原理主要由线圈和控制阀组成。工作原理与占空比电磁阀相同，不同的是开关型怠速控制阀工作时，ECU只对阀内线圈通电和断电两种状态控制。2．控制阀的控制内容只进行通、断电的控制。由于旁通气量少，为此需要快怠速控制辅助控制发动机暖机过程的空气量。3．控制阀的检测同占空比控制电磁阀相同。汽车发动机电控技术教案6第2节进气控制系统教案内容一、动力阀控制系统功用：根据发动机不同的负荷，改变进气流量去改善发动机的动力性能。工作原理：受真空控制的动力阀在进气管上，控制进气管空气通道的大小。发动机小负荷运转时，受ECU控制的真空电磁阀关闭，真空室的真空度不能进入动力阀上部的真空室，动力阀关闭，进气通道变小，发动机输出小功率。当发动机负荷增大时，ECU根据转速、温度、空气流量信号将真空电磁阀电路接通，真空电磁阀打开，真空室的真空度进入动力阀，将动力阀打开，进气通道变大，发动机输出大的扭矩和功率。维修时主要检查真空罐、真空气室、和真空管路有无漏气，真空电磁阀电路有无短路或断路。二、谐波增压控制系统（ACIS）谐波增压控制系统是利用进气流惯性产生的压力波提高进气效率。1．压力波的产生当气体高速流向进气门时，如进气门突然关闭，进气门附近气流流动突然停止，但由于惯性，进气管仍在进气，于是将进气门附近气体被压缩，压力上升。当气体的惯性过后，被压缩的气体开始膨胀，向进气气流相反方向流动，压力下降。膨胀气体的波传到进气管口时又被反射回来，形成压力波。2．压力波的利用方法一般而言，进气管长度长时，压力波长，可使发动机中低转速区功率增大；进气管长度短时，压力波波长短，可使发动机高速区功率增大。3．波长可变的谐波进气增压控制系统丰田皇冠车型2JZ—GE发动机采用在进气管增设一个大容量的空气室和电控真空阀，以实现压力波传播路线长度的改变，从而兼顾低速和高速的进气增压效果。系统工作原理如图，ECU根据转速信号控制电磁真空通道阀的开闭。低速时，电磁真空孔道阀电路不通，真空通道关闭，真空罐的真空度不能进入真空气室，受真空气室控制的进气增压控制阀处于关闭状态。此时进气管长度长，压力波长大，以适应低速区域形成气体动力增压效果。高速时，ECU接通电磁真空道阀的电路，真空通道打开，真空罐的真空度进入真空气室，吸动膜片，从而将进气增压控制阀打开，由于大容量空气室的参与，缩短了压力波的传播距离，使发动机在高速区域也得到较好的气体动力增压效果。ACIS系统工作原理1—喷油器2—过气道3—空气滤清器4—过气室5—涡流控制气门汽车发动机电控技术教案7教案内容6—进气控制阀7—节气门8—真空驱动器维修时检查空气真空电磁阀的电阻为38.5～44.5Ω。三、可变配气相位控制系统（VTEC）1．对配气相位的要求要求配气相位随着发动机转速的变化，适当的改变进、排气门的提前或推迟开启角和迟后关闭角。2．VTEC机构的组成同一缸有主进气门和次进气门，主摇臂驱动主进气门，次摇臂驱动次进气门，中间摇臂在主次之间，不与任何气门直接接触。VTEC配气机构与普通配气机构相比较，主要区别是：凸轮轴上的凸轮较多，且升程不等，结构复杂。3．VTEC机构的工作原理功能：根据发动机转速、负荷等变化来控制VTEC机构工作，改变驱动同一气缸两进气门工作的凸轮，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工作和双进气门工作的切换。工作原理：发动机低速运转时，电磁阀不通电使油道关闭，此时，三个摇臂彼此分离，主凸轮通过摇臂驱动主进气门，中间凸轮驱动中间摇臂空摆；次凸轮的升程非常小，通过次摇臂驱动次进气门微量关闭。配气机构处于单进、双排气门工作状态，单进气门由主凸轮轴驱动。当发动机高速运转，电脑向VTEC电磁阀供电，使电磁阀开启，来自润滑油道的机油压力作用在正时活塞一侧，此时两个活塞分别将主摇臂和次摇臂与中间摇臂接成一体，成为一个组合摇臂。此时，中间凸轮升程最大，组合摇臂受中间凸轮驱动，两个进气门同步工作。当发动机转速下降到设定值，电脑切断电磁阀电流，正时活塞一侧油压下降，各摇臂油缸孔内的活塞在回位弹簧作用下，三个摇臂彼此分离而独立工作。4．VTEC系统电路VTEC控制系统汽车发动机电控技术教案8教案内容5．VTEC系统的检测发动机不工作时，拆下气门室罩，转动曲轴分别使各缸处于压缩上止点位置，用手按压中间摇臂，应能与主摇臂和次摇臂分离单独运动。在使用中，本田车系若有故障21，说明VTEC电磁阀或电路有故障，按以下进行检查：（1）清除故障码，在重新调取故障码。（2）关闭点火开关，拆开VTEC电磁阀线束，测电磁阀线圈电阻应为14～30Ω。（3）检查VTEC电磁阀与电脑之间的接线。（4）起动发动机，当工作温度正常时，检查发动机转速分别为1000r/min、2000r/min和4000r/min时的机油压力。（5）用换件法检查电脑是否有故障。汽车发动机电控技术教案9第3节增压控制系统教案内容一、增压控制系统功能根据发动机进气压力的大小，控制增压装置的工作，以达到控制进气压力、提高发动机动力性