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F3轿车维修手册发动机电子控制系统（联电M7系统）目录第一章电喷系统维修须知……………………………………………2第二章M7系统介绍……………………………………………………5第三章发动机管理系统元件介绍………………………………………9第四章M7系统根据故障现象进行检修的诊断流程……………………20第五章M7系统根据故障代码进行检修的诊断流程……………………29第六章故障诊断仪使用说明………………………………………………45第七章附件………………………………………………………………56F3轿车维修手册第一章电喷系统维修须知第一节一般维修须知1.1只允许使用数字万用表对电喷系统进行检查工作。1.2维修作业请使用正品零部件，否则无法保证电喷系统的正常工作。1.3维修过程中，只能使用无铅汽油。1.4请遵守规范的维修诊断流程进行维修作业。1.5维修过程中禁止对电喷系统的零部件进行分解拆卸作业。1.6维修过程中，拿电子元件（电子控制单元、传感器等）时，要非常小心，不能让它们掉到地上。1.7树立环境保护意识，对维修过程中产生的废弃物进行有效地处理。第二节维修过程注意事项2.1不要随意将电喷系统的任何零部件或其接插件从其安装位置上拆下，以免意外损坏或水份、油污等异物进入接插件内，影响电喷系统的正常工作。2.2当断开和接上接插件时，一定要将点火开关置于关闭位置，否则会损坏电器元件。2.3在进行故障的热态工况模拟和其它有可能使温度上升的维修作业时，决不要使电子控制单元的温度超过80℃。2.4电喷系统的供油压力较高（350kPa左右），所有燃油管路都是采用耐高压燃油管。即使发动机没有运转，油路中也保持较高的燃油压力。所以在维修过程中要注意不要轻易拆卸油管，在需对燃油系统进行维修的场合时，拆卸油管前应对燃油系统进行泄压处理，泄压方法如下:起动发动机使其怠速运转，连接诊断仪，进入“执行器测试”关闭燃油泵，直到发动机自行熄灭。油管的拆卸和燃油滤清器的更换应在通风良好的地方由专业维修人员进行。2.5从燃油箱中取下电动燃油泵时不要给油泵通电，以免产生电火花，引起火灾。2.6燃油泵不允许在干态下或水里进行运转试验，否则会缩减其使用寿命，另外燃油泵的正负极切不可接反。2.7对点火系统进行检查时，只有在必要的时候才进行跳火花检测，并且时间要尽可能短，检测时不能打开节气门，否则会导致大量未燃烧的汽油进入排气管，损坏三元催化器。2.8由于怠速的调节完全由电喷系统完成，不需要人工调节。节气门体的油门限位螺钉在生产厂家出厂时已调好，不允许用户随意改变其初始位置。2.9连接蓄电池时蓄电池的正负极不能接错，以免损坏电子元件，本系统采用负极搭铁。2.10发动机运转时，不允许拆卸蓄电池电缆。F3轿车维修手册2.11在汽车上实施电焊前，必须将蓄电池正极、负极电缆线及电子控制单元拆卸下来。2.12不要用刺穿导线表皮的方法来检测零部件输入输出的电信号。第三节维修工具一览工具名称：故障诊断仪功能：读取/清除电喷系统故障码，观察数据流，零部件动作测试等。工具名称：电喷系统转接器功能：检查电子控制单元每一针脚的电信号，检查线路的情况等。工具名称：点火正时灯功能：检查发动机点火正时等。工具名称：数字万用表功能：检查电喷系统中的电压、电流、电阻等特征参数。F3轿车维修手册工具名称：真空表功能：检查进气歧管中压力情况。工具名称：气缸压力表功能：检查各个气缸的缸压情况。工具名称：燃油压力表功能：检查燃油系统的压力情况，判定燃油系统中燃油泵及燃油压力调节器的工作情况。工具名称：尾气分析仪功能：检查车辆尾气排放情况，有助于对电喷系统的故障判断。工具名称：喷油器清洗分析仪功能：可对喷油器进行清洗分析作业。F3轿车维修手册第二章M7系统介绍第一节系统基本原理1.1系统概述：M7-Motronic发动机管理系统发动机管理系统通常主要由传感器、微处理器（ECU）、执行器三个部分组成，对发动机工作时的吸入空气量、喷油量和点火提前角进行控制。基本结构如图2-1所示。图2-1发动机电控系统的组成在发动机电控系统中，传感器作为输入部分，用于测量各种物理信号（温度、压力等），并将其转化为相应的电信号；ECU的作用是接受传感器的输入信号，并按设定的程序进行计算处理，产生相应的控制信号输出到功率驱动电路，功率驱动电路通过驱动各个执行器执行不同的动作，使发动机按照既定的控制策略进行运转；同时ECU的故障诊断系统对系统中各部件或控制功能进行监控，一旦探测到故障并确认后，则存储故障码，调用“跛行回家”功能，当探测到故障被消除，则正常值恢复使用。M7发动机管理系统的昀大特点是采用基于扭矩的控制策略。扭矩为主控制策略的主要目的是把大量各不相同的控制目标联系在一起。这是根据发动机和车辆型号来灵活选择把各种功能集成在ECU的不同变型中的唯一方法。M7发动机管理系统是一个电子操纵的汽油机控制系统，它提供许多有关操作者和车辆或设备方面的控制特性，系统采用开环和闭环（反馈）控制相结合的方式，对发动机的运行提供各种控制信号。系统的主要功能有：●以扭矩为基础的系统结构●由进气压力传感器确定汽缸负荷量●在静态与动态状况下改进了的混合气控制功能●λ闭环控制●燃油顺序喷射●点火正时,包括爆震控制●排放控制功能●催化器加热●碳罐控制●怠速控制●跛行回家●故障诊断功能1.2扭矩结构：基于扭矩控制的M7系统在M7以扭矩为主的发动机管理系统中，发动机的所有内部需求和外部需求都用发动机的扭矩或效率要求来定义，如图2-2所示。通过将发动机的各种需求转化为扭矩或效率的控制变量，然后这些变量首先在中央扭矩需求协调器模块中进行处理。M7系统可将这些相互矛盾的要求按优先顺序排列，执行昀重要的一个要求，通过扭矩转化模块得到所需的喷油时间、点火正时等发动机控制参传感器ECU执行器发动机诊断诊断F3轿车维修手册数。该控制变量的执行对其它变量没有影响，这就是以扭矩为主控制系统的优点。图2-2M7以扭矩为基础的系统结构第二节控制信号：M7系统输入/输出信号M7系统中ECU的主要传感器输入信号包括:z进气压力信号z进气温度信号z节气门转角信号z冷却液温度信号z发动机转速信号z凸轮轴位置信号z爆震传感器信号z氧传感器信号z车速信号z空调压力信号以上信息进入ECU后经处理产生所需的执行器控制信号，这些信号在输出驱动电路中被放大，并传输到各对应执行器中，这些控制信号包括：z怠速步进电机开度z喷油正时和喷油持续时间z油泵继电器z碳罐控制阀开度z点火线圈闭合角和点火提前角z空调压缩机继电器z冷却风扇继电器F3轿车维修手册第三节系统功能介绍3.1起动控制在起动过程中，要采取特殊计算方法来控制充量、喷油和点火正时。该过程的开始阶段，进气歧管内的空气是静止的，进气歧管内部压力显示为周围大气压力。节气门关闭，怠速步进电机指定为一个根据起动温度而定的固定参数。在相似的过程中，特定的“喷油正时”被指定为初始喷射脉冲。燃油喷射量根据发动机的温度而变化，以促使进气歧管和气缸壁上的油膜的形成，因此，当发动机达到一定转速前，要加浓混合气。一旦发动机开始运行，系统立即开始减少起动加浓，直到起动工况结束时（600…700min-1）完全取消起动加浓。在起动工况下点火角也不断调整。随着发动机温度、进气温度和发动机转速而变。3.2暖机和三元催化器的加热控制发动机在低温起动后，气缸充量、燃油喷射和电子点火都被调整以补偿发动机更高的扭矩要求；该过程继续进行直到升到适当的温度阈值。在该阶段中，昀重要的是三元催化器的快速加热，因为迅速过渡到三元催化器开始工作可大大减少废气排放。在此工况下，采用适度推迟点火提前角的方法利用废气进行“三元催化器加热”。3.3加速/减速和倒拖断油控制喷射到进气歧管中的燃油有一部分不会及时到达气缸参加接着的燃烧过程。相反，它在进气歧管壁上形成一层油膜。根据负荷的提高和喷油持续时间的延长，储存在油膜中的燃油量会急剧增加。当节气门开度增加，部分喷射的燃油被该油膜吸收。所以，必须喷射相应的补充燃油量对其补偿并防止混合气在加速时变稀。一旦负荷系数降低，进气歧管壁上燃油膜中包含的附加燃油会重新释放，那么在减速过程中，必须减少相应的喷射持续时间。倒拖或牵引工况指发动机在飞轮处提供的功率是负值的情况。在这种情况下，发动机的摩擦和泵气损失可用来使车辆减速。当发动机处于倒拖或牵引工况时，喷油被切断以减少燃油消耗和废气排放，更重要的是保护三元催化器。一旦转速下降到怠速以上特定的恢复供油转速时，喷油系统重新供油。实际上，ECU的程序中有一个恢复转速的范围。它们根据发动机温度，发动机转速动态变化等参数的变化而不同，并且通过计算防止转速下降到规定的昀低阈值。一旦喷射系统重新供油，系统开始使用初次喷射脉冲供给补充燃油，并在进气歧管壁上重建油膜。恢复喷油后，扭矩为主的控制系统使发动机扭矩的增加缓慢而平稳（平缓过渡）。3.4怠速控制怠速时，发动机不提供扭矩给飞轮。为保证发动机在尽可能低的怠速下稳定运行，闭环怠速控制系统必须维持产生的扭矩与发动机“功率消耗”之间的平衡。怠速时需要产生一定的功率，以满足各方面的负荷要求。它们包括来自发动机曲轴和配气机构以及辅助部件，如水泵的内部摩擦。M7系统以扭矩为主控制策略依据闭环怠速控制来确定在任何工况下维持要求的怠速转速所需的发动机输出扭矩。该输出扭矩随着发动机转速的降低而升高，随发动机转速的升高而降低。系统通过要求更大扭矩以响应新的“干扰因素”，如空调压缩机的开停或自动变速器换档。在发动机温度较低时，为了补偿更大的内部磨擦损失和/或维持更高的怠速转速，也需要增加扭矩。所有这些输出扭矩要求的总和被传递到扭矩协调器，扭矩协调器进行处理计算，得出相应的充量密度、混合气成分和点火正时。3.5λ闭环控制三元催化器中的排气后处理是降低废气中有害物质浓度的有效方法。三元催化器可降低碳氢（HC）,一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）达98%或更多，把它们转化为水（H2O），二氧化碳（CO2）和氮（N2）。不过只有在发动机过量空气系数λ=1附近很狭窄的范围内才能达到这样高的效率，λ闭环控制的目标就是保证混合气浓度在此范围内。λ闭环控制系统只有配备氧传感器才能起作用。氧传感器在三元催化器侧的位置监测废气中的氧含量，稀混合气（λ1）产生约100mV的传感器电压，F3轿车维修手册浓混合气（λ1）产生约900mV的传感器电压。当λ=1时，传感器电压有一个跃变。λ闭环控制对输入信号作出响应（λ1=混合气过稀，λ1=混合气过浓）修改控制变量，产生修正因子作为乘数以修正喷油持续时间。3.6蒸发排放控制由于外部辐射热量和回油热量传递的原因，油箱内的燃油被加热，并形成燃油蒸汽。由于受到蒸发排放法规的限制，这些含有大量HC成分的蒸汽不允许直接排入大气中。在系统中燃油蒸汽通过导管被收集在活性碳罐中，并在适当的时候通过吹洗进入发动机参与燃烧过程。吹洗气流的流量是由ECU控制碳罐控制阀来实现的。该控制仅在λ闭环控制系统闭环工作情况下才工作。3.7爆震控制系统通过安装在发动机适当位置的爆震传感器检测爆震产生时的特性振动，转换成电子信号以便传输到ECU中并进行处理。ECU使用特殊的处理算法，在每个气缸的每个燃烧循环中检测是否有爆震现象发生。一旦检测到爆震则触发爆震闭环控制。当爆震危险消除后，受影响的气缸的点火逐渐重新提前到预定的点火提前角。第四节系统故障诊断功能介绍4.1故障信息记录发动机电子控制单元不断地监测着传感器、执行器、相关的电路、故障指示灯和蓄电池电压等等，乃至发动机电子控制单元本身，并对传感器输出信号、执行器驱动信号和内部信号（如λ闭环控制、冷却液温度、爆震控制、怠速转速控制和蓄电池电压控制等）进行可信度检测。一旦发现某个环节出现故障，或者某个信号值不可信，电子控制单元立即在RAM的故障存储器中设置故障信息记录。故障信息记录以故障码的形式储存，并按故障出现的先后顺序显示。故障按其出现的频度可分成“稳态故障”和“偶发故障”（例如由于短暂的线束断路或者接插件接触不良造成）。图2-3电喷系统故障诊断原理图4.2诊断仪