电子控制系统模块

精品课程—电控发动机发动机电子控制系统模块精品课程—电控发动机学习目标知道发动机电子控制系统的组成、结构及功能；掌握的电子控制系统各主要零件功用、工作原理与检测精品课程—电控发动机行驶中的汽车电控系统工作原理与运动员运动时的身体状态比较课程导入精品课程—电控发动机基础知识发动机电控系统的组成：传感器、执行器、电控单元精品课程—电控发动机一、电控单元（ECU或PCM）小型电脑用一套专门的控制程序来控制整个系统精品课程—电控发动机ECU的基本功能给传感器提供参考（基准）电压接受信息存储信息运算分析输出执行命令精品课程—电控发动机二、传感器传感器参考电压型产生电压型基本分类精品课程—电控发动机汽车上常见的传感器举例精品课程—电控发动机1、氧传感器作用：检测废气中氧气浓度，并将该信息反馈给控制单元，实现发动机的闭环控制。精品课程—电控发动机结构与工作原理：安装在排气管上某些车辆有两个氧传感器，一个在三元催化器前，一个在三元催化器后精品课程—电控发动机氧传感器陶瓷体的内外表面都覆盖了铂，内侧通大气，外侧与废气接触。在高温时，当内外两侧的氧浓度不同时，就会在铂电极间产生一个电压。铂能起催化作用，当空燃比在理论空燃比外时，能使输出电压产生突变，提高传感器灵敏度。精品课程—电控发动机工作原理从图中可以看出，混合气的空燃比低于限制范围后，NOx的排放将会大大增加，高于限制范围后，CO和HC排放量将会大大增加，所以最能满足减低废气排放的混合比是14.7左右狭小的一个范围，电控发动机大部分工况空燃比维持在14.7附近。精品课程—电控发动机加热型氧传感器的检修检测标准：氧传感器输出信号范围：0.1V-0.9V常见信号电压故障分类：①一直低电压（小于0.45V）②一直高电压（大于0.45V）③信号断路（等于0.45V）④响应时间慢精品课程—电控发动机检测步骤故障代码读取燃油系统检查电控单元检查氧传感器检查连接线路检查完全踩下油门踏板，发动机转速达4500r/min。测量B20与C16间电压为≥0.6V；且迅速放下踏板测得电压≦0.4V说明电控单元可能有故障。用同型号电控单元替代查看。精品课程—电控发动机方法一拆下导线接头，3和4端子为加热端子，加上蓄电池电压，起动发动机，完全踩下和放松油门踏板，测量1和2端子电压应符合上述步骤电压值，否则更换氧传感器。精品课程—电控发动机用万用表检测加热线圈的电阻，一般为11-16欧。发动机运转过程中，突然踩下和松开油门的方法改变混合气浓度，用指针式万用表测输出电压信号应升（气浓）降（气稀），正常时摆动8次/10秒以上。精品课程—电控发动机方法二：波形检测良好的氧传感器波形损坏氧传感器波形三个响应参数：1、最高信号电压下降至427mV2、最低信号电压0V3、混合气从浓到稀时信号的响应时间却延长为237ms。精品课程—电控发动机方法三：急加速法•测试步骤如下：①发动机充分预热，然后让发动机怠速运转20s。②在2s内将发动机节气门从全闭(怠速)至全开1次，共进行5次-6次。注意：不要使发动机空转转速超过4000r/min，只要用节气门进行急加速和急减速就可以。精品课程—电控发动机急加速法测试得到的波形如下所示：•注意：只要有1个不符合规定，必须进行故障检查。根据氧传感器的最高、最低信号电压值和信号的响应时间来判断氧传感器的好坏。在信号电压波形中，上升的部分是急加速造成的，下降的部分是急减速造成的。精品课程—电控发动机常见的氧传感器故障①铅中毒、硫中毒或磷中毒②积炭中毒③尘土堵塞④内部断裂精品课程—电控发动机防冻液泄漏或系统使用不合适的硅树脂密封材料，引起硅中毒，传感器反应时间慢。返回精品课程—电控发动机陶瓷探针被废气污染，传感器响应时间慢返回精品课程—电控发动机安装使用过程中机械冲击造成加热棒断裂及陶瓷探针碎裂脏物或潮湿水汽通过头部小孔而进入到传感器内部，温度骤变，使陶瓷探针断裂精品课程—电控发动机常见的氧传感器故障现象发动机油耗和排放污染增加怠速不稳缺火喘抖等精品课程—电控发动机案例分析▲车型：宁波美日MR6370A型轿车，装用天津丰田8A-FE电喷发动机。▲故障：发动机怠速不稳、排气管冒黑烟且排污超标，故障灯亮起。精品课程—电控发动机▲检查：故障代码21，无氧传感器信号。起动待发动机温度上升为60℃以上时，用万用表检测氧传感器的输出信号，始终为0.7V。拔下一根发动机的真空管，使混合气变稀，再堵住空气滤清器，使混合气变浓，输出电压还是0.7V不变，说明氧传感器损坏。拆下氧传感器，顶尖呈棕色状（铅中毒），更换后试车，故障灯熄灭，故障排除。精品课程—电控发动机▲分析：使用含铅汽油，汽油中的铅造成氧传感器失效。ECU不能实行空燃比闭环控制，造成怠速时混合气较浓。精品课程—电控发动机2.冷却液温度传感器作用：检测发动机工作温度工作原理冷却液温度传感器采用热敏电阻.温度高时电阻低，电压约0.3V;温度低时电阻高，电压约4.5V。精品课程—电控发动机冷却液温度传感器的检修故障现象：传感器发送到ECU的信号过高或过低。故障原因：线束或连接器故障，传感器电路断路或短路，水温度传感器损坏。精品课程—电控发动机故障诊断：⑴检查传感器供电电路①关闭点火开关；②断开冷却水温度传感器（ECTS）线束接连器；③接通点火开关；④使用CONSULT-II诊断仪或万用表测量ECTS端子1与搭铁之间的电压，其值应约为5V。精品课程—电控发动机⑵检查传感器搭铁电路是否断路或短路：①关闭点火开关；②检查ECTS端子2与发动机搭铁之间的线束是否导通（应导通）；③检查端子2是否与搭铁短路或电源短路。精品课程—电控发动机⑶检测故障零件①检查ECU与冷却水温度传感器之间的线束是否断路或短路；②检查变速器控制模块（TCM）与冷却水温度传感器之间的线束是否断路或短路。精品课程—电控发动机⑷检测冷却水温度传感器①拔下冷却水温度传感器导线连接器，然后从发动机上拆下传感器；②将该传感器置于烧杯内的水中，加热杯中水的同时，用万用表Ω档测量端子1与2之间的电阻应符合标准精品课程—电控发动机③如果不符合标准，则应更换水温传感器。温度为20℃时，电阻为2.1～2.9kΩ；温度为50℃时，电阻为0.68～1.00kΩ；温度为90℃时，电阻为0.236～0.260kΩ精品课程—电控发动机⑸示波器检测水温升高，信号电压减小。精品课程—电控发动机3.进气温度传感器作用：检测进气温度，并将温度信号变换为电信号传送给ECU，该信号是各控制系统的参数修正信号。进气温度传感器的构造精品课程—电控发动机工作原理：一般采用热敏电阻式，当进气温度升高时，电阻值减小，热敏电阻上的分压值降低；反之，则分压值升高。ECU根据接收到的电压信号，计算出温度高低，进而修正喷油量。温度与电阻的关系曲线图精品课程—电控发动机3.爆震传感器（KS）作用：检测爆燃信号，传给ECU，通过调节点火提前角来防止爆燃现象的产生安装在汽缸体上精品课程—电控发动机结构及工作原理：爆震传感器采用压电元件做成，当由于爆震使气缸体振动导致压电元件变形时，压电元件就产生一个电压。精品课程—电控发动机通过测量KNK信号电压的峰值是否超过某一定值，发动机ECU判断发动机是否发生爆震。精品课程—电控发动机爆震传感器的检修检测方法：⑴万用表检测•动态信号：拔下连接器，怠速（或敲击缸体），测量插座两接脚电压，应与规定相符（交流电压信号）•静态电阻：测量传感器电阻，应与规定相符（大于1MΩ或1、2、3间不导通）。•线路检测：测量导线电阻，应为0Ω。精品课程—电控发动机测试传感器连线和外壳间电阻值，应为无穷大。否则更换传感器。启动发动机，用直流电压档测电压应为0-1V左右。（丰田)平型(非共振型)测量其电阻应在120-280k之间。精品课程—电控发动机⑵示波器检测用木槌敲击传感器附近的缸体；应显示有一振动波形，敲击越重，振动幅度就越大；随车检测，信号波形的峰值电压和频率随发动机负载和转速的增加而增加；爆震传感器极耐用，最常见的失效方式是传感器不产生信号，波形显示一条直线，这通常是因为传感器被碰伤，造成物理损坏。精品课程—电控发动机案例1：氧传感器屏蔽失效，信号受干扰•车型：凯迪拉克轿车•故障：发动机正常运转，如果开/闭大灯或其它电器设备就会出现排气管放炮现象，严重时可将排气管炸裂。•检查：外电路无问题，怀疑电脑有故障，打开电脑盒仔细检测，发现有一处接地线因腐蚀断路，此接地线正是氧传感器的信号屏蔽线通过电脑内部接地的位置，用锡焊接通后，即恢复正常。•分析：因断路使屏蔽失效，而造成氧传感器信号受到其它电器的干扰所致。精品课程—电控发动机案例2：爆震传感器损坏•车型：雪佛兰子弹头车•故障：发动机动力不足，加速时放炮，故障灯常亮。•故障检查如下：精品课程—电控发动机插上插头，再测其电压仍为5v（应为2.5V）爆震传感器故障。拔下爆震传感器插头，测量其电压为5v(点火开关打开)正常不正常在传感器旁轻轻敲击缸体，在信号端无交流电压(一般可产生2-4V交流电压)测量传感器电阻为∞(应为3-4.5V)传感器开路，更换传感器调取故障码为43准备检查故障排除精品课程—电控发动机•分析：发动机的最佳工作状态是在临近爆震时刻。当爆震传感器故障，PCM设立故障码，同时将点火正时向后推迟10。发动机动力有所下降，如果急加速，就会产生放炮现象。精品课程—电控发动机案例3：爆震传感器插头脱落•车型：丰田皇冠车•故障：仪表板上“检查发动机”警告灯有时常亮，当常亮时加速无力。•检查步骤如下：精品课程—电控发动机准备检查调取故障码为55爆震传感器故障检查爆震传感器线路，发现插头脱落，插上后再清除故障码故障排除分析：爆震信号故障，ECU推迟点火，动力下降。精品课程—电控发动机4.车速传感器（KS）作用：测量汽车行驶的实际速度用于控制ISC系统，并且在加速、减速过程中参与控制空燃比。安装于变速器输出轴附近精品课程—电控发动机常用的车速传感器：•片簧开关型•光电耦合型片簧开关管型有两个片簧，玻璃管内充入惰性气体密封。当旋转的永磁体的N、S极靠近或远离片簧时，片簧将被吸和或断开。永磁体一般为4极，故永磁体旋转一周，就会输出四个脉冲信号。精品课程—电控发动机•电磁感应型电磁感应式的信号轮一般在变速器的输出轴上随轴一起转动，当齿顶接近或离开传感器时，使感应线圈的磁通量发生改变，从而产生交变的感应电压。电控单元根据电压脉冲频率计算车速。精品课程—电控发动机5.起动与空档开关信号作用：起动信号用来判断发动机是否处于起动工况。起动信号与发动机电源连在一起，由起动开关控制精品课程—电控发动机作用：空挡开关用来向电控单元提供变速杆挡位信号。当变速器处于驻车档或空挡时，输送低于1V的电压信号，否则输出5V的电压信号。精品课程—电控发动机6.曲轴位置传感器和转速传感器作用：用于检测各缸所处的工作状态和活塞的具体位置和发动机的转速有些发动机还有凸轮轴位置传感器，它和曲轴位置传感器提供的信号由电控单元合并，来综合地探测曲轴的转角和发动机的转速。精品课程—电控发动机工作原理：1.霍尔效应式霍尔效应工作原理是当电流IV垂直流过磁场中的薄片半导体时，会在与电流垂直的方向上产生感应电压，且磁场增强时，电压增加，反之减少。精品课程—电控发动机霍尔效应传感器的叶轮随曲轴或凸轮轴转动，叶轮上均匀间隔分布着缺口，当叶片进入空气隙时，磁场被隔开，没有感应电压。当缺口进入空气隙时，产生感应电压。精品课程—电控发动机霍尔效应传感器输出的信号精品课程—电控发动机拓展：•曲轴位置传感器也可通过改变转速传感器叶轮缺口数目长度的方式制成。•转速传感器叶轮一般有18个叶片和18个缺口组成，如果有18个方波信号传给电控单元，那就说明曲轴旋转了一周。•GM公司在内信号叶轮上分别设有三个缺口和3个叶片，3个叶片的弧长分别为100°弧长，90°弧长，110°弧长。安装时使弧长为100°的触发前沿位于第1缸和第4缸上止点前75°，这样ECU就可以知道曲轴的位置了