汽车电控单元(ECU)电路分析

汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术2.3发动机ECU及其控制电路主要内容：2.3发动机ECU及其控制电路一、发动机ECU的控制电路二、发动机ECU的电源电路三、发动机ECU的搭铁电路四、传感器信号电路ECU?发动机ECU的基本功能ECU是控制系统的核心。ECU按照一定的程序对各种输入信号进行运算、储存、分析处理，然后输出指令，控制相关执行元件工作，以达到快速、准确、自动控制发动机工作的目的。ECU控制系统有各自独立的电路，也有共同电路。有何特点？电控发动机ECU的主要控制功能：燃油喷射控制、点火控制、怠速控制、进气控制、尾气排放控制，以及充电控制、空调压缩机控制、冷却风扇控制和速度控制等、失效保护、故障自诊断（1）在维修中，如果怀疑ECU有故障，怎么办？可通过检测ECU各端子的工作参数与标准参数进行比较来确定；用一个已知无故障的ECU替代旧ECU进行试验，若故障现象消失，说明原ECU有故障；一般情况下，ECU是不可修复件，有故障必须更换。（2）对于大部分电控系统，接通点火开关，各个传感器、执行器的正极就被接通，ECU需要对它们进行控制时，就接通其负极。提问：温度传感器输出电压过低，而其他传感器输出电压过高时，应首先检查ECU上传感器的搭铁线接触是否良好，传感器的导线是否有断路处。为什么？也有少数执行器是通过ECU接通正极电源端来对传感器和执行器进行控制的。哪些？如__________。（3）ECU一旦进水或受潮怎么办？必须在最短的时间内拆下，擦干净表面浮水，用塑料口袋封闭，用真空机将内部的水分抽干净。不要将ECU放入低温烤箱内烘烤，也不要用热风机烘烤ECU，那样会使水分进入ECU电路板内部，造成永久性损坏。ECU进水后不得继续行驶或重新起动，继续行驶或重新起动可能使进水的ECU内部短路。（4）更换ECU?更换发动机ECU之前，需要检查所有的传感器工作是否正常，蓄电池的电压是否正常，搭铁是否良好。更换发动机ECU时，需要识别车辆的年款、厂家、型号、发动机排量、发动机ECU上的OEM零件号。更换发动机ECU后，许多车型必须将ECU与发动机进行匹配。更换ECU?拆卸旧发动机ECU和安装新发动机ECU之前，都应断开蓄电池。装好发动机ECU并重新连接好线束后，再重新接上蓄电池。许多发动机ECU在安装后，或断开电源后，必须要经过“再学习”过程。比如，对于某些车型，蓄电池断开后，可能要经过特定程序才能建立基本怠速，而有些车型只需经过短时期的驾驶让ECU自我调节。一、发动机ECU的电源电路发动机ECU的电源电路包括：+B、+B1接通电路或EFI主继电器工作电路。电源电路：（1）点火开关控制式（2）发动机ECU控制式1.点火开关控制式EFI主继电器由点火开关直接控制。当接通点火开关，电流进入EFI主继电器线圈，触点闭合，给发动机ECU的+B和+B1端子提供电压。点火开关控制ECU电源点火开关控制ECU电源电源+B、+B1有电吗？电源BATT有电吗？E1搭铁是否良好？ECU的E1搭铁是否良好?更换发动机ECU之前，需要检查所有的传感器工作是否正常，蓄电池的电压是否正常，搭铁是否良好。断开点火开关，BATT电压为10～14V；接通点火开关，+B或+B1与E1的电压应在10～14V。如果电压为0，则将万用表负极表笔接车身搭铁处，正极表笔接+B或+B1，接通点火开关；如果电压在10～14V之间，说明E1搭铁不良（与车身之间）或电控单元有故障；如果电压仍为0，说明蓄电池电源未送到+B（检查+B电源电路，如EFI15A熔断器、易熔线、点火开关等）。如果以上检查都正常，则检查主继电器及蓄电池与继电器之间线路断开点火开关：BATT电压为10～14V，+B、+B1电压为0；接通点火开关：+B或+B1与E1的电压应在10～14V。接通点火开关，+B或+B1与E1的电压：如果电压为0，则将万用表负极表笔接车身搭铁处，正极表笔接+B或+B1，接通点火开关；几种可能？0、12？接通点火开关，+B或+B1与E1的电压：如果电压为0，则将万用表负极表笔接车身搭铁处，正极表笔接+B或+B1，接通点火开关；如果电压在10～14V之间，说明E1搭铁不良（与车身之间）或电控单元有故障；如果电压仍为0，说明蓄电池电源未送到+B？检查+B电源电路，如EFI15A熔断器、易熔线、点火开关、主继电器及蓄电池与继电器之间线路2.发动机ECU控制ECU电源当点火开关处于ON时，蓄电池向发动机ECU的IGSW端子供电；发动机ECU又通过M-REL向EFI主继电器提供控制信号，使EFI主继电器接通，从而蓄电池通过EFI主继电器向发动机ECU+B端子提供电源电压。发动机ECU控制ECU电源发动机ECU控制ECU电源特别提示：EFI主继电器向ECU提供电源，断开点火开关后，ECU在一段时间内仍为发动机提供电压。知识链接（1）蓄电池与发动机ECU的BATT端子常连接，以防止切断点火开关时，故障码和存储器中的其他数据消失。（2）有些车辆还为大电流用电系统设置专用继电器，如空燃比传感器及加热器电路。知识链接：（3）在发动机ECU控制停车系统的车辆中，EFI主继电器也有用钥匙未锁报警开关来控制主继电器。（4）发动机ECU的电源线路可能有四条：BATT、+B、+B1、IGSW。知识链接：（5）检查BATT与E1之间的电压：如电压为0，则检查BATT与车身搭铁间的电压。如果电压为12V，说明E1搭铁不良或电控单元有故障；如果电压为0，则检查蓄电池正极与电控单元BATT端子之间线路。点火开关ON时，+B电压为0？什么原因？二、发动机ECU的搭铁控制发动机ECU有三条基本的搭铁点（电路）：E01、E02、E1、E2、E21发动机ECU的搭铁：三条、多个端子请思考该二极管有何作用？二极管的作用？执行喷油器开关动作的控制电路，是由三极管控制喷油器线圈的搭铁回路，三极管的集电极(c)连接喷油器，发射极(e)搭铁。如果c极和e极短路，就会出现打开点火开关后，喷油器始终喷油的故障；如果c极断路，就会使喷油器无法完成搭铁回路，导致喷油器不喷油。另外，与三极管c极并联的保护二极管如果短路，也会出现喷油器一直喷油的现象。发动机ECU的搭铁端子1.发动机ECU工作搭铁电路（E1）E1是发动机ECU的搭铁端子，通常接在发动机进气室附近。2.传感器搭铁电路（E2、E21）ECU的E2和E21端子是传感器搭铁端子，与ECU内部电路中的E1端子相连。通过外部搭铁使传感器搭铁电位与发动机ECU搭铁电位有相同值，以防止传感器探测电压值产生误差。3.用于驱动器工作的搭铁电路（E01、E02）发动机ECU的E01和E02端子是执行器搭铁端子，用于喷油器、怠速控制阀和空燃比传感器加热器等执行器的搭铁。与E1端子一样，它们都连接在发动机进气室上。搭铁不良（断、接触不良）会有什么后果？特别提示：ECU上喷油器接地线不实（接触不良）导致发动机转速丢转（丢失转速）。为什么？汽车在中速行驶中有时会出现发动机转速丢转，发动机转速突然下降200r/min左右，丢转时间通常持续数秒，然后发动机转速恢复正常。丢转故障的出现时间没有规律性。这类故障通常是由于ECU上喷油器接地线不实造成的。为什么？提醒：ECU上喷油器接地线不实，导致喷油器接地电阻增大，流经喷油器电磁线圈的电流明显减小，从而使喷油器开阀时间（在触发脉冲加到电磁线圈后，从脉冲开始到针阀形成最大升程状态的时间）延长，数据流上显示的喷油脉宽没有改变，但喷油器的实际喷油量小于正常值，导致混合气偏稀，虽经氧传感器调节，仍无法满足工作需要，于是汽车在中速行驶中有时会出现发动机转速丢转，并会留下混合气浓度和燃油修正控制有关的故障码。关于搭铁线的思考？汽车上的零部件哪些是通过零件壳体直接搭铁的？哪些是专用导线单独搭铁的？为什么？通常汽车电气采用单线制？有采用双线制的吗？（举例）三、传感器信号电路传感器将各种信号转换成可以被发动机ECU检测的电压变化信号。传感器信号及与ECU的连接关系有以下五种类型。1.“恒定电压+电位计”向ECU提供0～5V模拟信号（TPS/VTA、MAFMAP/PIM）1.“恒定电压+电位计”向ECU提供0～5V模拟信号（VTA、PIM）特别提示：ECU向传感器提供5V恒定电压。形成5V恒压、固定电阻和电位计的电路。按照分压原理，检测出端子VS的电压，即可计算出电位计的位置，换算成节气门开度、进气压力等信号。传感器用0～5V的电压变化来反映被检测的节气门开度或进气歧管压力。如果恒定电压电路失灵或VC电路短路，CPU的电源供应中断，会使发动机ECU停止工作、发动机失速。2.“恒定电压+热敏电阻器”向ECU提供0～5V模拟信号（THW、THA）“恒定电压+热敏电阻器”向ECU提供0～5V模拟信号（THW、THA）提醒：当热敏电阻器断路时，A点的电压5V；当传感器不正常搭铁短路时，A点电压为0V。因此，发动机ECU的自诊断功能很容易检测出传感器断路、短路故障。3.“恒定电压+开关”向ECU提供0或5V数字信号（IDL、NSW、晶体管）3.“恒定电压+开关”向ECU提供0或5V数字信号（IDL-怠速触点开关、NSW-空挡起动开关、晶体管）ECU提供一个5V的恒定电压给开关或晶体管。当开关或晶体管断开时，VC端子电压是5V；当开关或晶体管接通时，VC端子电压是0V。发动机ECU根据电压变化来检测传感器（IDL、NSW、晶体管）的工作情况。4、发动机ECU以外电源向ECU提供工作信号（STA、STP）发动机ECU以外电源向ECU提供工作信号（STA、STP）当制动灯开关接通时，制动灯点亮，12V电压提供给发动机ECU；当制动灯开关断开时，制动灯熄灭，0V电压提供给发动机ECU。ECU通过检测被提供的电压值来判断某些电器是否工作5、利用传感器自身产生的电压向ECU提供工作信号（G、NE、OX、KNK）5、利用传感器自身产生的电压向ECU提供工作信号（G、NE、OX、KNK）G、NE、OX、KNK等传感器，由于传感器自身发电和输出功率，就不需要外加电压，发动机ECU通过接收产生的电压和频率来确定它的工况。由于NE信号、KNK信号是以交流形式输出的，当检查发动机ECU端子电压时，需要使用示波器等高精密测量仪器进行测量。提示小结2.3发动机ECU及其控制电路一、发动机ECU的基本电路二、发动机ECU的电源电路三、发动机ECU的搭铁电路四、传感器信号电路1.发动机ECU的电源是如何被控制的？2.发动机ECU有几条搭铁电路？搭铁电路有故障对发动机有何影响？作业