学习任务1 汽车发动机电控系统的认识

2013全国汽车类情境·体验·拓展·互动·“1+1”理实一体化规划教材学习任务1汽车发动机电控系统的认识汽车发动机电控系统的认识任务目标任务描述1.了解：发动机电控系统应用现状与汽车电子控制理论。2.熟悉：电控发动机的基本组成。3.掌握：发动机电控系统的控制功能。4.学会：发动机电控系统核心元件的位置查找方法。在安全、环保、节能的要求下，自1967年德国Bosch公司研制出电控喷油系统以来，发动机电控技术日新月异，形成了不同的控制方式和多种类型，各大汽车公司在发动机电控系统上形成了各自的特点和风格。了解发动机电控系统的类型、组成、基本原理，学会识别不同生产厂商的发动机及其电控系统是进行电控发动机故障诊断的前提。本项目主要研究全面认识发动机电控系统的组成和控制功能的问题。学习任务12学习任务1汽车发动机电控系统的认识3SyllabusDoonethingatatime,anddoitwell本章内容合作交流创新[]项目1.1汽车发动机电控系统的认识学习任务1汽车发动机电控系统的认识项目5汽车发动机的分类及工作原理58%4【情境导入】一台桑塔纳AYJ车,该车曾因出事故而做过钣金和喷漆修理，修完一段时间后,出现了发动机起动困难的症状,连接故障诊断仪VAG1552检测发动机控制系统，无故障码，起动发动机时发现电动燃油泵不工作，且无高压火,发动机控制单元有时不能通讯。这是怎么回事呢?学习任务1汽车发动机电控系统的认识故障原因分析该车曾因出事故而做过钣金和喷漆修理，发动机控制单元有时不能通讯,决定检查发动机控制单元电源线的接地线，发现控制单元旁边的搭铁点接线柱上有一层油漆。由于对这个接地点的油漆没有清除，钣喷修复后一段时间没有出现故障，时间久后此处接地不良，使ECU搭铁不良，ECU不能工作，最终导致车辆不能起动。打磨紧固后进行测试，起动正常。学习任务1汽车发动机电控系统的认识6发动机电子控制系统(EECS)是指采用计算机等电子设备作为控制装置的自动控制系统。1．功用：其主要功用是采集发动机的工况信号，根据采集的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻以及最佳点火时刻等等，从而提高发动机的动力性、燃油经济性和排放性能。2．组成：发动机电子控制系统由传感器（信号输入装置）、电子控制器ECU（电子控制单元）和执行器（执行元件）三部分组成。1.1.1发动机电控系统的基本组成【理论引导】图1电控系统的基本组成学习任务1汽车发动机电控系统的认识信号输入装置——各种传感器，采集控制系统的信号，并转换成电信号输送给ECU；电子控制单元——ECU，给各传感器提供参考电压，接受传感器信号，进行存储、计算和分析处理后执行器发出指令；执行元件——由ECU控制，执行某项控制功能的装置。学习任务1汽车发动机电控系统的认识(一)主要传感器的类型及功用1.空气流量计(MAF)2.进气管绝对压力传感器(MAP)3.节气门位置传感器(TPS)4.凸轮轴位置传感器(CMP)5.曲轴位置传感器(CKP)6.车速传感器(SPD)7.发动机冷却液温度传感器(THW)8.进气温度传感器(THA)9.氧传感器(02S)10.爆燃传感器(KS)11.起动开关(STA)12.空调开关(A/C)13.挡位开关（P、L、2）ECT14.制动灯开关（STP）ABS15.动力转向开关（PS）16.巡航(定速)控制开关(CCS)学习任务1汽车发动机电控系统的认识1.空气流量计(MAF)在L型电控燃油喷射系统中，由空气流量计测量发动机的进气量，并将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。2.进气管绝对压力传感器(MAP)在D型电控燃油喷射系统中，由进气管绝对压力传感器测量进气管内气体的绝对压力，并将该信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。学习任务1汽车发动机电控系统的认识3.节气门位置传感器(TPS)节气门位置传感器检测节气门的开度及开度变化，如全关(怠速)、全开及节气门开闭的速率信号，此信号输入ECU，用于燃油喷射控制及其他辅助控制(如EGR、开闭环控制等)。4.凸轮轴位置传感器(CMP)凸轮轴位置传感器给ECU提供曲轴转角基准位置信号(G信号)，作为喷油正时控制和点火正时控制的主控制信号。学习任务1汽车发动机电控系统的认识5.曲轴位置传感器(CKP)曲轴位置位置传感器有时称为转速传感器，用来检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号作为喷油正时控制和点火正时控制的主控制信号。6.车速传感器(SPD)车速传感器检测汽车的行驶速度，给ECU提供车速信号，用于巡航控制和限速断油控制，也是自动变速器的主控制信号。学习任务1汽车发动机电控系统的认识7.发动机冷却液温度传感器(THW)冷却液温度传感器给ECU提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。冷却液温度传感器信号也是其他控制系统(如怠速控制和废气再循环控制等)的控制信号。8.进气温度传感器(THA)进气温度传感器的功用是给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。学习任务1汽车发动机电控系统的认识9.氧传感器(02S)氧传感器用来检测排气中的氧含量，向ECU输送空燃比的反馈信号，进行喷油量的闭环控制。10.爆燃传感器(KS)爆燃传感器用来检测汽油机是否爆燃及爆燃强度，将此信号输入ECU，作为点火正时控制的修正(反馈)信号。学习任务1汽车发动机电控系统的认识11.起动开关(STA)发动机起动时，通过起动开关给ECU提供一个起动信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。12.空调开关(A/C)当空调开关打开，空调压缩机工作，发动机负荷加大时，由空调开关向ECU输入信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。学习任务1汽车发动机电控系统的认识13.挡位开关（P、L、2）ECT自动变速器由P/N挡位挂人其他挡位时，发动机负荷将有所增加，挡位开关向ECU输人信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。当挂人P或N挡位时，空挡位位置开关提供P／N挡位位置信号，防止不在P／N挡位时发动机起动。14.制动灯开关（STP）ABS在制动时，由制动灯开关向ECU提供制动信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。学习任务1汽车发动机电控系统的认识16.动力转向开关（PS）采用动力转向装置的汽车，当转向盘由中间位置向左右转动时，由于动力转向油泵工作而使发动机负荷加大，此时动力转向开关向ECU输入信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。17.巡航(定速)控制开关（CCS)当进入巡航控制状态时，由巡航控制开关向ECU输入巡航控制状态信号，由ECU对车速进行自动控制。学习任务1汽车发动机电控系统的认识•(二)电子控制单元图2ECU实物与基本组成学习任务1汽车发动机电控系统的认识•(三)执行器电动燃油油泵喷油器点火器怠速控制阀巡航控制电磁阀节气门控制电动机EGR阀二次空气喷射阀活性炭罐电磁阀学习任务1汽车发动机电控系统的认识191．燃油喷射控制2．点火控制3．怠速控制4．排放控制5．进气控制6．增压控制1.1.2汽车发动机电控系统应用现状【理论引导】7．巡航控制8．警告提示9．自诊断控制10．失效保护控制11．应急备用控制学习任务1汽车发动机电控系统的认识201.汽车电子控制系统的类型根据汽车的总体结构，汽车电子控制系统可分为发动机电子控制系统、变速器电子控制系统、底盘电子控制系统和车身电子控制系统四大类。根据控制功能，汽车电子控制系统可分为动力性、安全性、舒适性和娱乐通讯信息控制四种类型。每一个控制系统可以由各自的电子控制单元（ECU）单独控制，也可由几个系统组合起来用一个ECU进行控制。在不同车型上，其组合形式和控制功能不尽相同。1.1.3汽车电子控制技术控制理论【理论引导】学习任务1汽车发动机电控系统的认识212.控制理论在汽车电子控制系统中的应用1.1.3汽车电子控制技术控制理论【理论引导】(1)开环控制开环控制系统的控制方式比较简单，ECU只根据传感器信号对执行元件进行控制，而控制的结果是否达到预期目标对其控制过程没有影响。开环控制——ECU根据传感器的信号对执行器进行控制，但不去检测控制结果。在汽车电子控制系统中，燃油喷射式发动机的启动工况和加速工况以及汽车前照灯光束的控制就采用了开环控制方式。为了满足实际应用需要，开环控制系统必须精确校准，并在工作过程中设法保持该校准值不发生变化。在系统存在扰动的情况下，当被控制的输出量偏离给定量时，开环系统就没有纠正的能力了,即控制就会降低。学习任务1汽车发动机电控系统的认识闭环控制——也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，并反馈给ECU。闭环控制系统的突出优点是精度较高。无论什么干扰，只要被控制量的实际值偏离给定值，由于采用了反馈，对外界扰动和系统内部参数变化引起的偏差，系统就会产生调节作用来减少这一偏差，因此，可以采用精度不太高而成本比较低的元件组成一个比较精确的控制系统。在汽车电子控制系统中，空燃比反馈控制、发动机爆震控制、排气再循环（EGR）控制、防抱死制动控制等都采用了闭环控制方式。(2)闭环控制学习任务1汽车发动机电控系统的认识(3)自适应控制在汽车电子控制系统中，自适应控制得到了广泛地应用，海拔高度，工作温度，点火时刻，喷油时间以及空燃比等的控制，都采用了自适应控制方式。(4)学习控制在发动机电子控制系统中，为了改善爆震和空燃比控制时的相应特性，从80年代中期开始，研究人员便开始将学习控制用于控制系统。设计了系统能将反馈值（如氧传感器的输出电压）与参考值的偏差存入存储变换表的一个特定区域中，该区域与执行反馈时的发动机工作条件相对应。当发动机进入与该工作条件相同的工况时，则使用已存储的偏差去修正控制值，从而将被控参数控制在一个最佳值。学习任务1汽车发动机电控系统的认识(5)模糊控制在对汽车的控制中，我们知道有些情况(如燃气混合过程、缸内燃气燃烧过程等)的过程是很难找到其精密的模型，即使能找到模型，但通常会因模型过于复杂而很难用于实时利用模糊控制方法，则不需要预先知道过程精确的数学模型。在控制过程中，首先要把各种传感器测出的精确量转化成适合于模糊运算的模糊量，以便对各执行元件进行具体的操作控制。对于车速是“高”还是“低”，虽然是一个模糊量，但是可根据各人的体会、经验和测试结果，运用模糊统计的方法得出车速对“高”或“低”的隶属程度，再求出其隶属函数和隶属函数曲线，利用隶属函数建立模糊数学模型，从而实现模糊控制。学习任务1汽车发动机电控系统的认识251.1.4汽车发动机的识别【理论引导】对于汽车发动机的识别可以通过汽车维修手册、汽车铭牌、汽车VIN代码等途径来识别。VIN是英文VehicleIdentificationNumber（车辆识别码）的缩写。ASE标准规定：VIN码由17位字符组成，所以俗称“17位码”，相当于“汽车身份证”。它包含了车辆的生产厂家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及组装地点等信息。学习任务1汽车发动机电控系统的认识•我国汽车代号（GB/T16735-2004)已经与国际车辆识别代号（VIN）接轨，由3部分17位字码组成（图0-10）。对年产量≥500辆的制造厂，车辆识别代号的第一部分为世界制造厂识别代号（WMI）；第二部分为车辆说明部分（VDS）；第三部分为车辆指示部分（VIS）。图3我国车辆识别代号编码第一部分WMI第二部分VDS第三部分VIS学习任务1汽车发动机电控系统的认识代码LE4EJ68WAV5700321位数[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17]位数意义位数意义1生产国别代码L－中国7车身型号代码4门金属硬顶车2制造厂家代码北京吉普汽车公司8发动机型号代码2.5L四缸化油器汽油机3汽车类型代码BJ2021系列9工厂检验代码4总质量代码1361～1814kg10车型年款代码V－19975车型种类代码4×4驱动、左置转向盘11总装工厂代码BJC总装厂6装配类型代码中高档型12～17出厂顺