认识发动机电子控制系统工作过程

课题二:认识电子控制系统工作过程主讲:弋福林南充旅游职业中专南充旅游职业中专学校2一、学习目的•各汽车制造厂生产的电子控制系统在工作原理方面很相似，通过学习，能够我们能够认识电子控制系统工作过程，并理解复杂的电子控制系统。南充旅游职业中专学校3二、相关知识•（一）发动机电子控制系统组成发动机电控系统包括传感器、发动机ECU、执行器3个组成部分，其工作关系如图1-12所示。南充旅游职业中专学校41．传感器•传感器是感知发动机信息的元件，把非电量信号转换成电量信号•功用是向控制单元提供汽车运行状况和发动机工况南充旅游职业中专学校5电子控制系统中常见的传感器作用•空气流量计（MAF）—测量发动机的进气量•进气压力传感器（MAP）—测量进气管内气体的绝对压力。•节气门位置传感器（TPS）—检测节气门的开度及开度变化•凸轮轴位置传感器（CMP）—提供凸轮轴转角基准位置信号南充旅游职业中专学校6•凸轮轴位置传感器（CMP）—提供凸轮轴转角基准位置信号•曲轴位置传感器（CKP）—提供发动机转速信号和曲轴转角信号•进气温度传感器（IAT）—检测进气温度•冷却液温度传感器（ECT）—给ECU提供发动机冷却液温度信号。•车速传感器（VSS）—检测汽车行驶速度。•氧传感器（TPS）—检测排气中的氧含量。•爆震传感器（O2S）—检测汽油机是否爆震及爆震强度南充旅游职业中专学校72．发动机ECU•发动机ECU接收来自传感器的信息，经信息处理后发出相应的控制指令给执行器•发动机ECU根据空气流量计或进气歧管压力传感器和转速传感器的信号确定空气流量，再根据空燃比要求确定基本供油量，然后进行点火提前角、温度、节气门开度、空燃比等各种工作参数的修正，确定某一工况下的最佳喷油量南充旅游职业中专学校8•ECU主要由输入处理器、中央处理器、存储器和输出驱动器等组成，如图1-13所示发动机ECU组成南充旅游职业中专学校93．执行器•执行器执行发动机ECU的指令，从而完成控制目的。•发动机电控系统主要的执行器有电动燃油泵、喷油器、怠速控制阀、点火器等南充旅游职业中专学校10（二）电子控制系统工作过程1．传感器的电信号•传感器的电信号可以分为模拟电压信号和数字电压信号两种（1）模拟电压信号模拟电压信号是在一定范围内连续变化的信号,大多数车用电控系统中的传感器产生的是模拟电压信号南充旅游职业中专学校11模拟电压信号的示例南充旅游职业中专学校12（2）数字电压信号•数字电压信号不是高电压就是低电压•如果开关迅速接通或断开，就有一个数字电压信号从开关加到灯泡上（见图1-15）南充旅游职业中专学校13南充旅游职业中专学校14•在发动机控制单元中，中央处理器每秒钟能产生很多数字电压信号，用于控制系统中的各种继电器和电器元件。•中央处理器根据精确控制的要求，改变数字信号中高电压或低电压的持续时间南充旅游职业中专学校15（3）数字电压信号和二进制码•数字信号不是高值就是低值，低值数字信号可用数字0代表，高值数字信号可用数字1代表，这种给数字信号赋予数值的方式叫二进制编码•在二进制编码系统中只有两个数字，就是0和1（见图1-16）南充旅游职业中专学校16在发动机控制单元中，信息以二进制码的形式进行交换，状态、数字和字符都用多位0和1的组合表示南充旅游职业中专学校172．输入信号的处理•输入信号通过控制单元的输入处理电路进行处理•输入处理电路主要由放大器和模/数转换器构成，具有放大作用和模/数转换的作用，如图1-17所示南充旅游职业中专学校18（1）输入信号放大输入信号放大的目的是使输入信号增加到发动机控制单元可用的程度（2）模/数转换（A/D）由于传感器产生模拟信号，而中央处理器处理的是数字信号，所以必须把模拟信号变为数字信号南充旅游职业中专学校193．中央处理器和存储器•（1）中央处理器•中央处理器是发动机控制单元中的计算和决策芯片，如图1-18所示南充旅游职业中专学校20（2）存储器•存储器中含有程序和中央处理器进行运算所需的汽车数据，存储器芯片在外形上与中央处理器芯片相似。•如图1-19所示为燃油油量信号的存储和读取。南充旅游职业中专学校21存储器中存储着有关汽车各种工况下理想的控制信息（如空燃比、点火提前角），称为标定信息南充旅游职业中专学校224．控制单元对信息的处理•1）信号由传感器的输入及处理•以进气温度传感器的信号输入与处理为例，介绍发动机控制单元是如何处理信息的•进气温度传感器向发动机控制单元输送模拟电压信号，A/D转换器再把这个信号转换成数字信号（见图1-20）南充旅游职业中专学校23南充旅游职业中专学校24•中央处理器收到数字信号后访问存储器中的信息，从查询表中查出此空气温度对应的空气密度，把空气密度信息传给中央处理器，中央处理器控制输出驱动器和燃油喷油器，提供发动机所需要的准确数量的燃油（见图1-21）南充旅游职业中专学校25南充旅游职业中专学校26（2）信号输出驱动器和执行器•中央处理器通过输出驱动器控制执行器。•发动机控制单元的输出驱动器由很多晶体管组成，执行器通常是一些继电器、电磁线圈或显示器等•例如，每个燃油喷油器都有一个电磁线圈，蓄电池为每个执行器供电。当中央处理器输出信号令输出驱动器接通执行器时，输出驱动器就给执行器送去一个“接地”信号（图1-22）南充旅游职业中专学校27南充旅游职业中专学校28（三）发动机电子控制系统电源电路和接地电路•1．电源电路•电源电路的作用是为发动机ECU提供电源。•电路包括点火开关、EFI主继电器等。•电源电路在汽车中主要采用点火开关控制和ECU控制两种方式。南充旅游职业中专学校29（1）点火开关控制式南充旅游职业中专学校30（2）ECU控制式南充旅游职业中专学校312．接地电路发动机ECU接地电路它包含了以下3种基本的接地电路南充旅游职业中专学校32（1）ECU工作的接地电路E1端子是发动机ECU单元接地端子，并且通常在发动机进气管上搭铁。（2）传感器接地电路端子E2和E21是传感器接地端子，这两个端子与ECU内部电路中的E1端子相连（3）用于驱动器工作的接地电路E01和E02端子是执行器接地端子，并且与E1端子一样，在发动机进气管上搭铁南充旅游职业中专学校33任务三电控发动机维修前的准备工作弋福林南充旅游职业中专学校南充旅游职业中专学校34一、学习目的•各种电控发动机的结构设计不同，必须选择适合的维修手册、工作场所和设备，这是维修的基础工作•通过本任务的学习，可了解维修准备工作的基本信息南充旅游职业中专学校35二、相关知识•（一）车间的安全知识•汽车维修车间的每一个人必须遵守车间安全规则，以避免车间内发生危险，避免人身伤害和汽车损坏等财产损失。•1．汽车维修车间的主要危险•①汽油和油漆等易燃液体必须适当处理和储存，否则容易引起火灾。南充旅游职业中专学校36•②易燃材料（如浸油的抹布）必须适当存放，以免火灾。•③蓄电池含有硫酸溶液，充电时会产生能够爆炸的氢气。•④松动的排水沟（井）盖可能引起脚或脚趾损伤。•⑤腐蚀性液体（如清洗液等）对皮肤和眼睛有害。•⑥车间压缩空气系统的高压空气如果穿透皮肤进入血管是非常危险的南充旅游职业中专学校37•⑦电器设备或电灯导线破损可导致严重的触电事故。•⑧危险废料如废旧蓄电池必须正确处理，以免造成人身伤害。•⑨汽车排出的一氧化碳是有毒的。南充旅游职业中专学校38南充旅游职业中专学校392．人身保护措施•①在车间内一定要戴安全眼镜或戴面罩，车间常用保护人身的安全装备如图1-28所示•②如果在高噪声环境下工作时应戴耳塞或耳罩•③一定要穿适合保护脚的靴子或鞋子(在汽车维修车间工作时，适合穿厚底靴子或足尖处有钢板盖的鞋子，能够防止重物下落、火花飞溅以及腐蚀液体对脚的伤害)南充旅游职业中专学校40南充旅游职业中专学校41•④在进行汽车维修作业时，不要戴手表、首饰和戒指，避免将电路搭铁短接引起火灾。•⑤不要穿宽松的衣服，长发要束在脑后，宽松的衣服和长发容易缠绕到旋转的部件上•⑥当在粉尘环境下工作时应戴呼吸器以保护肺部南充旅游职业中专学校423．汽车维修车间安全守则•①保持车间地面清洁，有任何东西污染了地面应立即进行清洁。•②油漆或其他易燃液体应储存在密闭的储存器内。•③沾上了油的抹布必须放在安全、有盖的废物箱内，避免产生自燃，引起火灾。•④保持车间整洁，不要将重物（如用过的零件等）留在工作台上。南充旅游职业中专学校43（二）基本操作规范•在汽车维修车间里进行工作时，遵守基本的操作规范是非常重要的•1．着装图1-29①务必穿着干净的工作服。②必须戴好帽子，穿好安全鞋南充旅游职业中专学校442．车辆保护•开始维修前，准备好散热器格栅罩、翼子板保护罩、座椅护面及地板垫（见图1-30）。南充旅游职业中专学校453．安全操作•①两个或两个以上人员一起工作时，一定要相互检查安全情况。•②发动机运转的情况下进行工作时，确保工作间通风，以排出废气。•③维修高温、高压、旋转、移动或振动的零件时，一定要佩戴适当的安全装备，并且格外注意不要碰伤自己或他人。南充旅游职业中专学校464．安全顶起和支撑车辆•①顶起和支撑车辆时要小心，一定要在正确的位置顶起和支撑车辆。•②举升车辆时，使用适当的安全设备。南充旅游职业中专学校475．准备工具和测量仪表•开始操作前，准备好工具台、专用工具、仪表、机油和更换的零件。6．拆卸和安装、拆解和组装操作•①充分了解正确的维修步骤后，对故障进行诊断。•②拆下零件前，检查总成的总体状况以确认是否变形或损坏南充旅游职业中专学校48•③对于复杂的总成，要做记录•例如，记录拆下的电气连接、螺栓或软管的总数，并做上装配标记，以确保重装时各零部件装到原位置上。•必要时，可对软管及其接头做临时标记•④如有必要，则清洗拆下的零件，并且在全面检查后进行组装南充旅游职业中专学校497．处置拆下的零件•①应将拆下的零件整齐摆放在工具车内（见图1-32），以免与新零件混淆或弄脏新零件。•②对于不可重复使用的零件，如衬垫、O形密封圈、自锁螺母，要按照维修手册中的说明用新件进行更换。•③若客户有要求，则保留拆下的零件以备客户检查。南充旅游职业中专学校50（三）常用电控发动机诊断设备•1．万用表•万用表可以在不同的量程检测直流电压、交流电压、电阻、电流的值。汽车用万用表如图1-33所示。南充旅游职业中专学校512．试灯•试灯通常用于检测电路的断路、短路和搭铁，又可分为无源试灯和有源试灯，如图1-34所示•无源试灯•有源试灯南充旅游职业中专学校52（1）无源试灯•通常情况下，将无源试灯搭铁夹子连接到汽车的搭铁部位，探针连接到电路中以测试该处是否存在电压。•如果探针接触的电路处有电压，试灯就会点亮。南充旅游职业中专学校53（2）有源试灯•有源试灯看起来与12V试灯类似，但有源试灯有内部电池。•检测电路时应先将电路的正极与电源断开，然后将有源试灯的探针连接到电路的正极端，有源试灯的另一端连接在搭铁上，试灯应点亮。•如果试灯不亮，说明电路断路。南充旅游职业中专学校543．听诊器•听诊器用来确定发动机或其他设备噪声的声源，如图1-35所示。•听诊器的拾音器放到要检测的设备上，听诊器的接收器戴在技师的耳朵上南充旅游职业中专学校554．真空压力表•真空压力表（见图1-36）可用来检查进气歧管真空度。•真空压力表通常提供真空软管和各种接头等。南充旅游职业中专学校565．燃油压力表•燃油压力表用来检测燃油喷射系统的燃油压力。•燃油压力表通常包括连接燃油压力表与燃油系统的接头和软管，如图1-37所示南充旅游职业中专学校576．喷油器清洗检测设备•通常清洗喷油器的仪器为超声波清洗仪。•使用喷油器检测仪器可以模拟发动机的工作状况对各种形式喷油嘴进行检测，可以直观地看到喷油器的工作情况，如图1-38所示南充旅游职业中专学校587．点火正时灯•现在大多数电控发动机的点火正时可用检测仪进行检查，如果汽车使用了分电器电控点火系统，就需要用点火正时灯进行基本的点火正时设置。•汽车点火正时灯如图1-39所示。南充旅游职业中专学校598．故障检测