汽车电控系统工作原理与结构
•2020/5/26
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电子控制单元(ECU)的基本功能
将输入信号和输出指令信号与标准值进行比 较,确定并存储、显示故障信息。
向执行元件输出指令,或根据指令输出自身 已储存的信息(如故障信息等)
自我修正(学习)功能(如长期燃油修正、 短期燃油修正)。
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执行元件的类型
在发动机的控制系统中,执行元件主有: 喷油器 点火器 怠速控制阀 节气门控制电机 EGR阀 进气控制真空电磁阀 冷却风扇电机
起动开关(STA):发动机启动时,通过起动开关 给ECU提供一个启动信号,作为燃油喷射和点火正 时的修正信号。
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,作为燃油喷射和点火正时的修正信号。
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发动机主要传感器及其作用
挡位开关:检测自动变速器挡位所处的位置 ,并向ECU输入作为燃油喷射和点火正时的 修正信号。
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新的 OBD 诊断坐连接标准 DLC-J1962
Pin 7:KWP1281或KWP2000 协议诊断线 (K线),波特率10400/多 数厂家默认KPW2000诊断线。 Pin8:点火开关打开有电 IG+,点火开关 ON/Off 状态识别用途 Pin9:7号脚不方便用时,启用*KWP1281或KWP2000 协议诊断线 (K线),波特率10400。 Pin10:ISO 11519-4 (Bus-)(SAE J1850),和 2号脚同时使用, 41.6 Kbps PWM脉宽调制。 Pin 11:Chrysler,CCD- (not OBD) 克莱斯勒 CCD-BUS网线 L 线 。 Pin 12:* K 线 制造厂保留用。 Pin 13:* K 线 制造厂保留用。 Pin 14:ISO 15765-4,CAN-BUS 高速诊断线 (L线) 250/500 kbit/s Pin 15:KWP1281或KWP2000 协议诊断线 (K线);7P不够用或控制 单元过多时启用。 Pin 16:长火线 BAT+。
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电控技术在发动机上运用的优点
改善发动机的启动性能:电控系统能根据发 动机温度变化,对进气量和供油量进行精确 控制,从而保证发动机顺利启动和平稳经过 暖机过程,可明显改善发动机的低温启动性 能和热机运转性能。
降低排放污染:电控系统对发动机在不同使 用环境下的各种运行工况优化控制,提高了 燃烧质量,同时各种排放控制系统在发动机 上的运用,都使发动机的排放污染降低。
OBD-II具有数据传输功能,并规定了两个传输线 标准:欧洲统一标准(ISO-II)规定传输用7和15 端子,美国统一标准用(SAE-J1850)规定用2和 10端子。
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新的OBD 诊断坐连接标准 DLC-J1962
Pin 1:SAE J2411,GM single wire CAN;通用公司单 线 CAN-BUS Pin 2:ISO 11519-4 (Bus+)(SAE J1850),和10号脚 同时使用, 41.6 Kbps PWM脉宽调制 单线用法:只用2号脚1根线通讯10.4 Kbps VPW可变脉宽 调制byte header + CRC,no “checksum” or “interbyte separation” (In Frame response byte ?)。 Pin 3:Chrysler,CCD+ (not OBD) 克莱斯勒 CCDBUS网线 H 线。 Pin 4:底盘地 Chassis ground。 Pin 5:逻辑地 Signal ground。 Pin 6:ISO 15765-4;CAN-BUS 高速诊断线(线) ,250/500 kbit/s。
电控点火系统(ESA):最基本的功能是点火提前角的控制。 该系统根据曲轴位置、凸轮轴位置、爆震、进气管绝对压力、 空气流量、节气门位置和发动机水温传感器的信号,判断发动 机的运行工况和运行条件,选择最理想的点火提前角点燃混合 气,从而改善发动机的燃烧过程,以实现发动机的动力性、经 济性和降低发动机排放污染的目的。此外,电控系统还对点火 线圈通电时间、爆燃进行控制。
提高发动机的动力性:进气阻力减少(取消了化油 器)、提高了充气效率,且电控系统可以保证进入 发动机的空气得到充分利用,从而提高发动机的动 力性。
提高发动机的燃油经济性:电控系统精确控制发动 机工作所需的混合气浓度,使燃烧更完全、燃油利 用更充分,从而提高发动机的燃油经济性。
改善发动机的加速性和减速性能:在发动机的加速 和减速运行的过度工况下,电子控制单元的高速处 理功能,使控制系统能够迅速响应,使汽车的加速 和减速反映更灵敏。
制动灯开关:在制动时,由制动开关向ECU 提供制动信号,作为燃油控制和点火正时修 正信号。
动力转向开关:检测动力转向油泵是否工作 ,将信号向ECU输入,作为燃油控制和点火 正时修正信号。
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发动机主要传感器及其作用
巡航控制开关:当进入巡航状态时向ECU输 入控制状态信号,由ECU自动对车速进行控 制。 随着汽车技术的不断发展,传感器的数 量也将不断增加。一个传感器的信号可以通 过CAN-BUS系统供多个控制系统使用。
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发动机主要传感器及其作用
凸轮轴位置传感器(CMP):提供凸轮轴转角基 准位置信号(G信号),作为点火正时和喷油正时 控制的主信号。
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发动机主要传感器及其作用
节气门位置传感器(TPS):检测节气门的开度 及开度变化,作为燃油喷射的修正信号。也是自动 变速器的控制信号。
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发动机电控系统的基本组成
输入元件
ECU
执行元件
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发动机电控系统的基本组成
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发动机主要传感器及其作用
空气流量计(MAF):检测发动机的进气量,是 喷油脉宽的主控制信号。
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发动机主要传感器及其作用
进气温度传感器(IAT):检测发动机的进气温度 。是喷油脉宽的修正要传感器及其作用
氧传感器(O2S):检测废气中氧含量,向ECU 输送空燃比的反馈信号,进行空燃比的闭环控制。
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发动机主要传感器及其作用
爆震传感器(KS):检测汽油机是否发生爆震及 爆震强度,将此信号输入ECU作为点火正时控制的 修正(反馈)信号。
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发动机主要传感器及其作用
曲轴位置传感器( CKP):也称转速 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,作为点火正 时和喷油正时控制 的主信号。
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发动机主要传感器及其作用
进气压力传感器:检测进气歧管的压力(发动机的 负荷),喷油量控制的主信号号。
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应用在发动机上的的电控系统
应急备用系统:应急备用系统的功能由ECU 内的备用IC(集成电路)来完成,当ECU内 的微处理器或少数重要的传感器(CPU、 I/O接口、存储器、进气压力传感器)出现 故障车辆无法行使时,该系统将燃油喷射和 点火正时控制在设定的水平上,作为一种备 用功能使汽车能维持基本行使,以便将汽车 开到最近的维修站。
自我诊断与报警系统:电子控制单元设有故障自诊断 系统,随时对控制系统各部分的工作进行监测,当检 测到传感器或执行器和相关线路出现故障时,即刻将 故障内容储存在存储器中。如排放系统出现问题即刻 点亮故障指示灯并存储故障内容。
失效保护系统:当传感器或其线路发生故障时,控制 系统自动按电脑中预先设定的参考信号值工作,以便 发动机能继续运转。(IGF例外)
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OBD-II的主要特点
OBD-II具有行车记录功能,能记录车辆行使过 程的有关数据资料;能记忆和重新显示故障码的 功能,可利用仪器方便、快速地调取或清除故障 码。
装用OBD-II的汽车,采用相同的故障码代号及 故障码统一。故障码由1个英文字母和4个数字 组成(PO341)。SAE共规定了100个统一的 OBD-II故障码。其含义如下表:
OBD-Ⅱ随车电脑诊断系统的出现。杜绝了各汽车厂采 用不同诊断、不同故障代码、不同诊断功能给维修带来 的诸多不便,它为汽车电控系统提供了统一的检测方式 、统一的诊断模式、统一的诊断插座、统一的安装位置 及维修手段。
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OBD-II的主要特点
汽车装用统一的16P诊断座,安装在驾驶室仪表盘 下方。如下图:
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应用在发动机上的的电控系统
进气控制系统:根据发动机转速和负荷的变化,对 发动机的进气进行控制,以便提高发动机的进气效 率,从而改善发动机的动力性。
增压控制系统:对发动机进气增压装置的工作进行 控制。在装有废气涡轮增压装置的汽车上ECU是根 据检测到的进气管压力,对增压装置进行控制,从 而控制增压装置对进气增压的强度。
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应用在发动机上的的电控系统
电控燃油喷射系统(EFI):在电控燃油喷射系统中,喷油量 的控制是最基本的也是最重要的控制内容,ECU是根据进气量 确定基本的喷油量,再根据其他的传感器(如冷却液温度、节 气门位置传感器等)信号对喷油量进行修正,使发动机在各种 运行工况下,均能获得最佳浓度的混合气,从而提高发动机的 动力性、经济性和排放性。除喷油量控制外,还有喷油正时控 制、断油控制和燃油泵控制。
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OBD-II故障码说明
代码性质
代码
P
控制系统
汽车电控系统工作原理 与结构