001发动机带速控制系统的检测和诊断.ppt

弋国鹏yiguopeng 1 怠速控制系统 弋国鹏yiguopeng 2 怠速控制的意义 1 温度发生变化时进行必要的怠速转速的调整 2 负荷发生变化时进行必要的怠速转速的调整 3 蓄电池电压发生变化时进行必要的怠速转速的调整 弋国鹏yiguopeng 3 怠速控制系统的组成 弋国鹏yiguopeng 4 一是实现发动机起动后的快速暖机过程 二是自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转 怠速控制的内容 起动后控制 暖机过程控制 负荷变化时的控制 减速时的控制 怠速转速控制的实质是对怠速时充气量的控制 怠速控制的功用 弋国鹏yiguopeng 5 控制类型 一是控制节气门旁通空气道的空气流量的旁通控制式 二是直接控制节气门关闭位置的节气门直动式 弋国鹏yiguopeng 6 一 附加空气滑阀式怠速控制系统1 双金属片式的附加空气滑阀 弋国鹏yiguopeng 7 2 石蜡式附加空气滑阀 弋国鹏yiguopeng 8 二 步进电机控制式怠速控制系统 弋国鹏yiguopeng 9 1 控制程序 弋国鹏yiguopeng 10 2 控制原理 首先发动机控制模块根据节气门位置传感器的信号 怠速信号 和发动机转速信号 来判断发动机是否处于怠速运行状态 然后发动机控制模块根据发动机冷却液温度传感器 空调开关 动力转向以及空挡启动开关等信号源 按照存储器内存储的参考数据 确定相应的目标转速 一般情况下 怠速控制常采用发动机转速反馈形式 即发动机的实际转速与目标转速进行比较 根据比较得出的差值 确定相应目标转速控制量 去驱动步进电机 弋国鹏yiguopeng 11 3 步进电机的控制电路 弋国鹏yiguopeng 12 4 步进电机的驱动过程 发动机控制模块 ECU 依一定顺序 使功率管VTl VT2 VT3 VT4适时导通 分别给步进电机定子线圈供电 驱动步进电机转子旋转 使前端的阀门移动 改变阀门与阀座之间的距离 调节旁通空气道的空气流量 使发动机怠速转速达到所要求的目标转速 弋国鹏yiguopeng 13 1 怠速空气控制阀起动初始位置的确定 为了改善发动机的再起动性能 在每次关闭发动机点火开关后 发动机控制模块都会控制怠速控制制阀 使其处于全开状态 以便为下次起动作好准备 为了使怠速空气控制阀在发动机下次起动时能处于完全打开状态 在点火开关切断电源后 必须持续给发动机控制模块和步进电机供电一段时间 在这段时间内 通过发动机控制模块内部主继电器控制电路对主继电器进行控制 弋国鹏yiguopeng 14 2 怠速空气控制阀的起动控制过程 在发动机起动后 若怠速空气控制阀仍保持在全开状态 怠速转速必然会升得过高 造成发动机机械零件的过度磨损和燃油经济性的下降 所以在起动期间或起动后 当发动机转速达到规定值 此值由冷却液温度确定 时 发动机控制模块便开始控制步进电机 将阀门关小到由冷却液温度所确定的阀门位置 弋国鹏yiguopeng 15 3 怠速空气控制阀的暖机控制过程 在发动机暖机过程中 随着发动机冷却液温度的上升 怠速空气控制阀 ISCV 的开度越来越小 当冷却液温度达到70摄氏度时 暖机控制结束 弋国鹏yiguopeng 16 4 怠速空气控制阀的反馈控制过程 怠速控制的过程就是目标转速和实际转速进行比较的过程 在发动机怠速运转时 如果发动机的实际转速与发动机控制模块 ECU 存储器存储的目标转速相差超过一定值 如20r min 时 发动机控制模块 ECU 将通过步进电机控制怠速空气控制阀 ISCV 增减旁通空气量 使发动机的实际转速与目标转速尽可能相同 弋国鹏yiguopeng 17 5 发动机负荷变化的预控制过程 发动机在怠速运转时 如果启动空调制冷系统 转动方向盘或挂档 都将使发动机的负荷立刻发生变化 为了避免发动机怠速转速因为载荷的变化而产生波动甚至造成熄火 在发动机转速出现变化前 发动机控制模块 ECU 增加怠速空气控制阀 ISCV 的开度 增大进气量 提高发动机的怠速转速 保持发动机怠速运转的稳定性 而当这些载荷去除以后 发动机控制模块 ECU 便会减小怠速空气控制阀 ISCV 的开度 使发动机恢复加载前的转速 弋国鹏yiguopeng 18 6 电器负载增多时的怠速控制过程 在怠速运转时 如使用的电器负载增大到一定程度时 蓄电池电压就会降低 为了保证发动机控制模块 ECU B端和点火开关IC端具有正常的供电电压 需要控制步进电机 相应地增加旁通道空气量 提高发动机怠速转速 提高发电机的输出功率 以维持蓄电池电压的稳定性 弋国鹏yiguopeng 19 7 学习控制过程 发动机控制模块 ECU 通过步进电机的正 反转步数 确定怠速控制阀的位置 达到调整发动机怠速转速的目的 但由于发动机在整个使用期间 其性能会发生变化 虽然步进电机控制阀门的位置未变 而怠速转速也和初设的数值不同 此时发动机控制模块 ECU 可在反馈控制的基础上进行学习控制 使发动机转速达到目标值 与此同时 发动机控制模块 ECU 将步进电机转过的步数存储在存储器中 以便在以后的怠速控制中使用 弋国鹏yiguopeng 20 6 步进电机式怠速控制系统的测试 1 测试目的主要目的是为了测试发动机温度或载荷发生变化时 发动机控制电脑能否发出正常的驱动信号 步进电机式怠速空气控制阀能否正常动作 发动机的转速是否发生正常的变化 弋国鹏yiguopeng 21 2 测试过程 弋国鹏yiguopeng 22 3 结果分析 当发动机负荷发生变化时 发动机控制模块 ECU 应当发出怠速控制指令 此时 怠速控制阀应调节节气门的旁通空气量 进而改变发动机的转速 如果信号发生变化 而发动机转速不会有太多的变化 则表明可能是怠速空气控制阀 IACV 出现故障 也可能是旁通空气道出现故障 弋国鹏yiguopeng 23 三 旋转电磁阀式怠速控制系统 弋国鹏yiguopeng 24 一 旋转电磁阀式怠速控制系统的工作原理 弋国鹏yiguopeng 25 1 起动控制 为提高发动机的启动性能 在发动机起动前 怠速空气控制阀的开度应保持到最大 而在发动机启动过程中 发动机控制模块会根据发动机的运行状况 来自节气门位置传感器和发动机冷却液温度传感器的信号 从存储器中取出预存的数据 控制怠速空气控制阀的开度 弋国鹏yiguopeng 26 2 暖机控制 在发动机起动后 发动机控制模块 ECU 根据发动机冷却液温度 适时控制怠速空气控制阀 IACV 的开度 控制发动机在暖机过程中怠速转速的变化 即随着发动机冷却液的温度的升高 怠速空气控制阀的开度越来越小 发动机的怠速转速越低 弋国鹏yiguopeng 27 3 反馈控制 发动机起动后 当满足反馈控制条件 怠速触点闭合 车速低于2km h 空调开关断开 时 发动机控制模块将根据发动机实际转速与存储器中预先设定的目标转速进行比较 如果发动机的实际转速低于目标转速 发动机控制模块控制怠速控制阀将阀门开大 反之 如果发动机的实际转速高于目标转速时 将阀门关小 弋国鹏yiguopeng 28 4 发动机负荷变化时的控制 发动机在怠速运转时 如果启动空调制冷系统 转动方向盘或挂档 都将使发动机的负荷立刻发生变化 为了避免发动机怠速转速因为载荷的变化而产生波动甚至造成熄火 在发动机转速出现变化前 发动机控制模块增加怠速空气控制阀的开度 增大进气量 提高发动机的怠速转速 保持发动机怠速运转的稳定性 而当这些载荷去除以后 发动机控制模块便会减小怠速空气控制阀的开度 使发动机恢复加载前的转速 弋国鹏yiguopeng 29 5 学习控制 旋转电磁阀式怠速控制 是根据占空比控制阀门的转动角 来达到调节发动机怠速转速之目的 但由于发动机在整个使用期间 其性能会发生变化 尽管控制的占空比仍保持在某一值 然而发动机的怠速转速和使用初期数值已不一样 此时发动机控制模块可在反馈控制的基础上 进行学习修正 将怠速转速调整到目标值 当目标怠速达到后 发动机控制模块将其占空比存人备用的存储器中 在以后的怠速控制中作为这一工况下控制占空比的基准值 弋国鹏yiguopeng 30 二 系统的测试过程 弋国鹏yiguopeng 31 1 运行发动机一直到发动机的温度达到正常值 确保发动机的怠速转速是正常的 弋国鹏yiguopeng 32 2 将自动变速器的档位开关放置在停车档或空挡 用一根跨接线将检测接口1内的TE1端子和E1端子跨接起来 然后起动发动机 观察发动机的转速 弋国鹏yiguopeng 33 3 对于所有车型的发动机 此时发动机转速在5s的时间段内将提高到一个特定的数值 例如900 1000r min 然后再回到怠速状态 弋国鹏yiguopeng 34 4 如果发动机的转速不象上面所描述的那样变化 就应当检查怠速控制电磁阀的电阻和运行情况 如果发动机转速的变化符合要求 拔掉跨接线 关闭点火开关 弋国鹏yiguopeng 35 5 在确保点火开关一定关闭的情况下 测量怠速控制电磁阀的电阻 拔掉怠速空气电磁阀的连接器 用万用表 测量电磁阀一侧 B端子和每个控制端子之间的电阻 弋国鹏yiguopeng 36 6 如果测得的电阻不符合技术要求 则应更换怠速空气控制电磁阀 弋国鹏yiguopeng 37 7 从节气门体上拆下怠速空气控制阀 按照图中的标识向电磁阀提供电源 例如向RSC端子和 B端子之间提供电压 怠速控制控制阀应完全关闭 而向RSO端子和 B端子之间提供电压 怠速控制控制阀应完全打开 否则更换怠速空气控制阀 弋国鹏yiguopeng 38 8 如果怠速空气控制阀的电阻和运行情况均正常 而怠速控制又不理想 就应当检查发动机控制模块和怠速空气控制阀之间的线路连接 弋国鹏yiguopeng 39 四 节气门直动式怠速控制系统 弋国鹏yiguopeng 40 一 系统的组成及其工作原理 弋国鹏yiguopeng 41 1 节气门位置传感器 TPS 节气门位置传感器 TPS 安装在节气门控制器内 与节气门轴杆直接相连 它是一种电位器式的传感器 其阻值的变化与节气门的开度成反比 并将其阻值的变化转换成相应的电信号输送给发动机控制模块 ECU 发动机控制模块 ECU 根据该信号的大小和变化的速率 判断出发动机运行的各种工况 并进行各工况下的供油量 点火正时的控制 弋国鹏yiguopeng 42 2 怠速节气门位置传感器 ITPS 怠速节气门位置传感器安装在节气门控制器内 它是一种电位器式传感器 其输出量的变化仅受怠速直流电机的控制 当发动机进入怠速工况时 节气门在直流电机的驱动下 该传感器的阻值随节气门开度的增大或减小而变化 该传感器将其阻值的变化转换成相应的电信号输送给发动机控制模块 发动机控制模块根据该值确定出怠速节气门的位置 从而使发动机随怠速负荷的变化稳定运行 弋国鹏yiguopeng 43 弋国鹏yiguopeng 44 弋国鹏yiguopeng 45 3 怠速开关 怠速开关安装在节气门控制器内 与节气门主驱动轴直接相连 它是一种触点式开关 仅当节气门主驱动机构复位时 即人工操纵机构复位时 该触点开关才闭合 通知发动机控制模块发动机进入怠速工况 发动机控制模块根据该信号及此时发动机的负荷来调整怠速供油量和发动机转速 弋国鹏yiguopeng 46 4 怠速直流电机 怠速直流电机安装在节气门控制器内 当发动机怠速运行时 或因发动机冷却液温度低 空调的加入 动力转向的加入等原因使发动机负荷增大时 为使发动机怠速稳定 该电机经一套齿轴机构推动节气门 使其开度加大来增加发动机的进气量 提高发动机的动力 相反 在发动机怠速下减载时 同样在该电机的作用下 使节气门的开度减小 以免发动机超速 从而保证发动机在怠速工况下运行稳定 弋国鹏yiguopeng 47 四 节气门直动式怠速控制系统的测试与维修 弋国鹏yiguopeng 48 1 为什么要进行基本设置通过解码器阅读数据流 我们会发现 在发动机运行过程中 当节气门变脏后 发动机在怠速时 节气门的开度会适当增大 这是因为节气门体内变脏后 在相同的节气门开度下 进气量会相应减少 将不足以维持发动机的额定转数 此时 发动机控制模块或节气门控制模块会使节气门的开度逐渐增大 在清洗节气门后 怠速时节气门的开度会适当减少 如果有此动作 则说明发动机控制模块或节气门控制模块具有学习功能 它不但能够检查到电器元件参数的变化 还能够快速适应这种变化 弋国鹏yiguopeng 49 但是 有些发动机控制模块或节气门控制模块并不会对新的节气门执行机构进行自动适应 必须进行强制学习 那发动机控制模块或节气门控制模块怎样才能知道节气门的初始参数 这就需要进行节气门执行机构的基本设置 在未做基本设置之前 如果发动机控制模块或节气门控制模块收到一个节气门怠速完全关闭的电压信号 其实并不知道其准确的开启角度 这是因为发动机控制模块或节气门控制模块还不知道节气门是处于最小怠速位置还是最大怠速位置等基本参数 弋国鹏yiguopeng 50 如果发动机控制模块或节气门控制模块知道了节气门最小怠速位置和最大怠速位置 就知道了怠速时节气门位置传感器输出的电压范围 同时发动机控制模块或节气门控制模块也会检测到怠速时节气门位置传感器的几个中间位置的输出电压值 也就知道了怠速时节气门位置传感器的输出特性 这样 当发动机控制模块或节气门控制模块收到任一节气门开度位置的信号电压时 就能判断出节气门的开度 弋国鹏yiguopeng 51 2 利用专用诊断仪进行基本设置的通道代号基本设置是指人为的创造一个特定的初始状态 即用故障诊断仪命令发动机控制模块或节气门控制模块做一次基本设置的过程 它由发动机控制模块或节气门控制模块进行 不能人工干扰 利用相同的仪器进行基本设置时 为什么不同车型基本设置的通道会不一样呢 原来 基本设置这一功能项代号是多少取决于仪器 但是针对不同车型的基本设置的通道代码则取决于发动机电控系统所采用的软件 弋国鹏yiguopeng 52 基本设置就是让发动机控制模块或节气门控制模块了解节气门体的基本特性参数 只有这样 才会在以后的运行过程中自动的调整节气门的动作 弋国鹏yiguopeng 53 3 基本设置时节气门执行元件的动作测试在进行基本设置时 节气门体内会发出哒哒的声音 也可以看到节气门在抖动 这是因为节气门在步进电机的驱动下做如下动作 从初始位置关闭到最小位置 然后再从最小位置开启到最大位置 最后重新回到初始位置 此时 发动机控制模块或节气门控制模块会把最大开度 最小开度及最大与最小之间的三等分位置时节气门位置传感器的输出电压记录下来 这样发动机控制模块或节气门控制模块就识别了节气门体的特性 弋国鹏yiguopeng 54 4 在什么情况下要进行节气门基本设置在影响到电子控制模块与节气门体协调工作的因素出现时 需进行基本设置 具体情况包括 1 在更换发动机控制模块或节气门控制模块后 新的电子控制模块内还没有存储节气门体的特性 需进行基本设置 2 在发动机控制模块或节气门控制模块后 其存储器的记忆丢失 需进行基本设置 弋国鹏yiguopeng 55 3 更换节气门体后 需进行基本设置 4 更换或拆装进气道后 影响到发动机控制模块或节气门控制模块与节气门体之间的协调工作 即对怠速的控制造成影响时 需进行基本设置 5 在清洗节气门体后 怠速节气门位置传感器的特性虽然没有变化 但在相同的节气门开度下 进气量已发生了变化 怠速控制特性已发生变化 需进行基本设置 弋国鹏yiguopeng 56 5 不进行基本设置会有什么后果对上述部件进行维修或更换后 如果不进行基本设置 发动机控制模块或节气门控制模块与怠速控制元件的工作会出现不协调 表现就是怠速控制不精确 不稳定 如怠速忽高忽低 怠速不稳 但这种不良表现是暂时地 这是因为发动机控制模块或节气门控制模块具有学习并自动适应的功能 只是这个学习与适应过程不如基本设置快速 准确 弋国鹏yiguopeng 57 有的车型对以上部件进行维修或更换后 不但要进行基本设置 还要清除原学习值 这与车型的软件有关 比如捷达前卫轿车在清洗节气门后 如果只进行基本设置 发动机怠速转速会偏高 这是因为发动机控制模块或节气门控制模块还记忆着怠速时原节气门的开度值 使用VAG1551的功能10 性质通道00 执行清除学习值功能后 发动机怠速恢复正常 弋国鹏yiguopeng 58 电子油门应用实例 弋国鹏yiguopeng 59 电子油门 E Gas 的功能 在电子油门系统中 节气门不是通过油门踏板的拉索来控制的 节气门与油门踏板间无机械式连接装置 油门踏板位置由两个油门踏板位置传感器来通知发动机控制单元 这两个传感器与油门踏板一体 是可变电阻 且包在一个壳体内 柴油车只有一个传感器 油门踏板位置是发动机控制单元的一个主要输入参数 它反映了驾驶员的意愿 节气门是由节气门控制单元内的一个电机 即节气门控制器 来控制的 在整个转速及负荷范围内均有效 节气门是由节气门控制单元根据发动机控制单元指令来控制 弋国鹏yiguopeng 60 当发动机不转且点火开关打开时 发动机控制单元根据油门踏板位置传感器的信息来控制节气门控制器 也就是说 当油门踏板踏下一半时 节气门也打开一半 当发动机运转时 有负荷 那么发动机控制单元可以不依靠油门踏板位置传感器来打开或关闭节气门 也就是说 在有些工况条件下 尽管油门踏板只踏下一半 但节气门也可能已完全打开了 这样就有一个优点 可避免截流损失 另外还能在一定负荷状态下减少有害物质排放并降低油耗 发动机所需扭矩由控制单元通过节气门开度及进气量 发动机转速等来确定 电子油门 E Gas 总成包括了用于确定 调整及监控节气门位置的所有部件 如 节气门控制单元 油门踏板位置传感器 EPC警报灯 发动机控制单元等 弋国鹏yiguopeng 61 踏板传感器 节气门控制单元 弋国鹏yiguopeng 62 结构 踏板机构滑动片踏板位置传感器 1 G79踏板位置传感器 2 G185 传感器信号中断 一个传感器信号失真或中断 如果另一个传感器处于怠速位置 则发动机进入怠速工况 如果是负荷工况 则发动机转速上升缓慢 若两个传感器同时出现故障 则发动机高怠速 1500转 分 运转 弋国鹏yiguopeng 63 检查油门踏板位置传感器 G79 和 G185 发动机控制单元将角度传感器电压值换算成百分比 以5伏为基数 并显示该百分比值 慢慢将油门踏板踏到底 观察显示区3和4的百分比 显示区3的百分比应均匀升高 显示区4的百分比也应均匀升高 显示区3中的显示值总应是显示区4中显示值的2倍 如果未达到规定标准 检查供电及导线连接 更换油门踏板位置传感器后 带自动变速器的车还应进行基本设定 弋国鹏yiguopeng 64 节气门控制单元的组成及导线连接 弋国鹏yiguopeng 65 节气门位置传感器G187 G188 弋国鹏yiguopeng 66 检查节气门位置传感器 G187 和 G188 慢慢将油门踏板踏到底 观察显示区1和2的百分比 显示区1的百分比应均匀升高 显示区2的百分比应均匀下降 显示区1中的显示值升高