教学课件·汽车电气设备维修实训

1、一、汽油发动机的计算机控制1981年前，唯一存在的发动机控制系统是EFI (电控燃油喷射)系统，其使用计算机控制喷油量。除了EFI，如今有各种计算机控制系统，包括ESA(电子控制点火提前)、ISC(怠速控制)和诊断系统等。第六章 汽油发动机控制系统概述二、计算机控制程序为了使计算机正常地进行功能控制，它要求一个由各种输出和输入设备组成的系统。控制发动机的计算机称为发动机ECU或ECM（发动机控制模块)。只有当发动机ECU处理来自传感器的输入信号并输出控制信号驱动执行器工作时，整个系统作为计算机控制系统运作。第六章 汽油发动机控制系统概述三、电子燃油喷射系统的概述EFI系统使用各种传感器探测发动

2、机和车辆的运行工况。根据来自这些传感器的信号，EGU计算喷油量并驱动喷油器以喷射合适的油量。第六章 汽油发动机控制系统概述四、电子控制点火提前系统的概述 ESA根据各种传感器的信号，感知发动机工况，然后选择适合的当前情况的最佳点火正时来控制点火正时。第六章 汽油发动机控制系统概述五、怠速控制系统的概述 ISC系统是控制怠速，使它可在各种工况下(暖机、电力负荷等)保持正常工况。为使燃油消耗量和噪声减至最小，尽可能使发动机的转速保持低转速，并且是稳定的怠速区域。第六章 汽油发动机控制系统概述六、诊断系统的概述发动机ECU包括一个诊断系统。ECU不断地监视由各种传感器传来的信号。 如果它探测到一个故

3、障的输入信号，ECU用DTC (诊断故障代码)记录该故障并点亮MIL(故障指示灯)。手持式检测仪的DTC故障代码和故障数据输出的诊断功能是一个非常高级和综合形式的电子系统。第六章 汽油发动机控制系统概述第八章 电子燃油喷射概述1燃油系统2喷油世家能控制3电子燃油喷射(EFI)系统应用各种传感器来探测发动机的工作状态和汽车行驶状态。发动机ECU计算出最佳的燃油喷油量，并使喷油器喷射燃油。图8-1是电子燃油喷射系统的基本构造。第八章 电子燃油喷射（1）发动机ECU(发动机控制单元)。根据传感器传送的信号，计算出最佳的燃油喷射时间。（2）空气流量计进气歧管压力传感器。探测进气量或歧管压力。（3）曲轴

4、位置传感器。探测曲轴转角和发动机转速。（4）凸轴位置传感器。探测标准曲轴转角的信息(汽缸位置的判别)和凸轮轴正时。（5）水温传感器。探测冷却液温度。（6）节气门位置传感器。探测节气门开度。（7）氧传感器。探测废气中氧气的浓度。第八章 电子燃油喷射电子燃油喷射的类型按进气量探测法分类，有两种电子燃油喷射系统。1.LEFI(空气流量控制型)这种EFI系统采用空气流量计直接测量进气歧管中流入的空气量。有两种探测方法：一种直接测量进气涡流，另一种根据基本空气量进行校正。2.DEFI(歧管压力控制型)这种EFI用于测量进气歧管的压力，利用进气空气密度探测出进气量。概述8.1一、概述燃油被燃油泵从油箱吸出

5、，由喷油器在压力下进行喷射。燃油管里的燃油压力须由压力调节器和脉冲缓冲器进行调节，以保持稳定的燃油喷射。主要部件如下：（1）燃油箱。（2）燃油泵总成。（3）燃油泵。（4）燃油泵滤清器。（5）燃油滤清器。（6）压力调节器。（7）输送管。（8）喷油器。（9）脉动缓冲器。二、燃油泵燃油泵安装于油箱中，与燃油滤清器、压力调节器和燃油表等结合为一整体。电动机带动油泵叶轮压缩燃油。燃油泵停止时，单向阀关闭，以维持燃油管路内的残余压力，这样有助于使发动机重新启动。若没有残余压力，在高温时很容易出现气阻，使发动机重新启动变得很困难。当出油口侧压力过高时，安全阀开启，防止燃油压力过高。三、压力调节器压力调节器将

6、喷油器的燃油压力控制在324kPa(3.3kgfcm2)(视发动机型号不同，具体压力值也会有不同)。此外，压力调节器能像燃油泵的单向阀一样，维持燃油管里的残余压力。有两种燃油调节方法。1.第一种这种燃油调节方法是将燃油压力控制在一个恒定的压力值。当燃油压力超过压力调节器的弹簧的压力时，阀门开启，使燃油回流到燃油箱并调节压力。提示：喷油器的喷射通道利用歧管真空造成真空状态，抽取燃油。这种真空状态随着发动机工作状态的变化而不断变化。因此，这种燃油调节方式，发动机ECU根据进气歧管真空的变化，计算每次喷射时间内燃油的喷油量，确保喷油器喷射适当数量的燃油。2.第二种这种燃油调节方法中，装备有一个高压油

7、管，它持续调节燃油压力，使燃油压力高于歧管压力产生的一个固定压力。其基本工作原理与第一种燃油调节方法相同，但由于歧管真空被作用于膜片的上腔，燃油压力就通过阀门开启时，根据歧管压力改变燃油压力进行控制，燃油通过回油管流回燃油箱。提示：喷油器的喷射通道利用歧管真空造成真空状态，抽取燃油。这种真空状态随着发动机工作状态的变化而不断变化。因此，这种燃油调节方式中，燃油压力根据进气歧管真空而不断进行调节，使燃油压力保持高于某一固定压力，以确保每次喷射时间都能维持一个固定的喷油量。四、脉动缓冲器脉动缓冲器采用一个膜片，吸收由于燃油喷射和燃油泵压缩而产生的微量的燃油压力脉动。维修提示：燃油压力的检查可通过脉

8、动缓冲器的螺旋装置来轻易实现。提示：在有些型号的发动机上没有配备脉动缓冲器。五、喷油器喷油器根据发动机ECU传来的信号将燃油喷射进汽缸的进气口。发动机ECU传来的信号使电流在电磁线圈中流动，拉动针阀，此时阀门开启，喷射燃油。由于针阀行程是固定的，燃油喷油量由流入电磁线圈的时间来控制。维修提示：O形环的处理方法如下。O形环不可重复使用。安装O形环时，先将其涂上汽油。把喷油器向输油管上安装时，小心不要损坏O形环。当喷油器安装到输油管上后，用手转动喷油器。若喷油器旋转不平滑，则说明O形环已损坏。六、燃油滤清器和燃油泵滤清器1.燃油滤清器燃油滤清器能去除由燃油泵压缩器中的灰尘和杂质。2.燃油泵滤清器燃

9、油泵滤清器在燃油进入燃油泵之前，去除燃油中的灰尘和杂质。维修提示：若燃油滤清器发生阻塞，则会降低传递至喷油器的燃油压力，使得发动机启动困难，操纵不灵活。提示：有些燃油泵安装在燃油箱外部。在某些车型中，采用螺栓接头或各种类型的快速接头来连接燃油管。七、燃油泵的控制1.基本工作原理燃油泵只在发动机运转时工作。若发动机不在运转，即使点火开关开启，燃油泵也不会运作。(1)点火开关至“ON”位置。当点火开关位于“IG”位置时，EFI继电器接通。(2)点火开关至“STA”位置。发动机启动时，从点火开关的ST端子会传递一个STA信号到发动机ECU。当STA信号被输入到发动机ECU时，发动机ECU内部的晶体管

10、接通，结果开路继电器被打开。随后，电流流进燃油泵，使燃油泵开始运作。(3)发动机启动运转。发动机运转的同时，发动机ECU收到曲轴位置传感器传来的NE信号，晶体管继续保持开启，使燃油泵继续运作。(4)若发动机停止，即使点火开关仍处于开启状态，NE信号也不再被输入发动机ECU，故发动机ECU会关闭晶体管，其结果开路继电器被关闭，使燃油泵停止工作。维修提示：DLCl：有些汽车装备有DLCl，如图所示。当DLCl的+B终端和FP终端短路时，在点火开关关闭的情况下，使用一个SST，电流就可以不经过开路继电器而流向燃油泵，使燃油泵开始运作。这样，就可以通过迫使燃油泵运作而检查燃油压力或燃油泵的运作。2.燃

11、油泵的速度控制这种控制能使燃油泵速度变慢，当燃油过多时 (比如当发动机低速运转时)，可以减少燃油泵的磨损，减少电能消耗。当电流经燃油泵控制继电器的B触点和电阻，再流入燃油泵时，燃油泵处于低速运转。当发动机启动或发动机高速运转时，发动机ECU使燃油泵控制继电器的触点切换到A触点，使燃油泵处于高速运转。提示：由发动机ECU和燃油泵ECU通过控制接通，关闭控制速度某些型号的燃油泵中，燃油泵的速度是通过燃油泵ECU控制的，而不是由开路继电器、燃油泵控制继电器和电阻控制的。此外，这种控制系统中，还有一个燃油泵系统诊断功能。当探测到故障时，会从燃油泵ECU向发动机ECU的D1终端传递一个信号。3. 燃油泵

12、关闭系统有些汽车有这样的机械装置，在遇到下述情况时，燃油泵控制系统能使燃油泵停止运转，以保证安全。(1)当空气囊充气胀开时。当驾驶员空气囊、前排乘客空气囊或座椅侧空气囊充气胀开时，燃油切段控制装置使燃油泵停止运转。当发动机ECU从空气囊中央传感器总成探测到充气信号时，发动机ECU便会断开开路继电器，使燃油泵停止运作。当燃油断开控制开始运转时，也可通过关闭点火开关而取消，使燃油泵重新开始运转。(2)当车辆发生碰撞或翻车时。当车辆发生碰撞时，燃油泵惯性作动开关会关闭燃油泵，减少燃油泄漏。燃油泵惯性作动开关位于燃油泵ECU和发动机ECU之间。当在发生碰撞时，开关内的钢珠移动，开关从触点处分开并断开，

13、停止燃油泵的运作。当该燃油泵关闭系统运作后，需使燃油泵重新运行时，把复位开关按至顶部以重新设定燃油泵关闭系统。一、燃油喷射方法和喷油正时燃油喷射方法有独立喷射燃油到每个汽缸或者同时喷射燃油进入所有汽缸两种，也有各种不同的喷射正时，比如，按设定正时喷射、根据进入空气量或发动机转速的变化喷射燃油。基本的燃油喷射方法和喷射正时如图816所示。此外，喷油量越大，开始喷射的时间越早。1.独立喷射式(按点火顺序)曲轴每转两圈，燃油按点火顺序逐一向每个汽缸喷射一次。2.组群喷射式曲轴每转两圈，燃油依次喷入每组汽缸一次。两组喷射。三组喷射。四组喷射。3.同步喷射式曲轴每转一圈，燃油被同时喷入各个汽缸，完成一个

14、喷射过程。每次所燃烧的燃油量是两次喷射所喷出燃油量之和。二、燃油喷射时间控制发动机ECU通过改变喷射时间来改变每次注入汽缸内的燃油量。准确的燃油喷射时间取决于以下两点。（1）基本燃油喷射时间取决于空气的摄入量和发动机转速。（2）各种校正喷射时间取决于各传感器的信号。发动机ECU最终反馈给喷油器的喷射时间需要加上各种基本时间的校正时间。主要有以下几种校正控制。启动加浓。预热加浓。空燃比反馈校正(适用于大多数车型)。加速加浓。燃油切断。功率加浓。其他校正。第九章 电子点火提前概述1点火电路2ESA的控制3一、概述电子控制点火提前(ESA)系统是一个根据各种传感器传来的信号，采用发动机ECU(发动机

15、控制单元)来确定点火正时的系统。发动机ECU根据记忆中存储的最佳点火正时与发动机工况相对应的情况下，计算出点火正时，并将点火信号传送给点火器。最佳点火正时主要由发动机转速和进气量 (进气歧管压力)决定。概述9.1二、构造ESA系统由各种传感器、发动机ECU、点火器、点火线圈和火花塞组成。1.传感器的作用（1）凸轮轴位置传感器(G信号)（2）曲轴位置传感器(NEI信号)（3）空气流量计进气歧管压力传感器(VG或 PIM信号)（4）节气门位置传感器(IDL信号)（5）水温传感器(THW信号)（6）爆震传感器(KNK信号)（7）氧传感器(OX信号)概述9.12.发动机ECU的作用发动机ECU接收从传

16、感器传来的信号，计算出发动机在每种工况下相对应的最佳点火正时，将点火信号(IGT)传递给点火器。3.点火器的作用点火器针对发动机ECU输出的IGT信号，间歇性地将初级线圈电流作用于点火线圈。它还将点火确认信号(IGF)传递给发动机ECU。概述9.1一、概述发动机ECU根据G信号、NE信号以及其他各种传感器传来的信号确定点火正时。点火正时一旦确定，发动机ECU将IGT信号传递给点火器。当传递给点火器的点火信号处于“开”的状态时，初级线圈电流流动至点火线圈；当点火信号关闭时，流向点火线圈的初级线圈电流被切断。同时，点火确认信号IGF被传递给发动机ECU。二、分电器型点火电路分电器型点火电路系统使用

17、分电器发送高压电流到火花塞。分电器型点火电路的导通基本和DIS控制相同，然而只有一个单独的点火器和点火线圈，只有IGT和 ICF输出。点火线圈产生的高压电通过分电器送到每个汽缸。三、IGT和IGF信号1.IGT信号根据不同传感器的信号，发动机ECU计算优化点火正时并发送IGT信号到点火器。在发动机ECU中的微机计算点火正时前，IGT信号被打开，然后断开；当IGT信号被断开，火花塞点火。2.IGF信号点火器利用一个反电动势把一个IGF信号发送至发动机ECU，此反电动势是在施加在点火器线圈的初级电流被切断时或利用初级电流量产生的。当发动机 ECU接收到此IGF信号时，便确定已点火 (然而，这并不意

18、味着有实际的火花。)如果发动机ECU没有收到IGF信号，诊断功能DTC被存入发动机ECU，并且失效保护功能使燃油喷射停止。一、点火正时控制概述点火正时控制包括两个基本控制。1.启动点火控制启动点火控制是在预定的曲轴转角进行点火，而不考虑发动机的运作情况。该曲轴转角称为初始点火正时角。2.启动后点火控制启动后点火控制是由初始点火正时角、基本点火提前角和各种校正进行的，基本点火提前角根据发动机负荷和转速计算得出。二、初始点火时间角判断初始点火正时角由以下因素决定：当发动机ECU接受了G信号(图形左边A点)后，再接受NE信号(图形左边B点)，这就决定了当曲轴转角达到上止点前5、7或10(不同的机型角

19、度也不同)时，此时的角度即为最初点火正时角度。三、启动点火控制和启动后点火控制1.启动点火控制当发动机启动时，由于其速度较低，再加上进入的空气质量不稳定，因此VG和PIM信号不能被用作控制信号。所以，点火时间设置在初始点火时间角。初始点火正时角是由发动机ECU的备份IC控制的。此外，NE信号用于确定发动机什么时候被启动，并且当发动机转速小于或等于500r/min时，表明发动机正在启动。2.启动后点火控制启动后点火控制就是当发动机启动后正常运转时的有效控制。这种控制是通过对初始点火正时角和基本点火提前角进行各种校正来完成的。点火正时=初始点火正时角+基本点火提前角+校正点火提前角当启动后点火控制

20、有效时，微处理器计算出IGT信号并通过支持备份IC输出。四、基本点火提前角基本点火提前角是由NE信号和VG信号或者PIM信号来决定的。决定基本点火提前角的NE信号和VG信号被储存在发动机ECU的内存中。1.IDL信号打开时控制IDL信号打开，根据发动机转速点火正时提前。2.IDL信号关闭时控制点火正时按NE信号和VG信号或者PIM信号来确定，而这些信号又以存储在发动机ECU上的数据为依据。五、校正点火提前控制1.预热校正当冷却液温度太低而要改善发动机的行车性时，使用点火时间提前角。某些机型的发动机为了适合进入的空气质量而进行校正提前角。在极冷的条件下，通过该校正功能可将点火时间角提前大约15。

21、2.过热校正当冷却液温度极高时，点火时间将被延迟，以防止爆震或过热。这种校正使点火时间角度延迟最大5。提示：某些机型也使用以下信号进行校正控制。（1）空气计量计信号(VG或PIM)。（2）发动机转速信号(NE)。（3）节气门位置信号(1DL)。3.稳定怠速校正如果发动机怠速时从目标怠速速度开始变化，那么发动机ECU将会调节点火时间以使发动机转速稳定。发动机ECU不断地计算出发动机的平均速度。因此，如果发动机转速降至目标怠速转速以下，发动机ECU将会使点火时间提前预设角度；如果发动机转速高于目标怠速转速，则发动机ECU将延迟预设角度。4.爆震修正如果发动机出现爆震，爆震传感器就会把爆震产生的振动

22、转化为一个电压信号 (KNK信号)，并把它传绐发动机ECU。5.其他校正还有一些发动机型为ESA系统增加了下列几种校正，以便更准确有效地控制点火时间。(1)空燃比例反馈校正。(2)EGR(废气的再循环)校正。(3)扭矩控制校正。(4)转换校正。(5)巡航控制校正。(6)牵引力控制校正。六、最大和最小提前角控制实际点火正时等于初始点火正时角、基本点火提前角和校正点火提前角之和。如果实际点火正时有误，将影响发动机的性能。发动机ECU控制实际点火角(点火正时)，可防止基本点火提前角和校正点火提前角之和大于或小于核定值。七、点火正时检查点火正时调整或检查设定的点火正时角称为标准点火正时。固定提前点火角

23、的数值储存在发动机ECU中，它在点火正时的调整时输出，它与正常驾驶中所常有的校正无关。第十章 怠速控制概述1ISCV2ISC的功能3一、概述ISC(怠速控制)系统装配在节气门的旁通管路，由 ISCV(怠速控制阀)来控制通过旁通管路的空气吸入量。ISCV利用发动机ECU发送出的信号，始终将发动机控制在最佳状态。ISC系统由怠速控制阀、发动机ECU、多个传感器及开关组成。1.启动时2.发动机预热3.反馈控制系统及故障预测系统上述情况下，如果负荷增加或变化，则怠速速度也将升高或者使其避免变化。概述10.1ISCV是一种利用发动机ECU信号来是控制怠速运转期间的进气总量的装置，同时达到控制发动机怠速速

24、度。发动机怠速控制阀具有以下两种类型。(1)节气门旁通型，控制发动机吸入空气量。(2)节气门控制进气量型，利用节气门控制。一、电磁转阀型怠速控制阀电磁转阀型怠速控制阀包括一组电磁线圈，IC(集成电路)、永久磁铁和阀。该阀附接在节气门体上。IC是利用发动机ECU信号传出的占空信号，控制流入电磁线圈电流的方向及大小，同时控制从节气门的旁通通道流入的空气量，并使阀门转动。工作原理如下：占空比较高时，IC将阀门向打开方向转动；占空比较低时，IC将阀门向关闭方向转动。ISCV就这样打开和关闭。提示：发生使电流无法流向ISCV的故障时(例如电路中出现开路)，会在永磁铁的作用下，阀门将向固定开口位置打开。这

25、样发动机的怠速速度可以达到每分钟1 000 2 000转。二、旧型号的电磁转阀型ISCV旧型号的电磁转阀型的ISCV是以发动机ECU传过来的占空信号为标准，利用改变流向两线圈的电流，去改变阀门的开度，以达到控制进气空气量。ISCV上的双金属片，在发动机预热过程中，根据发动机冷却液的温度作出反应，维持相应的阀门开口。设有保护件来防止阀门被卡住而引起全开或全闭合，例如在发生一些电气故障时。工作原理如下：（1）阀门开启。如果电流长时间的流向电磁线圈A(RSO)，则阀门向开启方向转动。（2）阀门关闭。如果电流长时间的流向电磁线圈B，则阀门向关闭方向转动。三、其他型号旁通ISCV和占空控制AVC型占空控

26、制AVC型的ISCV是控制进入旁通通道的空气流量，这是通过占空信号来控制的。而占空信号是由发动机ECU引导电流流向电磁线圈去打开阀门。四、开关控制VSV型的ISCV开关控制VSV型的ISCV是控制进入旁通通道的空气流量，这是通过开通关闭信号来控制的。而开通关闭信号是由发动机ECU引导电流流向电磁线圈去打开阀门。当电流流向电磁线圈时，发动机的怠速速度会增加大约100r/min。五、步进电动机型步进电动机型的ISCV附接在进气室上。阀门被安装在转子末端上，通过其在转子的旋转过程中的被转出或转入来控制从旁通通道流入的空气量。步进电动机利用电流流进电磁线圈时对永久磁铁 (转子)产生拉力作用及回弹作用。

27、（1）阀门开启。如果电流长时间的流向电磁线圈A(RSO)，则阀门向开启方向转动。 （2）阀门关闭。如果电流长时间的流向电磁线圈B，则阀门向关闭方向转动。一、电磁转阀型的工作情况1.启动控制当发动机ECU接收到启动信号(STA)，发动机ECU确定发动机将启动，并打开ISCV以改善启动性。根据发动机转速信号(NE)和冷却液温度信号来控制ISCV的打开位置。2.预热(快速怠速)控制发动机启动后，发动机ECU按照冷却液温度打开ISCV以增加怠速速度。当冷却液温度升高时，发动机ECU控制ISCV使其趋向关闭方向以降低怠速速度。当发动机处于冷态时，由于诸如发动机机油黏性变高和燃料雾化较差等因素影响，造成怠

28、速速度不稳定。由于这原因，要使怠速速度稳定，必须使其高于正常值。这被称为快速怠速。3.反馈控制所谓反馈控制就是把储存在发电机ECU内的目标怠速速度和实际怠速速度相比较，然后控制ISCV，将实际怠速速度校正为目标怠速速度。4.发动机转速变化的判断控制发动机转速变化判断控制就是从发动机的负荷推测怠速速度的变化，并据此控制ISCV。5.其他控制（1）当节气门位置传感器的IDL点关闭(松开加速器踏板)时，发动机ECU打开ISCV，以防止发动机转速的突然降低。（2）在配有EHPS(电动液压式动力转向)的车辆中，当EHPS运行时，电负荷增加。所以发动机ECU就会打开ISCV，以防止怠速速度降低。二、步进电

29、动机型的工作情况1.启动设定当发动机停止(当发动机没有接收到NE信号)时，启动设定将ISCV置于完全打开位置，以改善发动机下一次启动的启动能力。甚至在将点火开关置于关闭位置后，发动机 ECU仍然继续供给主继电器电能一段时间。2.启动后预热(快速怠速)和反馈控制这些控制器基本上和电磁转阀是基本相似。第十一章 汽油发动机的其他控制系统概述1ETCS-i2VVT-i3VVTL-i4一、概述尽管除了EFI、ESA和ISC系统外，发动机之间存在分别，但是大多数发动机配有以下控制系统，所有这些系统都由发动机ECU控制。ETCS-i(智能电子节气门控制系统)VVT-i(智能可变气门正时)VVTL-i(智能可

30、变气门正时和升程)氧气传感器空燃比传感器加热器控制系统空气调节器控制系统冷却风扇控制器ACIS（谐振控制进气系统)Al(空气喷射)控制系统AS(吸气)控制系统燃油蒸发排放控制系统概述11.1进气控制系统辛烷燃料值判断ECT-OD切断控制系统EGR切断控制系统T-VIS(丰田变数感应系统)SCV(涡流控制阀)系统涡轮增压控制系统机械式增压控制系统EHPS(电动液压式动力转向)控制系统概述11.1一、概述ETCS-i(智能电子节气门控制系统)是一种使用计算机控制节气门开度的系统。ETCS-i系统包括加速器踏板位置传感器、发动机ECU和节气门体。节气门体是由节气门、节气门控制电动机、节气门位置传感器

31、和其他部件构成的。ETCS-i11.2二、构造和工作原理节气门体的构造和工作,如图所示，节气门体包括节气门、检测节气门开度状态的节气门位置传感器、打开或关闭节气门的节气门控制电动机、使节气门返回固定位置的回位弹簧。ETCS-i11.2三、控制根据加速踏板的踩压量的大小，ETCSi系统将控制节气门的开启角度达到最佳角度。1.正常模式控制雪地模式控制和强动力模式控制在一般情况下基本上使用正常模式控制，但是控制开关可切换到雪地模式控制或强动力模式控制。（1）正常模式控制。（2）雪地模式控制。（3）强动力模式控制。ETCS-i11.22.扭矩激活传动系控制这种控制能使节气门开启角度小于或者大于加速器踏

32、板的踩压角度，来达到平稳的加速。ETCS-i11.23.其他控制(1)怠速控制。(2)换挡减震控制。(3)TRAC(牵引力控制)的节气门控制。(4)VSC(车辆稳定性控制)的协调控制。(5)巡航控制。ETCS-i11.24.失效保护（1）如果发动机ECU检测到ETCS-i出现故障，它将打开组合仪表中的故障指示灯以通报驾驶员。（2）加速踏板位置传感器包含有主系统和辅助系统两个系统的传感器电路。如果其中一个出现故障，发动机ECU能够检测到由于两个传感器电路之间的信号出现差别而产生的反常电压。发动机ECU就转换到跛行模式(故障慢行模式)。在跛行模式控制中，使用剩余的一条线路来计算加速踏板的开启角度并

33、且车辆是在节气门开启角度大于正常值的有限条件下行驶。此外，如果两个电路都出现故障，则发动机ECU将节气门置于怠速状态。在这个时候，车辆只能在怠速范围内运行。ETCS-i11.2（3）节气门位置传感器也包括主系统和辅助系统两个系统的传感器电路。如果其中一个出现故障，发动机ECU能够检测到两个传感器电路中有一个的反常电压，发动机ECU就切断节气门控制电动机的电流，然后转换到跛行模式。这时，由回位弹簧开启到固定的节气门开启度，并且喷油量和喷射时间是由加速踏板信号来控制的。虽然发动机的输出功率受到很大限制，但是车辆仍能行驶。（4）当发动机ECU检测到节气门控制电动机系统出现故障时，所采用的控制方法和节

34、气门位置传感器出现故障时采用的控制方法相同。ETCS-i11.2一、概述通常，气门正时(配气正时)是固定的。而VVT-i系统利用油压来调整进气凸轮轴转角气门正时进行优化，从而提高功率输出、改善燃料消耗率和减少废气排放。如图所示，该系统设计用在曲轴角大约40范围内对进气凸轮轴进行变动，从而对气门正时进行控制，以获得最适合发动机状态气门正时(根据来自传感器的信号)。气门正时的控制解释如下：VVT-i11.31.在低温、低负荷低速时、或者在低负荷时2.在中等负荷，或者在高负荷、中速时3.在高负荷高速时VVT-i11.3二、构造VVT-i系统的构造部件包含着可通过调整进气凸轮轴转角气门正时的VVT-i

35、控制器和一个控制油压的凸轮轴正时机油控制阀。凸轮轴正时机油控制阀是控制油压的。1.VVT-i控制器2.凸轮轴正时机油控制阀VVT-i11.3三、工作原理凸轮轴正时机油控制阀是根据发动机ECU输出的电流量来选择流向VVT-i控制器的通道。VVT-i控制器应用油压使进气凸轮轴旋转到提前，延迟或保持气门正时所该当位置。发动机ECU根据发动机转速、进气量、节气门位置和冷却液温度来计算出各种运行条件下的最佳气门正时，以便控制凸轮轴正时机油控制阀。此外，发动机ECU使用凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器传出的信号来计算实际气门正时，并进行反馈控制以达到阀的目标气门正时。VVT-i11.31.提前由发动机EC

36、U所控制的凸轮轴正时机油控制阀的所放置的位置，如图所示的说明状态时，油压作用于气门正时提前侧的叶片室，使进气凸轮轴向气门正时的提前方向旋转。VVT-i11.32.延迟由发动机ECU所控制的凸轮轴正时机油控制阀的所放置的位置，如图所示的说明状态时，油压作用于气门正时延迟侧的叶片室，使进气凸轮轴向气门正时的延迟方向旋转。VVT-i11.33.保持发动机ECU根据具体的运作参数进行处理，并计算出目标气门正时角度，当达到目标气门正时以后，凸轮轴正时机油控阀通过关闭油道来保持油压，如图中所示的说明状态，是保持现在的气门正时的状态。VVT-i11.3一、概述VVTL-i系统以VVT-i系统为基础并应用了凸

37、轮转换机构来改变进气和排气气门的升程，这就使在不影响燃油经济性和排放性能的前提下，而实现得到高动力性。VVTL-i装置的基本构造及运作和VVT-i系统相同，但还采用了能转换两个不同升程量的凸轮装置，用于改变气门的升程量。VVTL-i11.4二、构造VVTL-i系统的构造部件和VVT-i系统的接近相同。VVTL-i系统的特殊部件是用于VVTL机油控制阀、凸轮轴和摇臂。1.用于VVTL的机油控制阀2.凸轮轴和摇臂VVTL-i11.4三、工作原理进气和排气凸轮轴所对应的每个汽缸都有两个不同的升程量的凸轮，并且发动机ECU通过油压来控制这些凸轮以使之运作。VVTL-i11.41.低、中速时(发动机转速

38、低于6000r/min)如图所示，机油控制阀打开回油口，所以，油压不能作用在凸轮的转换机构上。这时如图所示，油压没有作用在锁销上，因此，弹簧将锁销推到未锁定方向。在这种情况下，垫块丧失互顶作用。所以，这时由低、中速用凸轮提升气门。VVTL-i11.42.高速时(发动机转速超过6 000r/min，冷却液温度高于60)如图所示，机油控制阀关闭回油口，以使油压作用于凸轮转换机构的高速用凸轮上。这时如图所示，在摇臂内部，油压将锁销推到垫块的下方，以使垫块作用于摇臂。所以，在低中速用凸轮推下(作用于)滚子之前，高速用凸轮已先推下(作用于)摇臂，这样，这时由高速用凸轮提升气门。而此时，发动机ECU同时根

39、据机油压力开关转送的信号探测到所使用的凸轮已转换为高速用凸轮。VVTL-i11.4一、氧传感器氧传感器和AF(空气、燃料)比传感器的加热器控制系统在低温（400以下)时，传感器的检测能力会下降，因此，在一些氧传感器和AF比传感器上都装配有一个加热器给传感器加温。其他控制11.5二、空气调节器控制系统发动机ECU根据车辆运行状态，为了确保良好的驾驶性能和加速性能而关闭AC(空调)压缩机。有两种类型的空气调节器控制系统。一种是通过AC放大器间接控制空气调节器的运作。另一种类型是由发动机ECU控制电磁离合器继电器的操作。对某些机型的发动机来说，当空气调节器开关置于“开”位置时，电磁离合器的动作会片刻

40、的滞后，此时发动机ECU打开ISC阀以增加发动机转速，以防止当空调压缩机运作时，使发动机转速降低。该延迟控制功能被称为空调器空压缩机延迟控制。其他控制11.5三、冷却风扇控制除了如图所示的一种冷却风扇控制外，还有另外多种类型冷却风扇控制。到目前为止，常规是使用水温开关来控制风扇继电器，达到对风扇速度的控制，而目前，是由发动机ECU通过控制风扇继电器来实施控制风扇速度，或者使用冷却风扇ECU来实施控制风扇速度。其他控制11.5四、AClSACIS可改变进气歧管的有效长度，从而提高了从低速到高速的所有转速范围内的动力性。该系统使用进气控制阀把进气歧管分成两段。从而就能改变进气歧管的有效长度，使它符

41、合发动机的转速和节气门的开度。其他控制11.51.构造系统的主要部件描述如下：(1)进气控制阀。 (2)VSV(真空开关阀)。(3)真空罐。其他控制11.52.运作(1)当进气控制阀关闭时(VSV打开)。当发动机ECU打开VSV时将配与长脉动循环。(2)当进气控制阀打开时（VSV关闭)。当发动机ECU关闭VSV时将配与短脉动循环。其他控制11.5五、AI控制系统和AS控制系统AI控制系统或AS控制系统是向排气歧管流入空气，以使未燃烧的可燃气体再次燃烧来达到降低HC和CO的控制系统。这两种系统之间的差别在于，AI控制系统是使用电动空气泵强制把空气压入，而AS控制系统是利用排气歧管中所存在的真空吸

42、力来吸入空气。其他控制11.5六、燃料蒸发排放控制系统燃料蒸发排放控制系统通过活性炭罐临时吸收燃油箱的蒸发的汽油以防止逸入大气中，在发动机预热后这些蒸发的汽油再被吸出并进行燃烧。其他控制11.5七、构造燃料蒸发排放控制系统在空气滤清器、进气歧管、活性炭罐和燃油箱之间设有通道和阀，如图所示，发动机ECU通过对VSV阀等的打开和关闭的控制，来实施对整个系统的蒸发的汽油运作进行控制。其他控制11.5八、监控当空气温度传感器和水温传感器显示出接近相同数值，例如在发动机冷机启动时，会被导入监控程序发动机ECU使用蒸气压力传感器连续监控燃料罐压力，并当探测到压力有故障时，DTC就被储存到存储器上，并且故障

43、提示灯会亮灯用于警告驾驶员。其他控制11.5发动机ECU关闭活性炭罐关闭阀，并打开清除阀和压力开关阀以使整个系统进入真空状态。当达到有足够的真空时，发动机ECU关闭；清除阀，从而关闭了贯穿系统的通道。然后，当系统压力逐渐增加到规定的真空时，发动机ECU导入监控程序对该系统的压力是否有泄漏进行检查。发动机ECU按照活性炭罐关闭阀和压力开关阀的先后顺序操作它们的运作，而后，通过压力的变化来确定这两种VSV阀是否运行良好。其他控制11.5九、工作原理当发动机运转到一定状态下，发动机ECU打开VSV ，并利用占空比控制来控制VSV。因此，空气阀受到来自进气歧管的真空力的侵入而被打开，空气阀被打开以至于

44、空气是从空气滤清器经由VSV与活性炭罐的燃料蒸发气混合后，流入进气歧管。发动机ECU利用占空比控制来控制VSV，是为了防止在怠速和其他状态下过多实施的；争化流程，引起发动机故障和排放进一步恶化。其他控制11.5十、进气控制系统进气控制系统分别设在空气净化器的两个入口处。其中一个装有进气控制阀，进气控制阀根据发动机的转速来打开和关闭以达到适合的进气效率，从而降低了低速运转时的进气噪声。其他控制11.51.构造该系统包括空气滤清器入口处的进气控制阀、控制真空的动力源的VSV和阻止大气流进入进气室的单向阀。2.工作原理当发动机低中速运转时，发动机ECU关闭进气控制阀，使空气仅从一个进入口进入，从而降

45、低了进气噪声。当发动机高速运转时，发动机ECU打开进气控制阀，使空气能从两个进入口进入，从而提高进气效率。其他控制11.5十一、其他以下系统也由发动机ECU控制1.辛烷燃料值判断2.ECT OD切断控制系统3.EGR切断控制系统4.T-VIS5.SCV系统6.涡轮增压控制系统8.EHPS控制系统7.机械式增压控制系统其他控制11.5第十二章 汽油发动机控制诊断概述1DTC(故障诊断代码)2失效保护和备份功能3一、概述发动机ECU有拥有OBD(车载诊断系统)的功能，该功能可连续监控每个传感器及执行器的工况。如果诊断到某个故障，则该故障将以DTC (故障代码)的形式被记录下来。此时，组合仪表板上的

46、故障指示灯相应点亮，通知驾驶员。如果将手持式测试仪连接到DLC3，则可通过SIL端子与发动机ECU交换数据，确定DTC故障代号。故障代号可通过故障指示灯的闪烁模式确认。概述12.1二、车载诊断系统类型为了确认故障代码或发动机ECU已记录的数据，需采用MOBD、CARB OBD、EURO OBD或ENHANCED OBD等故障诊断系统与发动机ECU直接交流。每个系统将在手持测试仪上显示5位数DTC。1.MOBD2.CARB OBD3.EURO OBD4.ENHANCED OBD概述12.1三、故障诊断一发动机ECU能通过从传感器所输出的电压信号，检测发动机工况或车辆的行驶状况。因此，发动机ECU

47、连续监测输入的信号(电压信号)，并与储存在发动机ECU存储器中的参数相比较，来确定任何非正常情况。概述12.1发动机ECU监测的条件不同所监测到故障代码也有所不同，例如，行车的条件，发动机冷却液的温度变化等，可能与实际故障代码会有所不同。所以，详细内容请参阅修理手册。概述12.1四、故障诊断二故障指示灯有如下功能。1.灯泡自检功能(发动机停机状态)2.故障警告功能(发动机运转状态)3.故障代码显示功能概述12.1五、故障诊断三(1)故障指示灯亮灯，在一次检测行驶工况周期中。如果在一次行驶工况周期中，检测到故障，则发动机ECU会点亮故障指示灯。当故障指示灯点亮时，其故障代码及定格数据同时储存进发

48、动机ECU。概述12.1(2)故障指示灯亮灯，在两次检测行驶工况周期中。如果连续两次行驶工况周期中，检测到相同的故障，发动机ECU在两次行驶工况周期中点亮故障指示灯。当故障指示灯点亮时，故障代码及定格数据同时储存进发动机ECU。在这种情况下，一次行驶工况周期检测到的故障作为未决的代码储存进发动机ECU。如果两次行驶工况周期中检测不到相同故障，则未决的代码将被清除。当故障发生在排放系统时，该功能被激活。概述12.1六、故障诊断四(1)故障指示灯亮灯，在一次检测行驶工况周期中。如果在一次行驶工况周期中，检测到故障，则发动机ECU会点亮故障指示灯。当故障指示灯点亮时，其故障代码及定格数据同时储存进发

49、动机ECU。概述12.1(2)故障指示灯亮灯，在两次检测行驶工况周期中。如果在连续两次行驶工况周期中，检测到相同的故障，发动机ECU在两次行驶工况周期中点亮故障指示灯。当故障指示灯点亮时，故障代码及定格数据同时储存进发动机ECU。在这种情况下，次行驶工况周期检测到的故障作为未决的代码储存进发动机ECU。如果两次行驶工况周期中检测不到相同故障，则未决的代码将被清除。当故障发生在排放系统时，该功能被激活。概述12.1(3)故障指示灯闪烁。如果在第一次行驶工况周期中检测到某个可能损坏催化转化器的失火故障，故障指示灯即开始闪烁。如果第二次行驶工况周期还是检测到失火故障，故障指示灯闪烁，故障代码及定格数

50、据储存进发动机ECU。如果失火故障症状减轻，故障指示灯将从闪烁状态转变到连续点亮状态。行驶工况周期：一次行驶工况周期指的是发动机从启动到停机的过程步骤。概述12.1一、故障诊断代码的输出DTC可以按2位数字形式输出，也可按 5位数字形式输出。在修理手册中，具体讲述了每个故障代码的检测项目、检测条件境及故障范围。所以故障排除时，请参阅修理手册。1.5位数的故障代码2.2位数的故障代码故障诊断代码12.2当发现存在两个以上故障代码时，故障代码的显示顺序是先显示小数目的代码，后显示大数目的代码。故障诊断代码12.2二、VF端子输出VF端子输出发动机ECU的数据。VF端子输出以下数据。1.空燃比反馈校

51、正值2.传感应信号3.诊断结果故障诊断代码12.2三、故障诊断代码的清除发动机ECU利用常供电源来处储存故障代码，所以当关闭发动机后，并不会清除故障代码。故障诊断代码12.2由于切断发动机ECU的常供电源，会同时清除发动机ECU内存内的已得状态测试数据，所以对这一方法需慎重。故障诊断代码12.2四、诊断模式选择功能诊断系统具有两种模式：正常模式和检查模式1.正常模式正常模式用于普通检测。2.检查模式这种模式提供较正常模式更精确的故障检测，在这种模式下更易于检测到故障。故障诊断代码12.2一、失效保护功能当ECU从任何信号输入系统中检测到故障时，失效保护功能将以储存在发动机ECU中的标准值来连续

52、控制带有异常信号的线路，从而防止可能引起发动机故障或催化转化器过热，导致发动机停止运转。异常信号电路和失效保护功能的关系展示在下表中。失效保护和备份功能12.3二、备份功能当发动机ECU中的微机发生故障时，备份功能转变到备用集成电路的固定信号允许车辆继续行驶。备份功能仅能控制基本的功能，因此它不能提供和发动机正常运行时相同的性能。如果微机不能输出IGT信号，发动机ECU就转换到备份模式。一旦执行了备份模式，燃料喷射持续时间和点火正时就根据STA和IDL信号分别以固定值进行控制。在这种情况下故障指示灯点亮，以通知驾驶员有故障发生(发动机ECU并不储存故障代码)响应STA信号和IDL信号的燃料喷射

53、持续时间和点火正时固定值见下表。失效保护和备份功能12.3第十四章 柴油发动机概述1发动机本体2润滑系统3冷却系统4一、概述柴油发动机是以柴油作为燃料。一台四行程柴油发动机的运转与汽油发动机是相同的。工作循环：进气行程、压缩行程、燃烧行程、排气行程。概述14.11.进气行程在这个过程中只有空气进入汽缸。概述14.12.压缩行程在这个过程中，活塞压缩吸入空气，使之升温到燃烧前温度点。概述14.13.燃烧行程燃油被喷射进入燃烧室，燃油与高温的压缩空气混合后，引发自燃着火和燃烧。概述14.14.排气行程在这个过程中，活塞推动燃烧过的气体排出汽缸。概述14.1二、柴油发动机工作情况压缩系统和燃油系统是

54、柴油发动机运转的最重要的因素。对于发动机处于冷态启动时来说，预热系统的加热压缩空气功能是必要的。概述14.11.压缩系统柴油发动机压缩空气必须达到燃油自燃所必要的高温。因此，柴油发动机的压缩系统的功能与汽油发动机的点火系统起到了相同的作用。而且与汽油发动机同样，通过燃烧被压缩的空气燃油混合气来获得很大的爆发推力。概述14.12.燃油系统柴油发动机没有类似汽油发动机的控制油量的节气门。汽油发动机的油量是靠节气门的开启、关闭来控制的，因此采用的是控制吸入的空气燃油混合气的总量来达到控制。柴油发动机是通过调节燃油喷油量来达到控制的。概述14.13.预热系统预热系统是柴油发动机特有的。预热系统用于发动

55、机冷态启动时，通过电子装置加热压缩空气。预热系统有两种类型：预热塞式，它用于加热涡流室内的空气；进气加热式，它用于直接加热来自空气滤清器的空气。概述14.1三、柴油发动机输出功率控制在柴油发动机中，在空气被压缩形成高温、高压的压缩空气后再喷入燃油。如果在发动机低速旋转时要获得高温、高压的压缩空气，就必须吸引大量的空气进入汽缸。由于存在有进气阻力，因此就不能采用节气门。在柴油发动机中，柴油机的输出功率是通过调节燃油喷油量来达到控制。燃油喷油量小：输出功率小。燃油喷油量大：输出功率大。概述14.1四、燃烧周期1.柴油燃油的可燃性增加燃油温度会使燃油自燃点火，甚至不会呈现出火焰。产生这种情况的最低温

56、度称为自燃温度(自行燃烧温度)。燃油喷入燃烧室并被高温、高压的压缩空气所加热，然后引发了燃油自燃和燃烧。在柴油发动机中，燃油因为压缩比增加改善了燃油的点火性能，从而使温度迅速上升。而且，如使用高十六烷值的燃油时点火性能也得到提高。柴油的十六烷值与汽油的辛烷值对应，都表示燃油的点火性能。烷值越高，燃点越低，燃烧性越好。概述14.11.柴油燃油的可燃性对于柴油发动机，十六烷值至少要求在4045。通常使用的燃油的十六烷值是5355。使用高十六烷值的燃油符合以下的效果：启动性能好；尾气排放低；输出功率大；降低燃油消耗量；发动机运转平稳、低噪声。概述14.12.压缩比与压缩压力或温度之间的关系柴油发动机

57、通过压缩汽缸中空气，提高用于燃烧过程的温度。概述14.13.柴油发动机燃烧过程对于柴油发动机的燃烧过程，燃烧室内部的压力与曲轴转角之间关系如图所示。燃烧过程可以分成下面的4个步骤。概述14.1(1)点火延迟(AB)。为燃烧做准备，喷入的燃油雾化成良好的颗粒与汽缸中的空气混合形成空气、燃油混合气。概述14.1(2)火焰传播(BC)。在这个步骤中，点火从这里开始，油气达到了充分的比例，然后继续向外燃烧。概述14.1(3)直接燃烧(CD)。在这个步骤中，燃油喷射后立即在燃烧室以火焰的形式燃烧。由于喷射后燃油迅速燃烧，燃烧后产生的压力迅速上升。这时通过调整燃油喷油量就可以调整压力。概述14.1(4)继

58、燃(DE)在D点，燃油停止喷入燃烧室，然后本来不燃烧的剩余燃油在这一步骤燃烧。概述14.1整个燃烧过程对应图中AE。概述14.1五、柴油发动机爆震在点火延迟步骤积累的燃油在火焰传播步骤同时燃烧，因此燃烧室的压力迅速上升。燃烧室内的压力迅速上升与在点火延迟步骤的喷射燃油总量成比例。压力波使柴油发动机振动并且发出很大的噪声。这就是柴油发动机爆震。柴油发动机采用的是自燃燃烧系统，所以在某个程度，柴油发动机爆震是不可避免的。概述14.1五、柴油发动机爆震以下是柴油发动机爆震产生的原因。柴油发动机的温度过低。吸入的空气温度过低。燃油点火温度高 (十六烷值低)。喷油正时过早(当压缩温度仍然低时就开始喷射燃

59、油)。喷射条件不好(燃油与空气混合不充分)。概述14.1为了防止柴油发动机爆震，缩短点火延迟，就可避免压力的突然升高。以下是采用的一些方法。使用高十六烷值的燃油。提高压缩压力和吸入空气温度直到燃油开始喷射。提高燃烧室温度。保持合适的冷却温度。保持合适的喷油正时、喷油压力和雾化条件。概述14.1柴油发动机爆震与汽油发动机爆震都是在燃烧步骤压缩压力均升高过快，然而它们在时间、原因和条件上都不一样。(1)柴油发动机爆震。柴油发动机爆震由于自燃点火困难而发生。(2)汽油发动机爆震。汽油发动机爆震发生在点火时。概述14.1一、活塞柴油发动机活塞的强度比汽油发动机活塞的更高，因为压缩压力、燃烧温度和燃烧压

60、力都高于汽油发动机。发动机本体14.2二、活塞环1.概述共有下列几种活塞环类型：（1）1号活塞环(1号压缩环)。A.半楔形环。（2）2号活塞环(2号压缩环)。B.锥形环；C.底部切口锥形环。（3）3号活塞环(油环)。D.整体弹簧环；E.三构件环。发动机本体14.22.半楔形环的作用这种活塞环的顶端面是锥形的，可防止积碳使活塞发涩。在发动机运转时，这种活塞在径向会出现稍微的移动，使活塞环槽和活塞环之间的间隙改变。这样可使活塞环槽内部的积碳因摩擦而脱落，随机油一起排至活塞环槽外面。发动机本体14.2三、燃烧室1.概述在柴油发动机内，从喷油嘴喷出的燃油成雾状，和空气混合后，并且引发自燃着火和燃烧。为