混合动力汽车拆装与检测 课件2.2 8ZR-FXE发动机电控系统认知

学习情境二：动力总成系统拆装与检测学习单元2.28ZR-FXE发动机电控系统认知课程内容12345任务导入学习目标理论知识拓展阅读实践技能6单元小结任务导入

小王在新能源汽车某4S店做汽车维修工，一辆丰田卡罗拉双擎的发动机熄火后，再也不能启动，经检查是曲轴位置传感器损坏，需要更换曲轴位置传感器。

请问你知道曲轴位置传感器的工作原理吗？

该如何更换曲轴位置传感器呢？学习目标1．能够找到8ZR-FXE发动机电控系统各零部件的安装位置。2．能够熟练阅读电控系统各部分的电路图。3．能够向客户讲解电控系统传感器和执行器的工作原理。4．能够完成电控系统主要零部件的检修作业。5．能够按照环保要求和车间规定，正确处理发动机电控系统废旧零部件。理论知识2.2.18ZR-FXE发动机电控系统的功能2.2.28ZR-FXE发动机电控系统的组成2.2.38ZR-FXE发动机主要传感器的安装位置2.2.48ZR-FXE发动机电控系统的主要部件介绍理论知识

丰田卡罗拉8ZR-FXE发动机电控系统可以实现以下控制功能：2.2.1电控系统的功能排放控制冷却风扇控制电动水泵控制自诊断控制失效保护控制怠速控制及起动机控制顺序多点燃油喷射（SFI）电子点火提前（ESA）智能电子节气门控制（ETCS-i）智能可变气门正时(VVT-i)进气及排放控制理论知识2.2.1电控系统的功能图18ZR-FXE发动机电控系统图（1/3）理论知识2.2.1电控系统的功能图18ZR-FXE发动机电控系统图（2/3）理论知识2.2.1电控系统的功能图18ZR-FXE发动机电控系统图（3/3）理论知识2.2.2电控系统的组成

发动机电控系统就是由发动机发动机控制单元参与控制的系统，主要由传感器、发动机控制单元ECM和执行器等组成。传感器的作用是检测发动机运行的各种工作参数，并送给发动机控制单元ECM；ECM分析传感器信号，产生并输出控制信号，传给执行器；执行器一般是电磁阀或电机，接收ECM的控制信号，执行命令，按照预定要求动作，从而实现各种控制功能。理论知识2.2.2电控系统的组成表18ZR-FXE发动机电控系统主要零部件功能（1/2）零部件概要数量功能ECM32位CPU1ECM根据传感器提供的信号对SFI、ESA和ETCS-i进行最佳控制，以适应发动机的工作情况进气质量空气流量计热丝型1采用内置热丝直接检测进气质量进气温度传感器热敏电阻型1借助内部热敏电阻检测进行温度曲轴位置传感器拾波线圈型1检测发动机转速和曲轴转角凸轮轴位置传感器磁阻元件（MRE）型1进行气缸识别并检测VVT角度，节气门体总成-节气门位置传感器线性（非接触）型1检测节气门开度理论知识2.2.2电控系统的组成表18ZR-FXE发动机电控系统主要零部件功能（2/2）零部件概要数量功能爆震传感器内置压电元件型（平面型）1根据发动机爆震所产生的气缸体振动来间接检测发动机是否出现爆震发动机冷却液温度传感器热敏电阻型1通过内部热敏电阻检测发动机冷却液温度空燃比传感器带加热器的平面型1检测废气中的氧浓度，以线性方式检测废气排放中的氧浓度氧传感器带加热器的杯型1通过测量传感器自身产生的电动势检测废气排放中的氧浓度喷油器总成12孔型4为带喷嘴的电磁操纵电磁阀，根据ECM发出的信号喷射燃油理论知识2.2.3主要传感器的安装位置理论知识2.2.4电控系统的主要部件介绍1.节气门位置传感器

类型为非接触型的霍尔传感器，信号采集来自安装在节气门体总成上的霍尔集成电路。图2-2-3节气门位置传感器结构图理论知识2.2.4电控系统的主要部件介绍2.爆震控制传感器

类型为平面型爆震控制传感器，通过安装在气缸体分总成的双头螺栓安装到发动机上。图2-2-4爆震控制传感器结构图理论知识2.2.4电控系统的主要部件介绍3.空气流量计

类型为插入式，采用内置热丝直接检测进气质量，内置进气温度传感器，借助内部热敏电阻检测进行温度。图2-2-5空气流量计结构图理论知识2.2.4电控系统的主要部件介绍4.曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器

曲轴位置传感器安装在曲轴前端，类型是磁电式曲轴位置传感器。曲轴的信号转子由34个齿和2个齿缺组成。图2-2-6曲轴位置传感器安装位置示意图理论知识2.2.4电控系统的主要部件介绍4.曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器

凸轮轴位置传感器类型为磁阻型（MRE）。曲轴每旋转两圈，凸轮轴上的正时转子部分可产生3个脉冲，3个高输出，3个低输出。图2-2-6

凸轮轴位置传感器安装位置示意图理论知识2.2.4电控系统的主要部件介绍4.曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器图2-2-7曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器输出波形示意图理论知识2.2.4电控系统的主要部件介绍5.氧传感器和空燃比传感器

平面型空燃比传感器采用导热性能和绝缘性能良好的氧化锆，杯型氧传感器包含一个围绕加热器的传感器元件。图2-2-8氧传感器和空燃比传感器结构图理论知识2.2.4电控系统的主要部件介绍5.氧传感器和空燃比传感器

处于理论空燃比阈值（14.7:1）时，氧传感器输出电压会发生突变，相反，空燃比传感器数据与当前空燃比大致成比例，空燃比传感器将氧浓度转换为电压信号，并将其发送至ECM，从而提高了空燃比的检测精度。图2-2-9氧传感器和空燃比传感器电路图理论知识2.2.4电控系统的主要部件介绍6.凸轮轴正时机油控制阀

利用ECM的占空比控制滑阀，将液压施加VVT-i控制器的提前或延迟侧。发动机停机时，凸轮轴正时机油控制阀总成将移至延迟位置。图2-2-10凸轮轴正时机油控制阀结构图理论知识2.2.4电控系统的主要部件介绍7.点火线圈和火花塞

点火控制器和点火线圈集成一体，单独安装在各气缸上，火花塞采用细长电极铱尖火花塞。图2-2-11点火线圈和火花塞结构图理论知识2.2.4电控系统的主要部件介绍8.进气歧管绝对压力传感器（真空传感器）

通过内置传感器检测作为绝对压力的进气歧管内部压力，将压力转换为电压信号，并放大发送至ECM。图2-2-12点火线圈和火花塞结构图拓展阅读2.2.5智能可变气门正时系统（VVT-i）2.2.6冷却风扇控制系统2.2.7水泵控制系统2.2.8燃油泵控制系统拓展阅读2.2.5智能可变气门正时系统（VVT-i）VVT-i系统用于将进气凸轮轴控制在41°曲轴转角范围内，以提供最适合发动机工作状态的气门正时。2.2.5智能可变气门正时系统图2-2-13智能可变气门正时系统（VVT-i）结构和配气相位图拓展阅读2.2.5智能可变气门正时系统（VVT-i）2.2.5智能可变气门正时系统图2-2-14智能可变气门正时系统（VVT-i）原理图拓展阅读2.2.5智能可变气门正时系统（VVT-i）凸轮轴正时机油控制阀总成根据ECM发出的提前信号，产生的机油压力将施加到正时提前侧叶片室，使凸轮轴沿着正时提前方向旋转。

2.2.5智能可变气门正时系统图2-2-15凸轮轴正时机油控制阀正时提前原理图拓展阅读2.2.5智能可变气门正时系统（VVT-i）凸轮轴正时机油控制阀总成根据ECM发出的延迟信号，产生的机油压力会施加到正时延迟侧叶片室，使凸轮轴沿着正时延迟方向旋转。

2.2.5智能可变气门正时系统图2-2-16凸轮轴正时机油控制阀正时延迟原理图拓展阅读2.2.6冷却风扇控制系统采用由ECM控制冷却风扇转速的冷却风扇控制系统，根据发动机冷却液温度、混合动力系统冷却温度和空调工作情况控制冷却风扇转速。

2.2.5智能可变气门正时系统图2-2-17冷却风扇控制系统原理图拓展阅读2.2.6冷却风扇控制系统

2.2.5智能可变气门正时系统表2冷却风扇控制系统策略表空调工作情况发动机混合动力系统继电器工作情况冷却风扇电动机冷却风扇冷却液温度冷却液温度1号2号3号连接情况工作状况关闭低低停止停止停止断开关闭高低运行运行运行并联高高高空调压力“低”低低停止停止运行串联低高低运行运行运行并联高高高空调压力“高”高低运行运行运行并联高高高拓展阅读2.2.7水泵控制系统通过控制安装的电动发动机水泵总成在不同状态下实现电动水泵的不同转速，使发动机在整个运行期间冷却液温度稳定。

2.2.5智能可变气门正时系统图2-2-18水泵控制系统原理图拓展阅读2.2.8燃油泵控制系统

燃油泵控制系统采用了燃油切断功能。混合动力车辆控制ECU总成通过CAN总线检测到来自安全气囊传感器总成的安全气囊展开信号时，会将发动机关闭信号传输至ECM。接收到此信号后，ECM断开C/OPN继电器，使燃油泵停止工作。激活燃油切断功能后，电源开关从OFF位置切换至ON位置时即可取消燃油切断功能，然后可重新起动发动机。

2.2.5智能可变气门正时系统拓展阅读2.2.8燃油泵控制系统

2.2.5智能可变气门正时系统图2-2-19燃油泵控制系统原理图实践技能2.2.98ZR-FXE发动机主要传感器数据流读取

实践技能2.2.9主要传感器数据流读取

1.数据流读取的基础知识。

1）数据流是什么，有什么作用？

汽车数据流是指电子控制单元(ECU)与传感器和执行器交流的数据参数。通过诊断接口，由专用诊断仪读取的数据，且随时间和工况而变化。汽车电子控制单元(ECU)中所记忆的数据流真实的反映了各传感器和执行器的工作电压和状态，为汽车故障诊断提供了依据。数据流只能通过专用诊断仪器读取。读取汽车数据流可以检测汽车各传感器的工作状态，并检测汽车的工作状态，通过数据流还可以设定汽车的运行数据。实践技能2.2.9主要传感器数据流读取

2）读取数据流的方法。测量汽车数据流常采用以下三种方法：电脑通信方式电路在线测量方式元器件模拟方式常用的是电脑通信方式。

1.数据流读取的基础知识。实践技能2.2.9主要传感器数据流读取

3）数据流的数据参数分类。

1.数据流读取的基础知识。实践技能2.2.9主要传感器数据流读取

1）将故障诊断仪KT660连接到诊断接口

2）设置8ZR-FXE发动机，进入发动机检修模式。

2.使用KT660读取8ZR-FXE发动机主要传感器数据流。

图2-2-20连接故障诊断仪KT660实践技能2.2.9主要传感器数据流读取

5）点击“自动扫描”选项。6）在弹出的窗口内读出当前发动机主要参数的数据流

2.使用KT660读取8ZR-FXE发动机主要传感器数据流。

图2-2-21识别测试车辆正确VIN码实践技能2.2.9主要传感器数据流读取3）起动发动机，打开诊断仪。4）依次点击“VIN码识别”选项

2.使用KT660读取8ZR-FXE发动机主要传感器数据流。

图2-2-22选择主要数据流选项实践技能2.2.9主要传感器数据流读取

2.使用KT660读取8ZR-FXE发动机主要传感器数据流。

图2-2-23识别测试车辆正确VIN码实践技能2.2.9主要传感器数据流读取3）起动发动机，打开诊断仪。4）依次点击“VIN码识别”选项

1.使用KT660读取8ZR-FXE发动机主要传感器数据流。

图2-2-21识别测试车辆正确VIN码单元小结1.发动机电控系统将多项控制功能集合在一个发动机控制单元，共用传感器信号，实现多功能控制，称为发动机集中控制系统或发动机管理系统。2.丰田卡罗拉8ZR-FXE发动机电控系统采用L型SFI系统，通过热丝型空气流量计检测进气质量。