电装电控.ppt

1、1,CA4GA1发动机管理系统（电装系统）,服务管理部 技术支持室,2,一、概要 1、CA4GA1搭载的电装制品 2、电装EMS的简要判明方法 二、EMS原理及系统介绍 1、EMS系统概要 2、燃料系统 3、ESA点火系统 4、吸气系统 5、OBD故障诊断,3,三、各种逻辑控制 1、怠速逻辑控制 2、爆震逻辑控制 3、空调逻辑控制 4、碳罐电磁阀逻辑控制 5、冷却风扇逻辑控制 四、主要零部件介绍 1、ECU 2、曲轴位置传感器 3、凸轮轴位置传感器 4、进气压力温度传感器,4,5、爆震传感器 6、前氧传感器 7、后氧传感器 8、电子节气门位置传感器 9、VCT 10、OCV 11、喷油器 12

2、、燃油阻尼器 13、碳罐电磁阀 五、故障代码表,5,六、拆解安装 七、保养须知 附录：怠速时数据流参考数据 八、实车讲解内容 1、传感器、执行器位置介绍 2、排除故障方法： 单体鉴定法、发动机运行时确认正确波形 3、正确使用诊断仪的方法 4、更换零部件、维修时注意事项,6,概 要,7,EMS系统图,本次CA4GA1共装载电装品17个,其他：主继电器、燃油脉动阻尼器,8,电装EMS的简要判明方法,本次一汽夏利公司的车型中装载电装公司发动机控制系统的有： 夏利N5 1.3 手动挡（国/国） 威姿V1 1.3 手动挡（国/国）,9,1、直列四缸发动机,2、电子节气门传感器插接器为一排六个接口,电装,

3、非电装,3、点火线圈上部为圆角长方形，充注黑色树脂,电装,非电装,4、点火线圈侧面有DENSO标识,10,EMS原理及系统介绍,11,EMS系统概要,EMS(发动机管理系统)简介,发动机管理系统通过各个传感器获得车辆实际工作情况信息，然后使用电子控制单元（ECU）对信号进行分析计算后来控制发动机，使其在最佳的状态下运行,12,CA4GA1发动机EMS系统电装解决方案,13,燃料系统构成,燃料系统,燃油泵将燃料从油箱吸入，经过燃油滤清器去除杂质和水分，通过输油管输送到脉动阻尼器，再经喷油器在进气道内进行喷射。,14,EFI电控燃料喷射,EFI控制系统框图：,15,燃料喷射控制,ECU根据各种输入

4、信号进行基本喷射量及其他补正量的计算。并将最终的喷射量信号输出给喷油器。保证了各工况下精确的供给发动机所需的燃油量。,进气压力传感器,PM,16,基本喷射量及各种校正示意图,始动 喷射量,暖机增量,基本喷射量,始动后增量,输出增量,空燃比 反馈补正,过渡补正,节气门全开,刹车,始动,怠速,暖机走行,暖机后走行,减速时燃料切断,加速,下页详细介绍,燃料 喷射量 （喷射时间）,发动机状态,燃料喷射控制,17,双氧传感器反馈系统ECU基于前氧传感器信号调整燃油喷射，后氧传感器对前氧传感器进行修正，达到精确控制的目的，保证了催化剂的净化率，使整车排放满足国、国标准。,双氧传感器反馈系统,如图所示在特定

5、空燃比窗口内，催化剂的净化率最高,双氧传感器反馈控制,18,燃油蒸气控制,碳罐将油箱中产生的燃油蒸气吸收，ECU根据发动机状况控制碳罐电磁阀开闭，吸附在碳罐上的燃油进入进气歧管，防止了燃油蒸气释放到大气中。,19,ESA点火系统,点火系统构成,点火系统主要由火花塞、爆震传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器等部件构成。,20,IGt 点火信号=点火正时+充电时间,点火控制,ECU通过检测各传感器的信号确定发动机的工作状态，并根据发动机的工作状态选择适合的点火时期和充电时间，输出点火信号，经过点火线圈在火花塞电极间隙上施加高电压（几万伏）产生放电火花，点燃气缸内的空气燃油混合气。,PM,21,

6、点火正时,在不引起爆震及影响驾驶性的前提下，选择出力更大，耗油更少的最佳点火时期,点火正时,22,点火线圈的充电时间由电池电压和发动机转速决定,充电时间,ECU根据电池电压和发动机转速决定点火线圈的充电时间，这样做的目的是为了确保点火性能。,通电时间map,23,爆震反馈控制,KCS爆震控制,爆震传感器将检测到的发动机缸体振动以电信号的形式输出，ECU根据爆震传感器的信号判定是否发生爆震，并相应调整点火正时。,带通滤波器,24,吸气系统构成,吸气系统,吸气系统用来检测和调整发动机燃烧所需的空气量。 空气经空气滤清器过滤，由电子节气门调整发动机进气，并由压力传感器检测推算出进气量。 *CA4GA

7、1采用ETC调节怠速进气量而不使用怠速旁通阀,压力传感器,25,吸气系统,ISC怠速控制,ISC控制系统图,发动机ECU根据发动机状态调整进气量使怠速稳定、防止熄火,26,ETC电子节气门控制,根据驾驶员踩加速踏板的角度，发动机ECU计算出节气门的开度并用电机驱动节气门打开，依据节气门传感器测出的节气门的开度形成反馈，精确控制节气门开度,27,VCT可变气门正时,VCT系统构成结构示意图,CA4GA1系统VCT系统构成实拍图,凸轮轴位置传感器,曲轴位置传感器,ECU 驱动回路,OCV （Oil-flow Control valve）,28,VCT可变气门正时,根据驾驶情况改变进气气门的打开和关

8、闭正时，以获得较低的燃油消耗、高输出以及改善排放性能,29,VCT可变气门正时,OCV结构图,30,OBD概要 OBD简介 OBD的诊断功能,OBD故障诊断,*OBD：车载诊断,31,OBD的工作方式,32,催化剂劣化检出 故障诊断装置通过计算后氧传感器的应答时间来检出催化剂是否劣化。,33,失火检出 失火检出原理 正常点火时，每次点火转速的变动很小。但发生失火时，转速大幅度的下降。ECU通过转速下降量来判定是否失火。 失火判定值 当转速下降量大于失火判定值时，判定为失火。 失火判定值根据负荷和转速的不同而不同。,转速,曲轴角度,全部正常点火,转速,曲轴角度,全部正常点火,转速,高负荷,低负荷

9、,34,传感器失效检出 发动机ECU记录传感器工作时的信号电平，监测传感器工作是否正常，是否发生开路和短路的情况。 以冷却液传感器为例：,35,各种逻辑控制,36,怠速逻辑控制,怠速逻辑控制 发动机ECU根据发动机实际工况，调整发动机怠速。使怠速稳定、防止熄火。,37,1、冷却液温度对发动机怠速转速的影响 当发动机水温较低时，系统给出较高的目标怠速值以加速暖车。 暖机过程中，发动机转速会随着水温上升而下降，当水温达到80度后，怠速稳定在700转。 以CA4GA1手动档车型空调关闭时为例。具体数值如下：,38,2、空调对发动机怠速转速的影响 空调开启后为补充空调带来的负荷，怠速会有一定变化，水温

10、达80度后，怠速稳定在850转。 以CA4GA1手动档车型空调开启时为例。具体数值如下,39,3、电气负荷对发动机怠速目标值的影响 除空调外，其他用电器（如大灯、发动机冷却电子扇、除霜器等）开启和关闭时，ISC系统（怠速控制系统）会进行相应的电气负荷补正，但是并不会直接影响怠速目标值。 只有当系统低电压时（低于12V），怠速目标值会上升到850rpm以上，以补充电器负荷。当系统电压恢复后，怠速目标值恢复到700rpm。,40,爆震逻辑控制,爆震逻辑控制 爆震传感器将检测到的发动机缸体的震动以电信号的方式输出，ECU根据爆震传感器的信号判定是否发生爆震，并相应调整点火正时。,41,爆震控制正常工

11、作条件 水温大于60摄氏度 吸气气压大于40kPa 发动机转速小于5200转 凸轮轴位置传感器、爆震传感器工作无异常 爆震控制方法 检测到爆震后，点火正时会延迟一定时间直到爆震停止。随后爆震停止后正时提前一个设定的角度。如果角度提前后再次发生爆震，正时会像上面一样被延迟。,42,空调逻辑控制,空调逻辑控制 空调工作条件 空调开关打开 发动机启动5s后 发动机转速大于650rpm 小于6000rpm 冷却液温度传感器无异常 冷却液温度小于110度 空调蒸发器温度大于3度 车辆非急加速中 并非处于节气门开度大于65度（油门几乎踩到底）的初期10s内 当出现与上述条件相违背的情况下空调自动切断,压力

12、温度传感器,空调控制,43,碳罐电磁阀控制,碳罐电磁阀控制 碳罐将油箱中产生的燃油蒸汽 吸收，ECU根据发动机状况控制炭罐电磁阀开闭，吸附在碳罐上的燃油进入进气歧管，防止了燃油蒸汽释放到大气中。,44,碳罐电磁阀工作条件 非怠速及怠速开空调时 碳罐电磁阀工作模式 通过控制阀的开闭时间比率（占空比）来控制输出流量。,45,冷却风扇控制,冷却风扇控制 系统控制发动机冷却风扇，ECU根据发动机冷却液温度高低及是否符合打开空调等条件决定冷却风扇工作情况。 1、冷却风扇低转速工作条件 开空调且空调中压开关OFF，并且冷却液温低于97.5摄氏度时，冷却风扇以低转速工作 2、冷却风扇高转速工作条件 冷却液温

13、度大于97.5摄氏度或开空调且空调中压开关ON时，冷却风扇以高转速工作。 当冷却液温度降至92.5时，冷却风扇停止高转速工作。 当冷却液温度传感器异常时，为保护发动机不致因过热而受到损害，发动机起动时冷却风扇始终以高转速工作。,46,主要零部件介绍,47,ECU,电子控制单元（ECU）,ECU的外观样式,EMS（发动机控制系统）的核心部件，负责信息的采集、处理、计算和执行。,ECU相关电压标准 额定电压：12V 工作电压：6-16V 设计极限标准： 在24V电压下且时间在60秒内，ECU可以保持正常工作状态。,48,安装位置：威姿V1安装在驾驶室副驾驶员物品盒下 夏利N5安装在仪表台下面，中央

14、通道盒前方,威姿V1,夏利N5,49,曲轴位置传感器,曲轴位置传感器,曲轴位置传感器是磁电式传感器，它检测曲轴角度和发动机转速信号，并将此信号传送给发动机ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控信号。发动机每1 转曲轴位置传感器输出30 次信号。,曲轴位置传感器的外观样式,50,曲轴位置传感器安装在发动机飞轮壳上,可能故障现象： 当曲轴位置传感器故障时，发动 机故障灯（MIL）亮起，车辆无法启动。 （无曲轴位置信号时，ECU无法判断点 火时间。）,51,凸轮轴位置传感器,凸轮轴位置传感器,凸轮轴位置传感器的外观样式,凸轮轴位置传感器给ECU 提供凸轮轴的旋转位置信号，配合曲轴位置传感器信息确定EC

15、U 的点火和喷油时刻。并作为VVT 控制的信号。发动机每2 转输出3 次信号,52,凸轮轴位置传感器安装在发动机缸盖的后端,可能故障现象： 当凸轮轴位置传感器 故障时，发动机故障灯 （MIL）亮起，车辆启动困 难（当曲轴位置传感器正 常工作，凸轮轴位置传感 器异常时，由于ECU可以判 断出发动机工作的状态但 无法判断气门工作状态， 因此只有一半概率正常点 火造成启动困难）,53,进气压力温度传感器,进气压力温度传感器,进气压力传感器检测进气歧管内空气压力，并将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。进气温度传感器检测进气歧管内空气温度，给ECU 提供进气温度信号，作为燃油喷射和点火

16、正时控制的修正信号。,54,特性曲线,进气压力与输出电压特性图,进气温度与输出电阻特性图,55,进气压力温度传感器安装在进气歧管上,可能故障现象： 当进气温度压力传感器故障时，发动机故障灯 （MIL）亮起，车辆怠速不良、排放超标。,56,爆震传感器,爆震传感器,它可以检测出发动机任何一只气缸所出现的爆震信号，并转换成电压信号，将此电压信号传送给发动机ECU。ECU 根据此电压的大小来判断爆震强度，进而相应地把点火时间推迟，以避免爆震。,使用注意事项 （1）请不要使用落下品。即使外观上看不出影响，也可能在里边发生了损伤。 （2）安装时请确保整个安装面（）都贴合在发动机侧安装凸台上。 （3）为防止

17、沾水而使金属孔眼存水，安装时请确保传感器插接器朝下。 （4）爆震传感器的安装螺栓拧紧力矩为205N.m,57,安装位置：发动机缸体上,可能故障现象： 当爆震传感器故障时， 发动机故障灯（MIL）亮起， 车辆震动、有金属异音。,58,氧传感器,构造与原理：,氧传感器利用插入了氧化锆电解液的铂电极，通过两侧氧气浓度的差异来产生电流,电解液,氧传感器的外观样式,59,前氧传感器,前氧传感器,测定发动机燃烧后的排气中氧是否过剩的信息，即氧气含量，并把氧气含量转换成电压信号传递到发动机电子控制单元（ECU），使发动机能够实现以过量空气系数为目标的闭环控制；确保三元催化转化器对排气中的碳氢化合物（HC）、

18、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（NOX）三种污染物都有最大的转化效率，最大程度地进行排放污染物的转化和净化。,工作温度：300900度,60,安装位置：排气歧管之后，三元催化之前,可能故障现象： 当前氧传感器故障时，发动机故障灯（MIL）亮起，车辆排放 状况变差，有时尾气会有黑烟、异味。,61,后氧传感器,后氧传感器,后氧传感器安装在三元催化器的后方，是用来测量尾气中的氧含量，将信号提供给ECU。通过与前氧传感器的数据作比较来检测三元催化器是否工作正常的重要依据。,安装位置：在汽车排气管上，三元催化器后面,62,油门踏板位置传感器,检测油门踏板的开度，由两路传感器组成。并将此信号传送给ECU，确

19、定基本喷油量和扭矩需求。,油门踏板位置传感器输入输出特性图,可能故障现象： 当油门踏板位置传感器故障时，发动机 故障灯（MIL）亮起，车辆进入驾驶保护模 式，只能中、低速行驶。,63,电子节气门位置传感器,电子节气门位置传感器安装在电子节气门体上，其内部包含两个传感器，用来检测节气门的开度，并将此信号提供给ECU。ECU通过这两个传感器的信号输入，得知节气门的实际开度及节气门位置传感器自身是否存在故障。,64,ETC部品电子节气门,65,安装位置：空滤之后，进气歧管之前,可能故障现象： 当节气门位置传感器故障时可能会有，发动机故障灯（MIL）亮起，燃油油耗变高，发动机功率不足，发动机怠速不稳，

20、排放超标，车辆悠车等。,66,VCT,VCT（Variable Cam Timing 可变凸轮正时）,叶片式 VCT控制器，与凸轮轴正时机油控制阀OCV 共同组成可变气门正时系统。发动机电控系统采用了可变气门正时技术，使发动机的功率和扭力输出更加线性，同时兼顾高低转速的动力输出。发动机的转速能够设计得更高，因而获得更多的功率输出。,67,OCV,OCV（Oil Flow Control Valve 凸轮轴正时机油控制阀）,通过安装在气缸盖上的 OCV（Oil Flow Control Valve），对VCT控制器内部的提前室和延迟室的油压进行控制，使进气凸轮轴连续变化相位。,68,喷油器,电装

21、品特征,喷油器构造及原理：,喷油器,喷射器安装在每个气缸的进气歧管上，喷嘴上带有电磁阀，喷油器根据发动机 ECU 的喷射信号喷射燃油。 电磁线圈导通电流时针阀向右移动，燃油流过图示通路后喷出。,采用阀针轻量化设计 提高了部件的响应特性 喷雾微粒化优化改善燃烧，降低排放 阀体结构简单,可能故障现象： 当喷油器故障时可能会有，发动机响应迟缓，燃油油耗变高，发动机功率不足，发动机怠速不稳，排放超标，冷车启动困难，加速不良等。,69,阻尼器外观,安装位置：燃油导轨上。,燃油阻尼器,燃油阻尼器,构造及功能： 基于膜片及弹簧的阻尼衰减效果，降低了燃油压力的脉动。,可能故障现象： 当燃油阻尼器堵塞时可能会造

22、成车辆无法启动。,70,碳罐电磁阀,电装品特征：,碳罐电磁阀,小型化：螺线管部分比原来体积降低65 高线性度：可能的控制范围在0.5L/min以上 无脉动,电磁阀不工作时，油箱内的燃油蒸汽储存在活性碳罐内。当满足一定条件时，ECU 会打开碳罐电磁阀，使活性碳罐内的汽油蒸汽在进气管的真空度作用下被洁净空气带入气缸内参加燃烧。这样做不但降低了排放，而且也降低了油耗。,可能故障现象： 当碳罐电磁阀故障时可能会造成车辆排放变差。,71,安装位置：在发动机上活性碳罐 与进气歧管之间。,72,故障代码表,73,74,75,76,77,78,79,80,81,82,83,84,85,86,87,88,89,

23、90,拆 解 安 装,91,1、曲轴位置传感器,安装定位参数： 气隙2.50.5mm 维修拆装注意事项： 严禁使用冲击式气动扳手来拆卸或安装,2、凸轮轴位置传感器,螺栓拧紧力矩： 71 Nm 安装定位参数： 气隙2.50.5mm 维修拆装注意事项： 严禁使用冲击式气动扳手来拆卸或安装,92,3、爆震传感器,4、碳罐电磁阀,螺栓拧紧力矩： 205 Nm 维修拆装注意事项： 严禁使用冲击式气动扳手来拆卸或安装,螺栓拧紧力矩： 62 Nm,93,5、冷却液温度传感器,6、进气压力温度传感器,螺栓拧紧力矩： 204 Nm 维修拆装注意事项： 不要用冲击式工具拆卸及安 装，允许在冷却液温度传感器总成螺纹部分均匀涂敷密封胶，安装在发动机进水管座总成上,螺栓拧紧力矩： 61 Nm 维修拆装注意事项： 不要用冲击式工具拆卸及安装,94,7、前、后氧传感器,8、脉动阻尼器,螺栓拧紧力矩： 455 Nm 维修拆装注意事项：前、后氧传感器是不一样的，前氧传感器短，后氧传感器长,螺栓拧紧力矩： 306 Nm 维修拆装注意事项：脉动阻尼器总成是与燃