汽車電子控制系統(tǒng)

1、模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 了解電子控制系統(tǒng)的組成。 能分析電子控制系統(tǒng)的電路圖。 能夠熟練檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)微型計(jì)算機(jī)各端子的數(shù)據(jù)。 課題一課題一 電子控制系統(tǒng)基礎(chǔ)電子控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 閱讀圖411,試分析各種傳感器安裝位置和作用。 圖411 發(fā)動(dòng)機(jī)各種傳感器安裝位置 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 一、電子控制系統(tǒng)的組成一、電子控制系統(tǒng)的組成 1.電子控制系統(tǒng)由傳感器、執(zhí)行器和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU (微型計(jì) 算機(jī))三部分組成,如圖412所示。 圖412 帕薩特B5發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 2.各種傳感器分別檢

2、測(cè)進(jìn)氣量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、排氣中的氧含 量、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度和大氣壓力、節(jié)氣門位置等,并將 信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào),ECU 根據(jù)這些信號(hào),計(jì)算并控制該工況的最 佳點(diǎn)火時(shí)刻和噴油量,保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作在良好狀態(tài)。 3.ECU 的功能有:電動(dòng)汽油泵控制、燃油壓力控制、燃油噴 射正時(shí)控制、點(diǎn)火正時(shí)控制、怠速轉(zhuǎn)速控制、EGR控制、故障 診斷與儲(chǔ)存功能等。現(xiàn)代汽車還有牽引力控制、定速巡航控制 功能。 4.電子控制系統(tǒng)各元件的位置如圖413所示。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 二、電子控制系統(tǒng)的電路圖二、電子控制系統(tǒng)的電路圖 以凌志LS400 發(fā)動(dòng)機(jī)為例介紹 發(fā)動(dòng)機(jī)

3、電控系統(tǒng)的電路圖,如圖4 14 和圖415所示。 1.ECU 的供電的供電 當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)打到“ON”或“ST” 位時(shí),ECU 通過IGSW 或NSW 收到 發(fā)動(dòng)機(jī)工作信號(hào),并通過MREL指令 EFI主繼電器通電,EFI主繼電器觸 點(diǎn)閉合,蓄電池通過EFI熔絲、EFI 主繼電器、+B和+B1給ECU 供電。 圖414 凌志LS400發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)(一) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 2.執(zhí)行器的供電執(zhí)行器的供電 汽油泵、噴油器、EGR閥、ISC 閥、點(diǎn)火線圈和點(diǎn)火器、炭罐電磁 (EVAP)閥、燃油壓力控制閥、氧傳 感器的加熱線圈都是由EFI主繼電 器供電。自動(dòng)變速器的執(zhí)行器,如 ECT1

4、-4號(hào)電磁線圈,則由ECU 供 12V 電源。 3.傳感器的供電傳感器的供電 有源傳感器,如空氣流量計(jì)、進(jìn) 氣溫度傳感器、主副節(jié)氣門位置傳 感器、冷卻液溫度傳感器等,由 ECU供電,電壓大多為5V。氧傳感 器、爆震傳感器本身能產(chǎn)生電壓信 號(hào)。凸輪軸位置傳感器、曲軸位置 傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和車速傳感器 是電磁式,不需要電源。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 三、微型計(jì)算機(jī)三、微型計(jì)算機(jī)(ECU) 端子端子 以天津威馳為例講述。 1.電路原理圖電路原理圖 如圖416所示,ECU 有三個(gè)插座E4 (A)、E5 (B)、E6 (C), 表示插座 A,即插座E4;其旁邊的數(shù)字,“1”表示E4的第

5、1號(hào)端子;字母“BAT”表示該端子 的意義,是接蓄電池正極。 2.ECU 的端子位置的端子位置 如圖417所示,天津威馳ECU 的端子編號(hào),從右向左,從上向下。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 圖4-1-6 天津威馳ECU電路原理圖 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 3.ECU 的端子檢測(cè)數(shù)據(jù)的端子檢測(cè)數(shù)據(jù) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 了解ECU 的基本結(jié)構(gòu)和原理。 能分析ECU 主板及元件。 能夠熟練檢測(cè)ECU。 課題二課題二 發(fā)動(dòng)機(jī)微型計(jì)算機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)微型計(jì)算機(jī)（ECU） 模塊四模塊四

6、電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 閱讀圖421汽車ECU 電路板,分析上面元件的作用。 圖421 汽車ECU 電路板 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 一、ECU 的基本結(jié)構(gòu) ECU 采集和處理各種傳感器的輸入信號(hào),根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的要求(噴油 脈寬、點(diǎn)火提前角等),進(jìn)行控制決策的運(yùn)算,并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。除 了控制噴油外,還對(duì)電動(dòng)汽油泵、點(diǎn)火、EGR、怠速、廢氣渦輪增壓器的 廢氣閥、空調(diào)等進(jìn)行綜合控制。 汽車使用計(jì)算機(jī)一般有幾個(gè)輸入接口,它們是轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度、壓力 等傳感器接口。輸出接口是控制接口,它們控制外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)如噴油器、 點(diǎn)火模塊、噴油泵、怠速執(zhí)行器等的動(dòng)作(見圖412)。 模塊四模

7、塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 1.輸入回路 輸入回路是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。先去除傳感器輸入信號(hào)中 的雜波,將正弦波轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦尾?最后轉(zhuǎn)換成512V 的輸入電平,如 圖423所示。傳感器輸出的信號(hào)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種。 模擬信號(hào)的電壓隨時(shí)間連續(xù)變化,數(shù)字信號(hào)的電壓是矩形波。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 2.微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī) 微型計(jì)算機(jī)是單片機(jī),由中央處理器(CentralProcessingUnit,CPU)、 存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、輸入/輸出(I/O)接口電路等部件集成在一塊集 成電路芯片上,如圖424所示。 圖424 微型計(jì)算機(jī) a)外形圖 b)原理圖 c)電路框圖

8、模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 微型計(jì)算機(jī)是汽車控制系統(tǒng)的神經(jīng)中樞,其作用是通過內(nèi)存程序和 數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)傳感器輸入的信號(hào)進(jìn)行分析、運(yùn)算、判斷等處理,然后向各 執(zhí)行器輸出控制指令。 (1)中央處理器CPU 主要由運(yùn)算器、控制器和寄存器構(gòu)成。運(yùn)算器 用于進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算;控制器是指揮中心,根據(jù)程序控制整個(gè) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作;寄存器暫時(shí)存放參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)和運(yùn)算后的結(jié)果, 如圖424所示。 (2)存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù),它一般分為兩種,即RAM 和ROM。 (3)輸入/輸出(I/O)接口的主要功能有數(shù)據(jù)匹配、電平匹配、時(shí)序匹 配和頻率匹配等。輸入/輸出接口是CPU 與輸入裝置(傳感器)、

9、輸出裝 置(執(zhí)行器)進(jìn)行信息交流的通道。 (4)總線是CPU 與其他部件之間傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息的公共 通道,實(shí)際上就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件之間傳遞信息的一組信號(hào)線的集 合。CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口等通過總線才能連接在一起。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 二、二、ECU 工作原理工作原理 當(dāng)ECU 接收到點(diǎn)火開關(guān)接通信號(hào)時(shí),便開始接收傳感器輸入的信號(hào)。 當(dāng)微型計(jì)算機(jī)接收到發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)信號(hào)時(shí),便進(jìn)入工作狀態(tài)。與此同時(shí),根 據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài),CPU 從ROM 中調(diào)用某些程序(如噴油控制程序、 點(diǎn)火控制程序等)或數(shù)據(jù),完成各項(xiàng)控制功能。如圖425和圖42 6所示。 模塊四模塊四 電

10、子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 三、聯(lián)合電子三、聯(lián)合電子M1.5.4型型ECU 主板主板 M1.5.4型ECU 在吉利、五菱、昌河、鈴木、哈飛、長(zhǎng)城等國(guó)產(chǎn)汽 車上應(yīng)用非常廣泛。 1.M1.5.4型ECU 主板元件介紹如圖427所示是M1.5.4型ECU 主板。M1.5.4型ECU 主板正面示意圖如圖428所示。 圖427 M1.5.4型ECU 主板實(shí)物正面 1存儲(chǔ)器 2爆燃信號(hào)放大模塊 3B58468CPU 4車速信號(hào)輸入模塊 54226-G低電平驅(qū)動(dòng)開關(guān)集成電路 630023點(diǎn)火線圈驅(qū)動(dòng)晶體管 758574怠速控制模塊 830311傳感器信號(hào)放大轉(zhuǎn)換電路 93

11、0373噴油器驅(qū)動(dòng) 1030358傳感器5V電源輸出轉(zhuǎn)換模塊 1174HCT573D地址數(shù)據(jù)鎖存器 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 圖428 M1.5.4型ECU 主板正面示意圖 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (1)存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)ECU 主程序及各工況下點(diǎn)火、噴油的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。 (2)30424爆震信號(hào)放大模塊負(fù)責(zé)爆震傳感器信號(hào)模/數(shù)轉(zhuǎn)換,如損壞會(huì)引起 發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。 (3)B58468CPU 是英飛凌的8位單片機(jī),負(fù)責(zé)整個(gè)ECU 的控制工作。如損 壞會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)不點(diǎn)火、不噴油、檢測(cè)儀無法與電控單元通信,以至于發(fā)動(dòng) 機(jī)微型計(jì)算機(jī)不工作。 (4)74HC14D (前)為車速信號(hào)輸入

12、模塊,是將車速傳感器信號(hào)輸入的電壓 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制單元能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào),經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后傳給ECU。 (5)4226-G低電平驅(qū)動(dòng)開關(guān)集成電路,在CPU 的配合下驅(qū)動(dòng)晶體管30023 和控制點(diǎn)火線圈,如損壞會(huì)引起不點(diǎn)火故障。 (6)30023點(diǎn)火線圈驅(qū)動(dòng)晶體管,損壞會(huì)引起不點(diǎn)火故障。 (7)58574怠速控制模塊,如損壞會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)無怠速、怠速過高等故障。 (8)30311傳感器信號(hào)放大轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)傳感器信號(hào)的整形與放大,如損壞 會(huì)引起不點(diǎn)火、不噴油等故障。 (9)30373噴油器驅(qū)動(dòng)損壞會(huì)引起不噴油故障。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (10)30358傳感器5V 電源輸出轉(zhuǎn)換

13、模塊,供給系統(tǒng)中需要用電源 的傳感器(冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、進(jìn)氣壓力溫度 傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器),損壞會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)、容易熄 火、起動(dòng)困難等故障。 (11)74HCT573DSOPPHILIPS20地址數(shù)據(jù)鎖存器。 (12)74HC14D (后)空調(diào)控制模塊,如圖429所示,飛利浦公司 芯片,負(fù)責(zé)空調(diào)壓縮機(jī)及空調(diào)開關(guān)的控制。 圖429 M1.5.4型ECU 主板實(shí)物反面 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 2.M1.5.4型型ECU 電路電路 M1.5.4型ECU 的電路如圖 4210所示。 (1)B58468控制器 B58468是英飛凌公司的8位 控制器。它具有8

14、0C537的典型 內(nèi)核,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4211 所示。B58468并行端口中的 Port7、Port8可輸入模擬信號(hào), 也可輸入數(shù)字信號(hào)。當(dāng)輸入模擬 信號(hào)時(shí),用于A/D轉(zhuǎn)換,Port7和 Port8的數(shù)字輸入腳在相鄰腳進(jìn) 行A/D轉(zhuǎn)換時(shí),狀態(tài)不應(yīng)跳變,否 則影響轉(zhuǎn)換精度。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) Motronic1.5.4計(jì)算機(jī)使用示例如圖4212所示。Motronic1.5.4 計(jì)算機(jī)正常加電方法是PIN18、PIN27、PIN37接電源12V,PIN2搭鐵。 圖4212 Motronic1.5.4發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī) 模塊四模塊四 電子控制系

15、統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (2)TLE4226-G低電平驅(qū)動(dòng)開關(guān)模塊 英飛凌公司生產(chǎn)的6 通道低電平驅(qū)動(dòng)開關(guān)集成電路,其示意圖與 實(shí)物圖如圖4213所示,內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4214所示。 圖4213 英飛凌公司生產(chǎn)的 6通道低電平驅(qū)動(dòng)開關(guān)集成電路 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 四、聯(lián)合電子四、聯(lián)合電子M1.5.4型型ECU 的檢修的檢修 1.ECU 引起不點(diǎn)火的故障檢測(cè)(見圖4210) (1)ECU 加電,用SM-59 信號(hào)發(fā)生器模擬轉(zhuǎn)速信號(hào),加至ECU 的 PIN48、PIN49腳。 (2)用示波器檢測(cè)30311的1腳有無方波輸出。如果無,檢查30311 第3腳到ECU 插腳的通路,或30311周

16、圍附屬電路是否正常。如果有, 進(jìn)行下一步。 (3)測(cè)量B58468第36腳有無方波信號(hào)(見圖4215)。如果無,則 30311第1腳到B58468第36針腳之間有斷路。如果有,進(jìn)行下一步。 圖4215 測(cè)量B58468第36腳有無方波信號(hào) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (4)測(cè)量B58468第62腳有無點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)信號(hào)。如果無,用示波器 測(cè)量27C512,數(shù)據(jù)及地址腳應(yīng)有數(shù)據(jù)交換信號(hào)。如果無,說明 CPU 已損壞,更換B58468 (更換B58468前需要重寫B(tài)ootloader 程序)。如果有,重寫27C512的程序。到此可解決不點(diǎn)火故障。 點(diǎn)火控制回路中損壞概率最高的是B58468,

17、其次是30023、 30311,而27C512很少出現(xiàn)損壞。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 2.ECU 引起空調(diào)繼電器不吸合故障檢測(cè)引起空調(diào)繼電器不吸合故障檢測(cè)(見圖見圖4216) (1)ECU 加電,并通過10k電阻接到5V 電源并在PIN41腳上加高電平。測(cè)量B57965的 第11腳有無高電平信號(hào)。如果無,則PIN41至B57965 的第11腳之間為斷路。如果有,則進(jìn) 行下一步。 (2)測(cè)量B57965的第10腳是否為低電平信號(hào)。如果不為低電平,則檢查B57965或其周 圍器件是否有損壞。如果沒損壞,測(cè)量B58468的第79腳是否為低電平。如果否,B57965 至B58468間有

18、斷路。如果是,進(jìn)行下一步。 (3)測(cè)量B58468第65腳是否是高電平輸出。如果否,更換B58468。如果是,進(jìn)行下一步。 (4)測(cè)量B58290的第10腳是否為高電平。如果否,B58290至B58468之間存在斷路。如 果是,進(jìn)行下一步。 (5)測(cè)量B58290的第15腳是否為低電平。如果否,B58290或其周圍器件損壞。如果 是,ECU 沒有問題,檢查空調(diào)繼電器電路。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 3.ECU 引起燃油泵繼電器不吸合故障檢測(cè)(見圖4217) (1)ECU 加電,用波形信號(hào)發(fā)生器模擬轉(zhuǎn)速信號(hào)加至ECU 插腳 PIN48及PIN49,測(cè)量B58468的第67腳有無低電

19、平驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出。 如果無,更換B58468。如果有信號(hào),進(jìn)行下一步。 (2)測(cè)量B58290的第16腳是否為低電平。如果否,說明B58290及 周圍電路有故障。如果是低電平信號(hào),表明燃油泵控制電路工作正 常,故障出在ECU 外部電路。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 4.ECU 引起尾氣冒黑煙的故障檢測(cè)(見圖4218) (1)給ECU 加電,然后按照如圖4219所示的方法用一個(gè)1k 的 可變電阻器和一個(gè)4.7k 的固定電阻模擬氧傳感器信號(hào)接到PIN28和 PIN10,改變可變電阻器的電阻,同時(shí)測(cè)量30311的第6、11針腳有無電 壓變化。如果無電壓變化,說明30311的第6、9、11、

20、7針腳之間是斷 路,用萬用表檢查并排除故障。如果有電壓變化,進(jìn)行下一步。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (2)測(cè)量30311的第10腳有無電壓變化。如果無電壓變化,說 明30311損壞或其周圍器件損壞。如果有電壓變化,進(jìn)行下一 步。 (3)測(cè)量B58468 的第15 腳有無電壓變化。如果無電壓變化, 說明B58468 與30311之間存在斷路,用萬用表排除故障。如 果有電壓變化,進(jìn)行下一步。 (4)用示波器測(cè)量B58468的第1、2、3、5針腳的噴油脈寬 是否變化。如果有變化,說明程序運(yùn)行不正常,更換27C512及 B58253,或?qū)?70512重寫程序。如果無變化,進(jìn)行下一步。 (

21、5)測(cè)量30373 的第11、13、3、5 針腳脈寬是否有變化。 如果無變化,更換30373。如果有變化,說明ECU 工作正常,應(yīng) 進(jìn)一步檢查其他電路及器件。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 5.ECU 引起無冷車高怠速故障檢測(cè)(見圖4220) (1)ECU 加電后,測(cè)量B58574的第3、5針腳有無方波信號(hào)。如果沒 有,首先檢查B58468的第7、8、34、68腳至B58574第3、5針腳的通 路。若無斷路現(xiàn)象,請(qǐng)重寫27C512、B58253的程序,或更換B58468。 如果有,進(jìn)行下一步檢查。 (2)將PIN4與PIN26之間、PIN21與PIN29之間跨接100 電阻,測(cè) 量B

22、58574的第1腳和第7腳有無方波信號(hào)。如果無,更換B58574。如 果有,請(qǐng)檢查外部的怠速電動(dòng)機(jī)電路。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 了解噴油量控制。 了解斷油控制。 能檢修燃油噴射控制故障。 課題三課題三 燃油噴射控制燃油噴射控制 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 如圖431所示,噴油器噴油時(shí)間就是噴油器通電的持續(xù) 時(shí)間。噴油器通電時(shí)間越長(zhǎng),混合氣越濃。分析噴油器通電時(shí) 間的受控因素。 圖431 噴油器噴油時(shí)間與通電的時(shí)間 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 一、噴油器性能的影響一、噴油器性能的影響 1.噴油器工作性能的影響因素噴油器工作性能的影響因素 由于噴油器針閥受

23、慣性、電磁線圈的 磁滯特性以及磁路效率的影響,在噴油電 脈沖加到電磁線圈后,針閥并不是隨著電 脈沖同步升起到最大值,而是滯后一段時(shí) 間。 通常把從通電開始到針閥最大升程所 需的時(shí)間稱為開閥時(shí)間T0,從斷電到針閥 落座關(guān)閉該段時(shí)間稱為關(guān)閥時(shí)間TC,如圖 432和圖433所示。其中,Ti為通 電時(shí)間(即脈寬)。開閥時(shí)間與關(guān)閥時(shí)間之 差(T0-TC)稱為無效噴射時(shí)間,在這段時(shí)間 內(nèi)噴油器并不噴油。其中開閥時(shí)間受蓄 電池電壓的影響較大,而關(guān)閥時(shí)間受蓄電 池電壓的影響較小。 圖432 噴油器開閉 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 2.蓄電池電壓過低對(duì)噴油器工作性能的影響蓄電池電壓過低對(duì)噴油器工作性

24、能的影響 噴油器的實(shí)際噴油量與流經(jīng)其線圈的電流大小 有關(guān),當(dāng)電流增大時(shí),噴油器線圈的吸力增大,從而使 噴油器的開閥時(shí)間T0縮短,針閥全開時(shí)間即有效噴 射時(shí)間延長(zhǎng),使噴油量增加;反之,當(dāng)電流減小時(shí),其 線圈吸力減小,從而使噴油器的開閥時(shí)間T0延長(zhǎng),針 閥全開時(shí)間即有效噴射時(shí)間縮短,使噴油量減少。 當(dāng)蓄電池電壓變化時(shí),會(huì)影響到噴油器開啟時(shí)刻, 從而造成噴油量的誤差。所以,ECU 還要根據(jù)蓄電 池電壓對(duì)噴油量進(jìn)行修正。通常采用修正通電時(shí) 間的方法來消除蓄電池電壓變化對(duì)噴油量的影響, 如圖434所示,當(dāng)電源電壓過低時(shí),適當(dāng)延長(zhǎng)通 電時(shí)間;當(dāng)電源電壓較高時(shí),適當(dāng)縮短通電時(shí)間。另 外,噴油時(shí)間的修正值還與

25、噴油器的規(guī)格及驅(qū)動(dòng)方 式有關(guān)。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 3.噴油器驅(qū)動(dòng)形式與性能噴油器驅(qū)動(dòng)形式與性能 噴油器電流驅(qū)動(dòng)參見圖338a所示,使用低電阻噴油器 (阻值0.63),蓄電池電壓直接加在噴油器上。由于噴油器電 阻值較小,當(dāng)接通驅(qū)動(dòng)電路時(shí),通過噴油器線圈的電流會(huì)上升 很快,使針閥快速打開。隨著電流的上升,檢測(cè)點(diǎn)A 的電位也 很快升高。當(dāng)A 點(diǎn)電位上升到設(shè)定值時(shí),控制模塊會(huì)控制三極 管VT,以20MHz的頻率交替地導(dǎo)通和截止,使通過噴油器線圈 的平均電流保持為12A,保持針閥的開啟狀態(tài)。這時(shí)噴油器 的響應(yīng)性好,可縮短無效噴油時(shí)間,既防止了電磁線圈的發(fā)熱 損壞,又減少了能量消耗。

26、 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 二、噴油正時(shí)控制二、噴油正時(shí)控制 噴油正時(shí)控制是指噴油器開始噴油 時(shí)刻的控制。燃油噴射系統(tǒng)有單點(diǎn)噴 射系統(tǒng)和多點(diǎn)噴射系統(tǒng)兩種。單點(diǎn)噴 射系統(tǒng)對(duì)正時(shí)沒有要求,因此不需要控 制。多點(diǎn)噴射系統(tǒng)控制主要有同步噴 射正時(shí)控制和異步噴射正時(shí)控制。 1.同步噴射正時(shí)控制同步噴射正時(shí)控制 同步噴射是指汽油的噴射與發(fā)動(dòng)機(jī) 旋轉(zhuǎn)同步,ECU 根據(jù)曲軸的轉(zhuǎn)角位置控 制開始噴射的時(shí)刻,同步噴射正時(shí)控制 如圖435所示。發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工況, 大都以同步噴射控制方式工作。同時(shí) 噴射、分組噴射、順序噴射大多屬于 同步噴射。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 2.異步噴射正時(shí)控制異

27、步噴射正時(shí)控制 異步噴射是指ECU 只是根據(jù)相關(guān)傳感器輸入信號(hào),控制開始噴油 時(shí)刻,而與曲軸轉(zhuǎn)角位置無關(guān),是一種隨機(jī)噴射。發(fā)動(dòng)機(jī)處于起動(dòng)、加 速等非穩(wěn)定工況時(shí),以異步噴射方式工作,或在同步噴射的基礎(chǔ)上增加 異步噴射,對(duì)噴油量進(jìn)行臨時(shí)補(bǔ)償。 如圖436所示,加速時(shí),節(jié)氣門開度、吸入空氣量與各缸進(jìn)氣行 程的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 三、噴油量計(jì)算三、噴油量計(jì)算 噴油量的控制其實(shí)就是噴油器通電時(shí)間的控制。噴油量的控制方 式有起動(dòng)噴油控制、正常運(yùn)轉(zhuǎn)噴油控制、反饋控制、斷油控制和混 合比學(xué)習(xí)控制等。 1.起動(dòng)噴油量控制起動(dòng)噴油量控制 (1)預(yù)設(shè)起動(dòng)程序噴油 在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),由于

28、吸入氣缸的空氣量較少,空氣流量計(jì)的檢測(cè) 精度低,因此起動(dòng)時(shí)不把空氣流量計(jì)的信號(hào)作為噴油控制的依據(jù),而 是用來自發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器的信號(hào)來計(jì)算,根據(jù)圖437所 示找出相應(yīng)的基本噴油持續(xù)時(shí)間,ECU再根據(jù)進(jìn)氣溫度和蓄電池電 壓對(duì)基本噴油時(shí)間進(jìn)行修正,得到起動(dòng)過程實(shí)際的噴油持續(xù)時(shí)間,作 為起動(dòng)工況的主噴油量,其噴油量和噴油時(shí)刻與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角有 固定的關(guān)系,這部分噴油為同步噴射。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (2)起動(dòng)供油量,視發(fā)動(dòng)機(jī)熱狀態(tài)而異,高溫起動(dòng)時(shí)修正噴油量 在起動(dòng)噴油控制程序中,ECU 按發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、進(jìn)氣溫度、起動(dòng)轉(zhuǎn)速 計(jì)算出一個(gè)固定的噴油量,供給極濃而少的混合氣(其過量空

29、氣系數(shù) =0.20.6),如圖438所示。發(fā)動(dòng)機(jī)水溫或進(jìn)氣溫度越低,噴油量 就越大,加濃的持續(xù)時(shí)間也越長(zhǎng)。舊款車型另設(shè)有冷起動(dòng)噴油器和冷 起動(dòng)溫度時(shí)間開關(guān)。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (3)溢油消除功能 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),向發(fā)動(dòng)機(jī)提供很濃的混合氣,若多次起動(dòng)未成功,將會(huì) 造成混合氣過濃,火花塞潮濕,不能正常點(diǎn)火,使起動(dòng)更加困難,這種情況 稱為溢油或淹缸。 為此,ECU 設(shè)置了溢油消除功能。在起動(dòng)時(shí)踩下油門踏板,使節(jié)氣門 全開時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 使噴油器停止噴油,以排除氣缸中多余的燃油,使火 花塞干燥。在這種情況下,若點(diǎn)火開關(guān)處于起動(dòng)位置、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于 500r/min、節(jié)氣門全開時(shí),

30、進(jìn)入溢油消除狀態(tài)。因此,在電控汽油噴射發(fā) 動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),不必踩下油門踏板發(fā)動(dòng)機(jī)就可起動(dòng);反之,若踏下油門開關(guān), 則有可能進(jìn)入溢油消除狀態(tài)而無法起動(dòng)。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 2.正常運(yùn)轉(zhuǎn)噴油量正常運(yùn)轉(zhuǎn)噴油量 在正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況,由于ECU 要考慮的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)很多,為了簡(jiǎn)化程序,通 常將噴油量分成基本噴油量、修正量、增量三個(gè)部分,并分別計(jì)算出結(jié) 果。然后再將三個(gè)部分疊加在一起,作為總噴油量來控制噴油器噴油。 (1)基本噴油量 基本噴油量是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工作循環(huán)的進(jìn)氣量,按理想空燃比14.7 計(jì)算出的噴油量,即： (2)修正量 修正量是根據(jù)進(jìn)氣溫度、大氣壓力、蓄電池電壓等實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況,對(duì)

31、基本噴油量進(jìn)行適當(dāng)修正,使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同運(yùn)轉(zhuǎn)條件下都能獲得最佳濃 度的混合氣。修正量的大小用修正系數(shù)表示： 1）進(jìn)氣溫度修正。 2）大氣壓力修正。 3）蓄電池電壓修正。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (3)增量 增量是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化時(shí),如暖機(jī)、加速等,為加濃混合氣而增 加的噴油量,以使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得良好的動(dòng)力性、加速性、平順性等使用 性能。一般在低溫起動(dòng)后、暖機(jī)過程、加速過程、大負(fù)荷等工況下, 需要加濃混合氣。增量的大小用增量比表示: 1)起動(dòng)后增量 2)暖機(jī)過程增量 3)大負(fù)荷工況增量 4)加速工況增量 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 四、噴油持續(xù)時(shí)間的計(jì)算與控制四、噴油持續(xù)時(shí)

32、間的計(jì)算與控制 發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況最終噴油量,是ECU 通過對(duì)噴油器的通電時(shí)間的 控制獲得的。 1.起動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)噴油持續(xù)時(shí)間起動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)噴油持續(xù)時(shí)間 起動(dòng)后噴油持續(xù)時(shí)間由根據(jù)進(jìn)氣量確定的基本噴油持續(xù)時(shí)間和 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)決定的修正噴油持續(xù)時(shí)間構(gòu)成。其計(jì)算公式 表示如下: 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (1)基本噴油持續(xù)時(shí)間Tp 基本噴油持續(xù)時(shí)間Tp是ECU 為了達(dá)到目標(biāo)空燃比,計(jì)算求得的噴油持續(xù)時(shí)間。 目標(biāo)空燃比(A/F)一般取14.7。 (2)基本噴油持續(xù)時(shí)間綜合修正系數(shù)k 基本噴油持續(xù)時(shí)間綜合修正系數(shù)k 包括暖機(jī)過程的噴油量修正、怠速穩(wěn)定性 修正、大負(fù)荷工況時(shí)的噴油量修正、加速工

33、況時(shí)的噴油量修正、目標(biāo)空燃比反 饋修正系數(shù)k0和學(xué)習(xí)空燃比控制產(chǎn)生的修正系數(shù)kL。 1)怠速穩(wěn)定性修正。 2)空燃比反饋修正。 汽油噴射系統(tǒng)使用氧傳感器進(jìn)行反饋控制(閉環(huán)控制),必須使用無鉛汽油,將 混合氣控制在理論空燃比附近很窄的范圍內(nèi),如圖439所示。對(duì)起動(dòng)、暖機(jī)、 怠速、加速、滿負(fù)荷等特殊運(yùn)行工況,仍需采用開環(huán)控制。 圖439 氧傳感器進(jìn)行反饋控制(閉環(huán)控制) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 3)學(xué)習(xí)空燃比修正。 空氣供給系統(tǒng)堵塞會(huì)造成混合氣過濃,噴油器堵塞會(huì)造成混合氣 過稀。雖然借助于氧傳感器可以實(shí)現(xiàn)空燃比的反饋控制,將混合氣濃 度修正到理想空燃比附近,但是反饋控制修正的范圍是

34、有限的,一般 在0.81.2,如圖4310a中C所示。一旦修正值超過修正范圍,就 會(huì)造成控制困難。圖中的“反饋修正值的中心位置”就是“空燃比 偏移量”。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 2.斷油控制斷油控制 斷油控制主要有超速斷油控制、減速斷油控制以及減扭矩?cái)嘤涂?制三種。 (1)超速斷油控制 過去常采用停止點(diǎn)火或延遲點(diǎn)火的辦法,防止發(fā)動(dòng)機(jī)超速。這樣, 排放污染嚴(yán)重,燃油經(jīng)濟(jì)性很差。 (2)減速斷油控制 斷油轉(zhuǎn)速和恢復(fù)噴油轉(zhuǎn)速與冷卻水溫度、空調(diào)是否工作、用電負(fù) 荷等因素有關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)水溫越低,斷油轉(zhuǎn)速越高,其特性如圖43 12所示。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 五、燃油噴射控

35、制故障檢修五、燃油噴射控制故障檢修 以大眾高爾發(fā)動(dòng)機(jī)為例。 1.發(fā)動(dòng)機(jī)丟轉(zhuǎn)速故障現(xiàn)象發(fā)動(dòng)機(jī)丟轉(zhuǎn)速故障現(xiàn)象 一輛高爾汽車,行駛里程15200km,在中速(車速80km/h,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速為2000r/min)行駛時(shí),出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)丟轉(zhuǎn)速現(xiàn)象(轉(zhuǎn)速下降200r/min左 右)。有時(shí)是瞬間幾秒,有時(shí)時(shí)間稍長(zhǎng)一些,然后發(fā)動(dòng)機(jī)又恢復(fù)正常工 作。丟轉(zhuǎn)速故障的時(shí)間間隔沒有規(guī)律性。 2.故障診斷與排除故障診斷與排除 首先用檢測(cè)儀檢測(cè)故障碼。只有在發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)丟轉(zhuǎn)速的時(shí)候,才會(huì) 讀出00537和00561兩個(gè)偶發(fā)故障碼,如圖4313 所示,但故障碼 可以清除。分析故障信息“00537Lambda控制和00561混合匹

36、配數(shù)值超出上、下匹配極限”,此故障與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)、進(jìn)氣系 統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)以及機(jī)械因素有關(guān)。而又屬于偶發(fā)故障現(xiàn)象。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 圖4313 檢測(cè)儀顯示兩個(gè)偶發(fā)故障碼 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 3.維修小結(jié)維修小結(jié) 該車故障檢測(cè)出現(xiàn)的兩個(gè)故障代碼(00537和00561)都是與混合濃度 和燃油修正控制有關(guān)的故障碼。確實(shí)是有很多因素會(huì)引起這兩個(gè)故障 代碼的存儲(chǔ),但是這兩個(gè)故障碼均屬于非常態(tài)的偶發(fā)性故障代碼,排除 這樣的故障的確是比較煩瑣,需要檢查和監(jiān)控的參數(shù)比較多。 該故障是由發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的接地線與蓄電池負(fù)極搭鐵不

37、良,造成 發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 出現(xiàn)瞬間控制失常。所以,發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 在中速時(shí)因電源故 障出現(xiàn)瞬間噴油控制失常,使混合氣的濃度不符合要求,造成動(dòng)力下降, 而氧傳感器檢測(cè)到了此信號(hào),作為偶發(fā)故障代碼存儲(chǔ)在ECU 的RAM 讀 寫存儲(chǔ)器中。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 了解氧傳感器的類型和結(jié)構(gòu)原理。 會(huì)利用氧傳感器的波形和故障碼診斷故障。 能檢修氧傳感器的故障。 課題四課題四 氧傳感器氧傳感器 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 如圖441所示排氣消聲器,分析上面安裝的氧傳感器的作用。 圖441 排氣消聲器 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 一、氧傳感器的安裝位置和類型一、氧傳感器的

38、安裝位置和類型 1.氧傳感器的安裝位置氧傳感器的安裝位置 氧傳感器安裝在三元催化器之前的排氣管上(見圖442),用來檢測(cè) 排氣中的氧氣濃度,以此間接推算混合氣的空燃比。也有的車型在三元 催化器前后各安裝一只氧傳感器(見圖443),后面的副氧傳感器用于 檢測(cè)三元催化器的凈化效率。 圖442 氧傳感器在排氣管上的安裝位置圖443 主、副氧傳感器的安裝位置 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 2.氧傳感器的類型氧傳感器的類型 按材料分為二氧化鋯(ZrO2)氧傳感器和二氧化鈦(TiO2)氧傳感器。 氧化鋯氧傳感器一般在350400C才能正常工作,因此有加熱型和 非熱型氧化鋯氧傳感器。 按安裝位置分

39、為主氧傳感器和副氧傳感器(見圖443)。 按檢測(cè)精度分為窄域氧傳感器和寬域氧傳感器。寬域氧傳感器可 以檢測(cè)稀薄混合氣狀態(tài)下的燃燒情況。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 二、氧傳感器的應(yīng)用及結(jié)構(gòu)原理二、氧傳感器的應(yīng)用及結(jié)構(gòu)原理 1.氧傳感器的應(yīng)用氧傳感器的應(yīng)用 用氧傳感器進(jìn)行空燃比閉環(huán)控制,如圖444所示,在理論空燃比 14.7附近,氧氣和汽油完全燃燒,同時(shí),三元催化器的凈化率最高。 圖444 空燃比閉環(huán)控制 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 2.氧傳感器的結(jié)構(gòu)原理氧傳感器的結(jié)構(gòu)原理 (1)二氧化鋯氧傳感器的結(jié)構(gòu)原理 如圖445a所示,二氧化鋯管的內(nèi)外表面有一層鉑電極,鋯管的內(nèi)表

40、面通大氣,并用導(dǎo)線引出。鋯管的外表面搭鐵,并通排氣管的廢氣。多孔 氧化鋯陶瓷體,允許氧滲入其固體電解質(zhì)內(nèi),當(dāng)溫度高達(dá)350C時(shí),氧氣發(fā) 生電離,如果陶瓷體內(nèi)側(cè)大氣中含氧量與陶瓷體外側(cè)的含氧量不同時(shí),即 存在濃度差時(shí),在固體電解質(zhì)內(nèi)氧離子從大氣側(cè)向排氣側(cè)擴(kuò)散,在氧化鋯 內(nèi)、外兩側(cè)極間就產(chǎn)生一個(gè)電壓,在氧化鋯內(nèi)形成微電池。當(dāng)混合氣稀時(shí), 有部分氧沒有燃燒,排氣中氧的含量高,鋯管內(nèi)外表面氧離子濃度差小,輸 出的電位差較低,約0.1V。反之,當(dāng)混合氣較濃時(shí),燃燒后的廢氣中氧離子 少,鋯管內(nèi)外表面氧離子濃度差大,輸出的電位差較高,約為0.9V。當(dāng)混合 氣接近理想空燃比14.7時(shí),氧離子濃度差急劇變化,輸

41、出的電位差從0.9V 急劇變化至0.1V,如圖446b所示,氧傳感器起到一個(gè)濃、稀開關(guān)的作 用。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 圖445 氧傳感器的工作原理 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 加熱型氧傳感器(見圖4 47)可以安裝在離發(fā)動(dòng)機(jī)較 遠(yuǎn)的排氣管上,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷小、 排氣溫度低時(shí),加熱器通電,保 證氧傳感器正常的工作溫度 (300以上,電阻小,信號(hào)強(qiáng))。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 為了防止鉑膜被廢氣腐蝕,在鉑膜外覆蓋一層多孔陶瓷層,外面 加一個(gè)開有槽或孔金屬護(hù)套。氧傳感器的接線端有一個(gè)金屬護(hù)套, 其上開有一個(gè)小孔,使

42、氧化鋯傳感器內(nèi)側(cè)通大氣,如圖448所 示。 圖448 加熱型氧傳感器的結(jié)構(gòu) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (2)二氧化鈦氧傳感器的結(jié)構(gòu)原理 二氧化鈦氧傳感器采用TiO2 N型半導(dǎo)體元件制成。主要由二氧化鈦傳 感元件、鋼質(zhì)殼體、加熱元件和電極引線等組成。 圖449 氧化鈦氧傳感器的結(jié)構(gòu)原理 a)氧化鈦氧傳感器的結(jié)構(gòu) b)氧化鈦氧傳感器的電路 c)混合氣濃度與氧傳感器電阻的關(guān)系 d)混合氣濃度與氧傳感器電壓的關(guān)系 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (3)稀混合比傳感器(LeanAirFuelSensor) 二氧化鋯及二氧化鈦氧傳感器的工作范圍 都是在過量空氣系數(shù)=1附近(空燃比為

43、14.7 1),一旦超出此范圍,測(cè)量誤差極大。 而缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)能在空燃比可達(dá)20 1以 上,超稀薄混合氣情況下燃燒。因此上述氧 傳感器便無法勝任了。 如圖4410所示是稀混合比傳感器的 外形,是在二氧化鋯型氧傳感器的基礎(chǔ)上擴(kuò) 充功能形成的。當(dāng)氧離子在二氧化鋯組件內(nèi) 移動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。反之,若將電壓施 加于二氧化鋯組件上,即會(huì)造成氧離子移動(dòng)。 因此,利用這一原理,計(jì)算機(jī)可將氧離子 控制在希望的數(shù)值。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 如圖4411所示,傳感器的感應(yīng)組件分為兩部分,與排氣管廢氣接 觸的第一感知器及與大氣接觸的第二感知器。其電路如圖4412所 示,第一感知器不是比較廢氣與

44、大氣之間的含氧量,而是比較廢氣與擴(kuò) 散管之間的含氧量,結(jié)構(gòu)與二氧化鋯型傳感器一樣,它會(huì)將電壓信號(hào)傳 送給計(jì)算機(jī)。而擴(kuò)散管內(nèi)氧離子含量,是ECU 通過控制氧化鋯組件上 的電壓,改變氧離子移動(dòng)制造出來。即ECU只要改變電壓的大小即可 改變含氧量。目的就是要讓第一感知器持續(xù)維持0.45V的電壓,也就是 說第一感知器一直在=1 (空燃比為14.7 1)附近變化。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 三、氧傳感器的電路連接與檢測(cè)三、氧傳感器的電路連接與檢測(cè) 1.氧傳感器的電路連接氧傳感器的電路連接 (1)四線氧傳感器 氧傳感器典型線路如圖4413所示,4條線分別是氧傳感器產(chǎn)生信 號(hào)的兩條線、加熱器兩

45、條線。有的車型氧傳感器產(chǎn)生信號(hào)接地線和加熱 器電源線不經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)ECU(ECM、PCM)。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (2)三線氧傳感器 三線氧傳感器取消了接地線,利用氧傳感器外殼搭鐵。 (3)兩線氧傳感器 非加熱型氧傳感器,只有產(chǎn)生信號(hào)的兩條線。加熱型鋯氧 傳感器取消了接地線。 (4)單線氧傳感器 非加熱型氧傳感器只有信號(hào)線,取消了接地線。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 2.氧傳感器的電路檢測(cè)氧傳感器的電路檢測(cè) 以豐田銳志5GR-FE發(fā)動(dòng)機(jī)氧傳感器為例。豐田銳志5GR-FE發(fā)動(dòng) 機(jī)氧傳感器有主、副兩個(gè)氧化鋯氧傳感器,電路如圖4414所示。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電

46、子控制系統(tǒng) (1)氧傳感器電阻檢測(cè) 分別斷開前、后氧傳感器(HO2S)的連接器I47和I27 (見圖4415),測(cè)量 各端子間的電阻。20時(shí)1腳與2腳之間的電阻為1116 (加熱器)。1腳與4 腳之間的電阻大于10k。否則,說明氧傳感器有故障。 (2)ECU控制氧傳感器線路檢測(cè) 如圖4416所示,將點(diǎn)火開關(guān)置于“ON”擋,分別測(cè)量HT1B (A5-2)與E1 (D4-7)、HT2B (A5-1)與E1 (D4-7)之間的電阻,應(yīng)為914。否則,說明ECU 有故障。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (3)氧傳感器線路檢測(cè) 分別斷開前、后氧傳感器(HO2S)的連接器I47和I27。斷開EC

47、U的 連接器A5。測(cè)量I47和I27與A5之間對(duì)應(yīng)端子間的導(dǎo)通性(見圖44 17),電阻應(yīng)該小于1。測(cè)量I47、I27、A5各端子與車身搭鐵之間的絕 緣性,電阻應(yīng)該大于10k。否則,說明線束有斷路或短路故障。 圖4417 氧傳感器與ECU連接器端子名稱 a)氧傳感器的線束側(cè)連接器 b)ECU連接器A5各端子的名稱 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (4)氧傳感器電壓檢測(cè) 將氧傳感器連接器導(dǎo)線引出,在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),從引出線上測(cè)量電壓。 豐田車型也可以從故障診斷座的OX1和OX2孔,測(cè)氧傳感器輸出電壓。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 圖4418 氧傳感器電壓檢測(cè)程序 豐田V6發(fā)動(dòng)機(jī)

48、氧傳感器電壓檢測(cè)程序如圖4418所示。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 四、利用氧傳感器波形診斷故障四、利用氧傳感器波形診斷故障 1.氧傳感器波形與發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況的關(guān)系氧傳感器波形與發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況的關(guān)系 氧傳感器隨時(shí)測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中含氧量,以監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒狀況。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不正常時(shí),必然引起氧傳感器電壓信號(hào)的變化,通過觀察 氧傳感器的信號(hào)波形,便可以判斷發(fā)動(dòng)機(jī)某些故障。因此,有人把氧傳 感器看作發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的“看門狗”,可以快速、準(zhǔn)確地判斷整個(gè) 空氣燃油反饋控制系統(tǒng)的運(yùn)行性能。 2.氧傳感器的正常波形氧傳感器的正常波形 (1)氧化鋯氧傳感器的正常波形 如圖4419所示。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速

49、時(shí),10s內(nèi)有36個(gè)濃-稀振幅,用發(fā) 光二極管檢測(cè),閃亮36次。當(dāng)轉(zhuǎn)速在2500r/min時(shí),有1040個(gè)濃-稀 振幅。最高電壓要大于0.85V,最低電壓0.0750.175V。響應(yīng)時(shí)間從 高峰(濃)到低峰(稀)波形應(yīng)該垂直下降,少于100ms。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 圖4419 氧化鋯氧傳感器正常波形 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (2)氧化鈦氧傳感器的正常波形 如圖4420所示,電壓為05V,從高峰(稀)到低峰(濃)變化陡峭, 對(duì)稱無雜波。怠速時(shí),平均電壓2.25V。當(dāng)轉(zhuǎn)速在2500r/min時(shí),平均 電壓為2.92V。 圖4420 氧化鈦氧傳感器正常的波形 a

50、)怠速 b)2500r/min 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 加減速時(shí),正常波形如圖4421所示。 圖4421 加減速時(shí)氧化鈦氧傳感器的正常波形 a)全加速 b)全減速 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 3.氧傳感器的雜波氧傳感器的雜波 (1)雜波的類型 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 嚴(yán)重雜波的振幅大于0.2V,在示波器上表現(xiàn)為從氧傳感器信號(hào) 電壓波形頂部向下沖過0.2V,或達(dá)到信號(hào)電壓波形的底部尖峰。在 發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)期間,它會(huì)覆蓋氧傳感器的整個(gè)信號(hào)范圍。發(fā)動(dòng) 機(jī)處在2500r/min穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),嚴(yán)重雜波能夠持續(xù)幾秒,則意味著發(fā) 動(dòng)機(jī)有故障。因此,這類雜波必須予以排

51、除。 (2)雜波產(chǎn)生的原因 1)系統(tǒng)設(shè)計(jì),例如不同的進(jìn)氣管通道長(zhǎng)度等。 2)各種原因造成的點(diǎn)火不良,如點(diǎn)火系統(tǒng)故障、混合氣過稀、 混合氣過濃、真空泄漏、氣缸壓縮壓力和各缸噴油不一致等。 3)由發(fā)動(dòng)機(jī)零部件老化造成,使系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題嚴(yán)重。 4)系統(tǒng)的各種機(jī)械故障(進(jìn)氣管堵塞、氣門卡滯或漏氣)。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 4.有故障時(shí)單氧傳感器波形有故障時(shí)單氧傳感器波形 (1)氧傳感器通氣孔堵塞時(shí)的波形 (2)氧傳感器質(zhì)量不合格或老化失效的波形 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (3)混合氣過稀時(shí)氧傳感器的波形 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 如圖4425所示,當(dāng)轉(zhuǎn)速在2

52、500r/min時(shí),個(gè)別氣缸的進(jìn)氣歧管泄 漏氧傳感器波形。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (4)混合氣過濃時(shí)氧傳感器的波形 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (5)點(diǎn)火系統(tǒng)有故障時(shí)氧傳感器的波形 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) (6)噴油系統(tǒng)有故障時(shí)氧傳感器的波形 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 5.主、副氧傳感器的波形主、副氧傳感器的波形 主氧傳感器信號(hào)用作混合控制的反饋信號(hào),副氧傳感器信號(hào)用來 測(cè)試三元催化器的凈化效率,如圖4430所示。當(dāng)三元催化器凈 化效率降低時(shí),副氧傳感器信號(hào)的幅度就會(huì)增大,如圖4430b所 示。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)

53、 五、利用氧傳感器故障碼診斷故障五、利用氧傳感器故障碼診斷故障 以一汽花冠1NZ-FE、2NZ-FE氧傳感器為例。 1.氧傳感器故障碼氧傳感器故障碼 一汽花冠1NZ-FE、2NZ-FE氧傳感器故障碼及故障原因見表443。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 2.氧傳感器的電路氧傳感器的電路 一汽花冠1NZ-FE、 2NZ-FE氧傳感器的電路如 圖4431所示。在排氣 管三元催化器前后各安裝 一個(gè)4線氧化鋯氧傳感器。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 3.氧傳感器故障碼的檢修氧傳感器故障碼的檢修 (1)故障碼P0130和P0136的檢修步驟 1)

54、讀取故障碼。若只有故障碼P0130或P0136,則進(jìn)行下一步檢查;若 故障碼P0130或P0136與其他故障碼同時(shí)存在,則先進(jìn)行其他故障碼的 檢查。 2)讀取氧傳感器的輸出電壓。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2500r/min,預(yù)熱氧傳感器 約90s,用故障測(cè)試儀讀取怠速時(shí)氧傳感器的輸出電壓,應(yīng)在小于0.4V 和 大于0.55V 反復(fù)交替變化。若正常,則進(jìn)行第9步檢查;若不正常,則進(jìn)行 下一步檢查。 3)檢查ECU 與氧傳感器間的配線和連接器。斷開氧傳感器連接器(見 圖4-99a)和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 連接器E12,檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 連接器E12端子6 (OX1A)與氧傳感器連接器端子4 (OX1A)間的電阻,應(yīng)為1

55、 或更小。檢 測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)和ECTECU 連接器E12端子6與端子9的電阻,應(yīng)為1M或更大。 若正常,則進(jìn)行下一步檢查;若不正常,則檢修或更換配線和連接器。 4)檢查是否發(fā)生失火現(xiàn)象。若正常,則進(jìn)行下一步檢查;若不正常,則檢 查火花塞跳火情況和點(diǎn)火系統(tǒng)。 模塊四模塊四 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng) 5)檢查排放控制系統(tǒng)。若正常,則進(jìn)行下一步檢查;若不正常,則 檢修排放控制系統(tǒng)。 6)檢查燃油壓力。若正常,則進(jìn)行下一步檢查;若不正常,則檢查 燃油系統(tǒng)。 7)檢查噴油器。若正常,則進(jìn)行下一步檢查;若不正常,則更換噴 油器。 8)檢查排氣系統(tǒng)是否泄漏。若正常,則更換氧傳感器;若不正常, 則檢修漏氣點(diǎn)。 9)清除故障碼,給氧傳感器加熱,讀取故障碼。若有故障碼P0130、 P0