汽車電子控制技術第6章輔助控制

1、汽車電子控制技術汽車電子控制技術第第 6 章章 輔助控制輔助控制6.1 6.1 怠速控制怠速控制（ISC）6.2 6.2 發(fā)動機排放污染控制發(fā)動機排放污染控制6.3 6.3 進氣與增壓控制進氣與增壓控制6.4 6.4 稀薄燃燒控制稀薄燃燒控制6.5 6.5 故障的自診斷系統(tǒng)故障的自診斷系統(tǒng)6.6 6.6 安全保險功能和后備系統(tǒng)安全保險功能和后備系統(tǒng) 怠速工況控制是怠速工況控制是EFI控制系統(tǒng)的一個重要組成部分?？刂葡到y(tǒng)的一個重要組成部分。1.1.怠速控制目的怠速控制目的 在保證排放要求且運轉穩(wěn)定的前提下，盡量降低發(fā)動在保證排放要求且運轉穩(wěn)定的前提下，盡量降低發(fā)動機的最低穩(wěn)定保持轉速，以降低該工

2、況的燃料消耗。機的最低穩(wěn)定保持轉速，以降低該工況的燃料消耗。2.2.怠速工況控制的基本要求怠速工況控制的基本要求 1）動力平衡；）動力平衡； 2）較低的燃料消耗；）較低的燃料消耗； 3）良好的排放特性；）良好的排放特性； 4）快速平穩(wěn)的過渡過程。）快速平穩(wěn)的過渡過程。6.16.1怠速控制怠速控制（ISC） 1）開）開 關：怠速開關、空擋位置開關、空調關：怠速開關、空擋位置開關、空調(A/C)開關。開關。 2）傳感器：冷卻水溫度、發(fā)動機轉速、車速傳感器。）傳感器：冷卻水溫度、發(fā)動機轉速、車速傳感器。 3）ECU ：比較電路、怠速狀態(tài)判別電路、驅動電路。：比較電路、怠速狀態(tài)判別電路、驅動電路。 4

3、）執(zhí)行機構：步進電機驅動怠速控制閥、）執(zhí)行機構：步進電機驅動怠速控制閥、 電磁控制旋轉滑閥。電磁控制旋轉滑閥。傳傳 感感 器器ECU執(zhí)執(zhí)行行機機構構開關信號開關信號驅驅動動電電路路3.3.怠速控制系統(tǒng)組成怠速控制系統(tǒng)組成空氣空氣濾清器濾清器空氣空氣流量計流量計節(jié)氣門體節(jié)氣門體ECU怠速控制閥怠速控制閥空氣閥空氣閥節(jié)氣門節(jié)氣門 發(fā)動機怠速運行時，發(fā)動機怠速運行時，ECU首先根據怠速開關、車速傳感首先根據怠速開關、車速傳感器的信號進行工況確認，再結器的信號進行工況確認，再結合水溫傳感器、空調開關信號合水溫傳感器、空調開關信號以及動力轉向、自動變速機構以及動力轉向、自動變速機構的工作狀態(tài)確定目標轉速

4、，將的工作狀態(tài)確定目標轉速，將發(fā)動機實際轉速與控制目標轉發(fā)動機實際轉速與控制目標轉速進行比較，根據比較的差值速進行比較，根據比較的差值確定相應的控制量，發(fā)出指令確定相應的控制量，發(fā)出指令控制執(zhí)行機構?？刂茍?zhí)行機構。4.4.怠速控制過程與方式怠速控制過程與方式起動后控制起動后控制暖機過程控制暖機過程控制負荷變化控制負荷變化控制減速控制減速控制1 1）控制過程）控制過程2) 控制的內容：控制的內容： 根據根據ECU發(fā)出指令，改變進氣系統(tǒng)怠速旁通通道的流發(fā)出指令，改變進氣系統(tǒng)怠速旁通通道的流通截面，通過控制發(fā)動機的進氣量，實現怠速控制。怠速通截面，通過控制發(fā)動機的進氣量，實現怠速控制。怠速時的噴油量

5、控制仍時的噴油量控制仍EFI系統(tǒng)與空氣進氣量相匹配控制。系統(tǒng)與空氣進氣量相匹配控制。1 1 節(jié)氣門旁通控制節(jié)氣門旁通控制2 2）控制方式）控制方式 怠速時，節(jié)氣門完全關閉，怠速進氣量由怠速控制怠速時，節(jié)氣門完全關閉，怠速進氣量由怠速控制閥控制的旁通空氣道提供。閥控制的旁通空氣道提供。2 2 節(jié)氣門調節(jié)控制節(jié)氣門調節(jié)控制 怠速進氣量由節(jié)氣門較小的開度提供，不設旁通空氣怠速進氣量由節(jié)氣門較小的開度提供，不設旁通空氣道。節(jié)氣門在怠速狀態(tài)的開度大小由發(fā)動機道。節(jié)氣門在怠速狀態(tài)的開度大小由發(fā)動機ECUECU通過怠速通過怠速電機控制電機控制6.1.16.1.1節(jié)氣門旁通控制節(jié)氣門旁通控制怠速控制閥的類型怠

6、速控制閥的類型步進電機型步進電機型旋轉電磁閥型旋轉電磁閥型占空比控制電磁閥型占空比控制電磁閥型開關控制電磁閥型開關控制電磁閥型 通過步進電通過步進電機驅動的怠速控機驅動的怠速控制閥改變進氣系制閥改變進氣系統(tǒng)怠速旁通通道統(tǒng)怠速旁通通道的流通截面。的流通截面。1.1.步進電機控制步進電機控制步進電機怠速控制閥步進電機怠速控制閥2.步進電機工作原理步進電機工作原理1 1）起動初始位置確定）起動初始位置確定 為了改善發(fā)動機起動性能，發(fā)動機起動時，怠速控制為了改善發(fā)動機起動性能，發(fā)動機起動時，怠速控制閥預設再全開位置，使得旁通空氣量最大，發(fā)動機易于起閥預設再全開位置，使得旁通空氣量最大，發(fā)動機易于起動。

7、動。3.主要控制內容有主要控制內容有：2 2）起動控制）起動控制 發(fā)動機起動后怠速轉速迅速升高，當轉速達到規(guī)定臨發(fā)動機起動后怠速轉速迅速升高，當轉速達到規(guī)定臨界值界值(此值由冷卻水溫度確定此值由冷卻水溫度確定)后，后，ECU開始根據冷卻水溫開始根據冷卻水溫來控制怠速機構閥門的位置。來控制怠速機構閥門的位置。3 3）暖機控制）暖機控制 發(fā)動機起動后，發(fā)動機起動后，ECU依然根據冷卻水溫來控制怠速機依然根據冷卻水溫來控制怠速機構閥門的位置。構閥門的位置。4 4）反饋控制）反饋控制 發(fā)動機起動后，當怠速開關閉合，車速低于發(fā)動機起動后，當怠速開關閉合，車速低于2km/h，空調開關斷開時，空調開關斷開時

8、，ECU根據發(fā)動機實際轉速與控制目標轉根據發(fā)動機實際轉速與控制目標轉速進行比較，實際轉速低于目標轉速，速進行比較，實際轉速低于目標轉速，ECU控制怠速閥門控制怠速閥門開打，反之，減小。開打，反之，減小。5 5）發(fā)動機負荷變化預控制）發(fā)動機負荷變化預控制 發(fā)動機負荷變化如空擋起動開關、空調開關接通或斷發(fā)動機負荷變化如空擋起動開關、空調開關接通或斷開，為了避免發(fā)動機怠速轉速波動或熄火，在發(fā)動機轉速開，為了避免發(fā)動機怠速轉速波動或熄火，在發(fā)動機轉速出現變化前，出現變化前，ECU控制怠速閥門預先開大或減小一個固定控制怠速閥門預先開大或減小一個固定的數值。的數值。6 6）電器負載增多時的怠速控制）電器負

9、載增多時的怠速控制 怠速運轉時，車輛電器負載增多會影響蓄電池電壓降怠速運轉時，車輛電器負載增多會影響蓄電池電壓降低，為保證向低，為保證向ECU和點火開關提供正常的供電電壓，需增和點火開關提供正常的供電電壓，需增加旁通空氣量，提高發(fā)動機怠速轉速和功率。加旁通空氣量，提高發(fā)動機怠速轉速和功率。7 7）學習控制）學習控制 發(fā)動機長期使用后，其性能發(fā)生變化，怠速轉速會與發(fā)動機長期使用后，其性能發(fā)生變化，怠速轉速會與初始設置的數值略有不同。利用初始設置的數值略有不同。利用ECU反饋控制，可使發(fā)動反饋控制，可使發(fā)動機回歸到目標值（學習過程）。并將學習的結果存儲在存機回歸到目標值（學習過程）。并將學習的結果

10、存儲在存儲器儲器ROM中。中。 電磁閥控制與步進電機控制其原理大同小異，僅僅是電磁閥控制與步進電機控制其原理大同小異，僅僅是執(zhí)行機構改為電磁控制旋轉滑閥。通過控制旋轉滑閥的順執(zhí)行機構改為電磁控制旋轉滑閥。通過控制旋轉滑閥的順時針或逆時針旋轉改變旁通空氣量。時針或逆時針旋轉改變旁通空氣量。2.2.電磁閥控制電磁閥控制 主要控制內容仍然主要控制內容仍然包括步進電機控制的內包括步進電機控制的內容。容。 電磁控制旋轉滑閥電磁控制旋轉滑閥的驅動電路與步進電機的驅動電路與步進電機控制驅動電路不同?？刂乞寗与娐凡煌?。6.1.26.1.2節(jié)氣門調節(jié)控制節(jié)氣門調節(jié)控制 通過直接控制節(jié)氣門通過直接控制節(jié)氣門的開啟

11、程度，調節(jié)發(fā)動機的開啟程度，調節(jié)發(fā)動機的進氣量實現怠速控制。的進氣量實現怠速控制。 怠速執(zhí)行機構主要由怠速執(zhí)行機構主要由直流電機、減速齒輪、絲直流電機、減速齒輪、絲杠等部件組成。杠等部件組成。 控制方式控制方式怠速執(zhí)行機構怠速執(zhí)行機構同同節(jié)氣門旁通控制。節(jié)氣門旁通控制。主要控制內容主要控制內容流量流量吸入空氣量吸入空氣量流量流量率率EGREGREGR6.26.2發(fā)動機排放污染控制發(fā)動機排放污染控制 廢氣再循環(huán)是發(fā)動機工作時將一部分廢氣引入進氣系廢氣再循環(huán)是發(fā)動機工作時將一部分廢氣引入進氣系統(tǒng)，與新鮮空氣混合后吸入氣缸再次進行燃燒的過程。統(tǒng)，與新鮮空氣混合后吸入氣缸再次進行燃燒的過程。廢氣再循環(huán)

12、程度用廢氣再循環(huán)程度用EGR率表示率表示6.2.16.2.1廢氣再循環(huán)廢氣再循環(huán)(EGR)控制控制目的是降低排氣中目的是降低排氣中NOx的含量。的含量。1.1.廢氣再循環(huán)廢氣再循環(huán) NOX 是在高溫富氧的條件下生成的，是在高溫富氧的條件下生成的，由于廢氣中含有由于廢氣中含有大量的大量的CO2，而，而CO2不能燃燒卻吸收大量的熱，不能燃燒卻吸收大量的熱，少部分廢少部分廢氣進入氣缸參與混合氣的燃燒，氣進入氣缸參與混合氣的燃燒，使氣缸中混合氣的燃燒溫使氣缸中混合氣的燃燒溫度降低，度降低，氧的含量減少，氧的含量減少，從而減少了從而減少了NOX的生成量。的生成量。排氣再循環(huán)是凈化排氣中排氣再循環(huán)是凈化排

13、氣中NOX的主要方法。的主要方法。 當當EGR率達到率達到15時，時， NOx的排放量可減少的排放量可減少60。EGR率增加過多時，發(fā)動機動力性下降，且率增加過多時，發(fā)動機動力性下降，且HC含量上升。含量上升。2.2.EGR減少減少NOX的機理的機理 在新鮮的混合氣中摻入在新鮮的混合氣中摻入適量適量廢氣之后，混合氣的熱廢氣之后，混合氣的熱值降低，致使發(fā)動機的有效功率下降。值降低，致使發(fā)動機的有效功率下降。 為了作到既能減少為了作到既能減少NOx的排放，又能保持發(fā)動機的的排放，又能保持發(fā)動機的動力性，必須根據發(fā)動機運轉的工況對再循環(huán)的廢氣量動力性，必須根據發(fā)動機運轉的工況對再循環(huán)的廢氣量加以控制

14、。加以控制。 1）NOx的生成量隨發(fā)動機負荷的增大而增多，因此，的生成量隨發(fā)動機負荷的增大而增多，因此， 再循環(huán)的廢氣量也應隨負荷而增加。再循環(huán)的廢氣量也應隨負荷而增加。2）在暖機期間或怠速時，在暖機期間或怠速時， NOx生成量不多，為了保生成量不多，為了保 持發(fā)動機運轉的穩(wěn)定性，不進行廢氣再循環(huán)。持發(fā)動機運轉的穩(wěn)定性，不進行廢氣再循環(huán)。3）在全負荷或高轉速下工作時，為了使發(fā)動機有足在全負荷或高轉速下工作時，為了使發(fā)動機有足 夠的動力性，也不進行廢氣再循環(huán)。夠的動力性，也不進行廢氣再循環(huán)。3.3.EGR特點特點廢氣再循環(huán)系統(tǒng)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)1）控制系統(tǒng)的組成）控制系統(tǒng)的組成：傳感器、傳感器、 E

15、CU、執(zhí)行機構、執(zhí)行機構1.1.普通普通EGR電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)1. 起動開關起動開關1傳感器傳感器4. 水溫傳感器水溫傳感器2. 怠速開關怠速開關執(zhí)行機構執(zhí)行機構5.電磁閥電磁閥6.廢氣再循環(huán)控制閥廢氣再循環(huán)控制閥3. 曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器53624發(fā)動機工作時：發(fā)動機工作時： ECU根據根據點火開關、曲軸位置傳感器、水溫傳感器、點火開關、曲軸位置傳感器、水溫傳感器、節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器(相當于負荷相當于負荷)等等信號，處理后確定發(fā)動信號，處理后確定發(fā)動機運行工況，并發(fā)出指令。機運行工況，并發(fā)出指令。 控制控制電磁閥開啟或閉合電磁閥開啟或閉合，同時利用，同時利用進氣

16、歧管的真空進氣歧管的真空來來控制控制廢氣再循環(huán)廢氣再循環(huán)(EGR)控制閥開啟或閉合控制閥開啟或閉合。排氣中的少部。排氣中的少部分廢氣經分廢氣經 EGR 閥進入進氣系統(tǒng)，與混合氣混合后進入氣閥進入進氣系統(tǒng)，與混合氣混合后進入氣缸參與燃燒。缸參與燃燒。2）工作原理）工作原理：普通普通EGR電子控制系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)的EGR率是不可調節(jié)的。率是不可調節(jié)的。工工 況況電磁閥電磁閥ERG閥閥發(fā)動機起動時發(fā)動機起動時 1.節(jié)氣門位置傳感器的怠速觸點接通節(jié)氣門位置傳感器的怠速觸點接通 2.冷卻水溫低冷卻水溫低發(fā)動機轉速發(fā)動機轉速 3.低于低于 900 r/min； 4.高于高于 3200 r/min 若以上

17、若以上1. 2. 3. 4. 條件任一項出現，條件任一項出現，則實現右邊控制。則實現右邊控制。ON即：即：電磁閥通電電磁閥通電；閥門關閉閥門關閉不不起作用起作用除以上工況外除以上工況外OFF閥門開啟閥門開啟起作用起作用3）廢氣再循環(huán)控制過程）廢氣再循環(huán)控制過程真空直接控制真空直接控制EGR閥閥4）EGR閥閥 若電磁閥門開啟，進氣管真空度經電磁閥進入若電磁閥門開啟，進氣管真空度經電磁閥進入EGR閥閥真空膜室，膜片拉桿將真空膜室，膜片拉桿將EGR閥門打開。反之關閉閥門打開。反之關閉正背壓正背壓EGR閥閥 ECU通過控制通過控制真空電磁閥真空電磁閥改變改變EGR閥真空膜室的閥真空膜室的真真空度空度，

18、 使使 EGR 閥的閥的閥門開度閥門開度改變，從而改變流入進氣改變，從而改變流入進氣歧管的廢氣，以達到改變歧管的廢氣，以達到改變EGR率率。2.2.可變可變EGR率的廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)率的廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng) 1） EGR閥開度反饋控制閥開度反饋控制 通過通過EGR閥閥開度傳感器開度傳感器檢測檢測EGR閥門的閥門的開度開度，以達到以達到改變改變EGR率。率。 2） EGR率反饋控制率反饋控制 通過通過EGR率傳感器率傳感器檢測檢測EGR率率，以達到改變以達到改變EGR率。率。3.3.閉環(huán)控制式廢氣再循環(huán)閉環(huán)控制式廢氣再循環(huán)6.2.2 6.2.2 活性炭蒸發(fā)污染控制活性炭蒸發(fā)污染控制 汽油箱和化油

19、器浮子室中的汽油隨時都在蒸發(fā)汽化，汽油箱和化油器浮子室中的汽油隨時都在蒸發(fā)汽化，若不加以控制或回收，則當發(fā)動機停機時，汽油蒸氣將逸若不加以控制或回收，則當發(fā)動機停機時，汽油蒸氣將逸入大氣，造成對環(huán)境的污染。入大氣，造成對環(huán)境的污染。汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的功用汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的功用便便是將這些汽油蒸氣收集和儲存在炭罐內，在發(fā)動機工作時是將這些汽油蒸氣收集和儲存在炭罐內，在發(fā)動機工作時再將其送入氣缸燃燒。再將其送入氣缸燃燒。 碳罐作用碳罐作用主要是用來吸附郵箱中的燃油蒸汽，防止排主要是用來吸附郵箱中的燃油蒸汽，防止排入到大氣中，造成污染，同時利用空氣作用，把燃油吸入入到大氣中，造成污染，同時利用空氣作

20、用，把燃油吸入到發(fā)動機中進行燃燒。到發(fā)動機中進行燃燒。 真空直接控制的汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)真空直接控制的汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)6.3 6.3 進氣與增壓控制進氣與增壓控制發(fā)動機進氣分為發(fā)動機進氣分為自然進氣自然進氣和和增壓進氣。增壓進氣。 由于進氣過程具有由于進氣過程具有間歇性間歇性和和周期性周期性，致使，致使進氣歧管內進氣歧管內產生一定幅度的產生一定幅度的壓力波壓力波。此壓力波以聲速在進氣系統(tǒng)內。此壓力波以聲速在進氣系統(tǒng)內傳播和往復反射。如果利用一定長度和直徑的進氣歧管傳播和往復反射。如果利用一定長度和直徑的進氣歧管與一定容積的諧振室組成與一定容積的諧振室組成諧振進氣系統(tǒng)諧振進氣系統(tǒng)，并使其，并使其固

21、有頻固有頻率率與與氣門的進氣周期調諧氣門的進氣周期調諧，那么在特定的轉速下，就會，那么在特定的轉速下，就會在進氣門關閉之前，在進氣歧管內產生大幅度的壓力波，在進氣門關閉之前，在進氣歧管內產生大幅度的壓力波，使進氣歧管的壓力增高，從而增加進氣量。這種效應稱使進氣歧管的壓力增高，從而增加進氣量。這種效應稱作進氣波動效應。作進氣波動效應。6.3.1 6.3.1 進氣諧振增壓控制系統(tǒng)進氣諧振增壓控制系統(tǒng)(ACIS)(ACIS) 諧振進氣系統(tǒng)的優(yōu)點是沒有運動件，工作可靠，成本諧振進氣系統(tǒng)的優(yōu)點是沒有運動件，工作可靠，成本低。但只能增加低。但只能增加特定轉速特定轉速下的進氣量和發(fā)動機轉矩。下的進氣量和發(fā)動

22、機轉矩。 如果能改變如果能改變諧振進氣系統(tǒng)諧振進氣系統(tǒng)諧振諧振頻率頻率，則能則能增加增加較大范較大范圍圍轉速轉速下的進氣量和發(fā)動機轉矩。下的進氣量和發(fā)動機轉矩。 ECU控制控制 VSV 斷電斷電關閉，關閉，IACV關閉，脈動關閉，脈動壓力波傳遞長度增大，壓力波傳遞長度增大，形成低速慣性增壓效果形成低速慣性增壓效果諧振增壓控制系統(tǒng)的諧振增壓控制系統(tǒng)的工作過程工作過程1.1.發(fā)動機中低速時：發(fā)動機中低速時： ECU控制控制 VSV 通電通電打開，打開， IACV打開，脈動打開，脈動壓力波傳遞長度縮短，壓力波傳遞長度縮短，形成高速慣性增壓效果形成高速慣性增壓效果2.2.發(fā)動機高速時：發(fā)動機高速時：諧

23、振增壓控制系統(tǒng)的諧振增壓控制系統(tǒng)的控制電路及原理控制電路及原理1.1.進氣系統(tǒng)進氣系統(tǒng)6.3.2 6.3.2 可變進氣控制系統(tǒng)可變進氣控制系統(tǒng) 本田對這種高性能發(fā)動機的解決方法就是采用了一本田對這種高性能發(fā)動機的解決方法就是采用了一種叫做種叫做VTEC的技術。的技術。 VTEC發(fā)動機是每缸發(fā)動機是每缸4氣門（氣門（2進進2排）、凸輪軸和搖排）、凸輪軸和搖臂等，不同的是凸輪與搖臂的數目及控制方法。是世界臂等，不同的是凸輪與搖臂的數目及控制方法。是世界上第一個能同時控制上第一個能同時控制氣門開閉時間氣門開閉時間及及升程升程等兩種不同情等兩種不同情況的氣門控制系統(tǒng)。況的氣門控制系統(tǒng)。 通過計算機控制

24、的氣門正時和氣門升程系統(tǒng)，可以通過計算機控制的氣門正時和氣門升程系統(tǒng)，可以大大提高發(fā)動機的燃燒效率和性能。本田公司在它的幾大大提高發(fā)動機的燃燒效率和性能。本田公司在它的幾乎所有的車型當中都使用了乎所有的車型當中都使用了VTEC技術。技術。本田本田VTEC系統(tǒng)系統(tǒng)“VTEC”Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System 可變氣門正時及升程電子控制系統(tǒng)可變氣門正時及升程電子控制系統(tǒng)本田本田VTEC發(fā)動機發(fā)動機 發(fā)動機轉速不同，要求不同的配氣定時。因為發(fā)動機發(fā)動機轉速不同，要求不同的配氣定時。因為發(fā)動機轉速改變時，進氣流速和強制排氣

25、廢氣流速也隨之改變轉速改變時，進氣流速和強制排氣廢氣流速也隨之改變。2.2.可變配氣定時機構可變配氣定時機構采用可變配氣定時機構可以改善發(fā)動機的性能。采用可變配氣定時機構可以改善發(fā)動機的性能。 當發(fā)動機在低速運轉時，氣流慣性小，若此時配氣定當發(fā)動機在低速運轉時，氣流慣性小，若此時配氣定時保持不變，則部分進氣將被活塞推出氣缸，使進氣量減時保持不變，則部分進氣將被活塞推出氣缸，使進氣量減少，氣缸內殘余廢氣將會增多。少，氣缸內殘余廢氣將會增多。 當發(fā)動機在高速運轉時，氣流慣性大，若此時增大進當發(fā)動機在高速運轉時，氣流慣性大，若此時增大進氣遲后角和氣門重疊角，則會增加進氣量和減少殘余廢氣氣遲后角和氣門

26、重疊角，則會增加進氣量和減少殘余廢氣量，使發(fā)動機的換氣過完善。量，使發(fā)動機的換氣過完善。四沖程發(fā)動機的配氣定時四沖程發(fā)動機的配氣定時進氣遲后角和氣門重疊角隨發(fā)動機轉速的升高而加大。進氣遲后角和氣門重疊角隨發(fā)動機轉速的升高而加大。氣門升程隨發(fā)動機轉速的升高而加大氣門升程隨發(fā)動機轉速的升高而加大 VVTi 系統(tǒng)是豐田公司的智能可變氣門正時系統(tǒng)的系統(tǒng)是豐田公司的智能可變氣門正時系統(tǒng)的英文縮寫，豐田轎車的發(fā)動機已普遍安裝了英文縮寫，豐田轎車的發(fā)動機已普遍安裝了VVTi系統(tǒng)。系統(tǒng)。豐田的豐田的VVTi系統(tǒng)可連續(xù)調節(jié)氣門正時，但系統(tǒng)可連續(xù)調節(jié)氣門正時，但不能調節(jié)氣不能調節(jié)氣門升程。門升程。 當發(fā)動機由低速

27、向高速轉換時，當發(fā)動機由低速向高速轉換時，ECU就自動地將機油就自動地將機油壓向進氣凸輪軸驅動齒輪內的小渦輪，這樣，在壓力的作壓向進氣凸輪軸驅動齒輪內的小渦輪，這樣，在壓力的作用下，小渦輪就相對于齒輪殼旋轉一定的角度，從而使凸用下，小渦輪就相對于齒輪殼旋轉一定的角度，從而使凸輪軸在輪軸在60度的范圍內向前或向后旋轉，度的范圍內向前或向后旋轉，從而改變進氣門開從而改變進氣門開啟的時刻，達到連續(xù)調節(jié)氣門正時的目的。啟的時刻，達到連續(xù)調節(jié)氣門正時的目的。工作原理工作原理豐田公司豐田公司VVTi 系統(tǒng)系統(tǒng) VVEL 能夠更能夠更精確而迅速的控制精確而迅速的控制進氣流量。進氣流量。降低降低提高提高Nis

28、san推出推出VVEL技術技術改變氣門升程改變氣門升程VVEL可變氣門和可變氣門和C-VTC連續(xù)汽門正時技術連續(xù)汽門正時技術6.3.1 6.3.1 廢氣渦輪增壓系統(tǒng)廢氣渦輪增壓系統(tǒng) 渦輪增壓是通過渦輪增壓器來達到的。渦輪增壓器通渦輪增壓是通過渦輪增壓器來達到的。渦輪增壓器通俗地理解就是空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。俗地理解就是空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。 渦輪增壓器利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦渦輪增壓器利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進

29、入氣缸。濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。 當發(fā)動機轉速增快當發(fā)動機轉速增快(當加速的時候當加速的時候)，廢氣排出速度與，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量和調整一下發(fā)動機的轉速，這樣就可以增加發(fā)動機的料量和調整一下發(fā)動機的轉速，這樣就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。輸出功率了。 目前在汽油機上應用比較廣泛的增壓技術主要是目前在汽油機上應用比較廣泛的增壓技術主要是機械機械增壓增壓和和渦輪增壓渦輪增壓(Turbo

30、charge)。廢氣渦輪增壓系統(tǒng)圖片廢氣渦輪增壓系統(tǒng)圖片廢氣渦輪增壓系統(tǒng)示意圖廢氣渦輪增壓系統(tǒng)示意圖廢氣渦輪增壓器圖片廢氣渦輪增壓器圖片廢氣渦輪增壓器示意圖廢氣渦輪增壓器示意圖廢氣渦輪增壓器實物圖片廢氣渦輪增壓器實物圖片1、渦輪室進氣口與排氣歧管相連，排氣口接在排、渦輪室進氣口與排氣歧管相連，排氣口接在排 氣管上；氣管上； 2、增壓器進氣口與空氣濾清器管道相連，排氣口、增壓器進氣口與空氣濾清器管道相連，排氣口接在進氣歧管上。接在進氣歧管上。 3、渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內，二者、渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內，二者同軸剛性聯接。同軸剛性聯接。廢氣渦輪增壓系統(tǒng)示意圖廢氣渦輪增壓系統(tǒng)示

31、意圖6.4 6.4 稀薄燃燒控制稀薄燃燒控制 通用、福特、豐田、本田、日產等汽車公司先后研發(fā)通用、福特、豐田、本田、日產等汽車公司先后研發(fā)稀薄混合氣燃燒，隨著進氣口燃料噴射技術的發(fā)展和稀混稀薄混合氣燃燒，隨著進氣口燃料噴射技術的發(fā)展和稀混合氣傳感器技術的開發(fā)，精密控制空燃比已成為可能。合氣傳感器技術的開發(fā)，精密控制空燃比已成為可能。 90年代，三菱汽車公司研制出來的缸內直噴技術使稀年代，三菱汽車公司研制出來的缸內直噴技術使稀燃技術又進了一步。三菱缸內噴注汽油機燃技術又進了一步。三菱缸內噴注汽油機(GDI)，可令混，可令混合比達到合比達到40:1。 大眾的直噴汽油發(fā)動機大眾的直噴汽油發(fā)動機(FS

32、I)，是采用高壓泵，汽油通，是采用高壓泵，汽油通過一個分流軌道到達電磁控制的高壓噴射氣門。過一個分流軌道到達電磁控制的高壓噴射氣門。 本田最新的本田最新的VTEC發(fā)動機也將采用稀燃技術。發(fā)動機也將采用稀燃技術。1.1.稀薄燃燒稀薄燃燒混合氣中的汽油含量低，汽油與空氣之比可達混合氣中的汽油含量低，汽油與空氣之比可達1：25以上。以上。一、提高壓縮比一、提高壓縮比采用緊湊型燃燒室，使缸內形成較強的空氣運動旋采用緊湊型燃燒室，使缸內形成較強的空氣運動旋流，提高氣流速度；將火花塞置于燃燒室中央，縮短點流，提高氣流速度；將火花塞置于燃燒室中央，縮短點火距離；提高壓縮比至火距離；提高壓縮比至1313：1

33、1左右。左右。二、分層燃燒二、分層燃燒混合比達到混合比達到2525：1 1以上，必須采用由濃至稀的分層燃以上，必須采用由濃至稀的分層燃燒方式。采用燃油噴射定時與分段噴射技術，進氣初期燒方式。采用燃油噴射定時與分段噴射技術，進氣初期噴油，進氣后期噴油，濃混合氣聚集在火花塞四周被點噴油，進氣后期噴油，濃混合氣聚集在火花塞四周被點燃，實現分層燃燒。燃，實現分層燃燒。三、高能點火三、高能點火高能點火和寬間隙火花塞。稀燃發(fā)動機采用雙火花高能點火和寬間隙火花塞。稀燃發(fā)動機采用雙火花塞或者多極火花塞裝置來達到上述目的塞或者多極火花塞裝置來達到上述目的汽油發(fā)動機實現稀燃的關鍵技術汽油發(fā)動機實現稀燃的關鍵技術

34、燃油被以極高的精密度噴入氣缸，并在大量過剩的空燃油被以極高的精密度噴入氣缸，并在大量過剩的空氣中幾乎完全燃燒。燃料完完全全得到了最優(yōu)利用。氣中幾乎完全燃燒。燃料完完全全得到了最優(yōu)利用。6.5 6.5 故障的自診斷系統(tǒng)故障的自診斷系統(tǒng) 一般裝有微處理器控制單元一般裝有微處理器控制單元(ECU)的汽車，都具有的汽車，都具有故障故障自診斷系統(tǒng)自診斷系統(tǒng)。其功能時對汽車內傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)備個部。其功能時對汽車內傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)備個部分工作狀態(tài)進行分工作狀態(tài)進行自動檢查和監(jiān)測自動檢查和監(jiān)測。 當汽車出現故障時，裝在儀表板上的故障指示燈就會閃當汽車出現故障時，裝在儀表板上的故障指示燈就會閃亮以警告駕駛

35、人員汽車可能出問題了。亮以警告駕駛人員汽車可能出問題了。 按一下按鈕，按一下按鈕，故障代碼故障代碼(一般用二位或三位數字代表不一般用二位或三位數字代表不同的故障同的故障)就在儀表板上顯示出來。同時此故障信號將被存就在儀表板上顯示出來。同時此故障信號將被存入存儲器。入存儲器。 即使點火開關斷開、故障排除、故障指示燈熄滅，故障即使點火開關斷開、故障排除、故障指示燈熄滅，故障信號仍將保留在存儲器中以供維修人員來判斷汽車的故障所信號仍將保留在存儲器中以供維修人員來判斷汽車的故障所在。故障排除后，斷開在。故障排除后，斷開ECU的電源的電源30秒故障碼將會被清除。秒故障碼將會被清除。 80年代，隨車診斷系

36、統(tǒng)問世，它是利用微處理控制單元年代，隨車診斷系統(tǒng)問世，它是利用微處理控制單元(ECU)對電控系統(tǒng)各部件進行檢測和診斷，自行找出故障，對電控系統(tǒng)各部件進行檢測和診斷，自行找出故障，故也被稱為故也被稱為故障自診斷系統(tǒng)故障自診斷系統(tǒng)。 由于它可以對汽車電控系統(tǒng)參數實行連續(xù)監(jiān)控，并能記由于它可以對汽車電控系統(tǒng)參數實行連續(xù)監(jiān)控，并能記錄備系統(tǒng)的間歇故障，因此查找故障及時方便，所以其使用錄備系統(tǒng)的間歇故障，因此查找故障及時方便，所以其使用較為廣泛。但是由于微處理器內存有限，故其診斷項目受到較為廣泛。但是由于微處理器內存有限，故其診斷項目受到一定的限制，而且不能診斷較為復雜的故障，因此人們又在一定的限制，而

37、且不能診斷較為復雜的故障，因此人們又在研制和開發(fā)更新更好的診斷系統(tǒng)。研制和開發(fā)更新更好的診斷系統(tǒng)。 如果微機本身發(fā)生故能障則由設有緊急監(jiān)控定時器如果微機本身發(fā)生故能障則由設有緊急監(jiān)控定時器(WDT)的時限電路加以監(jiān)控；的時限電路加以監(jiān)控； 如果出現程序異常，則定期進行的時限電路的再設置如果出現程序異常，則定期進行的時限電路的再設置停止工作，以便采用微機再設置的故障檢測方法。停止工作，以便采用微機再設置的故障檢測方法。隨車診斷系統(tǒng)隨車診斷系統(tǒng)1. 發(fā)現故障發(fā)現故障 輸入到微處理器的電平信號，在正常狀態(tài)下有一定的輸入到微處理器的電平信號，在正常狀態(tài)下有一定的范圍，如果此范圍以外的的信號被輸入時，范

38、圍，如果此范圍以外的的信號被輸入時，ECU就會診斷就會診斷出該信號系統(tǒng)處于異常狀態(tài)下。出該信號系統(tǒng)處于異常狀態(tài)下。 汽車自診斷系統(tǒng)的功能汽車自診斷系統(tǒng)的功能2.故障分類故障分類 當微機工作正常時，通過診斷用程序檢測輸入信號的異當微機工作正常時，通過診斷用程序檢測輸入信號的異常情況，將故障分為輕度故障、功能下降的故障、重大故障常情況，將故障分為輕度故障、功能下降的故障、重大故障等。并且將故障按重要性分類，預先編輯在程序中當微機本等。并且將故障按重要性分類，預先編輯在程序中當微機本身發(fā)生故障時，則通過身發(fā)生故障時，則通過WDT進行重大故障分類。進行重大故障分類。3.3.故障報警故障報警 一般通過設

39、置在儀表板上報警燈的閃亮來報警。在裝一般通過設置在儀表板上報警燈的閃亮來報警。在裝有顯示器的汽車上，也有直接用文字來顯示報警內容的。有顯示器的汽車上，也有直接用文字來顯示報警內容的。4.故障存儲故障存儲 在存儲器中存儲故障部位的代碼，一般情況下，即使在存儲器中存儲故障部位的代碼，一般情況下，即使點火開關處于斷開位置，微機和存儲器也保持接通電源，點火開關處于斷開位置，微機和存儲器也保持接通電源，不致使存儲的內容丟失。只有在斷開蓄電池電源或拔掉保不致使存儲的內容丟失。只有在斷開蓄電池電源或拔掉保險絲時，存儲器內的故障代碼才會被自動消除。險絲時，存儲器內的故障代碼才會被自動消除。5.故障處理故障處理

40、 在汽車運行過程中如果發(fā)生故障，為了不妨礙正常行在汽車運行過程中如果發(fā)生故障，為了不妨礙正常行駛，由微機進行調控，利用預編程序中的代用值駛，由微機進行調控，利用預編程序中的代用值( (標準值標準值) )進行計算以保持基本的行駛性能，待停車后再進行相應的進行計算以保持基本的行駛性能，待停車后再進行相應的檢修。檢修。故汽車自診斷系統(tǒng)對故障的確認的方法：故汽車自診斷系統(tǒng)對故障的確認的方法：值值 域域判定法判定法ECU接收到的輸入信號超出規(guī)定的數值范圍時，自接收到的輸入信號超出規(guī)定的數值范圍時，自診斷系統(tǒng)就確認診斷系統(tǒng)就確認該輸入信號出現故障該輸入信號出現故障。 時時 域域判定法判定法ECU檢測時某一

41、輸入信號在一定的時間內沒有發(fā)生檢測時某一輸入信號在一定的時間內沒有發(fā)生變化或變化沒有達到預先規(guī)定的次數時，自診斷系變化或變化沒有達到預先規(guī)定的次數時，自診斷系統(tǒng)就確認統(tǒng)就確認該信號出現故障該信號出現故障。功功 能能判定法判定法ECU給執(zhí)行器發(fā)出動作指令后，檢測相應傳感器的給執(zhí)行器發(fā)出動作指令后，檢測相應傳感器的輸出參數變化，若傳感器輸出信號沒有按照程序規(guī)輸出參數變化，若傳感器輸出信號沒有按照程序規(guī)定的參數變化，就確認執(zhí)行器或電路出現故障。定的參數變化，就確認執(zhí)行器或電路出現故障。邏邏 輯輯判定法判定法ECU對兩個具有相互聯系的傳感器進行數據比較，對兩個具有相互聯系的傳感器進行數據比較，當發(fā)現兩

42、個傳感器信號之間的邏輯關系違反設定條當發(fā)現兩個傳感器信號之間的邏輯關系違反設定條件時，就斷定其一定有故障。件時，就斷定其一定有故障。例如：例如： 水溫傳感器設計在正常使用溫度范圍水溫傳感器設計在正常使用溫度范圍-30120(或或范圍更大些范圍更大些)內，輸出電壓為內，輸出電壓為0.304.70V，所以當控制電，所以當控制電腦檢測出信號電壓小于腦檢測出信號電壓小于0.15V或大于或大于4.85v時就判定水溫傳時就判定水溫傳感器信號系統(tǒng)發(fā)生短路或斷路故障。感器信號系統(tǒng)發(fā)生短路或斷路故障。例如：例如： 氧傳感器在發(fā)動機達到正常工作溫度，控制系統(tǒng)進入氧傳感器在發(fā)動機達到正常工作溫度，控制系統(tǒng)進入閉環(huán)后

43、，電腦檢測不到氧傳感器的輸出信號超過一定時間閉環(huán)后，電腦檢測不到氧傳感器的輸出信號超過一定時間或者氧傳感器信號在或者氧傳感器信號在0.45V上下沒有變化的情況已超過一上下沒有變化的情況已超過一定時間，自診斷系統(tǒng)就判定氧傳感器信號系統(tǒng)出現故障。定時間，自診斷系統(tǒng)就判定氧傳感器信號系統(tǒng)出現故障。 例如：例如： 一般汽車一般汽車EGR系統(tǒng)裝有系統(tǒng)裝有EGR閥高度傳感器，用以檢測閥高度傳感器，用以檢測EGR閥是否正常工作。但有的汽車并沒設置閥是否正常工作。但有的汽車并沒設置EGR閥高度傳閥高度傳感器，當控制電腦發(fā)出開啟感器，當控制電腦發(fā)出開啟EGR閥命令后，通過檢測進氣閥命令后，通過檢測進氣壓力傳感器

44、壓力傳感器MAP輸出信號是否有相應變化，也可以確定輸出信號是否有相應變化，也可以確定EGR閥有無動作，若沒有變化，則確認閥有無動作，若沒有變化，則確認EGR閥及電路有故閥及電路有故障。障。 例如：例如： 控制電腦檢測到發(fā)動機轉速大于某個轉速時，節(jié)氣門控制電腦檢測到發(fā)動機轉速大于某個轉速時，節(jié)氣門位置傳感器輸出信號小于某個值，則判定節(jié)氣門位置傳感位置傳感器輸出信號小于某個值，則判定節(jié)氣門位置傳感器出現故障。器出現故障。 奧迪的奧迪的V6發(fā)動機的自診斷系統(tǒng)當內有發(fā)動機的自診斷系統(tǒng)當內有30種不同的故障種不同的故障存儲在微機中。其特點是：存儲在微機中。其特點是： 1如果故障存在超過一定的時間，則該故

45、障以穩(wěn)定的形如果故障存在超過一定的時間，則該故障以穩(wěn)定的形式被存儲在存儲器中。式被存儲在存儲器中。 2如果在一定時間內曾經出現的故障不再出現，則此故如果在一定時間內曾經出現的故障不再出現，則此故障被認為是偶發(fā)性故障，如果發(fā)動機起動障被認為是偶發(fā)性故障，如果發(fā)動機起動50次，該故障仍次，該故障仍然沒有再次出現，則此偶發(fā)性故障將會被自動清除。然沒有再次出現，則此偶發(fā)性故障將會被自動清除。 3在關閉點火開關在關閉點火開關150分種后，微機進入自保持階段，如分種后，微機進入自保持階段，如果在此期間對燃油噴射和點火系統(tǒng)進行檢修，接著應調出果在此期間對燃油噴射和點火系統(tǒng)進行檢修，接著應調出已經被存儲的故障

46、代碼并加以清除。調出被存儲的故障代已經被存儲的故障代碼并加以清除。調出被存儲的故障代碼需要用專用的儀器碼需要用專用的儀器G1551型故障碼閱讀器。型故障碼閱讀器。 典型車型的故障自診斷系統(tǒng)典型車型的故障自診斷系統(tǒng)奧迪奧迪(AUDI)(AUDI)汽車故障自診斷系統(tǒng)汽車故障自診斷系統(tǒng) 當汽車出現故障時，相應的故障信息以代碼的形式儲當汽車出現故障時，相應的故障信息以代碼的形式儲存于電控系統(tǒng)存于電控系統(tǒng)SBEC中。中。 每次打開點火開關，每次打開點火開關，“CHECK ENGINE”指示燈都將閃指示燈都將閃亮幾秒鐘，以示該指示燈工作正常，如果亮幾秒鐘，以示該指示燈工作正常，如果SBEC接收到來自接收到

47、來自各種傳感器的信號不正?；蛘吒窘邮詹坏叫盘?，則儀表板各種傳感器的信號不正常或者根本接收不到信號，則儀表板上的上的“CHECK ENGINE”指示燈將亮起，說明發(fā)動機有故指示燈將亮起，說明發(fā)動機有故障，需要檢修。障，需要檢修。 進入自診斷狀態(tài)的方法是，將點火開關在五秒鐘內開關進入自診斷狀態(tài)的方法是，將點火開關在五秒鐘內開關三次，即三次，即ONOFFONOFFON，此時儀表板上的，此時儀表板上的“CHECK ENGINE”指示燈將閃爍，由此可顯示出所存儲指示燈將閃爍，由此可顯示出所存儲的故障碼。的故障碼。 故障碼的清除方法是，可以用專用儀器故障碼的清除方法是，可以用專用儀器DRB 來清除故障碼

48、。如果沒有來清除故障碼。如果沒有DRB ，也可將點火開關，也可將點火開關50次，次，故障碼即被清除。故障碼即被清除?？巳R斯勒汽車故障自診斷系統(tǒng)克萊斯勒汽車故障自診斷系統(tǒng) 沃爾沃系列的自診斷系統(tǒng)的接口在車體的右前角，打沃爾沃系列的自診斷系統(tǒng)的接口在車體的右前角，打開發(fā)動機蓋，右前大燈的后都有開發(fā)動機蓋，右前大燈的后都有A、B兩個診斷座，兩個診斷座，A座上座上有一條診斷跨接線、一個有一條診斷跨接線、一個LED燈和一個按鈕。燈和一個按鈕。A、B兩個診兩個診斷座各有六個診斷插孔，各連接不同的診斷系統(tǒng)。斷座各有六個診斷插孔，各連接不同的診斷系統(tǒng)。沃爾沃汽車故障自診斷系統(tǒng)沃爾沃汽車故障自診斷系統(tǒng)A座：座：變速器變速器燃料系統(tǒng)燃料系統(tǒng)ABS系統(tǒng)系統(tǒng) 渦輪增壓系統(tǒng)渦輪增壓系統(tǒng)點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)儀表診斷系儀表診斷系B座：座： 中央空調中央空調 定速控制系統(tǒng)定速控制系統(tǒng) 安全氣囊安全氣囊 電動座椅電動座椅 沃爾沃系列車型在自我診斷功能方面，能夠進行沃爾沃系列車型在自我診斷功能方面，能夠進行1010個個系統(tǒng)的診斷，而在每個系統(tǒng)診斷中，又可分為六種模式：系統(tǒng)的診斷，而在每個系統(tǒng)診斷中，又可分為六種模式： 1故障碼讀取故障碼讀取 2控制元件動作測試；控制元件動作測試； 3各控制元件動作同時控制測試；各