控制执行装置

三、控制执行装置

切诺基越野车的控制执行装置包括：汽油泵继电器、自动切断（ASD）继电器、自动怠速（AIS）步进电机、镇流电阻旁路继电器、喷油器、点火线圈、散热风扇继电器、空调离合器继电器、恒速控制电磁线圈、交流发电机励磁、排放维修提示灯、交流发电机灯、转速表、串行数据通讯接口（SCI）输出信号、CCD线束等。

当发动机工作时，各种传感器及开关信号输入发动机集中控制器ECU后，按照微机的预编程序和有关数据，经计算和判断，适时地输出控制信号，控制各种执行器的动作，以达到精确控制发动机在各种工况下进行工作。

1．自动切断（ASD）继电器

微机输出控制信号后，控制自动切断（ASD）继电器搭铁电路，从而控制向汽油泵、喷油器和点火线圈提供电源的电压。其自动切断继电器电路如图14-36所示。

图14-36 自动切断继电器电路

当点火开关处于接通位置时，微机控制接通ASD继电器搭铁电路，自动切断继电器线圈电路被接通，使继电器触点闭合，从而接通蓄电池向点火线圈和喷油器的供电电路。此时由于微机接通ASD继电器搭铁电路，同时也接通了汽油泵继电器线圈电路，使汽油泵继电器触点闭合，使汽油泵工作。

当点火开关处于“接通”或“起动”位置时，微机使ASD继电器搭铁的同时，将监视曲轴位置传感器的输入信号。如果微机3S内未接收到该输入信号，微机将切断ASD继电器线圈的搭铁电路，使自动切断继电器和汽油泵继电器触点打开，切断点火线圈、喷油器和汽油泵电源电路。

ECU可由ASD传感器处检测自动切断继电器的通断情况，ASD传感器还可以检

测自动切断继电器电路工作和故障情况。

2．交流发电机励磁

微机输出控制信号，控制交流发电机励磁，使发电机的输出电压保持在13.4~15V。发电机各接线柱的情况如图14-37所示，微机控制发电机励磁电流如图14-38所示

图14-37 交流发电机各接线柱的情况

图14-38 控制交流发电机励磁电路

当发电机正常工作时，其励磁电路为：发电机“+”→自动切断继电器→发电机磁场接线柱B→磁场绕组→磁场接线柱C→ECU发电机励磁接线柱20→大功率管→搭铁→发电机“-”。在自动切断继电器触点闭合时，只要微机控制大功率管构成发电机磁场搭铁，就接通了磁场电路；大功率管截止，就切断磁场电路。

如果微机检测到发电机的输出电压低于规定电压值（表14-1）。微机就会使磁场电路搭铁的相对时间增长，即大功率管的相对导通率增大，平均励磁电流增大，形成较强的磁场，提高发电机的电压或增大发电机的输出；如果检测到发电机的输出电压高于规定值，微机就会使磁场搭铁的相对时间缩短，即大功率管的相对导通率减小，减弱发电机磁场，使发电机电压降低，通过微机控制，使发电机输出电压始终保持在规定值。

表14-1 交流发电机输出电压技术条件

当发动机怠速运转时，如果发电机电压过低，微机就会通过控制发电机励磁电流和通过提高怠速控制发电机转速从而控制发电机的充电率。

3．镇流电阻旁路继电器

当发动机大负荷或节气门全开时，微机输出控制信号，控制镇流电阻旁路继电器线圈的搭铁电路，使镇流电阻被旁路，提高向汽油泵的供电电压，达到提高汽油泵转速、增加泵油量的作用。

镇流电阻实质是降压电阻，发动机在一般工况下，汽油泵电路通过它时，可用来降低汽油泵的工作电压，以减少汽油泵运行期间的噪声。镇流电阻安装在发动机右侧的内围板上，如图14-39所示。

图14-39 镇流电阻

镇流电阻旁路继电器安装在电源分配中心盒外的连接支架上，如图14-40所示。

图14-40 镇流电阻旁路继电器安装位置

一般情况下，当发动机在大负荷或节气门全开状态下，以及起动状态时，微机输出的控制信号通过镇流电阻旁路继电器线圈的搭铁电路，使继电器常开触点闭合，将镇流电阻旁路。此时电源电压经镇电阻旁路继电器直接向汽油泵供电，以提高汽油泵的电压，使汽油泵以较高的转速运转，提高泵油量，以补偿此时所需较多的汽油量。

4．散热器风扇继电器（4.0L发动机）

在4.0L发动机上，设置了一个冷却风扇，又称辅助风扇。该风扇由微机进行控制。微机根据发动机冷却液温度传感器输入的信号或空调器是否工作，适时地

控制散热风扇继电器，以控制散热风扇工作。

散热器风扇继电器的工作电路如图14-41所示。

图14-41 散热器风扇继电器工作电路

微机根据发动机冷却液温度传感器输入的信息控制冷却风扇电机。当冷却液温度达到103℃时，微机使散热器风扇继电器接线柱31搭铁，使散热器风扇继电器触点闭合，使冷却风扇电机工作；当发动机冷却液温度低于88℃时，微机停止向散热器继电器提供搭铁，散热器风扇继电器触点打开，冷却风扇电机停止工作。

如果空调压缩机工作，不管冷却液温度如何，微机都将使散热器风扇继电器搭铁，接通散热器风扇继电器，使冷却风扇继电器工作。

5．空调离合器继电器

微机输出控制信号，接通和断开空调电磁离合器继电器搭铁电路，以控制空调压缩机工作。

控制空调离合器继电器的电路如图14-42所示。

图14-42 空调离合器继电器工作电路

当驾驶员把空调开关置于空调位置，微机便收到空调选择信号及空调请求信号。首先调整怠速步进电机位置，增加发动机怠速转速，接着微机输出控制信号，使空调离合器继电器搭铁，接通空调压缩机电磁离合器，使压缩机工作。当空调压缩机工作时，由于发动机负荷增加，微机调整怠速步进电机位置，以适应发动机负荷的增加，防止怠速欠速或超速。

微机除了根据空调选择和请求信号，还要根据发动机的工况变化适时地控制空调压缩机工作外，例如：

（1）空调器工作期间，如果微机感知节气门全开，就切断继电器搭铁电路，使继电器处于断开状态，停止压缩机离合器啮合，直到节气门全开时间超过15s 以上。

（2）如果当冷却液温度超过125℃，微机也不接通空调继电器。

注意：对于4.0L发动机来说，每当接通空调离合器，不管发动机冷却液温度如何，微机都将自动接通散热器风扇继电器搭铁线，使冷却风扇工作。

6．点火线圈

微机输出控制信号，通过控制点火线圈初级绕组的通断来控制点火的全部工作，该点火系统中点火线较与配电器如图14-43所示。

图14-43 点火线圈与配电器

微机控制点火系统工作电路如图14-44所示。

图14-44 2.5L发动机点火系统工作电路

当自动切断继电器接通时，电源电压加到点火线圈的“+”接线柱上。当微机输出控制信号，控制点火线圈初级绕组的一端搭铁时，接通点火系统的初级电路；当微机输出的控制信号停止初级绕组搭铁时，则切断初级电路，使次级绕组产生高电压，并通过配电器送至各个气缸的火花塞跳火，点燃混合气。

微机根据发动机工况，对点火提前角进行调整。发动机工作时，微机根据进气歧管绝对压力、发动机转速、冷却液温度、进气温度、节气门位置、车速等信息，经过计算并与存储器存储的参考数据进行比较，确定最合适的点火提前角，适时地输出控制信号，切断点火线圈初级绕组的搭铁电路，使次级绕组产生高电压，通过配电器送至火花塞跳火。

对于2.5L的四缸发动机来说，点火顺序为1-3-4-2；对于4.0L六缸发动机来说，点火顺序为1-5-3-6-2-4，如图14-45所示。

图14-45 发动机点火顺序

7．车速控制

车速控制通常称为恒速控制，又称车速巡航控制。该装置能根据行驶阻力的变化情况，使汽车行驶时自动保持一定的速度。

当行驶阻力发生变化时，汽车的行驶速度也相应发生变化，微机根据车速传感器输入的信息，输出控制巡航，控制速度伺服机构工作。伺服机构借助发动机真空吸力作用来吸动膜片，拉动节气门连杆，控制节气门开度。如果持续拉动则加速，停在某一位置则为定速，放松节气门则为减速。

车速控制工作电路如图14-46所示。

图14-46 车速控制工作电路

当驾驶员操纵恒速控制开关时，微机即收到速度控制开关的信息，此时微机立即送出控制信号，控制速度的伺服机构开始工作。

速度控制伺服机构的外形如图14-47a)所示。该机构的本体是一个密封圆筒，内部装有膜片、弹簧和3个电磁阀。3个电磁阀分别是真空电磁阀、通风电磁阀和清除电磁阀。此时伺服机构上有一真空管接头，由一软管与进气歧管连接，用以引进真空。在膜片的中间装有拉杆，通过节气门连杆与节气门轴相连。3个电磁阀中各有一个电磁线圈对其阀门进行控制。真空电磁线圈不通电时，在阀门弹簧的作用下，阀门保持关闭，堵住伺服室与发动机真空管的通道，不让真空进入伺服室；通风电磁阀线圈不通电时，在阀门弹簧的作用下，阀门保持开启，使伺服室

与大气相通，泄掉伺服室的真空；清除电磁阀线圈不通电时，也使伺服室与大气相通，3个电磁阀不通电时，阀门状况如图14-47b)所示。

图14-47 车速控制伺服机构

a)伺服机构外形 b)伺服机构示意图

当驾驶员接通“速度控制”开关时，速度控制机构开始工作。当驾驶员推动“设定”按钮时，行驶速度信息不断存储在存储器的RAM中，当松开按钮时，微机将行驶速度锁定，此时的速度成为速度控制机构要保持的目标速度。

车速控制机构不设定136km/h以上的速度。

车速控制机构工作时，微机控制伺服机构的工作情况如下：

当需要提高车速时，微机通过引脚33，使“状况”电磁阀线圈搭铁，此时只要制动开关未断开，该电磁线圈电路就处于接通状态。当电磁线圈通电时，克服阀门弹簧的作用，阀门被打开，让“状况”进入伺服室。在接通“状况”电磁阀线圈电路的同时，微机必须通过管脚53，使通风电磁阀线圈也搭铁。当通风电磁阀线圈搭铁时，只要制动开关未断开，该电磁线圈也处于接通状态，它将克服阀门弹簧的作用，让阀门关闭此时清除电磁阀线圈也处于搭铁状态，也将使阀门关闭。由于此时真空电磁阀门打开，通风电磁阀门与清除电磁阀门关闭，使伺服室保持与发动机的真空管相通，而与大气隔绝，伺服室形成一定的真空状态，其真空吸力吸动膜片，拉动节气门连杆，增大节气门开度，就可以使汽车加速。

当行驶车速与目标车速一致时，为保持该车速，3个阀门都同时关闭，伺服室真空不增加也不减少，节气门保持在一定的位置，汽车就能保持设定的目标车速行驶。

当需要降低车速时，微机输出控制信号，通过引脚53使通风电磁线圈停止搭

铁，使通风电磁阀门打开，使大气进入伺服机构室内一部分，此时膜片弹簧又把膜片压回一定位置，放松节气门，车速就下降下来。

由上可知，车速控制机构工作时，在行驶阻力不变的情况下，3个阀门都保持在关闭状态，伺服室真空度和节气门开度不变，使汽车保持恒速行驶。如果行驶阻力变化时，为了保持原定车速，如果需要提高车速，增加节气开度时，微机必须适时地使“真空”电磁线圈搭铁，增加伺服室真空度；如果需要降低车速，减小节气门开度时，微机必须适时地停止“通风”电磁线圈搭铁，泄漏一部分真空。

当踩下制动踏板时，制动器开关将中断3个电磁线圈的电源，同时微机也中断电磁线圈的搭铁电路，使真空电磁阀关闭，通风和消除电磁阀开启，伺服室保持非真空状态，节气门处于放松位置，一切与平常普通驾驶一样。当松开制动踏板时，消除电磁阀复位，而设置“恢复”开关时，微机将使真空和通风电磁阀重新工作。

8．电子控制汽油喷射

微机输出控制信号，适时地控制各缸喷油器向进气歧管喷射定量汽油。

喷油器安装在汽油导管上，如图14-48所示。喷油器的喷口位于进气歧管的气道里，正处于气缸盖进气口的上方。在发动机的线束上，每个喷油器的插头上都有标记，标注它相对应的气缸号。喷油器的工作由微机进行控制，按照特定的顺序，控制每个喷油器的搭铁电路，如图14-49和图14-50所示。

图14-48 喷油器以及安装位置

图14-49 四缸发动机喷油器工作电路

图14-50 六缸发动机喷油器工作电路

当接通某个喷油器的搭铁电路时，该喷油器的电磁线圈通电，开始喷油；停止搭铁，线圈不通电，停止喷油。微机根据传感器的输入信号和存储器存储的程序和数据，控制喷油器的喷油时刻和调节喷油器的喷油脉冲宽度。

发动机起动时，喷油器的电源由蓄电池通过自动切断继电器供给；发动机起动后，发电机工作正常时，电源一般由交流发电机供给。

由于该发动机为顺序喷油方式，所以喷油正时也是一个重要的问题。喷油正时也称喷油定时，或称喷油时刻。

该发动机的喷油器是按一定的顺序进行喷油的，它必须与发动机的工作顺序相适应。2.5L发动机的喷油顺序为1-3-4-2；4.0L发动机的喷油顺序为1-5-3-6-2-4。该发动机喷油器时刻，对活塞运动来说是定时的，它们都是在各缸排气行程上止点前640时开始喷油。

下面以四缸发动机为例，说明各缸喷油器正时情况。

微机根据曲轴位置传感器输入的信号，可以确定活塞运行位置（图14-51）。

图14-51 四缸发动机的喷油正时和顺序图

1、4缸的活塞利用同一组飞轮缺口，同一时间接近上止点；3、2缸的活塞利用同一组飞轮缺口，同一时间接近上止点，这样不仅能知道两个活塞接近上止点，而且还可以知道在上止点前的转角度数。但到底是哪两个缸的活塞接近上止点，而且要分清两缸中哪个是排气行程，哪个是压缩行程，还必须有判缸信号配合，利用同步信号传感器输入的信号配合。

如果同步信号上升沿（5V电压）出现时，微机可获知下面接近上止点的是1、4缸的活塞，其中4缸为排气行程，1缸为压缩行程。当曲轴位置传感器输入第一个脉冲信号（下降沿）时，标志着第4缸活塞进入排气行程上止点前640，此时微

机输出控制信号，使4缸喷油电磁线圈搭铁，接通喷油器工作电路并开始喷油。

同样，当同步信号下降沿出现时，微机可获知是1缸活塞进入排气行程，当活塞行至排气行程上止点前640时，1缸喷油器开始喷油。

利用4缸和1缸活塞的定位作用，可维持正确的喷油顺序，如图14-51所示。由上可知，每当一个活塞行至排气行程上止点前640时，微机控制一个气缸的喷油器开始喷油。在排气行程中，各喷油器喷入进气歧管的汽油，同进气行程中进入的空气混合一起进入气缸。

同理，对于4.0L六缸发动机来说，微机根据曲轴位置传感器、同步位置信号传感器输入的信号，利用3、4缸的定位作用，按照1-5-3-6-2-4的顺序，在各缸活塞行至排气行程上止点前640开始喷油。

喷油脉冲`宽度即喷油器喷油时间的控制，也就是空燃比的控制。喷油脉冲宽度随发动机的运行工况的变化而变化。喷油脉冲宽度是根据进气歧管绝对压力、发动机转速、歧管进气空气温度、冷却液温度、节气门位置、蓄电池电压等输入信号，由微机进行计算并与微机存储器内存储的参考数据对比后确定的。

点火开关接通后，在发动机起动、暖机、加速、减速和节气门全开时都是开环模式。在发动机正常温度下的怠速与匀速运行时是闭环模式。

9．自动怠速（AIS）步进电机

微机根据发动机的工况，适时地输出控制信号，控制自动怠速步进电机的位置，调节旁通空气道的尺寸，以控制发动机的怠速转速。

步进电机主要由转子和定子组成。怠速步进电机的工作电路如图14-52所示。

图14-52 自动怠速步进电机工作电路

该步进电机的定子绕组采用单股线圈方式，每个线圈的通电方向是不断变换

的，每当向线圈输入一个脉冲，转子便转动一步。改变线圈的通电顺序，可以改变电机转子的转动方向。

自动怠速步进电机安装在节气门体上，如图14-53所示。

图14-53 节气门体上的自动怠速步进电机

节气门体上具有旁通空气道，在发动机怠速运转时提供空气。步进电机的转子的阀芯伸进旁通空气道内。电机转子转动时，带动阀芯伸入或退出，达到调节怠速时的空气量，实现控制发动机怠速转速的目的。

微机需要根据发动机的运行工况控制怠速时，并取决于节气门位置、冷却液温度、车速、变速器档位、空调离合器开关、制动开关和动力转向开关等输入信号。例如当发动机冷却液温度较低时，微机控制步进电机的阀芯缩回，增加旁通空气道的空气流量，提高发动机怠速转速。随着冷却液温度的不断上升而转入正常时，微机控制步进电机的阀芯伸入旁通道，减少旁通空气道的空气量，逐渐降低发动机怠速转速。有时微机还会根据需要，调节发动机怠速来调节交流发电机的充电率。

10．汽油泵继电器

微机输出控制信号控制汽油泵继电器搭铁电路，以此决定汽油泵是否工作。

汽油泵继电器位于电源分配中心盒内。汽油泵继电器工作电路如图14-54所示。

图14-54 汽油泵继电器与镇流电阻旁路继电器工作电路

如果点火开关处于发动机“起动”或“运行”位置，则微机输出控制信号，接通汽油泵继电器线圈搭铁电路，使继电器触点闭合，接通蓄电池通往汽油泵的工

作电路，使汽油泵工作。如果微机在3s内未收到“起动”或“运行”的信号，就会切断汽油泵继电器线圈的搭铁电路，使汽油泵停止工作。发动机未发动时，汽油泵继电器线圈接通3s的目的是为了使汽油泵增压；立刻又切断是为了防止汽油泵不必要的工作。如果发动机正常运转，微机会一直保持继电器线圈搭铁，则汽油泵保持连续工作。

11．发动机控制指示灯

1）排放维修提示（EMR）灯

排放维修提示（EMR）灯安装在仪表板的左侧，如图14-55所示。

图14-55 发动机有关指示灯安装位置

EMR灯的作用是提示驾驶员该车排放系统的部件已达到需要安排维修或更换的期限。EMR灯的控制电路如图14-56所示。

图14-56 发动机有关指示灯的控制电路

微机根据行驶里程传感器输入的汽车行驶里程信息和存储器中存储的参考数据，当微机监视到积累的行驶里程接近车辆参考里程时，它将接通EMR灯，以便安排预定的维修或更换部件。如果汽车每行驶13200km时，EMR灯亮，此时应及时更换氧传感器。

更换氧传感器后，必须用专用的DRB Ⅱ型检测仪重新设置，将EMR灯复位。如果工作期间需更换发动机集中控制器，必须用专用DRB Ⅱ型检测仪将现用的EMR 里程存入新的ECU存储器中，以维持EMR灯的正确使用。

2）发动机检查灯（CHECK ENGINE）

发动机检查灯有多种功能，主要用来在传感器或某系统发生故障时显示，以示

警告，还用来显示存入存储器的故障代码。

发动机检查灯安装在仪表板左侧，如图14-55所示。其控制电路如图14-56所示。每次开启点火开关时，微机控制发动机检查灯3s，以检查其灯泡好坏，这项自动操作称为灯泡试验。

在发动机工作中，如果微机从某传感器或有关系统接收到一个不正确的信号时，会输出控制信号，使发动机检查灯亮，以示故障警告。此时微机将某系统或传感器产生的故障信息存储在存储器中。

在某些情况下，当发生故障时，集中控制器ECU将进入“跛行”运行模式，以维持系统工作，此时提示驾驶员该车已进入“跛行”状态，需要立即进行维修。“跛行”状态是发动机在出现故障后，为了能使车辆尽快驶到最近的维修站进行修理而设置的。在“跛行”状态时，发动机只能维持最基本的工作性能。

发动机检查灯也可用来显示故障代码，其方法是：5s内，转动点火开关，开-关-开-关-开，此时存储在存储器中的故障代码将通过发动机检查灯的一系列闪耀显示出来。

3）换档指示灯（手动变速器）

使用手动变速器的切诺基越野车上设置了换档指示灯，也称档位指示灯或升档指示灯。该灯是为了通知驾驶员应及时换档，即升入高档。

在装有手动变速器的车型上，仪表板的左侧安装有一个换档指示灯。该指示灯在点火开关转至接通位置时被打开，在汽车起动时灯关闭。在发动机运行期间，为了使汽车行驶时，具有最佳的经济性和动力性，微机根据传感器输入的信息和存储在存储器中的参考数据（MAP值），计算出换入高一档的信息，及时输入并控制换档指示灯发亮，通知驾驶员应该换入下一个高档位。

如果驾驶员未换入高档位，3～5s以后，微机将关闭此灯，以后换档指示灯保持关闭状态直到停止加速且恢复换档灯的工作范围。例如换到第五档时，灯也熄灭。

4）发电机指示灯

交流发电机指示灯发亮，表示充电系统的电压过低。如果微机检测到充电系统的电压低于规定值时，将接通仪表板上的发电机指示灯。

12．辅助信号输出

1）转速信号输出

微机向转速表提供发动机转速信号，其控制电路如图14-57所示。

图14-57 转速信号控制电路

2）串行通讯接口（SCI）输出

SCI输出是串行通讯传送输出电路，如图14-58所示。

图14-58 串行通讯接口（SCI）输出电路

微机通过SCI输出电路，将数据传送到DRBⅡ型检测仪，以便诊断故障。

3）车辆防盗报警器（CCD）

在4.0L发动机上，设置一种选装的车辆防盗报警器（CCD），其控制电路如图14-59所示。

图14-59 车辆防盗报警器（CCD）工作电路

当车辆上装有防盗报警器时，防盗模块接收到密码指令，就会把一个信号传到微机中，此时发动机才可以起动。如果防盗报警模块未接收到密码指令，微机检测不到密码指令通过CCD到总线，微机则不让点火系统或汽油泵工作，发动机不

能起动。