电喷发动机原理与检修——电子控制系统结构与检修
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2.3 电子控制系统结构与检修
学习内容： 2.3.1、发动机电子控制系统组成 2.3.2、电子控制单元（ECU） 2.3.3、执行器 2.3.4、传感器
学习要点：
1、认识部件、熟悉安装位置； 2、掌握其作用，工作原理； 3、了解性能不良产生的发动机症状（现象）？
掌握诊断\检修思路和排除方法?
2.3.1、电子控制系统组成
J220
诊断口
执行器
燃油泵继电器 J17 燃油泵 G6
燃油喷嘴 N30-N33
点火线圈 N152 碳罐电磁阀 N80
节气门电动机V60 氧传感器加热 Z19 氧传感器加热 Z29
其他执行器
传感器
主信号: 转速信号,空气流量计 （压力传感器） 校正信号: 节气门信号TPS 水温信号TW 气温信号TA 车速信号 电瓶电压信号 氧传感器 爆震传感器 附加信号: 空调开关信号 动力转向信号 AT入挡信号
如何判断ECU损坏、部分功能损坏？
2.3.2、输出-执行器
❖ 作用：接收ECU的指令，进行必要的动作使发动机运行于最佳 状况。
❖ 按执行功能划分： ❖ （1）喷油控制：喷油器 ❖ （2）点火控制：点火线圈（点火器）； ❖ （3）怠速控制：怠速控制阀（节气门体）； ❖ （4）排放控制：EGR电磁阀，碳罐电磁阀，二次空气喷射泵
电子控制系统框图
ECU
主要控制： 喷油控制 点火控制 怠速控制 辅助控制：
EGR控制 活性碳罐蒸发控制 进气与增压控制 A/C控制 可变气门控制 。。。。。。。。。 ECU备用功能： 故障自诊断功能 安全保险功能 后备系统
执行器
喷油器 点火器 怠速阀
EGR电磁阀 碳罐控制电磁阀
汽油泵继电器 A/C继电器 可变气门控制阀
（继电器），氧传感器加热器； ❖ （5）进气控制：可变进气电磁阀、可变气门电磁阀； ❖ （6）其他：增压系统控制电磁阀，A/C泵（继电器），充电
系统控制等
输入-传感器
G28 转速传感器 G40 霍尔传感器
G70 空气流量计
J338 电子节气门 G39 氧传感器 G130 氧传感器
G62 冷却水传感器 G61爆震传感器 G66爆震传感器
传感器
主信号: 转速信号,空气流量计 （压力传感器） 校正信号: 节气门信号TPS 水温信号TW 气温信号TA 车速信号 电瓶电压信号 氧传感器 爆震传感器 附加信号: 空调开关信号 动力转向信号 AT入挡信号
电子控制系统框图
ECU
主要控制： 喷油控制 点火控制 怠速控制 辅助控制：
EGR控制 活性碳罐蒸发控制 进气与增压控制 A/C控制 可变气门控制 。。。。。。。。。 ECU备用功能： 故障自诊断功能 安全保险功能 后备系统
组成：电子控制单元（ECU），传感器，执行器；
发动机
传
执
感 器
ECU
电脑板
行 器
解码器
传感器
G28 转速传感器 G40 霍尔传感器
G70 空气流量计
J338 电子节气门 G39 氧传感器 G130 氧传感器
G62 冷却水传感器 G61爆震传感器 G66爆震传感器
A/C 开关 车速传感器
电子控制单元 ECU
执行器
喷油器 点火器 怠速阀
EGR电磁阀 碳罐控制电磁阀
汽油泵继电器 A/C继电器 可变气门控制阀
发动机故障灯
如何判断ECU损坏、部分功能损坏？
步骤： 1、观察症状（发动机工作状况）： 发动机不能启动（不喷油、不跳火）、运转不良或性能变差； 2、解码器检测与分析： 解码器能否与ECU通信？读出故障码、观察数据流并加以分析； 3、万用表测量、分析、判断： 根据解码器检测结果、依据线路图进行测量、分析并判断故障部 位； 4、确诊故障点并排除： 判断传感器、执行器以及线路无故障后，通过排除法明确故障点 在ECU。
基本控制功能： 喷油控制-喷油量、喷油正时、超速断油、减速断油等控制； 点火控制-点火提前角、爆震（闭环）、点火能量（闭合角与恒 流）等控制； 辅助控制功能： 怠速控制，排放控制 ，进气控制，增压控制，其他：A/C、可 变气门、防盗、汽油泵、冷却风扇等控制。 ECU备用功能： 故障自诊断与报警功能，失效保护功能。
发动机故障灯
2.3.2、电子控制单元ECU
作用：从传感器接收发动机及车辆的工作信号，完成对这 些信号的处理，并发出相应指令来控制执行器的正确动作， 保证发动机高效运转。
发动机电子控制系统的核心 部件，实际上是一个微型计 算机
1、安装位置？ 2、具有哪些控制功能？ 3、损坏后产生的后果或症状（现
象）？如何检查诊断？
A/C 开关 车速传感器
电子控制单元 ECU
J220
诊断口
输出-执行器
燃油泵继电器 J17 燃油泵 G6
燃油喷嘴 N30-N33
点火线圈 N152 碳罐电磁阀 N80
节气门电机V60 氧传感器加热 Z19 氧传感器加热 Z29
其他执行器
2.3.3、输入-传感器
作用：把发动机的各种运行状态参数转换成电信号,送给ECU。
发动机转速 （rpm）
发动机负荷 （g/s）
发动机转速 （rpm）
发动机负荷 （g/s）
ECU备用功能：
故障自诊断与报警功能：当电子控制系统出现故障时， ECU点亮发动机故障灯，存储故障信息并能通过解码器调 出故障信息。 失效保护功能：当输入的传感器信号出现故障时，ECU采 用该传感器预设信号值或其他传感器信号替代。（但发动 机性能有所下降）。
输入回路 A/D
I / O接口 +5V稳压电源
I / O 接口 D /Байду номын сангаасA转换器
输出回路
（1）硬件-电子控制单元结构
30常电
31地线
15电源
传感器
附加信号 (输入)
CPU with ROM
EPROM
RAM EEPROM
CAN 总线
自诊断
ECU J220
执行元件
附加信号 (输出)
（2）软件-控制功能（内容）
1、传感器分类: 1）按作用重要程度分 主信号-传感器: 转速传感器,空气流量计（压力传感器）。 校正信号-传感器: 节气门传感器TPS,水温传感器TW,气温传感器TA,车速传感器, 电瓶电压信号,氧传感器,爆震传感器等。 附加信号: 空调开关信号,动力转向信号,AT入挡信号,制动开关信号等。 反馈信号: EGR位置传感器,电机位置传感器G88等
基本控制功能：喷油（量）控制、点火（提前角）控制
30常电
31地线 15电源
发动机转速 （rpm）
发动机负荷
CPU with ROM
点火/喷油特性 图
点火提前角
喷油时间 / ms
基本控制功能：喷油（量）控制、点火（提前角）控制
特性图（MAP）-软件程序
喷油特性图
喷油时间 （ms）
点火特性图
点火角 O
学习内容： 2.3.1、发动机电子控制系统组成 2.3.2、电子控制单元（ECU） 2.3.3、执行器 2.3.4、传感器
学习要点：
1、认识部件、熟悉安装位置； 2、掌握其作用，工作原理； 3、了解性能不良产生的发动机症状（现象）？
掌握诊断\检修思路和排除方法?
2.3.1、电子控制系统组成
J220
诊断口
执行器
燃油泵继电器 J17 燃油泵 G6
燃油喷嘴 N30-N33
点火线圈 N152 碳罐电磁阀 N80
节气门电动机V60 氧传感器加热 Z19 氧传感器加热 Z29
其他执行器
传感器
主信号: 转速信号,空气流量计 （压力传感器） 校正信号: 节气门信号TPS 水温信号TW 气温信号TA 车速信号 电瓶电压信号 氧传感器 爆震传感器 附加信号: 空调开关信号 动力转向信号 AT入挡信号
如何判断ECU损坏、部分功能损坏？
2.3.2、输出-执行器
❖ 作用：接收ECU的指令，进行必要的动作使发动机运行于最佳 状况。
❖ 按执行功能划分： ❖ （1）喷油控制：喷油器 ❖ （2）点火控制：点火线圈（点火器）； ❖ （3）怠速控制：怠速控制阀（节气门体）； ❖ （4）排放控制：EGR电磁阀，碳罐电磁阀，二次空气喷射泵
电子控制系统框图
ECU
主要控制： 喷油控制 点火控制 怠速控制 辅助控制：
EGR控制 活性碳罐蒸发控制 进气与增压控制 A/C控制 可变气门控制 。。。。。。。。。 ECU备用功能： 故障自诊断功能 安全保险功能 后备系统
执行器
喷油器 点火器 怠速阀
EGR电磁阀 碳罐控制电磁阀
汽油泵继电器 A/C继电器 可变气门控制阀
（继电器），氧传感器加热器； ❖ （5）进气控制：可变进气电磁阀、可变气门电磁阀； ❖ （6）其他：增压系统控制电磁阀，A/C泵（继电器），充电
系统控制等
输入-传感器
G28 转速传感器 G40 霍尔传感器
G70 空气流量计
J338 电子节气门 G39 氧传感器 G130 氧传感器
G62 冷却水传感器 G61爆震传感器 G66爆震传感器
传感器
主信号: 转速信号,空气流量计 （压力传感器） 校正信号: 节气门信号TPS 水温信号TW 气温信号TA 车速信号 电瓶电压信号 氧传感器 爆震传感器 附加信号: 空调开关信号 动力转向信号 AT入挡信号
电子控制系统框图
ECU
主要控制： 喷油控制 点火控制 怠速控制 辅助控制：
EGR控制 活性碳罐蒸发控制 进气与增压控制 A/C控制 可变气门控制 。。。。。。。。。 ECU备用功能： 故障自诊断功能 安全保险功能 后备系统
组成：电子控制单元（ECU），传感器，执行器；
发动机
传
执
感 器
ECU
电脑板
行 器
解码器
传感器
G28 转速传感器 G40 霍尔传感器
G70 空气流量计
J338 电子节气门 G39 氧传感器 G130 氧传感器
G62 冷却水传感器 G61爆震传感器 G66爆震传感器
A/C 开关 车速传感器
电子控制单元 ECU
执行器
喷油器 点火器 怠速阀
EGR电磁阀 碳罐控制电磁阀
汽油泵继电器 A/C继电器 可变气门控制阀
发动机故障灯
如何判断ECU损坏、部分功能损坏？
步骤： 1、观察症状（发动机工作状况）： 发动机不能启动（不喷油、不跳火）、运转不良或性能变差； 2、解码器检测与分析： 解码器能否与ECU通信？读出故障码、观察数据流并加以分析； 3、万用表测量、分析、判断： 根据解码器检测结果、依据线路图进行测量、分析并判断故障部 位； 4、确诊故障点并排除： 判断传感器、执行器以及线路无故障后，通过排除法明确故障点 在ECU。
基本控制功能： 喷油控制-喷油量、喷油正时、超速断油、减速断油等控制； 点火控制-点火提前角、爆震（闭环）、点火能量（闭合角与恒 流）等控制； 辅助控制功能： 怠速控制，排放控制 ，进气控制，增压控制，其他：A/C、可 变气门、防盗、汽油泵、冷却风扇等控制。 ECU备用功能： 故障自诊断与报警功能，失效保护功能。
发动机故障灯
2.3.2、电子控制单元ECU
作用：从传感器接收发动机及车辆的工作信号，完成对这 些信号的处理，并发出相应指令来控制执行器的正确动作， 保证发动机高效运转。
发动机电子控制系统的核心 部件，实际上是一个微型计 算机
1、安装位置？ 2、具有哪些控制功能？ 3、损坏后产生的后果或症状（现
象）？如何检查诊断？
A/C 开关 车速传感器
电子控制单元 ECU
J220
诊断口
输出-执行器
燃油泵继电器 J17 燃油泵 G6
燃油喷嘴 N30-N33
点火线圈 N152 碳罐电磁阀 N80
节气门电机V60 氧传感器加热 Z19 氧传感器加热 Z29
其他执行器
2.3.3、输入-传感器
作用：把发动机的各种运行状态参数转换成电信号,送给ECU。
发动机转速 （rpm）
发动机负荷 （g/s）
发动机转速 （rpm）
发动机负荷 （g/s）
ECU备用功能：
故障自诊断与报警功能：当电子控制系统出现故障时， ECU点亮发动机故障灯，存储故障信息并能通过解码器调 出故障信息。 失效保护功能：当输入的传感器信号出现故障时，ECU采 用该传感器预设信号值或其他传感器信号替代。（但发动 机性能有所下降）。
输入回路 A/D
I / O接口 +5V稳压电源
I / O 接口 D /Байду номын сангаасA转换器
输出回路
（1）硬件-电子控制单元结构
30常电
31地线
15电源
传感器
附加信号 (输入)
CPU with ROM
EPROM
RAM EEPROM
CAN 总线
自诊断
ECU J220
执行元件
附加信号 (输出)
（2）软件-控制功能（内容）
1、传感器分类: 1）按作用重要程度分 主信号-传感器: 转速传感器,空气流量计（压力传感器）。 校正信号-传感器: 节气门传感器TPS,水温传感器TW,气温传感器TA,车速传感器, 电瓶电压信号,氧传感器,爆震传感器等。 附加信号: 空调开关信号,动力转向信号,AT入挡信号,制动开关信号等。 反馈信号: EGR位置传感器,电机位置传感器G88等
基本控制功能：喷油（量）控制、点火（提前角）控制
30常电
31地线 15电源
发动机转速 （rpm）
发动机负荷
CPU with ROM
点火/喷油特性 图
点火提前角
喷油时间 / ms
基本控制功能：喷油（量）控制、点火（提前角）控制
特性图（MAP）-软件程序
喷油特性图
喷油时间 （ms）
点火特性图
点火角 O