汽车电控技术分析毕业论文.doc

汽车电控技术分析本篇主要讨论了汽车电子控制的历史、未来、发展方向、控制原理等问题。发动机电子控制的原理、目的、实现方式、控制电子点火过程、爆燃控制、怠速控制、废气在循环(EGR)控制、二次空气喷射控制、电子燃油喷射控制、柴油机喷油控制、柴油机高压共轨控制、自动变速控制、无级变速器控制、电子节气门控制、ABS防抱死控制等。Wang yong qiangSouthwest China Normal University, Chongqing 05091224 China1 1 汽车电子控制技术的发展历史 在世界上第一辆汽车中，所谓的“电气系统”仅仅是由卡尔，本茨设计的由点火线圈和蓄电池所组成的点火装置。在随后生产的汽车中又增设了前灯和发动机起动电机这类的电器设备。汽车电子技术的第一次出现是本世纪 30 年代早期安装在轿车内的真空电子管收音机。由于电子管收音机有不抗震、体积大、耗电多等弊病，成为在汽车上推广应用的主要障碍，但是在汽车中安装收音机的设想始终没有消失。 1948 年晶体管的发明及 1958 年第一块集成电路（ IC ）的出现才真正开创了汽车电子技术的新纪元。1955 年晶体管收音机问世后，采用晶体管收音机的汽车迅速增加，并作为标准部件安装在德国大众汽车上。从 60 年代起，轿车中开始使用半导体元器件。在汽车中首先使用的半导体元件是硅二极管，作为功率晶体管来替代原有的像电压调节器之类的电磁接触器等元器件。功率晶体管元件的应用极大地改善了汽车的性能和可靠性。 60 年代是汽车电子化的活跃时代。标志着汽车电子控制技术真正发展的是在 1967 年首次将集成电路元件应用到汽车中，其结果是电子技术与汽车发动机电气系统相结合，开发出如车用发电机集成电路调压器、集成电路点火器等汽车电子产品。在同一年代，美国的克莱斯勒公司在其生产的汽车中配置电子控制的点火装置，而德国的波许（ Bosch ）公司则开发出电子控制的燃油喷射装置（见图 1.1 ）。 1975 年日本汽车也装上了这种装置，可以说是当今汽车电子燃油喷射控制的雏型。大约在同一时期，电子技术有了长足的进展，导致一系列利用模拟电路的汽车电子产品的研制与开发。如发动机喷油系统控制，车辆行驶控制，防锁死刹车系统（ ABS ）和变速控制系统均已成功地应用于实际。由于当时集成电路元器件的价格昂贵，对汽车用户而言，采用电子控制技术所能得到的收益并不很大，从而使得所开发的这些控制系统不能广泛地在汽车中得到应用。 1 喷油器；2 冷启动喷油器；3 一进气温度传感器；4 调节器；5 一蓄电池；6 分电器7 油箱；8 汽油泵；9 一节气门控制器；10 一怠速控制执行器；11 进气压力传感器；12 燃油滤清器；13 冷启动时间开关；14 水温传感器 图 1.1 Bosch 公司开发的 L 型电子燃油喷射控制系统结构到了 70 年代，在美国通过了三个重要的法律条文促使电子产品在汽车中得到广泛的应用。这些法律条文中的第一个文件就是轿车司乘人员的人身安全保护条文。根据这一法律条文，相应设计出一种汽车控制系统，即在发动机起动前必须系紧安全带，否则发动机就不能起动。这一控制系统在发动机的点火开关处于切断状态时，也要求控制电路始终处于通电检测状态。为了节省使用汽车蓄电池中的电能，如何减少控制电路中的耗电量是研制该控制系统的关键所在。解决这一关键问题的理想手段就是采用具有低功耗的 C-MOS （互补型金属氧化物半导体）逻辑集成电路。1971 年，微型计算机（即微电脑）首先用于发动机点火系统的正时控制中（美国通用汽车公司的 MISAR 车）。微电脑在汽车电子控制技术中的出现使得对汽车的高精度控制得以实现，而对汽车的高精度控制反过来又促进汽车发动机工作性能的提高，促使微电脑在汽车控制系统中广为应用的另一个主要因素是一系列汽车尾气排放法规的制定及能源危机后油料价格的上涨。汽车尾气排放法规是 70 年代末和 80 年代初各工业发达国家相继制定的。汽车尾气排放的净化涉及到燃油经济性和发动机工作性能。所需要解决的问题是如何既要满足新的对汽车尾气排放的要求，又要满足用户对汽车油耗和发动机工作性能的要求。要在这两方面同时取得成功，不仅要对汽车发动机本身的结构设计进行改进，而且还需对进入发动机气缸内的油气混合比进行精确的控制。此外还需对发动机点火时间进行最优控制，发动机处于怠速运转时进行怠速运转控制，以及其它相应的精密控制。在发动机控制系统中引入微电脑系统后，已证明对解决看起来似乎矛盾的汽车尾气净化与降低发动机油耗的要求特别有效。目前在汽车电子控制系统中，采用微电脑进行控制的系统的应用已与日俱增。80 年代是高科技迅速发展的年代，随之而来的是消费者对汽车多种多样的需求，这就要求汽车生产厂家生产出一种能提高汽车总体价值并能满足用户各种要求的高档汽车。目前世界上各大汽车制造厂商竞相研制新一代由微电脑控制的各种车用电子产品，并迅速地将己开发出的电子产品运用于汽车中，使汽车的档次得以提高，以满足各用户对汽车的要求。由于 80 年代以后，汽车电子产品的研制与开发的竞争十分激烈。采用电子技术有利于汽车性能的提高和各种功能的完备，并避免汽车重量的增加。所以新的汽车电子产品不断推出，其中有代表性的体现在以下几个方面。（ 1 ）辅助驾驶装置 包括车速自动控制、变速器自动控制、动力转向控制等。（ 2 ）信号装置 包括数字显示仪表、故障诊断系统、各种报警装置及各种监视器等。（ 3 ）安全装置 包括防滑装置、汽车高速感应门锁、防撞空气袋、防锁死制动系统（ ABS ）等。（ 4 ）舒适、方便装置 包括自动空调系统、自动车窗和座椅调节系统、立体声音响、导航系统、汽车电话等。1 2 汽车电子控制技术的现状 随着像微电脑这类电于产品的不断更新，极大地促进了汽车电子控制技术的发展。这些电子产品的可靠性不断提高，制造成本不断降低，用于汽车的电子产品尺寸不断减小。到了 90 年代初，人们终于感受到现代电子技术广泛地应用于汽车发动机控制及其它部分的控制所带来显著的经济效益和社会效益。当前的汽车电子控制技术可分为四大类（见图 1.2 ），即动力牵引系统控制、车辆行驶姿态控制、车身（车辆内部）控制和信息传送。图 1. 2 汽车电子控制技术分类1 2 1 动力牵引系统控制所谓动力牵引系统是用来产生驱动汽车的原动力，并把这一动力转换成可直接驱动车轮的扭矩。动力牵引系统控制包括发动机控制和传输系统控制。发动机控制系统一般分为燃油喷射控制、点火时间控制、怠速运转控制、发动机爆燃控制和其它相应的控制。对于汽油机的电子控制系统具有诸如燃油喷射控制、点火时间控制、怠速运转控制和故障诊断等功能。通过这些功能的执行可使汽油机处于最佳的工作状态。汽油机控制的典型系统如图 1.3 所示，图中所示的汽油机控制系统是采用多点喷射（ MPI ）的燃油喷射控制方法。即在汽油机的各气缸进气支管中安装燃油喷射器，通过对各燃油喷射器的控制来控制喷入各气缸的油量。当前在工业发达国家几乎所有新出厂的轿车都无一例外地采用了电子燃油喷射（ EFI ）技术。对于柴油机而言，为了减少其排烟，降低噪声和振动，柴油机的电子控制主要集中在燃油喷射量、燃油喷射时间、进气节流和电热塞的电流控制方面。图 1.4 显示了柴油机的控制系统，图中的喷油泵控制系统已由原来的机械控制变为电子控制，但柴油机喷油泵的基本控制机构仍是机械式的，这与采用电子燃油喷射的汽油机有明显的差别。在 90 年代初，许多国家，特别是美国，制定了控制柴油机过量微粒的排放法规。由于在不远的将来会对车用柴油机提出更为严格的全排放控制要求，这就完全有可能促进柴油机全电子控制的研究及相应的产品开发。包括电子变速控制在内的电子动力传输控制，基本上是直接控制汽车车轮的传动。它通过对油门位置和车速的检测，由微电脑控制变速器使其达到最佳的汽车行驶扭矩，并锁闭该运行点和液力离合器的液压。在齿轮变速和离合器锁闭期间，将所要求的信号送至发动机电子控制单元（ ECU ），有些系统通过控制发动机的转速来减轻对变速器换档时的冲击。图 5 显示了汽车传动系统的控制，与机械传动系统比较，由于采用电子控制系统可使动力传送的精度提高，变速器的设计更加随意，控制机构更加简单，并能改善汽车的燃油经济性和驾驶性。所以电子传动控制系统的性能非常令人满意。目前一种将发动机电子控制单元和传动系统电子控制单元合二为一的控制系统即动力牵引控制系统已在日本、美国和欧洲生产的汽车中使用。1 锁止离合电磁阀；2 锁止离合器；3 变扭器；4 超速档机构；5 变速器输入转速传感器；6 变速齿轮及片式离合器组件；7 输出轴；8 车速传感器；9 换档电磁阀；10 液压回路；11 蓄压器泄压阀图 5 汽车传动系统控制1.2.2 车辆行驶姿态控制车辆行驶姿态控制系统可以看作这样一种电子控制系统，即采用电子技术来控制车辆运行中的三种基本的运行特征：行驶、转弯和停车。采用电子技术给车辆行驶姿态控制系统带来了相当大的改进，尤其是在汽车驾驶灵敏性、行驶稳定性及司乘人员的舒适性等方面更为突出。车辆行驶姿态控制系统可分为：悬挂系统控制、驾驶系统控制、防锁死刹车系统控制（ ABS ）、行驶控制、轮胎地面附着力（防滑）控制和四轮转向系统控制。悬挂系统控制是用来改变车身的高低和缓冲弹簧的弹力，并根据车辆的载荷及路面条件改变吸收冲击力的缓冲弹簧阻尼力的大小。控制车身高度的目的是在于车辆的载荷无论怎样变化，通过该控制系统均能使车身和地面之间始终保持设定的距离，或者汽车在高速行驶过程中，通过降低车身高度来减少空气的气动阻力并增强汽车在高速行驶时的稳定性。像雪铁龙一类的轿车采用人工控制车身高度已有一段历史了。在悬挂系统的电子控制系统中，电子控制单元（ ECU ）接收来自车身高度传感器、车速传感器等各种传感器发送来的信号。经处理后， ECU 发出反馈信号给改变车身高度的执行器，使车身高度达到一最佳值。悬挂系统的弹簧力控制和吸收冲击阻尼力的控制是用来提高车辆行驶时的操纵性能，使得车辆在急转弯、突然加速和紧急刹车时，尽可能少地改变车辆的行驶姿态。对于汽车的悬挂系统而言，一方面要求有较为柔性的悬挂系统以达到较为舒适的乘坐环境。而另一方面却与之截然相反，为了提高汽车的可操纵性能，就要求有较为刚性的悬挂系统。图 6 显示了悬挂系统中的吸收冲击阻尼力控制系统。1 转向传感器；2 停车灯开关；3 车速指示；4 悬挂系统执行器（后）；5 悬挂系统电子控制单元；6 模式选择开关；7 空档启动开关；8 节气门位置传感器；9 悬挂系统执行器（前）图 6 减震器阻尼力控制系统驾驶系统控制包括用于操纵动力转向系统转向力的电子控制。所谓转向力的控制是指当车辆停止或低速行驶时减小转动方向盘的力，而当车辆高速行驶时增加转动方向盘的力，以使车辆驾驶保持平稳。该系统还允许司机去选择对他们最适宜的方向盘操纵特性。在 80 年代，日本的许多汽车制造厂家已开始在所生产的轿车中引进了电子转向控制系统。防锁死刹车控制系统（ ABS ）是用来防止汽车在刹车时车轮不被锁死。采用此控制系统可提高汽车驾驶的稳定性。判断汽车在刹车时车轮是否被锁死，是通过对车速和轮速的比较来作出的。但实际上在对实际车速的检测中，由于车轮与地面之间的滑动及其它因素所产生的问题，一般对车速的测定仍是通过对车轮转速的检测来大约估算的。在汽车电子控制技术发展进程中，防锁死刹车控制系统的应用较其它电子控制技术在汽车中的应用相对较早些。自从美国福特汽车制造公司于 1968 年在汽车中首先采用该控制系统起到目前，已在日本、美国及欧洲等国汽车制造业中得到普及。最初设计的 ABS 系统作用于汽车的后轮，以保证汽车在刹车过程中能平稳行驶。目前采用微电脑的四轮防锁死刹车控制系统应用得更多些，这样不仅能防止汽车在刹车过程中后轮被锁死，而且还能防止用于转向的前轮也不被锁死，从而使汽车行驶方向的稳定性得以增强，并且还能提高汽车的可操纵性。恒定车速控制（又称为自动巡航控制）是通过控制节气门位置来保持预先设定的车速，而司机不需脚踩加速踏板。该控制系统是根据车速传感器、定速控制开关及定速取消开关的信号，通过进气管的负压压力或一台小电机来调节节气门挡板的。防滑控制是用来防止汽车在起步和加速时驱动轮打滑。判断车轮是否打滑是通过对车速和轮速的比较来完成。通过对驱动轮的制动及降低发动机的输出功率，使轮胎和路面的滑移率处于一个最佳的值。这样可使汽车在起步或加速时的驾驶性和稳定性处于最佳的状态。四轮转向（ 4WS ）控制是由安装在后悬挂器处，用于操纵后轮的后轮转向机构及前轮转向机构所组成，这样前后四个车轮均能进行转向操纵。采用该控制系统的目的是为了提高汽车在低速时的转向性能及在高速行驶时的转向能力。123 车身（车辆内部系统）控制设计车身控制（又称车辆内部系统控制）的目的是为司乘人员提供更为舒适、更为便利及更为安全的环境，并能够提高整车的市场竞争力。车身控制系统包括如下的电子控制：车用空调控制，数字化仪表显示，挡风玻璃的雨刷控制，车灯控制，车后障碍检测，安全保护系统，多路通讯系统，门锁控制，电动车窗控制，电动坐椅控制，安全带控制及空气袋控制等。汽车空调控制系统用来控制车厢内的温度，使车内温度保持在一设定的舒适温度范围内。该系统控制车内空气温度、空气出口流量、风扇速度、吸人空气或排出空气及空调压缩机的运行等。多路通讯系统是采用一条通讯线路来传送多路信号，这样可大大减少线路、线路包覆物及整个通讯系统的重量。并能做到采用同类的传感器在各系统之间进行数据传送，以便对汽车进行精确的控制。常用的通讯线为光导纤维及扭花双线电缆。常用的汽车门锁锁定系统是当车速超过预先设定的车速时，该机构动作，锁上车门。一种新颖的遥控门锁系统是用一台微型遥控器在车外锁上或打开汽车门锁。目前这种新颖的遥控门锁装置在市面上有售。设计空气袋的目的是用来当发生撞车时，在司乘人员的前面快速吹出一个空气袋来保护司乘人员。空气袋一般装在方向盘中或其它适当的地方，一旦发生撞车事故，用氮气或其它气体在极短的时间内将气袋吹开。由于以上这些控制系统给汽车制造业带来十分明显的效益，因此目前在高、中档轿车中已广泛采用。一、 电控发动机技术介绍 电控发动机是在对原发动机进行局部改进后得到的一种新型发动机。它增加了发动机控制模块（即 ECM ）以及由其控制的传感器和执行器等电子设备。根据大气压力、汽车负载等外界条件的变化，由电子设备自动调整发动机的供油量、供油提前角等参数，对发动机的工况进行优化，满足功率输出和油耗、排放等要求。在实际应用中，由于发动机的使用环境有所变化，实现发动机的控制所需要的传感器和控制项目可能有相应的改变。目前电控发动机控制项目的主要内容如下表：完整的汽车发动机电控系统构成图信号输入控制输出系统控制图7汽车发动机电控系统构成图车辆上常用发动机包括汽油发动机和柴油发动机，目前市场上有少量的燃气发动机和双燃料发动机，但双燃料发动机及燃气发动机均是由汽油机或柴油机改制而成的。 因发动机类型不同实现电控所需传感器和执行器等电器元件的数量、种类也有所区别，但其电控原理是基本类似的，下面就电控发动机的有关知识作一介绍。电控发动机的主要控制功能包括怠速控制，电控燃油喷射，电子点火提前，诊断功能，安全保险功能和废气再循环等功能。1 、电控燃油喷射发动机各种运行工况的最佳喷油持续时间存放在 ECM 的存储器中。 ECM 根据空气流量计或进气歧管绝对压力传感器、发动机转速传感器、进气温度传感器和冷却水传感器等提供的信号，计算出最佳喷油持续时间。2 、电子点火提前发动机各种运行工况下的最佳点火正时的数据也存在 ECM 的存储器内。 ECM 根据来自各种传感器（电控燃油喷射）的信号控制点火正时，使点火时刻始终保持在最佳值。3 、怠速控制ECM 根据发动机怠速运行工况的要求控制发动机转速，在 ECM 的存储器内存储了不同怠速工况下的控制目标值。 ECM 根据发动机转速、冷却水温度、空调开关、动力转向开关等信号控制怠速，使怠速转速接近目标值。4 、诊断功能ECM 不断地检测各种传感器的输入信号，若 ECM 检测到输入信号中任何一个信号出现不正常现象， ECM 即将不正常现象用数据形式存入存储器，需要时，可通过数据或灯光显示故障内容。5 、安全保险功能如果 ECM 输入的信号不正常，它将按照内存中存储的固定喷油持续时间和固定点火提前角（或喷油正时）控制发动机，使发动机能够继续维持工作。 ECM 本身出故障时，装有备用控制系统的发动机能继续对喷油和点火进行控制，使车辆继续行驶。6 、发动机其他辅助控制功能在一些发动机中，还装有进气旋流控制、废气再循环控制（ EGR ）增压器压力控制及其他辅助控制装置。电控系统的组成及功用 电控系统的组成及功用按其控制原理和各部件的功用可分为传感器，电控单元 ECM （有的资料上也称 ECU ）和执行器，它们的逻辑关系如下：       即传感器是电控系统的触角，它将从不同部位获得的数据传递到电控单元 ECM ，电控单元 ECM 对信息进行处理后对执行器发出指令，由执行器执行各种操作。电控系统各部件的组成及功用如下：1 、空气流量传感器：用于测量进入气缸的进气量的多少。2 、空气阀：低温启动时，向发动机提供额外空气，使发动机迅速暖车，即缩短暖车时间。3 、怠速控制阀：根据发动机实际工况改变怠速时的发动机供气量。4 、真空调节器：在汽车急减速进气管真空度急剧升高时调节其真空度，防止发动机瞬时熄灭。5 、燃油泵：根据发动机工作需要提供适当压力的燃油。6 、燃油压力调节器：控制喷油器的喷油压力保持发动机所需的恒定值。7 、燃油压力脉动减振器：用于减弱燃油输送管道中的压力脉动传递，降低噪声。8 、喷油器：电喷发动机喷油器的喷油开始和终止由继电器控制。9 、水温传感器：安装在发动机节温器出水口附近，检测发动机冷却水温度。10 、进气温度传感器：检测吸入发动机的空气温度，是确定燃油基本喷油量的三个传感器之一。11 、曲轴位置传感器：确定曲轴所处转角位置，以选择各缸对应的喷油时刻等。12 、发动机转速传感器：空气流量传感器仅能测出单位时间吸入的空气量，其与发动机转速传感器相配合，可以测量出每个工作循环吸入的空气量。13 、车速传感器：用于测量汽车的行驶速度。14 、节气门开度传感器：用于测量节气门是处于全开还是全闭的位置，此信号，用于满足节气门不同开度的喷射量控制。（汽油机）15 、爆震传感器：通过测量发动机的燃烧状况而由 ECM 调整发动机的点火时刻，防止发生爆震。16 、氧传感器：通过测量废气中氧的含量间接测量发动机的空燃比。17 、大气压力传感器：测量大气压力，此信号用于 ECM 对燃油喷射量进行修订。18 、冷起动喷油器控制传感器：在发动机低温时，使冷起动喷油器喷油，改善发动机冷起动性能。19 、信号开关：信号开关主要包括起动信号，空调信号和电子负荷信号，分别向 ECM 提供是否处于起动状态，空调是否接通和车辆的负荷等信息。20 、喷油器附加电阻：在控制喷油器线圈的电路串联一个附加电阻，流过电磁线圈的电流受到限制而减少，以提高喷油器电磁线圈的响应特性。21 、主继电器：用于使包括 ECM 在内的燃油控制系统的各部件不受电源干扰和电压脉冲的干扰。22 、断路继电器：断路继电器用于控制电动燃油泵，只有发动机运转时才工作，发动机不运转时，停止供油，这是为了保证安全，如发生撞车时，若无此控制功能，则仍有可能喷出高压油，引发火灾等事故。23 、发动机控制模块（ ECM ）： ECM 实际上是个简易电脑，是个综合控制装置，是电控系统的中枢。它是通过安装在发动机及车身不同位置的传感器及请求开关，对发动机的工作状态进行分析后，再通过发动机及车身上的执行器对发动机及相应的机构进行控制。ECM 也是发动机与外界对话的窗口，通过 ECM 与电脑的连接，可以进行电控系统故障判断，可以了解发动机的工作状况和维修历史等。通过对 ECM 中有关参数的修改可以改变发动机的功率、最高转速和最高车速等参数。二、电喷发动机技术介绍 为了使发动机可燃混合物的配比更能适应发动机的工况、温度、车速等要求，减少汽车的尾气排放污染，许多轿车上都装有电子控制汽油喷射装置，即“电喷”装置，这种装置的最大优点是使各缸喷油量均匀，可燃用较稀的混合气。因此，动力性和经济性都比同类发动机好。但由此也带来许多比一般发动机更“娇气”的地方，在使用或检修维护时更应注意。首先应防止电子干扰。因为电子控制汽油喷射装置是由计算机控制的，车上一般禁止使用大功率无线电发射装置。如 10 瓦以上的无线对讲机、音响或无线设备的天线，这些都应该远离计算机。第二，不要出现过压或电池极性接反。在进行车辆维护时，要防止在不装蓄电池的情况下，使用专供起动用的起动电源直接起动发动机，或者检查燃料系时不拆去蓄电池搭线，装复蓄电池时极性接反，否则，都易使计算机损坏。第三应该避免振动和进水。计算机内的零件不能受到剧烈振动，使用“电喷车”应尽量减少或避免振动。同时，计算机进水后会毁坏芯片。另外，不要盲目进行拆检。因为计算机这类装置都是技术含量比较高的产品，非专业检修人员不要进行盲目拆检。需要检修时，要使用专业仪器，按照规定的程序进行，否则容易造成机件的损坏。三、电喷发动机故障诊断误区 随着汽车工业的发展，电子控制系统在汽车上的应用越来越普遍。电控系统在提高汽车性能的同时，也使汽车的故障诊断变得复杂起来。汽车故障自诊断系统的开发应用，对于及时发现故障以及故障维修提供了方便。汽车维修人员通过解读故障代码，大多数都能判明故障可能发生的原因和部位。然而，在对汽车维修时，若仅仅靠故障代码寻找故障，往往会出现判断上的失误。实际上，故障代码仅仅是电控汽车电脑（ ECU ）认可的一个是或否的界定结论，不一定是汽车真正的故障部位。因此，在对电控汽车进行维修时应综合分析判断，结合汽车故障的现象来寻找故障部位。电控汽车故障自诊断系统，一般由电子控制器（ ECU ）中的识别故障及故障运行控制软件、故障监测电路和故障运行后备电路等组成。不同厂家生产的汽车，其故障自诊断系统的故障检测项目不尽相同，故障代码储存和显示方式也有所不同。故障代码储存在随机储存器（ RAM ）中，随机储存器与蓄电池直接相连，故障代码可长期保存，清除故障代码需要断开专门的随机储存器连接电路或者直接断开蓄电池。目前，解读电控汽车故障代码大多是通过三种方式来获取的。一种是靠仪表盘上的故障指示灯间隔闪烁次数来读取；第二种是借助于专用的车型解码仪直接读取故障码；第三种是靠国内厂家生产的故障代码分析仪，以汉显的方式读取故障代码的汉语文字说明。显而易见，以汉语文字的方式获得故障代码故障含义，是广大汽车维修者普遍青睐的一种方式。而前两种读码方式还需查有关的资料，才能懂得故障代码的含义。但是，无论采用何种方式解读故障代码，一旦电喷汽车的控制电脑出现纪录和储存错误的故障代码，则对电控汽车维修带来许多不便。在以下三种情况时，故障代码易出现错误信息，希望引起维修人员注意。1 、   汽车运行时故障明显，传感器有故障而自诊断系统没有监测到。 电控汽车控制电脑（ ECU ）对传感器信号进行检测时，只能接受其设定范围之内的传感器非正常信号，从而判别传感器的好与坏，记录或不记录故障代码。一旦解读故障代码故障后，只要对相应的传感器、导线连接器、导线进行检查，找到并排除短路、断路的故障即可。但是，若因某种原因致使传感器灵敏度下降、反应迟钝、输出特性偏移等，则自诊断系统就测不出来了。尽管发动机确有故障表现，但是自诊断系统却输出了正常的无故障码（故障指示灯不闪烁）。这时就应该依据发动机的故障征兆进行分析判断，继而对传感器单体进行针对性检测，以便找到并排除传感器故障。例如，当发动机转速失准并伴有行驶中发动机怠速不稳，但自诊断系统又没有故障代码输出时，首先值得考虑和怀疑的便是空气流量传感器或者进气压力传感器出了故障，因为这两者传感器性能的好坏，直接影响 ECU 所控制的发动机基本的燃油喷射量。尽管此时没有显示相应的故障代码，也应该对它们进行检查。比如，当翼板式空气流量壳体产生裂纹漏气时，便会导致空气流量传感器计量不准，使发动机运转失调，而控制电脑 ECU 的自诊断系统并不能检测到这种故障现象。因此，无错误故障码输出。2 、由于发动机工况故障现象相似， ECU 监测失误，自诊断系统可能显示错误的故障代码。 例如，对于装有三元催化转换器的电控汽车，一旦使用过含铅汽油，这类故障特性有时较为明显。在汽车进行检修时，经常会发现故障代码显示的是“水温传感器断路或短路”故障，而发动机故障症状却是：无论发动机在冷车状态下或者热车状态下都不好起动，并且拌有怠速不稳和回火现象，发动机的转速始终提不高。显然这些故障与水温传感器的关系并不十分密切，在对水温传感器进行单体测量后并未发现任何故障。但是，当从汽车上拆下三元催化转换器并剖开后发现，三元催化转换器内部严重堵塞，因此可以断定发动机故障是由此而引起。因此当自诊断系统出现故障代码以后，还应该与发动机的实际故障症状进行分析比较，以得到正确合理的判断，不应该将故障代码当作排除故障的唯一依据。3 、电控汽车使用维修不当也可能引发错误的故障代码。 在对电控汽车实施维修时，由于维修人员维修不当或者操作失误，也会导致自诊断系统输出错误的故障代码。例如，在发动机运转过程中，随意或者无意把传感器插接头拔下，每拔下一次传感器插接头，自诊断系统就会记录一次故障代码。另外，若在上一次汽车维修时，由于操作不当而未能完全清除掉旧的故障代码，那么电脑也同样将原来旧的故障代码保存其内，因此在对电控汽车维修时也要加以注意，不应造成不必要的人为故障代码，给维修工作带来混乱和困难。四、电喷发动机熄火的诊断 由于电喷发动机采用了较多的控制电路，当发动机出现某一单个故障现象时，可能的故障原因将会很多。但是只要掌握了其基本原理和造成故障的最直接的原因，那么对电喷发动机故障诊断将会带来很大的帮助。就电喷发动机在运行时非正常熄火现象而言，造成该故障的直接原因无外乎三个方面，一是供油故障；二是高压电路故障；三是其他机器的故障。供油系统故障 供油系统导致发动机运行熄火的原因有两个方面，一是没有燃油喷出，二是喷油量过小。若想明白供油系统是怎样引起发动机熄火的，首先必须了解电喷发动机供油系统的工作过程。电喷发动机气缸内的汽油是由喷油嘴直接喷出的，喷油嘴安装在喷油管上，喷油管内的燃油是经安装在汽油箱的电动燃油泵泵油，再经燃油滤清器（压力调节器调压）供给的。在整个供油系统中，喷油嘴和电动燃油泵是由控制电脑或继电器加以控制。因此，喷油嘴和电动燃油泵是排除电喷发动机供油故障首选的两个器件。目前，电动燃油泵一般均安装在汽油箱内，燃油对油泵有良好的冷却作用，大多数汽车只装有一只燃油泵，但也有安装主、副两只燃油泵的（比如卡迪拉克轿车）。尽管燃油泵分为滚柱式、蜗轮式、内齿式和侧槽式等不同结构形式，但它们外在的性能检验有其共同点。因此，电喷汽车熄火后，应按下述方法对燃油泵进行检查。打开点火开关（“ ON ”位），听燃油泵有无运转声音，若有明显的运转声音，则说明燃油泵工作正常（但对于采用翼板式空气流量计的发动机而言，由于在空气流量计中设有燃油泵控制开关，打开点火开关后，还需要起动发动机来检查燃油泵工作情况）。检查时，除听声音外，也可以用手捏住供油软管，应能够感觉到有油的压力，当将捏瘪的油管松开时，油管应该能立即复原。当然，若采用松开回油管接头的方法，看油管内是否向外喷油的检查，更可以进一步证明油泵的好坏。在检查油泵有故障后，应排除故障。若油泵无问题，那么下一步应该检查喷油器。造成发动机熄火的喷油器故障，往往是喷油器堵塞或者是控制电路失效。喷油器堵塞的原因是喷嘴口上的沉积物和积炭所致，从而使喷油器喷油量减少或者喷油不稳定。检查喷油嘴堵塞的简便方法是：拆下喷油器，连接上供油管，在喷油器导线连接器处接上 3V 的电源线（或者用专用的电阻器线去碰蓄电池正极），如果喷油干脆，停油及时为正常。一旦发现喷油嘴阻塞，就应该在专用清洗机上对此进行清洗，或者在喷油器不拆下，用与汽油相混合的清洗剂，通过车上的汽油管路对喷油嘴进行清洗。喷油器控制电路的正常与否，也可以在发动机起动时，用手指放在喷油器上，去感觉喷油器是否有振动，若有则说明控制电路工作正常，否则，应按说明书指示线号去检查导线连接器到控制电脑间导线是否有断路现象。或者控制电脑本身是否有故障。 点火高压电路的故障。汽车行驶中，若发动机突然熄火，故障往往在点火高压电路上。电喷发动机的点火系统是将来自蓄电池和发电机的低压电，经过控制电脑对发动机综合性能不同的信号监测分析后，接通或者断开点火器电路，通过了点火线圈给每个气缸的火花塞送去高压电，点燃可燃混合气。一般情况下，造成发动机熄火的点火高压电路故障，往往是无高压电输出。此时，应首先检查高压线连接正常否，在此前提下，采用换件比较的方法对点火器和点火线圈进行检查，以判断故障发生的部位，这是由于点火器和点火线圈是采用换件修理的缘故。如上述检查均无问题，故障就集中在电脑以及与之有关的信号传感器和连接线上。这类故障在读取故障代码时，都有较为明显的指示，可以根据不同情况加以区别判断和排除故障。其他机械故障，造成汽车熄火的原因除燃油、高压电外，其他的机械故障有时也会造成汽车熄火。比如：电控线路保险丝接触不良或者熔断；因空气流量计损坏致使进气量监测失准；燃油调节器上安装的真空软管泄漏等。现将两则故障实例分述于后，供大家参考。a. 热丝式空气流量计热丝过脏造成发动机起动后立即熄火（日产 VG30 型发动机）。空气流量计传感器热丝玷污后，空气不能正常带走热量，故使检测空气流量值比实际空气流量值低（输出电压低于 200mV ），导致控制器控制喷油量减少，而使混合气过稀，发动机熄火。b. 线路磨损搭铁使发动机熄火（丰田 SUPRA 车）。发动机起动后，工作不稳冒黑烟而自动熄火。经检查，火花塞跳火正常，喷油器良好，用 12V 试灯检查喷油器线路时，指示灯只亮不闪。进一步用万用表检查，发现白色控制线搭铁。顺白线检视，发现此线磨损后与发动机左后吊耳短路，指示二、四、六缸三个喷嘴在发动机工作时始终开启，而且三个气缸内有浓足的汽油味。用绝缘线包住导线磨破点，重新布置导线的走向，熄火故障消除。五、主要电控部件的故障现象 1. 空气流量计：空气流量计出现故障会导致下列异常现象：发动机冷启动困难或启动后又熄火；怠速不稳定；发动机在稳定转速时熄火；加速无力；功率不足和燃油消耗太高等。2. 进气温度传感器：该传感器故障会导致发动机不能启动、怠速不稳定、发动机功率不足及燃油消耗太高等异常现象。3. 节气门位置传感器：节气门位置传感器故障会引起发动机加速无力、油耗增加和 CO 排放超标等现象。4. 冷却液温度传感器：该传感器故障对发动机工况影响很大，主要表现有：发动机不能启动或启动困难；怠速不稳；加速无力；发动机功率不足；油耗过高等。5. 喷油器：喷油器故障将影响发动机的启动及各种工况下的正常工作。若单个喷油器故障还表现为某缸不工作或工作不良、针阀结胶、漏油和电磁线圈故障等。在检查时，应酌情先对喷油器的电磁线圈进行检测。6. 氧传感器：氧传感器故障，影响了混合气的最佳空燃比，导致油耗增加和排放超标。7.燃油压力：燃油压力不符合规定，将影响发动机的启动性能，怠速工况及发动机的正常工作。2 1 发动机电子控制原理 2 1 1 发动机采用电子控制的目的对于汽车发动机而言，设计者所要追求的目标是，尽可能降低汽车尾气中有害物质的排放量，尽可能改善发动机运行的经济性，尽可能提高发动机的动力性。但采用机械控制的发动机，要同时满足以上三项目标是不可能的，只有采用电子控制技术才能同时达到这三项目标。如图2.1 所示：汽车尾气中有害物质的排放量与进入发动机的空气燃料比（空燃比）的大小有直接关系（见图 2.2 ）。从图中可见，当混合气图 2.2 发动机有害物质排放与空燃比的关系曲线浓度较低时，有害物质的排放量大为减少。而采用低浓度混合气就必须采用特殊的混合方式和燃烧方式。否则燃烧将会不稳定，发动机动力性下降，排放及油耗反而上升，特别是采用稀薄混合气燃烧实现起来比较困难。而随着排放法规的严格化，即便采用稀薄燃烧方式，也不能满足发动机所有工况下的排放要求。于是采用一种三元催化转换器来净化排气已成为净化汽车尾气的重要手段。但催化剂的转换效率与混合气的空燃比有很大的关系，图 2.2 是空燃比与催化转换效率的关系曲线，图 2.3 是空燃比与发动机比油耗之间的关系。从这两图中可见，空燃比只有在理论空燃比附近时，三元催化转换器才有较高的转换效率，而这时发动机运行的经济性并不是最好，二者相互矛盾。但采用电子控制技术后，发动机电子控制单元根据各传感器传送来的信息，分析发动机运行中的各种参数，并予以综合处理，以达到较为满意的效果。发动机运行中另一个重要参数是点火提前角，它直接影响发动机的动力性能和经济性。通常气缸内达到最大爆发压力点处于上止点后 10 ° 15 °时，发动机的动力性和经济性均处于最佳值范围。所以控制发动机的最佳点火时间，就可以降低发动机的比油耗，然而燃油喷射量和点火时间与发动机的运行参数有很大的关系，而且这种关系不是简单的函数关系。靠离心与真空调节的机械式点火系统只能在发动机运行时的个别点能达到最佳状态，而在大部分工况下，均不能达到最佳值。进入发动机气缸内的空燃比在发动机运行的各个阶段，各种工况下要求均不相同。如果通过采用微电脑的电子控制系统，就能很容易地满足发动机在各种不同工况下均能达到最佳值的要求。2 1 2 发动机电子控制的实现1 输人信号的采集电子控制单元要对发动机进行有效地控制就必须对其输入诸如：发动机进气流量，进气温度，转速，负荷率，冷却水温度等信息。而这些信息需要通过各种传感器来采集。如空气流量必须通过空气流量计或进气管绝对压力来测定。发动机电子控制单元根据来自发动机转速传感器和空气流量传感器的信息，确定每一工作循环喷入各气缸的基本油量，并确定一个基本的点火提前角。为了精确地控制点火提前角，电子控制单元还需采集有关曲柄位置及上止点信号，这样就需设置曲柄位置和上止点传感器。同样为了精确地控制喷油量，改善发动机的启动性能和动力性能，电子控制单元还需采集有关节气门位置、进气温度、冷却水温度等信息。电子控制单元根据节气门位置传感器送来的信号，判断发动机的过渡工况，如汽车的加速和减速。根据进气温度和冷却水温度传感器送来的信号对基本喷油量进行补偿，以保证发动机运行的稳定性、动力响应性和经济性要求。同时为了避免发动机爆燃的产生及净化排气，还需设置爆燃传感器和氧传感器。发动机电子控制单元根据这两个传感器所采集的信号对发动机的点火和喷油量进行反馈控制，以达到最佳的运行工况。2 控制信号的输出电子燃油喷射控制与常规的机械化油器控制相比，具有供油精确、响应快、动力性好及各缸油量分配均匀等优点。对进入发动机气缸内油气比和点火时间的精密控制以及与催化排气净化装置的配合使用，使得排气中的有害物质含量下降到最低的程度，同时使发动机处于最佳经济性的运行状态。电子燃油喷射控制的趋势是采用微电脑控制的多点喷射（ MPI ）方式，分别控制各缸的喷油量。电子点火具有点火能量高、控制精确等优点，因而得到普遍应用。其它诸