1、项目四 认识电子控制系统,任务一 认识电子控制系统,项目导入,ECU原来指的是engine control unit，即发动机控制单元，特指电喷发动机的电子控制系统。但是随着汽车电子的迅速发展，ECU的定义也发生了巨大的变化，变成了electronic control unit即电子控制单元，泛指汽车上所有电子控制系统，可以是转向ECU，也可以是调速ECU，空调ECU等，而原来的发动机ECU有很多的公司称之为EMS，engine management system。随着汽车电子自动化程度的越来越高，汽车零部件中也出现了越来越多的ECU参与其中，线路之间复杂程度也急剧增加。汽车上的电子控制单元或
2、模块有多个，一些简单的控制单元称为模块，它们分为属汽车的各个系统，一些模块之间要有控制信号线或数据线相连，共同协同完成汽车的综合控制功能。,学习目标,任务一 认识电子控制系统,车型：捷达GTX车型。症状:发动机起动困难。诊断：连接故障诊断仪V.A.G1552检测发动机控制系统，无故障码。起动发动机时发现电动燃油泵不工作，且无高压火。后来又发现发动机控制单元有时不能通讯，故决定检查发动机控制单元的电源线和接地线，发现控制单元旁边的搭铁点接线柱上有一层油漆。,任务描述,任务目标,1.掌握发动机电控系统的功能和组成。 2.理解汽车电路信号的类型。 3.理解发动机微机控制系统电路的特点。 4.能够就车
3、识别发动机电控系统，能够掌握读图方法。 5.能够正确完成动力控制模块的检修。,知识储备,一、汽油发动机电子控制系统概述 1、为什么使用发动机电控系统？ （1）汽油发动机通过汽油和空气混合气体的燃烧产生动力。 （2）汽油发动机产生动力的3个基本要素为良好的空气燃油混合气、很高的压缩力、正确的点火正时及强烈的火花，如图4-1-1所示。（3）为了同时达到这3个要素，严格控制空气与燃油混合气的比例和点火正时是最重要的。 （4）在1981年以前，唯一存在的发动机控制系统是电控燃油喷射（EFI）系统，使用计算机控制喷油量。 （5）为了与发动机及车辆的各种工况相适应，现在的发动机上使用了更多的计算机控制系统
4、，包括电子控制点火提前（ESA）、怠速控制（ISC）、诊断系统等，所以又常称为发动机集中控制系统或发动机管理系统（EMS）。 （6）如Bosch公司的Motronic系统、GM公司的DEFI系统、FORD公司的EEC系统、丰田公司的TCCS系统、日产公司的ECCS系统等，控制功能越来越完善。,图4-1-1 汽车发动机产生动力的3个基本要素,2、电子控制系统,（1）一个计算机系统要正常进行工作，通常应该包括输入设备、处理器和输出设备。 （2）汽车上的电子控制系统由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器三大部分组成，传感器、执行器和电子控制单元通过线束连接，如图4-1-2所示。图4-1-2 电子控
5、制系统,二、认识电子控制系统工作过程,1、发动机电子控制系统组成发动机电控系统包括传感器、发动机ECU、执行器3个组成部分，其工作关系如图4-1-3所示。,图4-1-3 发动机电控系统图,（1）传感器 传感器是感知发动机信息的部件，把非电量信号转换成电量信号，功用是向控制单元提供汽车运行状况和发动机工况。 （2）发动机ECU 1）发动机ECU接收来自传感器的信息，经信息处理后发出相应的控制指令给执行器。 2）发动机ECU根据空气流量计或进气歧管压力传感器和转速传感器的信号确定空气流量，再根据空燃比要求确定基本供油量，然后进行点火提前角、温度、节气门开度、空燃比等各种工作参数的修正，确定某一工况
6、下的最佳喷油量。 3）发动机ECU主要由输入处理器、中央处理器、存储器和输出驱动器等组成，如图4-1-4所示。（3）执行器 执行器执行发动机ECU的指令，从而完成控制目的。,图4-1-4 发动机ECU的内部组成,2、发动机电子控制系统工作过程,（1）汽车电路信号的类型 1）直流电压信号 汽车中的直流电压信号主要是指直流电源的信号和传感器产生的模拟信号。直流电源信号有蓄电池电压（12V）和PCM输出给传感器的参考电压（5V）。产生模拟信号的传感器有叶片式进气流量传感器、热线式（热膜式）进气流量传感器、进气压力传感器、节气门位置传感器、发动机冷却液温度传感器、进气温度传感器、燃油量传感器、废气循环
7、阀位置传感器等。控制模块根据直流电压信号的大小识别传感器信息如图4-1-5所示 。图4-1-5 直流电压变化图,2）交流电压信号,汽车中的交流电压信号主要是指传感器产生的交流电压信号，包括电磁感应式曲轴（凸轮轴）位置传感器、爆震传感器、电磁感应式车速传感器、电磁感应式轮速传感器等。控制模块根据交流电压信号的频率和幅值识别传感器信息如图4-1-6所示 。图4-1-6 交流电压变化图,3）频率调制信号,汽车中的频率调制信号主要是指传感器产生的频率可变信号，包括数字式进气流量传感器、数字式进气压力传感器、光电式和霍尔式车速传感器、光电式和霍尔式曲轴（凸轮轴）位置传感器等。控制模块根据频率调制信号的频
8、率变化识别传感器信息如图4-1-7所示 。图4-1-7 频率调制变化图,4）脉宽调制信号,汽车中的脉宽调制信号主要是指由控制模块产生的控制执行器工作的脉宽可调的输出信号，包括喷油器、怠速控制电机、点火器、初级点火线圈、废气循环电磁阀、油箱蒸汽排放电磁阀等。控制模块通过改变脉宽调制信号的脉宽控制执行器的工作如图4-1-8所示 。图4-1-8 脉宽调制信号变化图,5）串行数据信号,串行数据信号是指汽车电路各控制模块之间、控制模块与故障诊断仪之间的相互通信的信号如图4-1-9所示。图4-1-9 串行数据信号变化图,3、PCM的电路分析,分析电路，一般采用局部分析法和全局分析法。局部分析法即将复杂的整
9、体电路划分为单个系统电路或单个元件电路，化整为零，将复杂问题简单化，分析每个系统电路或每个元件电路，汇总即得到整体发动机微机控制系统电路的分析结果。全局分析法即根据元件和线路功能将发动机微机控制系统电路分为五类电路如图4-1-10所示 。图4-1-10 PCM电路,（1）PCM电源电路,1）PCM外部电源电路 PCM外部电源电路如图4-1-11所示是指为PCM提供电源的电路，即PCM与电源相连的电路。包括常火线和点火开关控制火线。图4-1-11 PCM外部电源电路,2） PCM内部电源电路,PCM内部电源电路如图4-1-12所示将外部电源电压12V14V转变为恒定的5V电压，为微处理器和传感器
10、提供工作电压。图4-1-12 PCM内部电源电路,（2）PCM搭铁电路,E1端子直接搭铁，是PCM搭铁电路；E2端子连接传感器，经PCM内部与E1端子连接，是传感器搭铁电路；E01、E02端子直接搭铁，经PCM内部与执行器连接，是执行器搭铁电路如图4-1-13所示。图4-1-13 PCM搭铁电路,（3）输出信号电路,PCM输出信号电路如图4-1-14所示是指连接执行器控制执行器工作的电路，控制执行器的信号一般是脉宽调制的数字信号，PCM采用内部的固态开关进行控制。控制方式有两种，一种是PCM控制接通或断开执行器的电源端，称电源控制，其缺点是若执行器电路搭铁短路，可能会损坏PCM，所以应用较少；
11、另一种是PCM控制接通或断开执行器的搭铁端，称搭铁控制，若执行器电路搭铁短路，不会损坏PCM，所以应用较多。图4-1-14 PCM输出信号电路,学习拓展,汽车防盗器汽车防盗器是集GSM网络数字移动通信技术和GPS卫星定位技术于一体的高科技防盗产品，是继单向防盗器、双向防盗器后的新一代汽车防盗产品。 它利用移动通信网络，彻底解决了普通防盗器无法解决的距离限制和易于破解的难题。除具有普通防盗器功能外，还具有手机控制、短信定位、远程监听、远程报警、全语音提示操作等功能。无论在何时何地，只要通过电话就可对您的爱车进行监控，让它得到最佳的保护。汽车防盗装置按其结构可分为机械式、电子式、网络式、指纹识别式
12、三大类。,任务实施,任务：动力控制模块的检修一、任务准备卡罗拉整车或花冠或帕萨特发动机试验台架一台、各系统实物零件或解剖零件若干、AJR发动机教学挂图、常用工具一套、实习报告。二、任务要求：参照维修手册，能对动力控制模块进行检修，完成实习报告。,三、操作步骤,1.从挂图了解各零件的位置和作用（图4-1-15）。图4-1-15 典型的汽油发动机电控系统,2、分析故障并确定检测方案,（1）观察并记录故障现象，分析可能的原因（表4-1-1）表4-1-1 故障现象及原因（2）结合工作原理及电路图，拟定检测方案（提示：三大部分：ECU、线路及本身如何，采用排除法排除各部分的故障，从而拟定一个方案）。,（
13、3）动力控制模块的检修,1）常火线的检修 步骤1：用万用表测量端子BATT与搭铁间的电压，应为蓄电池电压。否则进行步骤2检查。,步骤2： 断开PCM连接器，用万用表测量连接器插头端子BATT与搭铁间的电压，应为蓄电池电压。若是则用替换法检查PCM是否良好。否则检查蓄电池与连接器端子BATT间线路中的保险丝、连接器、导线。,2）点火开关控制火线检修,步骤1： 用万用表测量端子+B、+B1与搭铁间的电压，点火开关ON，应为蓄电池电压。否则进行步骤2检查。,步骤2： 应为蓄电池电压。若是则用替换法检查PCM是否良好。否则检查蓄电池与连接器端子+B、+B1间线路中的继电器、保险丝、点火开关、连接器、导
14、线。,3）PCM内部电源电路检修,步骤1： 用万用表测量端子VC与搭铁间的电压，点火开关ON，应为5V左右。否则进行步骤2检查。,步骤2： BATT、+B、+B1与搭铁间的电压，应为蓄电池电压。若是则说明PCM内部电源电路故障，应更换PCM。否则检查BATT、+B、+B1与蓄电池间的线路。,4）PCM搭铁电路检修,步骤1： 断开传感器连接器，用万用表测量端子传感器搭铁端子与搭铁间的电阻，应约为0。否则进行步骤2检查。,步骤2： 传感器搭铁端子与E2之间的电阻，应约为0。若是则说明该线路良好，进行步骤3检查。,步骤3： E1端子与搭铁之间的电阻，应约为0。若是则说明PCM故障，否则说明该线路故障
15、。3、最终故障点：,任务测评,一、填空题1、汽车电路信号类型有 、 、 、 、 。2、一个计算机系统要正常进行工作，通常应该包括 、 和 。 二、判断题 1、在1981年以前，唯一存在的发动机控制系统是电控燃油喷射（EFI）系统，使用计算机控制喷油量。 （ ） 2、节气门位置传感器、发动机冷却液温度传感器产生的信号是模拟信号。 （ ） 3、BATT、+B、+B1与搭铁间的电压不是蓄电池电压。（ ）三、选择题 1、汽车电脑一般使用（ ）V电源驱动其传感器工作。 A、3 B、5 C、12 D、24 2、汽车电脑系统用来检测（ ）的运行状况。 A、汽车各个系统 B、传动系统 C、发动机 D、安全装置 3、电子控制系统的核心是（ ） A、传感器 B、ECU C、执行器三、简答题 分析PCM电路。,
