汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术第第 5 5 章章 发动机电控辅助系统发动机电控辅助系统 第第5 5章章 发动机电控辅助系统发动机电控辅助系统 教学目标教学目标教学目标教学目标了解各种可变进气与增压控制系统的进气工作原理；了解各种可变进气与增压控制系统的进气工作原理；了解三元催化转换器、空燃比反馈控制系统的工作原理了解三元催化转换器、空燃比反馈控制系统的工作原理；了解排放控制系统的工作控制原理了解排放控制系统的工作控制原理； 了解自诊断系统工作原理了解自诊断系统工作原理法；法；掌握怠速控制系统的控制原理掌握怠速控制系统的控制原理； 了解巡航控制系统、应急备用系统、失效保护系统、发电了解巡航控制系统、应急备用系统、失效保护系统、发电机控制系统与冷却风扇控制系统的工作原理。机控制系统与冷却风扇控制系统的工作原理。教学内容教学内容教学内容教学内容辅助进气控制系统；辅助进气控制系统；排放控制系统；排放控制系统；自诊断系统；自诊断系统；怠速控制系统怠速控制系统； 巡航控制系统；巡航控制系统； 应急备用系统；应急备用系统； 失效保护系统；失效保护系统； 其他辅助控制系统；其他辅助控制系统； 电控辅助系统的故障案例。电控辅助系统的故障案例。教学重点教学重点教学重点教学重点动力阀可变进气系统、进气谐波增压控制系统、动力阀可变进气系统、进气谐波增压控制系统、废气涡轮增压控制系统、可变配气相位控制系统的进气工作原理；废气涡轮增压控制系统、可变配气相位控制系统的进气工作原理；三元催化转换器、空燃比反馈控制系统的工作原理；三元催化转换器、空燃比反馈控制系统的工作原理；废气再循环控制系统、汽油蒸发回收控制系统、废气再循环控制系统、汽油蒸发回收控制系统、二次空气供给控制系统的工作控制原理；二次空气供给控制系统的工作控制原理；怠速控制系统的控制原理。怠速控制系统的控制原理。教学难点教学难点教学难点教学难点VTEC系统的检修；系统的检修；各排放控制控制系统的检修；各排放控制控制系统的检修；步进电动机式怠速控制阀的检修；步进电动机式怠速控制阀的检修；旋转电磁阀式怠速控制阀的检修；旋转电磁阀式怠速控制阀的检修；占空比控制式怠速控制阀的检修；占空比控制式怠速控制阀的检修；巡航控制系统的检修。巡航控制系统的检修。教学方法教学方法教学方法教学方法讲授、课件、视频与实物讲授、课件、视频与实物教学时数教学时数教学时数教学时数2222学时学时5.1 5.1 辅助进气控制系统辅助进气控制系统5.1.1 5.1.1 动力阀可变进气控制系统动力阀可变进气控制系统（a）发动机在低速、中、小负荷工况下工作时（b）发动机在高转速、大负荷工况下工作时（a）发动机在低速、中、小负荷工况下工作时（b）发动机在高转速、大负荷工况下工作时1-膜片式执行器 2-至进气管（负压） 3-真空罐 4-三通电磁阀 5-空气滤清器 6-ECU丰田双气道动力阀可变进气控制系统5.1.2 5.1.2 进气谐波增压控制系统进气谐波增压控制系统1-喷油器 2-进气道 3-空气滤清器 4-大容量进气室 5-真空驱动器 6-进气增压控制阀 7-涡流控制气门 8-节气门进气谐波增压控制系统控制原理 皇冠3.0轿车进气谐波增压控制系统控制电路 5.1.3 5.1.3 废气涡轮增压控制系统废气涡轮增压控制系统u废气涡轮增压的基本原理 1-空气流量计 2-空气滤清器3-增压涡轮 4-涡轮增压器 5-动力涡轮 6-放气阀 7、8-增压压力控制电磁阀9-节气门 10-中间冷却器u废气涡轮增压的优点废气涡轮增压的优点 （1）能提高进气密度，增加充气量。能使发动机在各种转速下达到最佳充气效果，可增加功率40%左右，而且还可提高扭矩、降低油耗。 （2）能消除因大气压力（平原-山区）的不同引起的实际充气量的变化对发动机的影响。一般发动机在海拔高度升高1000m后，功率约下降8%10%，油耗增加4%5%。 （3）增压器所消耗的功率是由排出的废气提供，并不消耗发动输出的有效功率。在废气涡轮增压系统中，一般都带有中间冷却器进行中冷，它对增加充气量、降低热负荷、消除爆震等都是十分有利的。u废气涡轮增压控制系统的控制原理废气涡轮增压控制系统的控制原理 1-空气滤清器 2-空气流量计 3-增压涡轮 4-涡轮增压器 5-动力涡轮 6-放气控制阀 7-爆震传感器 8-冷却液温度传感器 9-增压压力传感器 10-节气门位置传感器 11-冷却器 12-点火器 13-曲轴位置传感器 14-增压压力控制电磁阀 15-火花塞 16-点火线圈 17-喷油器5.1.4 5.1.4 可变配气相位控制系统可变配气相位控制系统u可变配气相位控制系统的功能可变配气相位控制系统的功能 根据发动机转速、负荷等变化来控制VTEC机构工作，改变驱动同一汽缸两进气门工作的凸轮，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工作和双进气门工作的切换。uVTECVTEC机构的组成机构的组成 1-正时板 2-中间摇臂 3-辅助摇臂 4-同步活塞B 5-同步活塞A 6-正时活塞 7-进气门 8-主摇臂 9-凸轮轴1-同步活塞B 2-同步活塞A 3-弹簧 4-正时活塞 5-主摇臂 6-中间摇臂 7-辅助摇臂uVTECVTEC机构的工作原理机构的工作原理 （a）VTEC机构低速工作状态 （b）VTEC机构高速工作状态1-主凸轮 2-辅助凸轮 3-中间凸轮 4-中间摇臂 5-辅助摇臂 6-阻挡活塞 7-同步活塞B 8-同步活塞A 9-正时活塞 10-主摇臂uVTECVTEC系统的控制电路系统的控制电路 uVTECVTEC系统的检修系统的检修清除并重新调取故障码测量电磁阀线圈电阻检查连接线路机油压力的检查电磁阀的检查摇臂的检查 用换件法检查ECM （1）清除故障码，并重新起动发动机，必要时进行路试，再次调取故障码，若不再有故障码21，说明VTEC系统存在间歇性故障，应检查VTEC电磁阀连接线路是否连接不良。（2）关闭点火开关，拆开VTEC电磁阀线束插接器，测量电磁阀线圈电阻（1号端子与搭铁间）。标准电阻应为1430,否则应更换电磁阀。（3）若电磁阀电阻符合标准，检查VTEC电磁阀与ECM之间的连接线路是否有断路或短路故障。 （4）若上述检查均正常，接好VTEC电磁阀线束插接器，拆下电磁阀上的M10螺栓，将专用低压压力表和接头连接到电磁阀上，连接转速表。然后起动发动机，当达到正常工作温度后（冷却风扇转动），检查发动机转速分别为1000r/min、2000r/min和4000r/min时的机油压力，若机油压力均高于49kPa，则应检查VTEC电磁阀是否有故障，必要时应更换电磁阀。若上述检查机油压力均低于49kPa，则关闭点火开关，拆开VTEC电磁阀插头，用蓄电池直接给电磁阀通电。然后起动发动机，测量转速为3000r/min时的机油压力。机油压力应达到250kPa以上，否则说明机油泵工作不良或润滑系统有泄漏。 （5）VTEC电磁阀的检查。从汽缸盖上拆下VTEC电磁阀总成后，应检查电磁阀滤清器。若滤清器有堵塞现象，则应更换机油滤清器和发动机润滑油；同时必须更换电磁阀密封垫（一经拆下，必须更换新件）。若滤清器未堵塞，则拆开VTEC电磁阀，用手指检查阀的运动是否自如，若有发卡现象，应更换电磁阀。第第5 5章章 汽油机电控辅助系统汽油机电控辅助系统（6）VTEC摇臂的检查。发动机不工作时，拆下气门室罩盖，转动曲轴分别使各缸处于压缩上止点位置，用手按压中间摇臂，应能与主摇臂和辅助摇臂分离单独运动。用专用堵塞堵住油道减压孔，拆下油压检查孔处的密封螺栓，通入压力为400kPa的压缩空气，用手推动正时板端部使其向上移动23mm。当转动曲轴使汽缸内活塞处于压缩上止点位置，三个摇臂并列平行时，从三个摇臂的缝隙中观察同步活塞的结合情况，同步活塞应将三个摇臂连接为一体，用手按压中间摇臂应不能单独运动；当停止输入压缩空气时，再推动正时板使其向上移动，摇臂内的同步活塞应迅速回位。进气摇臂总成的工作情况若不符合上述要求，应分解检查摇臂总成，必要时成组更换进气摇臂。5.2 5.2 排放控制系统排放控制系统5.2.1 5.2.1 三元催化转换器、氧传感器与空燃比反馈控三元催化转换器、氧传感器与空燃比反馈控制系统制系统u三元催化转化器（三元催化转化器（TWCTWC）u空燃比反馈控制系统空燃比反馈控制系统 实际空燃比精确地控制在理论空燃比14.7附近一个极小的范围内，以保证三元催化器以较高的转换效率工作。 u氧传感器氧传感器氧传感器的类型氧化锆式氧化钛式宽带型氧传感器 氧化锆式氧传感器 （a）氧化锆（ZrO2）管 （b）工作原理图 （c）结构图1-安装法兰 2-隔热陶瓷管 3-连接电缆 4-护套 5-氧化锆管 6-信号电压引出套 7-外壳 8-加热元件 9-加热元件接电片氧化锆式氧传感器 由于氧化锆只能在400以上的高温时才能正常工作，为保证发动机在进气量少、排气温度低时也能正常工作，有的氧化锆式氧传感器内还装有加热器，加热器也由发动机ECU控制。不带加热器的氧传感器称为普通型氧传感器，带加热器的氧传感器称为热型氧传感器。氧化钛式氧传感器 当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；反之，当废气中的氧浓度较低时，二氧化钛的电阻值减小，利用适当的电路对电阻变量进行处理，即可转换成电压信号输送给ECU，用来确定实际的空燃比。 宽带型氧传感器 1-ECU 2-感应室电压 3-电极 4-大气 5-测试腔 6-扩散孔 7-泵氧元 8-排气 9-泵氧元电流日本丰田凌志LS400轿车氧传感器控制电路 u三元催化转换器（TWC）及氧传感器的检修注意事项 热型氧传感器加热器的检查 氧传感器信号检查 三元催化转换器及氧传感器的检修三元催化转换器及氧传感器的检修（1）装有氧传感器和TWC的汽车，禁止使用含铅汽油，以防止催化剂“铅中毒”而失效。（2）TWC固定不牢或汽车在不平路面上行驶时的颠簸，容易导致转换器中的催化剂载体损坏。（3）装用蜂巢型TWC的汽车一般每行驶80000Km应更换转换器芯体。装用颗粒型TWC的汽车，其颗粒形催化剂的重量低于规定值时，应全部更换。（4）如果发动机的排气温度过高（815以上），TWC的转换效率将明显下降。有些TWC中装有排气温度报警装置，当报警装置发出报警信号时，应停机熄火，查明排气温度过高的原因，予以排除。在实际使用中，排气温度过高一般是由于发动机长时间在大负荷下工作或因故障而燃烧不完全所致。 主要是测量其加热器线圈电阻，如：丰田凌志LS400轿车氧传感器加热器线圈，在20时阻值应为5.16.3。若不符合规定，应更换氧传感器。（1）连接好氧传感器线束插接器，使发动机以较高转速运转，直到氧传感器工作温度达到400以上。（2）维持怠速运转。（3）反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，加速时应输出高电压信号（0.750.90V），减速时应输出低电压信号（0.10.4V）。（4）若不符合上述要求，应更换氧传感器。 5.2.2 5.2.2 废气再循环控制系统废气再循环控制系统 废气再循环简称为废气再循环简称为废气再循环简称为废气再循环简称为EGREGREGREGR 其功能是在发动机工作过程中，将一部分废气引入进气管，与新鲜空气（或混合气）混合后返回汽缸进行再循环。 EGR率=EGR气体流量/（吸入空气量EGR气体流量）100电控式EGR控制系统主要有两种类型开环控制EGR系统闭环控制EGR系统 开环控制开环控制EGREGR系统系统 1-EGR真空电磁阀 2-节气门 3-EGR阀 4-冷却液温度传感器 5-曲轴位置传感器 6-ECU 7-起动信号闭环控制闭环控制EGREGR系统系统 ECU根据EGR率传感器信号对EGR控制阀实行反馈控制。 uEGREGR控制系统的检修控制系统的检修一般检查EGR真空电磁阀的检查EGR阀的检查 一般检查一般检查一般检查一般检查（1）在冷机起动后，立即拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空软管口应无真空吸力。（2）当发动机温度达到正常工作温度后，怠速时按上述方法检查，其结果应与冷机时相同。（3）当发动机温度达到正常工作温度后，若将转速提高到2500r/min左右，折弯真空软管后并从EGR阀上拆下软管，发动机转速应有明显提高（因中断废气再循环）。 若不符合上述要求，说明EGR系统工作不正常，应查明故障原因，进行维修。EGREGREGREGR真空电磁阀的检查真空电磁阀的检查真空电磁阀的检查真空电磁阀的检查 检查的方法与步骤，见图所示。 （1）在冷态下测量EGR真空电磁阀电阻，阻值一般应为3339。 （2）当不给EGR真空电磁阀通电时，从通进气管侧接头吹入空气，应畅通；从通大气的滤网处吹入空气，应不通。 （3）当给EGR真空电磁阀接通蓄电池电源电压时，吹气通畅情况应与上述相反。 若不符合上述要求，应更换电磁阀。EGREGREGREGR阀的检查阀的检查阀的检查阀的检查 检查的方法与步骤，见图所示。 （1）用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15kPa的真空度时，EGR阀应能开启。 （2）不施加真空度时，EGR阀应能完全关闭。 若不符合上述要求，应更换EGR阀。5.2.3 5.2.3 汽油蒸发回收控制系统汽油蒸发回收控制系统 uu 汽油蒸发回收控制系统的功能：汽油蒸发回收控制系统的功能：汽油蒸发回收控制系统的功能：汽油蒸发回收控制系统的功能： 阻止燃油箱内蒸发的汽油蒸气泄漏到大气中，以免污染环境；将燃油箱的汽油蒸气进行收集后，适时的送入进气管与空气混合，然后进入发动机燃烧，使汽油得到充分利用，提高了燃油的经济性。 u汽油蒸发回收控制系统的组成与工作原理汽油蒸发回收控制系统的组成与工作原理 油箱内的汽油蒸气超过一定压力时，单向阀开启，汽油蒸气经蒸气回收管进入活性炭罐，活性炭罐内的活性炭利用物理原理将燃油蒸气吸附在炭罐内。发动机工作时，活性炭罐内的汽油蒸气经定量排放孔、吸气管被吸入进气管。 u汽油蒸发回收控制系统的检修汽油蒸发回收控制系统的检修一般维护真空控制阀的检查电磁阀的检查 一般维护一般维护一般维护一般维护 （1）在使用中，应经常检查各连接管路有无破损或漏气，必要时更换连接软管。 （2）检查活性炭罐壳体有无裂纹、底部进气滤芯是否脏污，必要时更换炭罐或滤芯。 （3）一般汽车每行驶20000km，应更换活性炭罐底部的进气滤芯。 真空控制阀的检查真空控制阀的检查真空控制阀的检查真空控制阀的检查 从活性炭罐上拆下真空控制阀，用手动真空泵由真空管插头给真空控制阀施加约5kPa真空度时，从活性炭罐侧孔吹入空气，应畅通；不施加真空度时，吹入空气则不通。若不符合上述要求，应更换真空控制阀。电磁阀的检查电磁阀的检查电磁阀的检查电磁阀的检查 （1）发动机不工作时，拆开电磁阀进气管一侧的软管，用手动真空泵由软管插头给电磁阀施加一定的真空度，电磁阀不通电时应能保持真空度；若给电磁阀接通蓄电池电压，真空度应释放。 （2）拆开电磁阀线束插接器，测量电磁阀两端子间的电阻，阻值一般应为3644。 若不符合上述要求，应更换控制电磁阀。5.2.4 5.2.4 二次空气供给控制系统二次空气供给控制系统uu二次空气供给控制系统的功能二次空气供给控制系统的功能二次空气供给控制系统的功能二次空气供给控制系统的功能 在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促使废气中的CO和HC进一步氧化，从而降低CO和HC的排放量。二次空气供给控制系统与发动机正常进气系统是有区别的，区别在于二次空气供给系统是向排气系统供给空气的。 u二次空气供给控制系统的组成与原理二次空气供给控制系统的组成与原理 u二次空气供给控制系统的检修二次空气供给控制系统的检修二次空气控制阀的检查 二次空气电磁阀的检查 二次空气控制阀的检查二次空气控制阀的检查二次空气控制阀的检查二次空气控制阀的检查 （1）发动机低温起动后，拆下空气滤清器盖，应能听到舌簧阀发出的“嗡、嗡”声。 （2）从空气滤清器上拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口检查，应符合下列要求：发动机温度在1863范围内怠速运转时，有真空吸力；发动机温度在63以上，起动后70s内应有真空吸力，起动70s后应无真空吸力；发动机转速从4000r/min急减速时，应有真空吸力。 （3）拆下二次空气控制阀，从空气滤清器侧软管接头吹入空气应不漏气；用手动真空泵从真空管接头施加20kPa真空度，从空气滤清器侧软管接头吹入空气应通畅；若不符合上述要求，说明膜片阀工作不良，应检修或更换。用手动真空泵从真空管接头施加20kPa真空度，从排气管接头吹入空气应不漏气，否则说明舌簧阀密封不良，应更换。二次空气电磁阀的检查二次空气电磁阀的检查二次空气电磁阀的检查二次空气电磁阀的检查 （1）拆开电磁阀线束插接器，测量电磁阀两端子间的电阻，阻值一般应为3644。 （2）拆开电磁阀上的软管，电磁阀不通电时，从进气管侧软管插头吹入空气应不通。当给电磁阀接通蓄电池电源电压时，从进气管侧软管插头吹入空气应通畅。 若不符合上述要求，应更换电磁阀。 5.3 5.3 自诊断系统自诊断系统5.3.1 5.3.1 自诊断系统概述自诊断系统概述u及时地检测出电子控制系统出现的故障，点亮故障指示灯向驾驶员和维修人员发出报警信号，并将诊断结果以代码（故障码）的形式进行存储。 u通过特定的操作程序将存储在存储器中的代码（故障码）调出，以便维修人员迅速地、准确地确定故障的性质和部位。 u自动启动失效保护系统。 u自动启动应急备用系统。 5.3.2 5.3.2 自诊断系统工作原理自诊断系统工作原理u传感器故障自诊断原理传感器故障自诊断原理 传感器是向ECU输送信号的电控系统元件，不需专门的线路，自诊断系统即可对各种传感器进行故障自诊断。冷却液温度传感器氧传感器 当冷却液温度传感器向ECU输入的信号电压为0.1V时，相当于发动机水温139；当冷却液温度传感器向ECU输入的信号电压为4.8V时，相当于发动机水温-30。如果冷却液温度传感器输入的信号电压低于0.1V或高于4.8V，ECU监测到电压值超出规定范围时，即判定冷却液温度传感器有故障，并设定一故障码 。 冷却液温度传感器与ECU之间的导线断路或短路时，入的信号电压就会高于4.8V 或低于0.1V 。氧传感器自诊断氧传感器自诊断 当发动机在正常工作温度下运转时,ECU在1min以上检测不到氧传感器的输入信号或氧传感器的输入信号电压在0.30.6V间1min以上没有变化，ECU即判断氧传感器有故障，并设定一故障码。 u执行元件故障自诊断原理执行元件故障自诊断原理 如果由于某种原因，偶尔出现一次没有点火确认信号(IGf)，ECU不会判定为故障。一般，需点火器六次没有点火确认信号（IGf）反馈给ECU，才判定点火系统发生故障。 当点火系出现故障、三极管不能正常地导通和截止时，点火监控回路就收不到正常工作时的自感电动势，ECU也得不到反馈的点火确认信号（IGf），ECU就会判定点火系出现故障。此时，ECU会使喷油器停止喷油。uECUECU自身故障自诊断原理自身故障自诊断原理 在ECU内，为了实现对自身的监测，也设有相应的监控回路，用以监视自身是否按正常的控制程序工作。在监控回路内设有监视时钟，按时对ECU电控单元进行复位。当ECU内部发生故障时，程序不能正常执行，时钟就不能使电控单元复位，ECU据此判定自身有故障。 5.3.3 5.3.3 故障指示灯故障指示灯功能功能功能功能（1）故障报警功能。（2）报警显示功能。（3）显示故障码功能。（4）发动机定期维修、养护提示功能。5.3.4 5.3.4 故障码的读取与清除故障码的读取与清除u利用随车自诊断系统读取与清除故障码u使用故障诊断仪读取与清除故障码 丰丰田田轿轿车车读读取取故故障障码码的的方方法法故故障障码码的的清清除除 丰田轿车读取故障码的方法与步骤丰田轿车读取故障码的方法与步骤（1）将点火开关置于ON位置，但不要起动发动机。（2）进入自诊断状态，启动故障码调用程序：用一故障诊断连接器（跨接线）跨接检查连线器或TDCL内的TE1和E1两个端子，并将发动机ECU上的端子TE1接地。（3）观察发动机故障指示灯（CHECK)的闪烁规律，并读出故障码。 故障码的清除故障码的清除 （1）在点火开关处于关断（OFF）位置状态下，拔掉发动机ECU备用电源线上的保险丝（丰田轿车为EFI 15A保险丝）10s或更长时间，即可清除存储器中的故障码。一般外界气温越低，拔掉保险丝的时间应越长。 （2）拆下蓄电池负极(-)接线柱上的搭铁线约20s，也可清除存储器中的故障码。应注意：使用拔掉蓄电池负极电缆的方法清除故障码，将会使汽车上石英钟和音响等装置的内存一起被清除掉。因此，采用此种清除方法应持慎重态度。首先应该弄清该车辆是否装有音响、防盗等带密码的系统，然后按维修手册中所指示的方法进行，不可随意拔除蓄电池负极电缆。 5.3.5 5.3.5 第二代随车诊断系统第二代随车诊断系统uOBD-OBD-简介简介uOBD-OBD-的主要特点的主要特点uOBD-OBD-故故障码障码 （1）汽车按标准装用统一的16端子诊断插座。 （2）OBD-具有数据传输功能，并规定了两个传输线标准： 欧洲统一标准（ISO-）规定数据传输用“7”号端子和“15”号端子。 美国统一标准（SAE-J1850）规定数据传输用“2”号端子和“10”号端子。 （3）OBD-具有行车记录功能，能记录车辆行驶过程的有关数据资料。 （4）OBD-具有记忆和重新显示故障码的功能。 （5）OBD-具有可利用诊断仪方便、快速地调取或清除故障码的功能。 （6）装用OBD-的汽车，采用相同的故障码代号并且故障码意义统一。OBD-OBD-故障码故障码OBD-故障码由1个英文字母和4个数字组合而成的。 （1）英文字母表示测试系统代码。如： P-表示发动机和变速器组成的动力传动系统（POWER TRAIN）； B-表示车身电控系统（BODY）； C-表示汽车底盘电控系统（CHASSIS）； U-未定义，待SAE另行发布。 （2）第一个数字表示由谁定义的故障码（DTC）。如： 0-表示SAE定义的故障码； 1、2、3-表示汽车制造厂自定义的故障码。 （3）第二个数字表示SAE定义的故障范围代码，见教材中的表5-1。 （4）第三、第四个数字表示原厂设定的故障码。5.4 5.4 怠速控制系统怠速控制系统5.4.1 5.4.1 怠速控制系统概述怠速控制系统概述怠速怠速怠速怠速 通常是指发动机在无负荷情况下的稳定运转状态。发动机在怠速工况下工作时，加速踏板完全松开，节气门关闭，其作功行程产生的动力只用来克服发动机内部的摩擦阻力，而对外无输出功率。 发动机在以下几种情况下还需要提高怠速发动机在以下几种情况下还需要提高怠速发动机在以下几种情况下还需要提高怠速发动机在以下几种情况下还需要提高怠速转速。转速。转速。转速。 （1）发动机起动后，在冷却液温度未达到正常工作温度之前，发动机应自动提高怠速转速，以免发动机运转发抖、不稳或停转，同时缩短暖机时间。（2）当发动机怠速运转并使用空调时，由于发动机负荷加大，发动机需要自动提高怠速转速，以免发动机停转。（3）当发动机怠速运转并将自动变速器挂入挡位时，由于发动机负荷加大，发动机需要自动提高怠速转速，以免发动机停转。（4）当汽车低速转向行驶并接入动力转向伺服机构时，发动机需自动提高怠速转速，从而使转向轻便、可靠。（5）当发动机转速急剧降低到怠速转速时，发动机需要不同程度地自动提高怠速转速，以免急抬加速踏板时发动机停转，同时减少排放污染。怠速控制怠速控制怠速控制怠速控制 1-目标转速判别电路 2-比较器 3-运算电路 4-驱动电路 5-怠速工况判别电路u旁通空气式 1-节气门 2-进气管 3-节气门操纵器 4-怠速执行器 5-怠速空气道5.4.3 步进电机式怠速控制阀步进电机式怠速控制阀 1-阀座 2-阀轴 3-定子 4-轴承 5-丝杆 6-转子 7-接空气滤清器 8-阀芯 9-进气管u步进电机式怠速控制阀的结构与工作原理步进电机式怠速控制阀的结构与工作原理u步进电机式怠速控制阀的控制电路步进电机式怠速控制阀的控制电路 u步进电机式怠速控制阀控制内容步进电机式怠速控制阀控制内容起动初始位置的设定 起动控制 暖机控制 反馈控制 发动机负荷变化预测控制 汽车电器负载增大时的怠速控制 发动机的怠速学习控制 u步进电机式怠速控制阀的检修步进电机式怠速控制阀的检修检修注意事项检修步进电机式怠速控制阀的方法 检修注意事项检修注意事项检修注意事项检修注意事项 （1）不要用手推或拉控制阀，以免损坏丝杠机构的螺纹。 （2）不要将控制阀浸泡在任何清洗液中，以免步进电动机损坏。 （3）安装时，检查密封圈不应有任何损伤，并在密封圈上涂少量润滑油。检修步进电机式怠速控制阀的方法检修步进电机式怠速控制阀的方法检修步进电机式怠速控制阀的方法检修步进电机式怠速控制阀的方法 （1）拆开怠速控制阀线束插接器，将点火开关转至“ON”，但不起动发动机，在线束侧分别测量Bl和B2端子与搭铁之间的电压，均应为蓄电池电压（914V），否则说明怠速控制阀电源电路有故障。 （2）将发动机起动后再熄火时，23s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“咔哒”响声，否则应进一步检查怠速控制阀、控制电路及ECU。 （3）拆开怠速控制阀线束插接器，在控制阀侧分别测量端子B1与S1和S3，B2与S2和S4之间的电阻，阻值均应为1030，否则应更换怠速控制阀。 （4）拆下怠速控制阀后，将蓄电池正极接至B1和B2端子，负极按顺序依次接通S1S2S3S4端子时，随步进电动机的旋转，控制阀应向外伸出；蓄电池负极按相反顺序依次接通S4S3S2S1时，则控制阀应向内缩回。 5.4.4 5.4.4 旋转电磁阀式怠速控制阀旋转电磁阀式怠速控制阀u旋转电磁阀式怠速控制阀结构与工作原理旋转电磁阀式怠速控制阀结构与工作原理 （a）结构图 （b）位置图 （c）原理图1-控制阀芯 2-双金属片 3-冷却液腔 4-阀体 5-线圈L16-永久磁铁 7-线圈L2 8-阀轴 9-怠速空气口 10-固定销 11-挡块 12-阀轴限位杆占空比u旋转电磁阀式怠速控制阀控制内容 起动控制 暖机控制 反馈控制 发动机负荷变化时的预测控制 学习控制 u旋转电磁阀式怠速控制阀的检修旋转电磁阀式怠速控制阀的检修 （1）拆开怠速控制阀线束插接器，将点火开关转至“ON”，但不起动发动机，在线束侧测量电源端子+B与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压（914V），否则说明怠速控制阀电源电路有故障，继续检查电源与线路。 （2）在发动机达到正常工作温度、变速器处于空挡位置时，使发动机维持怠速运转。用专用短接线短接故障诊断座上的TE1与El端子，发动机转速应保持在10001200r/min，5s后转速下降约200r/min。若不符合上述要求，应进一步检查检查怠速控制阀电路、ECU和怠速控制阀。 （3）拆开怠速控制阀上的三端子线束插接器，在控制阀侧分别侧量中间端子（+B）与两侧端子(ISC1和ISC2)之间的电阻，正常应为18.822.8，否则应更换怠速控制阀。 5.4.5 5.4.5 占空比控制式怠速控制阀占空比控制式怠速控制阀u占空比控制式怠速控制阀结构与工作原理占空比控制式怠速控制阀结构与工作原理 1-控制阀芯2-阀杆 3-线圈 4-弹簧 5-吸入口 6-阀座 7-波纹管u占空比控制式怠速控制阀的控制内容占空比控制式怠速控制阀的控制内容 起动控制 发动机负荷变化时的预测控制 固定占空比控制 反馈控制u占空比控制式怠速控制阀的检修占空比控制式怠速控制阀的检修 （1）拆开怠速控制阀线束插接器，将点火开关转至“ON”，但不起动发动机，在线束侧测量电源端子与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压（914V），否则说明怠速控制阀电源电路有故障。 （2）拆开怠速控制阀上的两端子线束插接器，在控制阀侧测量两端子之间的电阻，正常值应为1015，否则应更换怠速控制阀。 5.5 5.5 巡航控制系统巡航控制系统5.5.1 5.5.1 巡航控制系统的作用巡航控制系统的作用 当汽车在高速公路上长时间行驶时，如果驾驶员将汽车的行驶状态转变为巡航控制状态，则驾驶员不用踩踏加速踏板就可以自动地保持车速，使车辆以固定的速度行驶，从而减轻驾驶员的工作负担，提高汽车驾驶时的舒适性。 在巡航控制起作用过程中，一旦出现人为干预的情况，巡航控制系统会确保驾驶员的操作优先，取消巡航控制状态。 当车辆的速度超出人为设定的范围及其他情况，巡航控制系统也能自动地停止工作，以确保车辆行驶的安全。5.5.2 5.5.2 巡航控制系统的基本工作原理巡航控制系统的基本工作原理5.5.3 5.5.3 巡航控制系统的组成巡航控制系统的组成1-电源 2-主控开关 3-巡航控制ECU 4-执行器 5-接节气门 6-车速传感器 7-制动灯开关5.5.4 5.5.4 巡航控制系统的使用巡航控制系统的使用u巡航控制系统的使用方法巡航控制系统的使用方法设定巡航速度 取消巡航控制模式 提高巡航控制车速 降低巡航控制车速 恢复巡航控制车速 巡航控制系统使用注意事项 5.5.5 5.5.5 巡航控制系统的检修巡航控制系统的检修电动机电路的检查节气门位置传感器电路的检查电磁离合器电路的检查车速传感器电路的检查主控开关电路的检查停车灯电路的检查节气门控制臂拉索的检查 电动机电路的检查（1）脱开电动机与ECU之间的导线（插头插座）连接器。（2）将蓄电池的正极接到连接器端子5，蓄电池的负极接到连接器端子4，使电磁离合器通电。（3）将蓄电池的电压加到其余的每两个端子之间时，电动机应转动、节气门控制臂应摆动，且摆动平稳。（4）驱动电动机转动使节气门控制臂摆动到加速侧或减速侧的限位点时，电动机应停止转动、节气门控制臂应停止摆动。能够顺利实现上述过程的电动机，状态良好，否则是电动机性能不良或损坏。节气门位置传感器电路的检查节气门位置传感器电路的检查（1）保持连接器不脱开的状态。将点火开关转到ON；用手慢慢转动节气门控制臂的同时，用万用表直流电压挡测节气门位置传感器的中间滑动端与ECU接地之间的电压，节气门控制臂使节气门开度最大时，电压约为4.2V；在开度最小时，电压约为1.1V；当节气门控制臂转动时，电压的变化应连续平稳。符合以上情况，节气门位置传感器性能良好，否则说明传感器已经损坏。（2）脱开连接器。用手慢慢转动节气门控制臂的同时，用万用表欧姆挡测量节气门位置传感器的中间滑动端与ECU接地之间的电阻；当节气门控制臂使节气门开度最大时，电阻约为1.8k，当开度最小时，电阻约为530；当节气门控制臂转动时，电阻的变化应连续平稳。符合以上情况，节气门位置传感器是好的，否则传感器已坏。电磁离合器电路的检查电磁离合器电路的检查 （1）检查电磁离合器的线圈电阻值是否正常。脱开电磁离合器与ECU的配线连接器；用万用表欧姆挡测量接线端子4与5之间的电阻，电阻约为40。 （2）检查节气门控制摇臂的情况。脱开电磁离合器与ECU的配线连接器；在电磁离合器断电时，节气门控制臂能用手转动，在电磁离合器通电时，节气门控制臂不能用手转动，同时符合这两种情况的电磁离合器为正常，否则有故障。车速传感器电路的检查车速传感器电路的检查 （1）车速信号的检查。当车速高于40km/h时，打开巡航控制系统，巡航控制指示灯闪烁，当车速低于40 km/h时，打开巡航控制系统，巡航控制指示灯保持一直亮，符合以上两个条件的，车速信号正常，否则为有故障。 （2）检查配线和仪表板等连接是否可靠。主控开关电路的检查主控开关电路的检查 （1）各个主控开关的信号检查。分别接通“SET/COAST”、“RES/ACC”和“CANCEL”开关，在开关接通时，注意观察仪表板上的巡航控制指示灯的闪烁形式，指示灯的闪烁形式应符合规定。 （2）对主控开关电阻的检查。主控开关内有三个不同阻值的电阻，可通过用万用表的欧姆挡检测连接器的端子3和4之间的电阻值，判断各个开关的好坏。停车灯电路的检查停车灯电路的检查（1）检查停车灯的状态。踩下制动踏板，停车灯应亮。（2）停车灯开关的信号检查。当踩下制动踏板时，观察仪表板上的巡航控制指示灯的闪烁形式，停车灯开关电路与ECU联系正常时，巡航指示灯应闪烁6次。否则为有故障。（3）检查停车灯电路与ECU的配线和连接器，接触是否可靠。节气门控制臂拉索的检查节气门控制臂拉索的检查 节气门控制臂拉索与节气门的接头安装应正确；拉索与节气门的动作应平稳；拉索松紧度应适中，拉索过松会使汽车上坡的车速损失过大，拉索过紧发动机怠速会升高。5.6 5.6 应急备用系统应急备用系统5.6.1 5.6.1 应急备用系统的功能应急备用系统的功能 当ECU内的微处理器或少数重要的传感器出现故障、车辆无法行驶时，应急备用系统可以使ECU把燃油喷射和点火正时控制在设定的水平上，使汽车能维持基本行驶，以便把汽车开到最近的维修站或适宜的地方，所以应急备用系统又称为“跛行回家”系统。 （1）ECU中的中央微处理器（CPU）或输入/输出（I/O）接口或存储器发生故障。 （2）曲轴位置传感器或其电路发生故障使ECU收不到G1和G2信号。 （3）在D型电控燃油喷射系统中，进气歧管绝对压力传感器或其电路发生故障。第第5 5章章 汽油机电控辅助系统汽油机电控辅助系统5.6.2 5.6.2 应急备用系统的工作原理应急备用系统的工作原理固固定定数数值值表表 应急备用系统设定的固定数值表应急备用系统设定的固定数值表 5.7 5.7 失效保护系统失效保护系统系统作用：系统作用：系统作用：系统作用： 具有故障自诊断功能的发动机电子控制系统，一般都同时具有失效保护功能，它是ECU检测到故障后，采取的一种安全保险措施。传感器及电路发生故障时的情况及失效保护系统的作用：传感器及电路发生故障时的情况及失效保护系统的作用：传感器及电路发生故障时的情况及失效保护系统的作用：传感器及电路发生故障时的情况及失效保护系统的作用： 冷却液温度或进气温度传感器 点火确认信号故障曲轴位置传感器及其控制电路 节气门位置传感器 爆震传感器及其爆震控制系统 空气流量计信号电路 进气歧管绝对压力传感器信号冷却液温度或进气温度传感器信号故障冷却液温度或进气温度传感器信号故障 当冷却液温度传感器或进气温度传感器信号电路发生断路或短路故障时，ECU将检测到低于-30或高于139的温度信号，如果ECU仍然按通常的方式控制喷油量，必然引起空燃比过小或过大，混合气过浓或过稀，导致发动机转速不稳、工作粗暴。此时，失效保护系统将自动采用设定的冷却液温度或进气温度的标准信号来替代故障信号，控制发动机工作，防止混合气过浓或过稀。设定的冷却液温度一般是80，设定的进气温度一般是20。点火确认信号故障点火确认信号故障 如果点火系统发生故障而造成不能点火，ECU也就接收不到点火控制器反馈的点火确认信号。此时若喷油器继续喷油，大量未燃的混合气就会被吸入汽缸后排出，流入三元催化转换器，不仅会造成燃油浪费和排放污染，还会使三元催化转换器温度迅速升高并超过许用温度。为避免这种情况发生，失效保护系统会使立即切断燃油喷射，使发动机停止运转。曲轴位置传感器信号电路故障曲轴位置传感器信号电路故障 由于曲轴位置传感器（G1和G2）信号用于识别汽缸和确定曲轴转角基准，因此当该传感器出现断路或短路故障时，ECU将无法控制发动机工作，发动机则不能起动或失速。此时，如果传感器或其电路故障不严重，ECU仍能收到G1和G2信号，还能按完好的G1和G2信号判别汽缸和确定曲轴转角基准；但若传感器或其电路故障导致G1和G2两个信号都不能输送给ECU，则只能利用应急备用系统维持发动机基本运转。节气门位置传感器信号故障节气门位置传感器信号故障 当节气门位置传感器产生断路或短路故障时，ECU将始终接收到节气门处于全开或完全关闭的状态信号，无法按实际的节气门开度对喷油量等进行精确控制。此时失效保护系统将自动采用设定的节气门位置传感器标准信号来替代故障信号，控制发动机工作。设定的节气门位置传感器标准信号一般是节气门开度025度。爆震传感器信号或爆震控制系统故障爆震传感器信号或爆震控制系统故障 当爆震传感器信号电路断路或短路，或ECU内爆震控制系统出现故障时，无论是否产生爆震，点火提前角都无法由爆震控制系统进行反馈控制，这将导致发动机无法正常工作。此时失效保护系统将自动采用设定的点火提前角，控制发动机工作。空气流量计信号电路故障空气流量计信号电路故障 如果空气流量计或其电路发生故障，ECU无法按进气量计算基本喷油时间，将引起发动机失速或不能起动。此时，失效保护系统使ECU根据起动信号和节气门位置传感器信号按固定的喷射时间控制发动机工作；当起动开关断开、怠速触点闭合时，以固定的怠速喷油量喷油；当起动开关断开、节气门开度较小时，以固定的小负荷喷油量喷油；当起动开关断开、节气门接近全开或全开时，以固定的大负荷喷油量喷油。进气歧管绝对压力传感器信号故障进气歧管绝对压力传感器信号故障 在D型电控燃油喷射系统中，如果进气歧管绝对压力传感器或其电路发生故障，ECU无法按进气量计算基本喷油时间，将引起发动机失速或不能起动。此时，失效保护系统使ECU按设定的固定值控制喷油量，或启动应急备用系统维持发动机运转。 5.8 5.8 其他辅助控制系统其他辅助控制系统5.8.1 5.8.1 发电机控制系统发电机控制系统激磁电路为 发电机火线接线柱B自动切断（ASD）继电器常开触点（已闭合）发电机磁场接线柱F1激磁绕组发电机磁场接线柱F2ECU的端子20功率管接地发电机负极。 5.8.2 5.8.2 冷却风扇控制系统冷却风扇控制系统5.9 5.9 电控辅助系统的故障案例电控辅助系统的故障案例5.9.1 5.9.1 桑塔纳时代超人轿车为何加速发冲并排黑烟桑塔纳时代超人轿车为何加速发冲并排黑烟5.9.2 5.9.2 福特水星轿车为何油耗增加福特水星轿车为何油耗增加5.9.3 5.9.3 捷达轿车为何油耗增加捷达轿车为何油耗增加5.9.4 5.9.4 丰田大霸王轿车踩制动踏板为何熄火丰田大霸王轿车踩制动踏板为何熄火5.9.5 5.9.5 捷达轿车为何尾气排放超标捷达轿车为何尾气排放超标本本 章章 小小 结结 本章主要介绍了汽油机电控辅助系统的类型与组成，它主要包括辅助进气控制系统、排放控制系统、自诊断系统、怠速控制系统、巡航控制系统、应急备用系统、失效保护系统、发电机控制系统与冷却风扇控制系统等。通过学习，应使学生能正确使用万用表测量相关元器件的电阻与电压；正确使用相关汽车解码器，进行相关内容的读取；掌握各系统元部件的检修方法。 复复 习习 思思 考考 题题1. 辅助进气控制系统主要包括哪些内容?分别起什么作用，它们的工作原理是怎么样的？如何对其进行检修？2. 排放控制系统主要包括哪些内容?分别起什么作用，它们的工作原理是怎么样的？如何对其进行检修？3. 氧传感器的类型有哪些？工作原理分别是怎样的？如何对其进行性能的检测？ 4. 自诊断系统工作原理是怎么样的？5. 如何进行故障码的读取与清除？6. OBD-的主要特点有哪些?7. 怠速控制系统的基本类型有哪些？控制原理是怎么样的？8. 步进电机式怠速控制阀的工作原理是怎么样的？如何对其进行检修？9. 旋转电磁阀式怠速控制阀的工作原理是怎么样的？如何对其进行检修？10. 石蜡式附加空气阀的工作原理是怎么样的？11. 巡航控制系统的组成、工作原理是怎么样的？12. 巡航控制系统的电动机式执行器、气动膜片式执行器的结构、工作原理是怎么样的？13. 如何正确使用巡航控制系统？14. 应急备用系统的功用有有哪些？基本工作原理是怎么样的？15. 失效保护系统的功用有有哪些？基本工作原理是怎么样的？16. 电控节气门系统的组成、工作原理是怎么样的？17. 如何进行巡航控制系统电动机电路的检查？18. 步进电机式怠速控制阀控制内容有哪些？谢谢大家！