發動機電控技術第1頁/共59頁傳統觀念：汽車是一個“機械”產品，汽車制造業屬于“機械”工業。隨著社會發展，人類對汽車的運行、環保、舒適性等方面提出了越來越高的要求，這使得傳統的機械裝置（化油器、自動變速器等）即使越做越復雜，仍無法滿足對其性能和功能的需要。

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新興的電子技術、尤其是計算機技術以其強大的功能和卓越的性能迅速滲透到汽車領域，被廣泛地應用到汽車各個方面，使汽車已經由一個傳統的機械裝置逐漸演變為一個集機械、電子、計算機、控制、通信等技術于一體的復雜系統，這一演變過程被稱為汽車電子化，相關的技術被通稱為汽車電子技術。

牛牛文庫文檔分享第3頁/共59頁汽車電子技術的應用大體上可以分為兩大類：汽車電子控制裝置車載電子裝置

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汽車電子控制裝置：與車上的機械部件進行配合使用，形成機電一體化系統，直接用于控制汽車的運行并改善其性能。汽車電子控制技術主要指這一類。比如：發動機電子控制（燃油控制EFI、點火控制ESA、怠速控制ISC、廢氣循環控制EGR等）；底盤電子控制（AT、ABS、ASR、EPS等）；車身電子控制（A/C、SRS、中央門鎖及門窗、座椅、車燈等）

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車載電子裝置：是在汽車環境下能夠獨立使用的電子裝置，和汽車本身的性能并無直接關系，主要用于提高汽車的娛樂性、提供各類信息或附屬功能。包括車載信息系統、導航系統、車載電話、汽車音響及電視娛樂系統等。

牛牛文庫文檔分享第6頁/共59頁汽車電子控制系統的基本組成信號輸入部分：傳感器、放大電路、開關器件；電子控制單元（ECU）：核心是微控制器，負責對輸入信號進行分析處理計算以及發出相應的操作指令；信號輸出部分：輸出驅動電路、各類繼電器、電動機、電磁閥等執行器件，用于將ECU發出的命令轉變為相應的操作。

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汽車電子控制系統很多部件不能使用蓄電池供電，而是使用專用的穩定電源（一般5V），所以還需要專門的電源電路。

牛牛文庫文檔分享第8頁/共59頁傳感器傳感器是將某種變化的物理量（絕大部分是非電量）轉化成對應的電信號的元件。在汽車上，傳感器用來感受諸如溫度、壓力、轉速、位置、空氣流量、氣體濃度等物理量的狀態及變化情況，并送到控制器或儀表。傳感器提供的狀態信息，是汽車電子控制的基本依據。

牛牛文庫文檔分享第9頁/共59頁水溫傳感器空氣流量計節氣門位置傳感器曲軸位置傳感器氧傳感器爆震傳感器

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牛牛文庫文檔分享第12頁/共59頁可變電阻式傳感器電位計式傳感器開關式傳感器電壓產生器式傳感器磁電式傳感器

牛牛文庫文檔分享第13頁/共59頁溫度傳感器核心部件是一個封裝在銅制導熱保護套中的負溫度系數(NTC)電阻。如果由于外部熱量使其溫度升高，它的電阻值會明顯下降，導致輸入電壓恒定時電流迅速上升，這一特性可用來進行溫度測量。

牛牛文庫文檔分享第14頁/共59頁水溫傳感器1、電子接頭2、殼體3、NTC電阻4、冷卻液原理：高靈敏度NTC（負溫度系數熱敏電阻）電阻阻值隨溫度下降而增大。

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牛牛文庫文檔分享第16頁/共59頁曲軸位置傳感器

檢測上止點信號、曲軸轉角信號和發動機轉速信號，并將其輸入計算機，從而使計算機能按氣缸的噴油順序發出最佳噴油時刻指令。

牛牛文庫文檔分享第17頁/共59頁曲軸位置傳感器轉速傳感器

牛牛文庫文檔分享第18頁/共59頁凸輪軸位置傳感器本傳感器可用于向電控單元提供發動機凸輪軸相位信息，結合速度傳感器信號，可區分曲軸壓縮上止點和排氣上止點。

牛牛文庫文檔分享第19頁/共59頁霍爾效應原理當一電流Is流過處于強度為B的磁場中的半導體薄片時，在垂直于電流與磁場的方向上會產生電壓UH(霍爾電壓)，當磁場消失時電壓立即消失。且UH與B和Is的大小成正比。這種現象稱為霍爾效應。

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牛牛文庫文檔分享第21頁/共59頁當發動機凸輪軸帶動觸發鋼制轉子旋轉，葉片周期性通過空氣隙引起磁路變化的開關狀態。由此產生相應的霍爾電壓UH以及輸出電平UA脈沖信號。由于本傳感器只在凸輪軸的半周有輸出信號，另半周無輸出，而兩個半周合起來相當于曲軸兩整周，由此就可區分曲軸壓縮上止點和排氣上止點。

牛牛文庫文檔分享第22頁/共59頁加速踏板傳感器

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加速踏板位置傳感器的作用是把油門踏板的位置轉換成電壓信號發送給ECU，作為判定發動機工況的依據，實現不同節氣門開度下的噴油量控制。

牛牛文庫文檔分享第24頁/共59頁進氣壓力傳感器

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在底盤和車身的控制方面，包括在自動變速器、轉向器、懸架、ABS、安全氣囊等部件上需要用到的傳感器也很多，例如車速傳感器、轉角傳感器、轉矩傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、車輪速度傳感器等。

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電子控制單元（ElectronicControlUnit）即汽車的微機控制系統，是整個電子控制系統的核心部分。ECU主要是一塊結構復雜的電路板，電路包括控制器和輸入/輸出接口電路部分，電路板裝在金屬盒內，以起到保護和抗干擾的作用。

牛牛文庫文檔分享第28頁/共59頁執行器執行器是ECU動作命令的執行者，主要是各類機械式繼電器、直流電動機、步進電動機、電磁閥或控制閥等執行器件。

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繼電器和開關電路主要用于控制開關信號，如數字信息顯示、點火線圈初級的通斷、空調的啟動停止等。而直流電動機和步進電動機則多是驅動與之相連的執行機構，從而控制執行機構動作，例如電動油泵的轉速控制，怠速轉速的步進電動機控制等。電磁閥或控制閥類執行器件在汽車中用的非常多，例如噴油器、廢氣再循環電磁閥、怠速控制閥、ABS壓力調節閥、換擋電磁閥等。

牛牛文庫文檔分享第30頁/共59頁檢測儀應用

牛牛文庫文檔分享第31頁/共59頁解碼器汽車解碼器(故障診斷儀)是利用配套連接線和車上電腦數據輸出DLC(檢測接頭)相連，從而達到與各種電控系統控制單元ECU進行數據交流的專用儀器。數據交流數據交流

牛牛文庫文檔分享第32頁/共59頁汽車電控系統自診斷原理：

汽車運行過程當中ECU監測輸入信息，當某一信息超出預設的范圍值，并且持續一定時間，自診斷模塊便判斷為出現故障，并把該故障以代碼的形式存儲，同時點亮故障指示燈。

牛牛文庫文檔分享第33頁/共59頁“跛行”功能當某一傳感器或電路產生了故障，該信號就不再被汽車電腦所采用，為了維持汽車的運行，汽車電腦便從其程序存儲器中調出預先設定的經驗值，作為該傳感器的應急輸入信號，使汽車可以開到修理廠維修，這種應急功能就叫故障運行，又稱“跛行”功能。

牛牛文庫文檔分享第34頁/共59頁自診斷的發展第一代：人工讀碼，采用跳線的方法，從故障指示燈、LED燈或萬用表指針讀出故障碼。故障碼23

牛牛文庫文檔分享第35頁/共59頁第二代：讀碼器，具有讀取、清除故障碼的功能。

牛牛文庫文檔分享第36頁/共59頁第三代：一般解碼器讀取故障碼清除故障碼讀取數據流執行元件測試

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第四代：具有特殊功能的解碼器（原廠），汽車制造廠家提供或指定的解碼器，功能完善、價格昂貴、可測車型單一、維護升級不方便；

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大眾VAS5052寶馬GTI

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通用TECHⅡ

豐田IT-Ⅱ

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本田HDS保時捷PWIS日產CONSULT-II

牛牛文庫文檔分享第41頁/共59頁聯合電子日立西門子電裝德爾福摩托羅拉瑪瑞利

牛牛文庫文檔分享第42頁/共59頁診斷接口定義

針腳

定義2、10號

美國統一標準（SAEJ1850）4號

車身搭鐵5號

信號回路搭鐵6、14號

高速CAN和低速CAN7、15號

歐洲統一標準（ISO9141）16號

蓄電池正極（B+）1、3、8、9、11、12、13號

由各廠家自行定義

牛牛文庫文檔分享第43頁/共59頁故障碼的分析

牛牛文庫文檔分享第44頁/共59頁汽車電腦對故障的認定方法值域判定法當控制單元（ECU）收到的輸入信號超出規定的數值范圍時，自診斷系統就確認該輸入信號故障；例如：水溫傳感器溫度范圍-30度~120度、電壓0.3V~4.7V。當小于0.15V大于4.85V故障指示燈點亮

牛牛文庫文檔分享第45頁/共59頁時域判定法當控制單元（ECU）收到的輸入信號在一定時間內沒有發生變化或沒有達到預先規定的次數時，自診斷系統就確認該輸入信號故障；例如:氧傳感器發動機達到一定溫度，閉環，超過一段時間無信號或氧傳感器信號在0.45v無變化。故障燈點亮，報氧傳感器故障碼。

牛牛文庫文檔分享第46頁/共59頁功能判定法

當控制單元（ECU）給執行器發出動作指令后，檢測相應傳感器或反饋信號的輸出參數變化，若輸出信號沒有按程序規定的變化，就確認執行器或電路出現故障；例如：廢氣再循環閥（EGR）開啟，電腦監測進氣壓力MAP信號。判斷EGR有無動作。

牛牛文庫文檔分享第47頁/共59頁邏輯判定法

控制單元（ECU）對兩個或兩個以上具有相互聯系的傳感器進行比較，當發現兩個傳感器信號間的邏輯關系違反設定條件時，就判定其一或兩者有故障；

例如：發動機轉速大于某個轉速，節氣門位置TPS輸出信號小于某一值，判定節氣門位置傳感器故障。

牛牛文庫文檔分享第48頁/共59頁故障碼的分析步驟A：讀取并記錄所有故障碼B：清除所有故障碼C：確認故障碼已經被清除D：模擬故障產生的條件并進行路試E：再讀取并記錄此時的故障碼F：區分間歇性故障碼（軟故障碼——比較麻煩）和持續性故障碼（硬故障碼）

牛牛文庫文檔分享第49頁/共59頁G：區分與故障癥狀相關的故障碼和無關的故障碼H：區分諸多故障碼或相關故障碼中的主要故障碼（它可能是導致其他故障碼產生的原因）I：按照上述分析，進一步精確地檢查測量故障碼所代表的傳感器、執行元件或控制電腦及相關的電路狀態，以便確定故障點發生的準確位置。

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自診斷系統一般只能監測電控系統的電路信號，并且只能監測信號的范圍，并不能監測傳感器特性的變化。

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例如：線性節氣門位置傳感器要輸出與節氣門開度成比例的電壓信號，控制系統根據其輸入的電壓信號來判斷節氣門的開度即負荷的大小，從而決定噴油量等其他控制。

如果傳感器