毕业论文9
毕业论文
论文题目
奇瑞瑞虎发动机电控系统的检测与故障诊断
系别汽车工程系
专业汽车制造与装配技术
班级汽车3081
姓名杨银光
学号1601083033
2010～2011学年第一学期
摘要
本课题研究的是奇瑞瑞虎发动机电控系统的检测与故障诊断，随着时代的不断进步，IT产业的不断发展，汽车电控技术更是日异月新，汽车故障不再单单是机械故障，更多的是电子方面的故障，因此在未来汽车维修中，认识掌握发动机电控系统的检测和故障诊断尤其重要。
本次主要论述瑞虎发动机的组成、工作原理、检测和常见故障的诊断，以便拥有瑞虎汽车的用户对瑞虎发动机有一个新的认识，可以解决一些微小的常见故障。当今社会各种高新技术迅猛发展，汽车在各方面都提出了高标准来满足顾客的要求。如汽车的质量、性能、美观、舒适度、安全以及能源的经济性等。这就要在电控技术上不断的更新才能满足各方面的要求。汽车可以给人们带来生活许多的便利同时，也产生了诸多不良后果，如能源的大量消耗、严重的尾气排放污染等。
随着世界汽车保有量的迅猛增长，日趋严重的环境污染和连接不断的石油危机，迫使人们越来越多的对汽车进行严格的排放控制和提出更高的节能要求；每天都在世界各地频频发生的肇事，给人们的生命和财产带来极大的威胁，这不但要求人们提高自身的安全意识，更对汽车行驶的安全性能提出了高的要求。计算机技术的迅速发展为汽车技术的改善提供了条件，在人们对提高汽车综合性能的渴望中，各种车用电控系统运应而生，并逐步发展成为微机集中的控制系统。
关键词：瑞虎发动机电控系统；组成；工作原理；检测；故障；诊断
目录
目录.............................................................................................I 第一章概述 (1)
1.1汽车电子技术的发展 (1)
1.2本课题研究的意义 (2)
1.3目前市场上发动机电控系统的现况 (2)
第二章瑞虎发动机电控系统的组成及工作原理 (3)
2.1瑞虎发动机电控汽油喷射系统 (3)
2.2点瑞虎发动机火控制系统 (4)
2.3瑞虎发动机怠速控制系统 (9)
2.4瑞虎发动机正时控制系统 (10)
2.5瑞虎发动机其他控制系统 (11)
第三章瑞虎发动机电控系统的检测 (13)
3.1检测诊断的一般程序 (13)
3.2检测诊断的基本方法 (13)
3.3检测诊断的操作步骤 (18)
第四章瑞虎发动机电控系统常见故障的分析 (19)
参考文献 (22)
奇瑞瑞虎发动机电控系统
检测与故障诊断
第一章概述
1.1汽车电子技术的发展
汽车电子技术是汽车技术与电子技术结合的产物。随着汽车工业与电子工业的不断发展，电子技术在现代汽车上的应用越来越广泛，汽车电子化程度越来越高。汽车电子技术的发展及其大规模地应用是从20世纪70年代末开始的，从20世纪70年代到80年代，大致经历了3个发展阶段。
第一个发展阶段为1971年以前，开始生产技术起点较低的交流发电机、电压调节器、电子闪光器、电子喇叭、间歇刮水装置、汽车收音机、电子点火装置和数字钟等。
第二个发展阶段为1974～1982年，以集成电路和16位以下的微处理器在汽车上的应用为标志。主要包括电子燃油喷射、自动门锁、程控驾驶、高速警告系统、自动灯光系统、自动除霜控制、防抱死系统、车辆导向、撞车预警传感器、电子正时、电子变速器、闭环排气控制、自动巡航控制、防盗系统、实车故障诊断等电子产品。这期间最具代表性的是电子汽油喷射技术的发展和防抱死(ABS)技术的成熟，使汽车的主要机械功能用电子技术来控制。但是，在此阶段机械与电器的联接并不十分理想。
第三个发展阶段为1982～1990年，微电脑在汽车上的应用日趋可靠和成熟，并向智能化方向发展。开发的产品有胎压控制、数字式油压计、防睡器、牵引力控制、全轮转向控制、直视仪表板、声音合成与识别器、电子负荷调节器、电子道路监视器、蜂窝式电话、可热式挡风玻璃、倒车示警、高速限制器、自动后视镜系统、道路状况指示器、电子冷却控制和寄生功率控制等。
从2005年开始，可以说进入了汽车电子技术的第四个发展阶段。微波系统、多路传输系统、ASKS-32位微处理器、数字信号处理方式的应用，使通讯与导向协调系统、自动防撞系统、动力最优化系统、自动驾驶与电子地图技术得到发展，特别是智能化汽车的出现。当然目前第三代技术有些我们都还没办法实现。
汽车电子化是现代汽车发展的重要标志。从现代汽车上所使用的电子设备的价格比例看，欧美汽车上所用的电子设备的价格已占到整车价格的15%～20%，而我国生产的汽车，目前所用的电子设备的价格只占到整车价格的2.5%。从世界汽车电子市场的销售来看，1991年，每辆汽车平均消耗电子产品的费用只占到整车的10%，1998年则接近15%，而2003年已经提高到20%，某些车型则更
高。现代汽车电子技术的应用不仅提高了汽车的动力性、经济性和安全性，改善
了汽车行驶的稳定性和舒适性，推动了汽车产业的发展，而且还为电子产品开拓了更加广阔的市场，从而推动了电子产业的发展。作为汽车产业和电子产业结合
的产物，汽车电子产业的发展已经驶上了快车道。
1.2课题研究的意义
由于电子技术、计算机技术和信息技术等新技术的发展和应用，汽车电子控制在控制的精度、范围、适应性和智能化等多方面有了较大的发展，实现了汽车的全面优化运行。因此，在降低排放污染、减少燃油消耗、提高安全性和舒适性
等方面，电子控制汽车有着明显的优势。
1.3目前市场上发动机电控系统的现况
随着世界汽车保有量的迅猛增长，日趋严重的环境污染和连接不断的石油危机，迫使人们越来越多的对汽车进行严格的排放控制和提出更高的节能要求；每天都在世界各地频频发生的肇事，给人们的生命和财产带来极大的威胁，这不但要求人们提高自身的安全意识，更对汽车行驶的安全性能提出了高的要求。计算机技术的迅速发展为汽车技术的改善提供了条件，在人们对提高汽车综合性能的渴望中，各种车用电控系统运应而生，并逐步发展成为微机集中的控制系统。
第二章瑞虎发动机电控系统的组成及工作原理
奇瑞公司自成立以来，一直坚持发扬自立自强、创新创业的精神，坚持以“聚集优秀人力资本，追求世界领先技术，拥有自主知识产权，打造国际知名品牌，开拓全球汽车市场，跻身汽车列强之林”为奋斗目标，在激烈的市场竞争中，不断增强核心竞争力，经过10年来的跨越式发展，奇瑞公司已拥有整车、发动机及部分关键零部件的自主研发能力、自主知识产权和核心技术，目前已成为我国最大的自主品牌乘用车研发、生产、销售、出口企业，为应对更为残酷的竞争和更快发展奠定了一定的基础。奇瑞汽车股份有限公司旗下生产的汽车产品很多，主要有：奇瑞QQ系列、奇瑞A系列、奇瑞风云系列、奇瑞旗云、奇瑞瑞虎。而奇瑞瑞虎是奇瑞推出的以运动为主题的运动型轿车品牌，是奇瑞推出的一款高档车，与其他品牌相比，瑞虎的整个风格抛弃了风云和旗云的“仿桃木”风格，具有高雅独特的高贵气息。
随着世界汽车的迅速增长，日趋严重的环境污染迫使人们对汽车的排放进行更严格的控制；每天世界各地频频发生的交通事故，给人们的生命和财产带来极大的威胁，因此对汽车行驶的安全性能提出了更高的要求。汽车电子化的发展为汽车技术的改善提供了条件。下面就奇瑞瑞虎发动机电子控制装置简介如下：
2.1瑞虎发动机电控燃油喷射系统
瑞虎发动机电控燃油喷射（EFI）系统，主要以多点喷射（MPI）为主，以ECU为控制中心，利用安装在发动机不同的部位上的各种传感器来检测发动机的各种工作参数。根据这些参数选择ECU中设定的程序，通过控制喷油器，精确地控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳空燃比的混合气。此外，电控燃油喷射系统通过ECU中的控制程序，还能实现起动加浓、暖机加浓、加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、强制怠速断油、自动怠速控制等功能，满足发动机特殊工况对混合气的要求，使发动机获得良好的燃油经济性和排放性，也提高了汽车的使用性能。
2.1.1.电控燃油喷射系统的组成
电控燃油喷射系统一般由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统组成。
（1）空气供给系统
空气供给系统的作用是提供、测量和控制燃油燃烧时所需要的空气量。
空气经过空气过滤器过滤后，由空气流量传感器计量，通过节气门体进入进气总管，再分配到各进气歧管。在进气歧管内，从喷油器喷出的燃油与空气混合
后被吸入气缸内燃烧。
在冷却水温较低时，为加快发动机暖机过程，设置了快怠速装置，由空气阀直接进入进气总管，可以通过怠速调整螺钉调节怠速转速，用空气阀控制快怠速转速，也可由ECU操纵怠速控制阀（ISC）控制怠速与快怠速。
（2）燃油供给系统
燃油供给系统的功能是向发动机精确提供所需要的燃油量。燃油系统一般由油箱、电动燃油泵、过滤器、燃油脉动阻尼器（有的汽车无）、燃油压力调节器、冷起动喷油器（有的汽车无）及供油总管等组成。
燃油由燃油泵从油箱中泵出，经过过滤器，除去杂质及水分后，再送至燃油脉动阻尼器，以减少其脉动。这样具有一定压力的燃油流至供油总管，再经各供油歧管送至各缸喷油器。喷油器根据ECU的喷油指令，开启喷油阀，将适量的燃油喷于进气门前，待进气行程时，再将燃油混合气吸入气缸中。装在供油总管上的燃油压力调节器是用以调节系统油压的，目的在于保持油路内的油压约高于进气管负压300KPa。此外，为了改善发动机低温起动性能，瑞虎汽车在进气歧管上安装了一个冷起动喷油器，冷起动喷油器的喷油时间由热限时开关或者ECU 控制。
（3）电子控制系统
电子控制系统的功能是根据发动机运转状况和车辆运行状况确定燃油的最佳喷射量。该系统由传感器、ECU和执行器三部分组成。
传感器是信号转换装置，安装在发动机的各个部位，其功能是检测发动机运行状态的电量参数、物理参数和化学参数等等，并将这些参数转换成计算机能够识别的电信号输入ECU。检测发动机工况的传感器有：水温传感器、进气温度传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器、车速传感器、氧传感器、爆震传感器、空调开关等。
ECU是发动机控制系统的核心部件。ECU的存储器中存放了发动机各种工况的最佳喷油持续时间，在接受了各种传感器传来的信号后，经过计算确定满足发动机运转状态的燃油喷射量和喷油时间。ECU还可以对多种信息进行处理，实现EFI系统以外其他诸多方面的控制如点火控制、自诊断、故障备用程序起动、仪器显示等。
2.1.2.EFI系统的工作原理
该系统根据各种传感器输送来的信号，能有效控制混合气浓度，使发动机在各种工况下，空燃比达到最佳值，从而实现提高功率、降低油耗、减少排气污染等功效。该系统可分为开环和闭环两种控制。闭环控制是在开环控制的基础上，在一定条件下，由计算机根据氧传感器输出的含氧浓度信号修正燃油供给量，使
混合气浓度保持在理想状态。
目前电子控制的混合气形成系统有电子反馈式化油器系统和电控汽油喷射
系统两种，其中电控汽油喷射系统的性能显得更为优越，电控化油器式已趋于淘汰。
2.2瑞虎发动机点火控制系统
电子控制点火系统也称微机控制点火系统，它主要由三部分组成：监测发动机运行状况的传感器、处理信号并发出指令的微处理器（ECU）、执行ECU指令的执行器，包括点火器、点火线圈、分电器和火花塞等。
电子控制点火系统不仅能根据发动机转速控制点火线圈初级电路的通电电流，而且还取消了真空式和机械离心式点火提前装置，由电控单元根据汽油机的运行工况调整和控制点火提前角，使发动机的动力性、经济性、排放等方面的性能达到最优。另外，电子控制点火系统通过爆震传感器对爆震进行反馈控制，使汽油机大部分运行工况都处于爆震的临界状态，使汽油机的动力性潜力得到了充分发挥。
奇瑞瑞虎轿车采用电子控制点火系统主要是电子控制无分电器点火系统。2.2.1电子控制无分电器点火系统（DLI）
无分电器点火系统完全取消了传统的分电器，点火线圈产生的高压电直接送到火花塞，因此也称为直接点火系统。由于没有分电器，节省了空间，同时不存在分火头与分电器盖旁电极间产生的火花，因此可有效地降低点火系统对无线电的干扰。
目前，常用的无分电器式电控点火系统有两种方式：即双缸同时点火方式和独立点火方式。
1、无分电器双缸同时点火方式
（1）无分电器双缸同时点火方式的工作原理
双缸同时点火系统是指两个气缸共用一个点火线圈，其次级绕组的两端分别与两个气缸上的火花塞相连接。
同时点火方式的一个点火线圈上有两个火花塞串联，当产生高压电时，它对两个火花塞同时点火。当一个气缸处于压缩行程准备点火时，另一个气缸却处于排气行程，对于压缩行程的气缸，由于气缸压力较高，放电较困难，所需的击穿电压较高；而处于排气行程的气缸，压力接近于大气压，放电容易，所需的击穿电压低，很容易击穿。因此当两气缸的火花塞同时跳火时，其阻抗几乎都在压缩气缸的火花塞上，它承受了绝大部分电压降，与普遍的只有一只火花塞跳火的点火系统相比较，其击穿电压相差不大，而在排气气缸火花塞上的电能损失也很小。
所以从点火能量看对正常点火影响并不大。
（2）无分电器双缸同时点火系统的控制
在无分电器双缸同时点火系统中，ECU输出的指令除控制通电时刻和通电时间的IGt外，还需要输出能够辨别是哪一组气缸的指令，即辨缸指令IGd。
在无分电器双缸同时点火系统中，曲轴位置传感器采用了磁感应式传感器，该传感器可以向ECU提供曲轴转角信号Ne、活塞上止点位置信号G1、G2。发动机ECU根据G1、G2信号判断出下次进行点火的气缸组，并发出辨缸指令IGdA 和IGdB。
由此可见，发动机工作时，ECU不停地输出具有点火正时功能和通电时间功能的点火正时指令IGt。至于此信号用于哪一组点火线圈，由ECU辨缸指令IGdA 和IGdB来决定。
（3）点火器
点火器除了具有辨别点火气缸、实现点火线圈初级电路的接通和切断功能外，还具有向ECU反馈点火控制器工作状态的功能。点火控制器的反馈功能主要是向ECU提供火花塞是否正常点火信号。ECU在每次发出点火正时指令后，都通过IGf信号进行检测。当连续三次没有反馈信号时，ECU认为点火系统有故障并自动停止喷油，从而避免由于过多可燃混合气未被点燃而导致危险和发生其它机件损坏的事故。
（4）点火线圈
无分电器双缸同时点火系统中，点火线圈采用小型闭磁路点火线圈，次级线圈的两端分别与两个火花塞相连接。气缸组合的原则是：一个缸处于压缩行程的终了，另一缸处于排气行程的终了，即同步缸。
当初级电流突然切断后，在次级线圈上会感应出上万伏的高压电动势，加到火花塞电极之间，跳出高压火花，点燃气缸内的混合气。
然后，当晶体管导通瞬间，初级电流也发生突变，这样在次级线圈中便产生约1000V的电压。在一般的分电器式点火系统中，1000V的高压电不足以击穿火花塞产生跳火。因为分电器中的分火头与旁电极之间的间隙较大，必须要有更高的电压才足以跳过这么大的间隙。而在无分电器点火系统中，这样的电压很有可能点燃处于进气行程中气缸内的混合气。特别是火花塞间隙较小时，火花塞误跳火的可能性就更大。这将会引起回火等现象的发生，使发动机无法正常运转。为防止产生这种现象的出现，在点火线圈的次级绕组中串联一个高压二极管。当功率管导通时，产生的感应电动势反向加在高压二极管上，由于二极管的反向截止功能，1000V的高压电就无法使用火花塞跳火。而当功率三极管截止时，次级绕组产生的高压电与前相反，二极管导通，使火花塞顺利跳火。
2、无分电器独立点火方式
独立点火方式是指每一个气缸的火花塞上各配一个点火线圈，单独对本缸火花塞通电点火。这种点火方式中，点火线圈与火花塞是制成一个体的，直接安装在缸盖上，特别适合于四气门发动机使用。火花塞可安装在双凸轮轴的中间，并在每缸火花塞上直接压装一个点火线圈，以充分利用空间，这对V型多缸轿车发动机燃烧室合理紧湊地布置，具有特别重要的实用意义。同时，由于无机械式分电器和高压导线，因而能量传导损失和漏电损失小，机械磨损或发生故障的机会均减少。而且各缸的点火线圈和火花塞均由金属包着，其电磁干扰大大减少，对发动机电控系统的可靠工作非常有利。
2.2.3点火提前角和闭合角的控制
1、点火提前角的确定与控制
在电子控制点火系统中，电控单元对点火提前角的控制分为，发动机起动时点火提前角的控制和起动后点火提前角的控制。
（1）发动机起动时点火提前角的控制
发动机起动时，电控单元不进行最佳点火提前角调整控制，而是根据发动机转速信号Ne和起动开关信号STA，以固定不变的点火提前角点火。当发动机转速超过一定值时（大于500r/min），则自动转入电控单元控制的最佳点火提前角计算及控制程序。
（2）起动后点火提前角的控制
发动机起动后，电控单元对最佳点火提前角的计算和控制一般按照如下步骤进行：首先根据G信号与Ne信号确定初始点火提前角，然后根据发动机转速和负荷确定基本点火提前角，最后根据有关传感器的信号确定修正点火提前角，这三项点火提前角的代数和即为实际的最佳点火提前角：
最佳点火提前角＝初始点火提前角＋基本点火提前角+修正点火提前角（或点火延迟角）
1）、初始点火提前角
为了控制点火正时，电控单元根据上止点位置来确定点火提前角。有些发动机电控单元把G1或G2信号出现后第一个Ne信号过零点定位压缩行程上止点前10°，并以这个角度作为点火正时计算的基准点，称之为初始点火提前角，其大小随发动机而不同。
2）、基本点火提前角
发动机正常运转时，电控单元按怠速工况和非怠速工况两种情况，确定基本点火提前角。发动机处于怠速工况时，电控单元根据节气门位置信号（怠速触点闭合）、发动机转速信号及空调开关信号，确定基本点火提前角。发动机处于非
怠速工况时，电控单元根据发动机转速和节气门位置（进气量）信号，从ECU 存储器中的数表中查出相应工况的基本点火提前角。
3）、修正点火提前角
除了转速和负荷外，其它对点火提前角有重要影响的因素，均归入到修正点火提前角中。电控单元根据有关传感器的信号，分别求出对应的修正值，它们的代数和就是修正点火提前角。修正点火提前角所包括的修正值有：△暖机修正
发动机冷起后，当冷却液温度低时，应增大点火提前角。暖机过程中，随冷却液温度升高，点火提前角的变化趋势变小。修正曲线的形状与提前角的大小随车型而异。
△过热修正
当发动机处于正常运行工况（怠速触点IDL断开），冷却液温度过高时，为了避免爆震发生，应将点火提前角推迟。
△怠速稳定性修正
发动机在怠速期间，由于发动机负荷变化（如空调、动力转向等）而使转速改变，ECU将随时调整点火提前角，使发动机在规定的怠速转速下稳定运转。
发动机处于怠速工况时，ECU不断地计算发动机的平均转速，当平均转速低于规定的怠速目标转速时，ECU根据两者的差值大小，相应地增加点火提前角；当平均转速高于规定的目标转速时，相应地推迟点火提前角。
△空燃比反馈修正
装有氧传感器的电控燃油喷射系统进行闭环控制时，ECU根据氧传感器的反馈信号对空燃比进行修正。随着修正喷油量的增加和减少，发动机的转速在一定范围内波动。为了提高发动机转速的稳定性，在反馈修正油量减少时，适当地增大点火提前角。
4）、最大和最小提前角控制
当ECU计算出的实际点火提前角（初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角或延迟角）超过一定范围时，发动机将不能正常运转。为了防止出现这种情况，在电控点火系统中，由电控单元对实际点火提前角的数值范围进行限制。最大和最小点火提前角的一般范围为：
最大点火提前角：35°～45°
最小点火提前角：-10°～0°
2．闭合角的控制
闭合角的控制又称为通电时间控制。对于电感储能式点火系而言，当点火线圈的初级通电后，其初级电流是按指数规律增长的。初级线圈被断开瞬间所能达
到的断开电流值与初级线圈接通时间长短有关，只有通电时间达到一定值时，初级电流才可能达到饱和。而次级线圈高压的最大值与初级断开电流成正比，为了获得足够的点火能量，必须使初级电流达到饱和。但是，如果通电时间过长，点火线圈又会发热，并使电能消耗增大。因此，要控制一个最佳的通电时间，以兼顾上述两方面要求。
影响初级线圈通过电流的主要因素有发动机转速和蓄电池电压。为了保证在不同的蓄电池供电电压和不同的转速下都具有相同的初级断开电流，电控单元根根蓄电池电压和发动机转速信号，从预置的闭合角数据表中查出相应的数值，对闭合角进行控制。
当发动机转速升高时，适当增大闭合角，以防止初级线圈通过电流值下降，造成次级高压下降，点火困难。蓄电池电压下降时，基于相同的理由，也应适当增大闭合角。
2.2.4爆震的控制
爆震是汽油机运行过程中非常有害的一种故障现象。汽油机持续爆震，火花塞电极或活塞就可能产生过热、熔损、气缸磨损加剧等现象，导致发动机损坏，因此必须防止爆震的发生。
爆震与点火时刻存在着密切的关系。点火时刻提前，燃烧的最大压力就高，因而容易产生爆震。发动机发出的最大转矩的点火时刻（MBT）是在开始发生爆震点火时刻（爆震界限）的附近。对于爆震控制点火系统，为了防止爆震的产生，其点火时刻的设定远离爆震界限，这样势必降低发动机效率，增加燃油消耗。
具有爆震控制功能的点火系统能使点火时刻离爆震界限只有一个较小的余量，这样既可控制爆震的发生，又能更有效地得到发动机的输出功率。这种控制是由爆震传感器检测发动机有无爆震现象，并将信号送至发动机ECU，ECU根据此信号来调整点火提前角，爆震时，推迟点火，没有爆震时，则提前点火，以保证在任何工况下的点火提前角，都处于接近发生爆震的最佳角度。
要控制爆震，首先必须判断爆震是否发生。把爆震传感器的输出信号进行滤波处理后并判别爆震是否发生的程序。来自爆震传感器各种频率的电压信号，先经滤波电路，将爆震信号与其它振动信号分离，只允许特定范围频率的爆震信号通过滤波电路，再将此信号的最大值与爆震强度基准值进行比较，如大于爆震强度的基准值，表示已发生爆震，则将爆震信号输入微机，由微机进行处理。
爆震强度的大小以超过基准值的次数来计量，其次数越多，则爆震强度越大；次数越小，爆震强度越小。
因为爆震仅在混合气燃烧期间发生，所以为了避免干扰引起的误检测，只在“爆震判别范围”进行处理，由微机完成爆震的控制。当发动机发生爆震时，微
机通过爆震传感器输入信号和比较电路确定发动机的爆震，并根据爆震强度输入信号，由微机控制点火提前角的大小。在检测到发动机爆震时，微机立即把点火提前角逐渐减小，直至无爆震产生，随后，又逐渐地增大点火提前角，一直到发生爆震时，又恢复前述的反馈控制。
2.3瑞虎发动机怠速控制系统
2.3.1怠速控制的功用
怠速控制的功用：一是实现发动机起动后的快速暖机过程；二是自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。
怠速是指发动机在无负荷（对外无功率输出）情况下的稳定运转状态。怠速转速过高，会增加燃油消耗量。汽车在交通密度大的道路上行驶时，约有30%的燃油消耗在怠速阶段，因此怠速转速应尽可能降低。但考虑减少有害物的排放，怠速转速又不能过低。另外，怠速控制还应考虑所有怠速使用条件，如冷车运转与电器负荷、空调装置、自动变速器、动力转向伺服机构的接入等情况，它们都会引起怠速转速变化，使发动机运转不稳甚至引起熄火现象。
通常发动机输出负荷时，其转速是由驾驶员通过加速踏板改变节气门的位置，调节充气量来实现的。但在怠速时，驾驶员的脚已离开加速踏板，驾驶员要对充气量进行随机调节已无能为力。为此，在大多数电控发动机上都设有不同形式的怠速转速控制装置。怠速控制的主要内容有：起动后控制、暖机过程控制、负荷变化的控制以及减速时的控制等。
2.3.2怠速控制原理
怠速控制的实质是对怠速时充气量的控制。ECU通过检测从各传感器的输入信定所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较，根据比较得出的差值，确定相当于目标转速的控制量，去驱动控制空气量的执行机构，从而实现对怠速充气量的控制。
怠速控制采用的是反馈控制，因此为避免非怠速状态下实施了怠速控制，还必须通过节气门全关信号及车速信号等来判断发动机是否正处于怠速状态，从而起动怠速控制。
与怠速控制有关的信号有：发动机转速、节气门位置、车速、冷却水温度、空挡起动开关、点火开关、空调开关和电器负载等。控制的项目有：怠速、快怠速、空调怠速和电器负载高怠速。
2.4瑞虎发动机正时控制系统
由于发动机工作时的转速很高，四冲程发动机的一个工作行程仅需要千分之
几秒，这么短促的时间往往会引起发动机进气不足、排气不净，造成功率下降。因此，为了解决这一个问题，一般发动机都采用延长进、排气门的开启时间，增大气体的进出容量以改善进、排气门的工作状态，藉以提高发动机的性能。
这种延长气门开启时间的做法，必然会出现一个进气门和排气门同时开启的时刻，配气相位上称为“重叠阶段”，可能会造成废气倒流。这种现象在发动机的转速仅以1000r/min以下的怠速时最为明显，这将引发怠速工作不顺畅，振荡过大，功率下降等现象。尤其是采用四气门的发动机，“重叠阶段”更易造成不顺畅的怠速运转。为了消除这一缺陷，以“变”应“变”，采用了可变配气相位的气门驱动机构。可变式气门驱动机构就是在发动机怠速工作时减少气门行程，而在发动机高速工作时增大气门行程，改变“重叠阶段”的时间，使发动机在高转速时能提供强大的动力，在低转速时又能产生足够的转矩，从而改善发动机的工作性能。
2.5瑞虎发动机其他控制系统
2.5.1进气控制系统
瑞虎汽车在发动机上大多采用涡流控制阀系统，可根据发动机的不同负荷，改变进气流量去改善发动机的动力性能。进气孔纵向分为两个通道，涡流控制阀安装在通道A内，由进气支管负压打开和关闭，控制进气管空气通道的大小。发动机小负荷或以低于某以转速运转时，受ECU控制的真空电磁阀关闭，真空度不能进入涡流控制阀上部的真空气室，涡流控制关闭。由于进气道变小，产生一个强大的涡流，这就提高了燃烧效率，从而可节约燃油。当发动机负荷增大或以高于某一转速运转时，ECU根据转速、温度、进气量等信号将真空电磁阀电流接通，真空电磁阀打开，真空度进入涡流控制阀，将涡流控制阀打开，进气通道变大，提高进气效率，从而改善发动机输出功率。
2.5.2汽油机排放控制系统
汽油机的有害排放包括因混合气燃烧不完全产生的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）、在高温燃烧中产生的氮氧化合物（NOx）、油箱内汽油蒸发产生的汽油蒸气和曲轴箱漏气等。常见的减少排放污染的的装置有：曲轴箱强制通风系统、燃油蒸气回收系统、废气再循环系统、三元催化转换器、二次空气喷射系统等。其中，曲轴箱强制通风系统的工作由曲轴箱强制通风阀控制，它可将窜入曲轴箱的废气重新引入气缸燃烧；三元催化转化器直接安装在排气管上，排气中的HC、CO、NOx经过催化反应后生成无害的二氧化碳（CO2）和水（H2O）气体排入大气；燃油蒸发回收系统及废气再循环系统的工作，在化油器式发动机及少数汽油喷射式发动机中是由进气管真空度来控制的，而在现代瑞虎轿车上已加装
了电控装置。下面介绍瑞虎轿车排放控制系统的结构及原理。
三元催化转化器外观像一个排气消声器（也起消声器作用）。壳体用耐高温、耐腐蚀的材料制成，内部装有催化床。它装在靠近发动机的排气管位置上。其寿命可达8-10万Km，催化床内的触媒是将催化剂附着在直径为2-4mm的AI2O3载体表面的颗粒。铂能促使CO、HC氧化，而铑则能加速Nox的还原。催化剂表面的活性作用是由排气热量激发的，其作用温度范围以活化开始温度（250℃）为下限，以过热引起催化剂故障的极限温度（1000℃）为上限。保持催化剂高净化率、高使用寿命的使用温度范围为400-800℃。
三元催化器是现代汽车普遍采用的排气净化装置，三元催化转化器装在排气管上，能把发动机排出的废气中的有害气体转化成无害气体。三元催化器是铂（或钯）和铑的混合物，它不仅能将CH氧化成CO2和H2O，而且能促使NOx和CO发生反应而转变成CO2和N2。但只有当空燃比得到精确控制并保持稳定时，其转化效率才能最佳。从三元催化转换器转化效率与空燃比的关系可知：只有发动机在标准的理论空燃比14.7运转时，三元催化器的转化效率最佳。因此必须保持对空燃比进行精确的控制，使其保持在理论值附近很窄的范围内。在发动机开环控制过程中，ECU只是根据转速、进气量、进气压力、进气温度等信号确定喷油量，从而控制混合气空燃比的。因为系统是开环的，所以它的控制是不可能很精确的，很难将实际空燃比控制在14.7附近很窄的范围内。为了将实际空燃比精确的控制在14.7附近，发动机控制系统中现已普遍采用了由氧传感器组成的空燃比反馈方式，即闭环控制方式。在三元催化转换器前面的排气歧管或排气管内装设氧传感器，检测排气中的氧气含量，向ECU反馈相应的电压信号。ECU根据氧传感器反馈的信号确定实际空燃比与理论空燃比的偏差，根据偏差确定喷油量应增加或减少，使实际空燃比被精确地控制在设定值。
采用闭环控制的实质是保持空燃比在14.7：1附近，因而非理论空燃比运行工况只能采用开环控制。发动机进入开环或闭环控制，均由ECU根据有关输入信号确定。下列工况应采用开环控制：
（1）怠速运转。
（2）节气门全开，大负荷。
（3）减速断油。
（4）发动机起动。
（5）发动机冷却水温低或氧传感器温度未到达工作温度。
（6）氧传感器失效或其线路出现故障。
第三章瑞虎发动机电控系统的检测
3.1检测诊断的一般程序
发动机电控系统故障的检测与诊断，一般可按下面程序进行：①向用户询问故障产生的过程，是否已经过检修，是否更换过零部件等。②利用自诊断或仪器诊断的方法读取故障码，并进行验证。③故障码如正常读出，则按仪器显示的故障码原因或按维修手册中的故障代码表进行检测和维修。④若无故障码，或显示代码正常，则按运行数据流或故障症状进行诊断。⑤验证故障是否已经排除。
3.2检测诊断的基本方法
发动机电控系统的故障检测与诊断，按其诊断的范围，可分为初步诊断和深入诊断。初步诊断是根据故障的现象，判断出故障产生原因的范围；深入诊断是根据初步诊断的结果对故障原因进行分析、查找，直到找出产生故障具体部位。
按诊断故障采用的用段，可分为直观诊断、利用故障自诊断系统诊断（随车诊断）、简单仪表诊断和专用诊断仪器诊断。
直观诊断就是通过人的感觉器官对汽车故障现象进行看、问、听、试、嗅等，了解和掌握故障现象的特点，通过人的大脑进行分析、判断得出结论的检测诊断方法。
随车诊断是利用汽车上电控系统所提供的故障自诊断功能进行诊断的方法。目前，发动机电控系统中都具有故障自诊断功能，这就为故障检测与诊断提供了极大的方便。随车故障自诊断系统通常只能提供与本系统有关的电气装置或线路故障，一般只作出初步诊断结论，具体故障原因，还需要通过直观诊断和简单仪表进行深入诊断。
利用简单仪表诊断，就是利用万用表为主的通用仪表对故障进行诊断。这种诊断方法主要用于对电控系统和电气装置的诊断，一般可用于对故障进行深入诊断。
汽车的电子化，迫使故障检测诊断的手段进行变革。随着汽车电子化的进程，各种汽车专用诊断仪器应运而生，这些专用诊断仪器大多数为带有微处理器的电控系统，对汽车电控系统故障的检测与诊断十分有效。采用专用诊断仪器对发动机电控系统进行故障诊断，可以大大提高诊断效率。但由于专用诊断仪器成本较高，因此专用诊断仪器一般适用于专业化的故障诊断和维修机构。
3.2.1客户调查与直观检查
1．客户调查
为迅速地查找到故障源，首先必须了解故障出现时的条件、过程及是否已检
修过等与故障相关的情况和信息，因此客户调查是发动机电控系统检测与诊断的一个重要环节。进行客户调查时，应认真填写“客户意见调查表”、此表所含项目是发动机电控系统故障现象的写真记录，与检测诊断结果一起构成查找故障源的依据。
2．直观检查
直观检查也叫目测检查，其目的是为了在进入更为细致的检测和诊断之前，能消除一些一般性的故障因素。直观检查的内容包括如下项目：
（1）拆除空气滤清器，检查滤芯及其周围是否有脏物，必要时更换。
（2）检查真空软管是否破裂、老化或挤坏；检查真空软管经过的途径和接头是否恰当。
（3）检查电控系统电线束的连接状况：
1）、传感器或执行器的电连接器是否良好。
2）、线束间的连接器是否松动或断开。
3）、电线是否有断裂或断开现象。
4）、线束连接器是否插接到位。
5）、电线是否有磨破或线间短路现象。
6）、线束连接器的插座有无腐蚀现象等。
7）、检视每个传感器和执行器是否有明显的损伤。
8）、运转发动机（如可以）并检视进排气歧管及氧传感器处是否有泄漏。
9）、对检查发现的故障进行必要的排除，并重新装上空气滤清器。
3.2.2故障征兆的模拟检测与诊断
在发动机电控系统的故障检测与诊断中往往遇到所谓隐性故障，即存在故障但没有明显的故障征兆。遇此情况，必须进行全面的故障分析，然后，模拟车辆出现故障时相同或相似的条件和环境进行试验，以便找出故障之所在。
在故障征兆的摸拟试验中，不仅要对故障征兆进行验证，而且还应找出故障的部位或零部件。因此，在试验前必须把可能发生故障的电路范围尽可能缩小，然后进行故障征兆的模拟试验，判断被测试的电路是否正常，同时也验证了故障征兆。故障征兆的摸拟试验方法主要有：
1．振动法
当振动可能是引起故障的原因时，即可用振动法进行试验。基本方法如下：（1）连接器。在垂直和水平方向轻轻摆动连接器。
（2）配线。在垂直和水平方向轻轻摆动配线。连接器的接头、支架和穿过开口的连接器体等部位的配线都应仔细检查。
（3）零部件和传感器。用手轻拍装有传感器的零部件，检查是否失灵。（但
不可用力拍打继电器，否则易使继电器断路。）
2．加热法
如有些故障只是在热车时出现，可能是因有关零部件或传感器受热而引起的。可用电吹风器或类似加热工具加热可能引起故障的零部件或传感器，检查此时是否出现故障。但必须注意：加热温度不得高于60℃（温度限制在不致损坏电子元器件的范围内）；不可直接加热微机中的元器件。
3．水淋法
当有些故障是在雨天或高湿度的环境下产生时，可以用水喷淋在车辆上，检查是否发生故障。但应注意：不可将水直接喷淋在发动机零部件上，只能喷淋在散热器前面或发动机室盖上，间接改变温度和湿度；更不可以将水直接喷淋到电子器件上面，尤其应该防止水渗漏到电控单元（ECU）的内部。
4．电器全接通法
当怀疑故障可能是因用电负荷过大而引起时，可接通车上全部电气设备（包括加热器、鼓风机、前照灯、后窗去雾器等），检查是否发生故障。
3.2.3利用简单仪表检测诊断
发动机电控系统的故障包括传感器、执行器、ECU本身损坏和配线断路或短路几个方面。因此可以用万用表来检测发动机电控系统的技术状态。
1．用万用表检测诊断的一般原则
（1）除在测试过程中特殊指明者外，不能用指针式万用表测试ECU和传感器，应使用高阻抗数字式万用表（内阻应≥10kΩ）或汽车专用万用表。
（2）首先检测熔丝、易熔线和接线端子（连接器）的状况，在排除这些部位的故障后再用万用表检测。
（3）在测量电压时，点火开关应处于“ON”位置，蓄电池应≥11V。
（4）在用万用表检查防水型连接器时，应小心取下防水套。表笔插入连接器检查时，不可对端子用力过大。
（5）测量电阻时要在垂直和水平方向轻轻摇动导线，以提高准确性。
（6）检查线路断路故障时，应先脱开ECU和相应传感器的连接器，然后测量连接器相应端子间的电阻，以确定是否有断路或接触不良故障。
（7）检查线路搭铁短路故障时，应拆开线路两端的连接器，然后测量连接器被测端子与车身（搭铁）之间的电阻。电阻值＞1MΩ无故障。
（8）在拆卸发动机电控系统线路之前，应首先切断电源，即将点开关断开（OFF），拆下蓄电池负极搭铁线。
（9）测量两个端子或两条线路间的电压时，应将万用表的两个表笔与被测的两个端子或两根导线接触；测量某个端子或某条线路的电压时，应将万用表的正
表笔与被测的端子或线路接触，而将万用表的负表笔与地线接触.
（10）检查端子、触点或导线等的导通性，是指检查端子、触点或导线是否通路，可用万用表欧姆档测量电阻值的方法进行检查。
2．用万用表检测的基本操作方法
（1）电阻测量方法
将万用表置于欧姆（Ω）档的适当位置并校零后，即可以测量电阻值。电控系统的元器件（传感器、执行器、ECU和继电器、线路等）的技术状况，都可以用检测其电阻值的方法来判断。
（2）直流电压测量的方法
将万用表选择在直流电压（V）档（选择合适的量程），将表笔接至被测两端。用测量电压的方法可以检查ECU所发出的各种控制信号电压、电路上各点的电压（信号电压或电源电压）以及元器件的电压降。
（3）断路（开路）检测方法
如果配线有断路故障，可用“检查导通”或检查电压的方法来确定断路的部位。
1）、“检查导通”方法
①脱开连接器○A和○C，测量它们之间的电阻值。若连接器○A端子1与连接器○C端子1之间的电阻值为∞，则它们之间不导通（断路）；若连接器○A端子2与连接器○C端子2之间电阻值为0Ω，则它们之间导通（无断路）
②脱开连接器○B，测量连接器○A与○B、○B与○C之间的电阻值。若连接器○A端子1与连接器○B端子1之间的电阻值为0Ω，而连接器○B端子1与连接器○C端子1之间的电阻为∞，则连接器○A端子1与连接器○B端子1之间导通，而连接器○B 端子1与连接器○C端子1之间有断路故障存在。
2）、“检查电压”方法。在ECU连接器端子加有电压的电路中，可以用“检查电压”的方法来检查断路故障。在各连接器接通的情况下，ECU输出端子电压为5V的电路中，如果依次测量连接器○A端子1、连接器○B端子1、连接器○C端子1与车身（搭铁）之间的电压时，测得的电压值分别为5V、5V和0V，则可判定：在连接器○B端子1与连接器○C端子1之间的配线有断路故障存在。
（4）短路检查方法
如果配线短路搭铁，可通过检查配线与车身（搭铁）是否导通来判断短路部位。
1）、脱开连接器○A和○C，测量连接器○A端子1和端子2与车身之间的电阻值。如果测得的电阻值分别为0Ω和∞，则连接器○A端子1与连接器○C端子1的配线与车身之间有短路搭铁故障。
2）、脱开连接器○B，分别测量连接器○A端子1和连接器○C端子1与车身（地线）之间的电阻值。如果测得的电阻值分别为∞和0Ω，则可以判定：连接器○B 端子1与连接器○C端子1之间的配线与车身之间有短路搭铁故障。
3.2.4利用故障自诊断系统检测诊断
发动机电控系统的ECU内部一般都有一个故障自诊断电路。它能在发动机运行过程中不断监测电控系统各部分的工作情况，并能检测出电控系统中大部分故障，将故障以代码的形式存储在ECU的存储器内。只要不拆下蓄电池，这些故障代码将一直保存在ECU内。维修人员可按照特定的方法将故障代码读出，为检测与诊断发动机电控系统提供依据。读取ECU内存储的故障代码的方法有两种：一种是利用微机故障检测仪（亦称解码器）；另一种是用人工的方法（随车故障自诊断）。下面分别介绍这两种方法：
1．利用微机故障检测仪读取故障代码
现代汽车发动机电控系统的控制电路上都设置有一个专用的故障检测插座，又称诊断座，该插座通过线路与ECU连接。只要将汽车制造厂提供的该车型的专用微机故障检测仪或通用型号微机故障检测仪的检测插头与汽车上的故障检测插座连接，然后打开点火开关（ON），就可以很方便地从微机故障检测仪的显示屏上读出所有储存在ECU中的故障代码，并能解出故障代码，从而就可以知道这些故障代码所表示的故障内容和可能的故障原因。
通过读取故障代码，能查找出微机控制系统中大部分传感器线路短路、断路及传感器损坏所导致的无输出信号故障。但是，微机故障自诊断电路并不能检测出控制系统中所有类型的故障，特别是无法检测大部分执行器以及传感器精度误差等故障。目前很多车型发动机电控系统除了能利用微机故障检测仪读取微机故障自诊断电路检测到的故障代码之外，还能通过微机故障检测仪对ECU及其控制电路、传感器、执行器等作更进一步的检测和诊断，而且微机故障检测仪的功能在不断扩展。
2．用随车故障自诊断系统读取故障代码（人工代码）
在不具备微机故障检测仪时，可用人工方法读取故障代码。不同车型发动机用人工读取故障代码的方式各不相同，其方式概括如下：
（1）利用仪表板上的发动机故障指示灯的闪亮规律显示故障代码。
（2）利用指针式万用表显示故障代码。
（3）利用发光二极管显示故障代码。
（4）利用车上的仪表板显示屏以数字形式显示故障代码。
3.2.5利用故障诊断表诊断
当发动机电控系统的故障既不能在基本（初步）检查中得到证实，又不能在