新君威车型发动机管理系统详解

1.发动机控制模块（ECM）

发动机控制模块（ECM）位于发动机舱内，蓄电池旁，它是发动机控制系统的控制中心。ECM持续监测各个传感器的信息和其他输入，并控制影响车辆性能和排放的系统。ECM也对系统的各个部分执行诊断测试，以识别运行故障并通过故障指示灯警告驾驶人。故障指示灯（MIL）的工作和故障码的存储取决于故障码的类型。如果故障码与排放相关，则故障码被分成A类或B类。C类是与排放无关的故障码。故障指示灯（MIL）位于仪表板组合仪表或驾驶人信息中心上，由ECM控制，在ECM检测到影响车辆排放的故障时点亮。发动机控制系统出现故障时，ECM用默认操作对系统进行控制。默认操作是存储在ECM内的计算值或标定默认值。当故障产生时，依靠默认操作可以保持发动机某一水平性能，防止发动机性能的完全丧失。发动机控制模块控制以下部件：

1）燃油喷射系统。

2）点火系统。

3）排放控制系统。

4）车载诊断系统。

图5-10 蒸发排放和涡轮管理电路

图5-11 子系统参考电路

5）空调和风扇系统。

6）节气门体电机系统。

2.气门执行器控制（TAC）系统的工作模式

节气门执行器控制（TAC）系统被用来改善排放、燃油经济性和动力性。节气门执行器控制系统取消了加速踏板和节气门之间的机械连接。节气门执行器控制系统排除使用巡航控制模块和怠速空气控制电动机的必要。发动机控制模块（ECM）是节气门执行器控制（TAC）系统的控制中心。ECM根据加速踏板位置传感器的输入确定驾驶人的意图，然后根据节气门位置传感器的输入计算相应的节气门响应量。ECM通过向节气门执行器电动机提供脉宽调制电压，以实现节气门定位。节气门在两个方向都受弹簧负载，默认位置为微开。气门执行器控制（TAC）系统有以下工作模式。

（1）正常模式

在节气门执行器控制系统工作期间，有几种模式或功能被认为是正常的。在正常操作期间可进入以下几种模式：

①加速踏板最小值：用钥匙起动时，发动机控制模块更新已读入的踏板最小值。

②节气门位置最小值：用钥匙起动时，发动机控制模块更新已读入的节气门位置最小值。为了读入节气门位置最小值，将节气门移至关闭位置。

③破冰模式：如果节气门叶片不能达到预定的最小节气门位置，则进入破冰模式。在破冰模式期间，发动机控制模块指令向关闭方向的节气门执行器电动机施加几次最大的脉宽。

④蓄电池节电模式：在蓄电池节电模式期间，节气门执行器控制模块卸去电动机控制电路上的电压，以消除用于保持怠速位置的电流，并使节气门返回至默认的弹簧负载位置。

（2）降低发动机功率模式

发动机控制模块检测到节气门执行器控制系统故障时，发动机控制模块可进入降低发动机功率模式。降低发动机功率可能导致以下一种或多种情况：

①限制加速：发动机控制模块将继续使用加速踏板控制节气门，但车辆加速受限制。

②限制节气门模式：发动机控制模块将继续使用加速踏板控制节气门，但节气门最大开度受限制。

③节气门默认模式：发动机控制模块将关闭节气门执行器电动机，节气门将返回至弹簧负载的默认位置。

④强制怠速模式：发动机控制模块将执行以下操作：

—通过定位节气门位置将发动机转速限制在怠速，或者在节气门关闭时控制燃油和点火使发动机怠速。

—忽略加速踏板的输入。

⑤发动机关闭模式：发动机控制模块将关闭燃油并使节气门执行器断电。

3.气门执行器控制（TAC）系统控制说明

节气门执行器控制系统部件主要包括加速踏板总成和节气门体总成，加速踏板总成内有两个加速踏板位置（APP）传感器1和2。节气门体总成包括两个节气门位置（TP）传感器1和2、节气门执行器电动机及节气门片。发动机控制模块（ECM）将这些信息和其他传感器的输入一起处理，以指令节气门到指定位置。ECM执行诊断，以监测两个加速踏板位置传感器、两个节气门位置传感器和节气门执行器控制电动机电路的电压，同时也监测节气门体总成内部的两个回位弹簧的弹簧回位速度。根据发动机是否运行或者发动机控制模块当前是否在执行节气门体重新读入程序，这些诊断将在不同的时间执行。ECM使用两个节气门位置传感器监测节气门开度。节气门位置传感器1信号电压，随着节气门从0%移动到节气门全开（WOT），其变化范围为0.7～4.3V。节气门位置传感器2信号电压，随着节气门从0%移动到节气门全开，其变化范围为4.3～0.7V。TPS1和TPS2信号电压如图5-12所示。

图5-12 TPS1和TPS2信号电压

加速踏板位置传感器安装在加速踏板的下面。发动机控制模块用传感器内部的2个加速踏板位置传感器监测驾驶人的加速指令。随着加速踏板从静止位置移动到全行程位置，加速踏板位置传感器1信号电压的变化范围是0.7～4.5V。随着加速踏板从静止位置移动到全行程位置，加速踏板位置传感器2信号电压的变化范围是0.3～2.2V。APP1和APP2信号电压如图5-13所示。

4.空气流量计（MAF）和进气温度传感器

空气流量计（MAF）安装在空气滤清器进口端，测量进气质量和增压前温度，如图5-14所示。它是一个五线传感器，MAF输出一个5V方波的频率信号，进气的流量越大，输出频率越高。进气温度传感器2集成在MAF内部，进气温度传感器2输出的是一个电压模拟信号。

图5-13 APP1和APP2信号电压

图5-14 空气流量计和进气温度传感器

1—紧固件 2—空气流量计

5.涡轮增压器压力传感器和进气温度传器

增压压力和进气温度传器是一个四线传感器，内部集成了增压压力传感器和进气温度传感器，它们共用一个搭铁信号。如图5-15所示，传感器安装在电子节气门之前、增压后的管路上，用来测量进气增压后的压力值，进气温度传感器测量经过中冷器后的进气温度。这些信号提供给发动机控制模块（ECM），以精确控制发动机的涡轮增压系统。

6.发动机冷却液温度传感器

发动机冷却液温度传感器安装在节温器的壳体上，是一个负温度系数可变电阻式传感器，如图5-16所示。随着发动机冷却液温度的升高，冷却液传感器的电阻值变小，发动机控制模块提供5V参考电压。该信号用于控制电子扇的工作，喷油、点火、冷却液温度表指示，空调压缩机吸合，EVAP启用，冷起动等。不同温度下，冷却液温度传感器的阻值见表5-3。(www.xing528.com)

图5-15 增压压力和进气温度传器

1—紧固件 2—涡轮增压器压力传感器

图5-16 发动机冷却液温度传感器

1—电气插接器 2—紧固件 3—温度传感器

表5-3 冷却液温度传感器规格 （单位：Ω）

7.发动机燃油供给系统

1.6T涡轮增压发动机燃油供给管路采用了燃油压力调节器和回油管路，燃油压力调节器在油轨的末端，它从铝制的进气歧管上通过一个软管获取真空。喷油器把燃油喷射到进气歧管内，正对进气门的后方，喷油器由发动机控制模块控制搭铁。常温下实测喷油器电阻值12.4Ω。

8.EVAP系统控制

由于燃油供给系统是有回油管的，所以油箱的燃油蒸气相对多些，EVAP系统通过EVAP电磁阀把这些燃油蒸气引入进气歧管至气缸内燃烧，以减少大气污染。如图5-17所示，炭罐吹洗电磁阀固定于进气歧管上。炭罐吹洗电磁阀常温测量电阻值为16.6Ω。

图5-17 炭罐吹洗电磁阀

9.涡轮增压控制

涡轮增压器安装在排气歧管上，废气排出时的气流能量驱动轻质涡轮。涡轮通过一个轴连接到安装在发动机机进气系统的压缩机上。压缩机叶片压缩进气使其高于大气压力，因此大大增加了进入发动机的空气密度。涡轮增压器能产生高达137kPa的压力，形成动力增压。涡轮增压器带有一个压差控制的废气门（废气旁通阀），由发动机控制模块（ECM）通过脉宽调制（PWM）电磁阀进行确定，用于调节涡轮增压器的增压压力。增压器内集成了一个增压空气旁通阀，由ECM通过使用分置安装的电磁阀进行控制，以免在节气门从打开到突然关闭时，气流振动冲击和损坏压缩机。在关闭节气门减速条件下，当旁通阀打开时，旁通阀允许空气在涡轮增压器内进行循环且保持压缩机转速，所以又称进气再循环阀。涡轮增压器通过供油和排油管连接到发动机机油系统，要求使用合成机油，以减少摩擦。涡轮增压器中有一个冷却系统回路，通过使用发动机冷却液进一步降低工作温度。增压空气冷却器降低强制通过进气系统的较热压缩空气的温度，进气温度可以降低至100℃。

1）废气旁通电磁阀。涡轮增压器带有一个压差控制的废气旁通阀，用于调节涡轮增压器的增压压力。在怠速状态下，废气旁通阀门完全关闭。在增压压力超过规定值时，ECM通过控制废气旁通电磁阀，向废气旁通阀输入增压后的空气，阀门打开，有部分废气经过旁通通道进入排气管，增压压力得以限制。废气旁通阀门的开启是由废气旁通电磁阀来控制的，从而实现对增压压力的控制。此电磁阀通过把增压器高压侧的空气引入废气旁通阀压力腔室来调节废气旁通通道的大小，废气旁通电磁阀直接由ECM控制。废气旁通电磁阀固定在涡轮增压器上，如图5-18所示。在常温下，废气旁通电磁阀电阻值为23.8Ω。

图5-18 废气旁通电磁阀

1—软管 2—紧固件 3—废气旁通电磁阀

2）增压空气旁通电磁阀。增压空气旁通阀的作用是防止节气门从打开到突然关闭时，气流振动冲击损坏涡轮增压器。在关闭节气门减速工况期间，当增压旁通阀打开时，旁通阀允许空气在涡轮增压器高压侧和低压侧内进行循环并保持涡轮轴的转速。而增压空气旁通电磁阀就是通过一个细长的真空管来控制这个旁通阀的。增压空气旁通电磁阀通过把真空引入进增压空气旁通阀压力腔室来开启或关闭旁通通道。增压空气旁通电磁阀直接由ECM控制。增压空气旁通电磁阀在进气歧管下方，在它的旁边还有一个真空蓄能箱，如图5-19所示。增压空气旁通电磁阀在常温下测量的电阻为23.4Ω。

10.点火线圈

电子点火（EI）系统将产生和控制一个高能量的次级火花（15000～35000V）。该火花在精确的时间用于点燃压缩的空气和燃油混合气，这将有助于产生最佳性能、燃油经济性以及控制尾气排放等。该点火系统为每个气缸提供一个单独的点火线圈。在每个点火线圈内部的驱动模块受到发动机控制模块（ECM）的控制将其接通/断开。ECM的控制主要基于发动机转速、空气流量传感器等信号，以及有关来自曲轴转角（CKP）和凸轮轴位置（CMP）传感器有关位置的信息。上述信息将决定点火的顺序、初级电流通电的时间以及火花的正时。4个点火线圈是一体式的，如图5-20所示。

图5-19 增压空气旁通电磁阀

1—软管 2—紧固件 3—增压空气旁通电磁阀

图5-20 点火线圈

1—点火线圈 2—衬垫

11.曲轴位置传感器

曲轴位置传感器监测曲轴的转速及位置，用来进行点火正时和喷油的计算。曲轴位置（CPS）传感器是一个被称为定磁阻式传感器的永磁发电机。曲轴位置传感器产生一个稳定振幅和变频率的高低电压信号。频率取决于曲轴转速，输出取决于曲轴位置和蓄电池电压。如图5-21所示，曲轴位置传感器与连接在曲轴上58齿变磁阻转子配合工作。当定磁阻转子每个轮齿转过曲轴位置传感器时，所引起的磁场变化会在曲轴每转一圈时产生58次“ON/OFF（开/关）”脉冲。发动机控制模块（ECM）对脉冲进行处理以确定曲轴位置和转速。ECM能根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置（CMP）传感器输入来同步进行点火正时、喷油器正时和点火爆燃控制。曲轴位置传感器还用于检测缺火和转速表显示。

图5-21 曲轴位置传感器（CPS）

曲轴位置（CPS）的工作原理如图5-22所示。曲轴变磁阻转子安装在曲轴上随曲轴旋转，变磁阻转子由58个齿和一个参考间隙组成。变磁阻转子上的每个齿相隔6°，其中留出12°空间作为参考间隙。来自参考间隙的脉冲也称为同步脉冲。同步脉冲可使线圈点火的顺序与曲轴位置同步，而其他齿提供转动过程中的气缸位置。

图5-22 曲轴位置（CPS）的工作原理

12.爆燃传感器

爆燃传感器监测发动机缸内燃烧发生的爆燃情况，发动机控制模块通过爆燃反馈来精确地控制点火提前角。爆燃传感器位于进气侧缸体的二、三缸之间。

13.其他相关电气部件

1）PCV管。在曲轴箱强制通风管路上，从气门室盖出来的废气由一个单向阀连到进气道上，在PCV管接口处设计了一个电加热器，在接通点火时一直工作。它和PCV管是一个总成部件，部分有铜质内壁。加热器如图5-23所示，常温测得电阻为9Ω。

图5-23 PCV管加热器

2）离合器踏板位置传感器。离合器踏板位置传感器位于踏板上部，是一个三线传感器。它相当于一个变阻器，在离合器踏板踩下时，向发动机控制模块传递踏板踩下和踏板行程信息，以防止在未踩下踏板时错误地起动发动机，造成意外损伤。发动机控制模块提供一个5V参考和搭铁，输回的是一个模拟电压信号。

3）电动真空泵及其控制系统。由于1.6T发动机进气侧有涡轮增压，在有些情况下，发动机的进气歧管内的真空不能够保证制动真空助力器正常运作，所以本车增加配置了电动真空泵和一个真空罐，以保证在各种工况下制动真空助力的安全可靠。在制动真空泵上有一个真空开关，在进气歧管的真空不足时此开关会闭合，接通电动真空泵的继电器线路，让电动真空泵提供足够的真空。真空罐位于进气岐管下面，电动真空泵位于发动机舱的右下部。真空开关如图5-24所示，真空管路总图如图5-25所示。