发动机电控系统电路错综复杂,但是有规律可循。识读电路图前首先要了解各品牌车型电路的特点,了解电路结构和组成。通常发动机电控系统按功能来分可分为燃油喷射系统、点火系统、启动系统、进气控制系统、燃油蒸发排放系统等几个子系统。各子系统又都受发动机电控单元的控制。各子系统里的电路又可根据元器件的功能不同分为电源电路、信号输入电路和执行器电路三部分。 对于电源电路,看电源的来龙去脉非常关键。查看电源就是要看清楚蓄电池的电源都供给了哪些元件,汽车电控系统的电源是常电源还是条件电源。对于信号输入(主要是传感器)电路,经常共用电源线、接地线,但绝不会共用信号线。对于执行器电路,存在共用电源线、接地线和控制线的情况,但控制信号一般都是从电控单元输出。 下面以大众发动机电控系统电路为例介绍其电路识读方法。 1.大众汽车发动机电控系统介绍。 汽大众/上海大众发动机电控系统基本上采用博世 Motronic系列或西门子威迪欧 Siemens系列。 汽大众/上海大众车型与发动机型号对照如表2-1所示。
2.大众汽车发动机电控系统电路图识读示例。
下面以上海大众新朗逸1.6 L CPJA发动机控制系统电路图为例进行讲解。该发动机电控系统采用博世 Motronic mE7.5.20,发动机控制系统原理框图如图2-121所示。
(1)发动机电控系统供电电路的识读：发动机电控系统供电电路如图2-122(a)所示,经过蓄电池的常电源→内部连接线A1后分三路:第一路经40A保险丝SA6→电路编号为228的电路(此电路为散热风扇控制单元293供电);第二路经30A保险丝SB1后分别供电给主继电器1271的2/30、6/85端,当发动机控制单元1220的T809端输出搭铁控制信号时,J271的2/30与887端导通,常电源经电路编号为66的电路分别供电给各个相关电路;第三路经5A保险丝SB20→电路编号为90的电路(此电路供电给发动机控制单元220的T80/15端)。
经点火启动开关D后的电压分四路供电,如图2-122(b)所示:第一路经5A保险丝SC11→电路编号为320的电路(此电路供电给诊断接口U31的T16b端);第二路经5A保险丝SC21→电路编号为249的电路(此电路供电给仪表板中的控制单元285的T32/3端);第三路经5A保险丝SC22后又分三路,一路到离合器踏板开关F36的T4c/2端;另一路到电路编号为235的电路(此电路供电给燃油泵继电器J7的386端),最后一路到电路编号为79的电路(此电路供电给 Motronic控制单元220的1804端);第四路经10A保险丝SC23→电路编号为204的电路(此电路供电给制动信号灯开关F的T4ao/4端)。
来自主继电器J271的8/87端的电压分五路,如图2-122(c)所示,编号为34的电路与图2-122中编号为66的电路是同一条导线:第一路经15A保险丝SC43→电路编号为188的电路(此电路为氧传感器加热装置、尾气催化转化器后的氧传感器1加热装置供电);第二路经5A保险丝SC44→电路编号为226的电路(此电路为散热风扇控制单元293供电)和编号为74的电路(此电路为GRA设置按钮和定速巡航装置开关E45供电);第三路经10A保险丝SC53→电路编号为180的电路(此电路为喷油器供电);第四路到电路编号为88的电路(此电路供电给 Motronic控制单元J220的T80/27端);
第五路经15A保险丝SC54→电路编号为118的电路(此电路为点火线圈供电)。
发动机控制单元J220的T80/4端是15号电源供电,接SC22保险丝。T80/2端和T80/28端为发动机控制单元接地,如图2-122(d)所示。发动机控制单元J220的T80/24端是定速巡航装置开关信号输入端。
(2)传感器与开关电路的识读。
①节气门位置传感器电路的识读：在驾驶员操纵加速踏板时,加速踏板位置传感器采集电压信号输人发动机控制单元。发动机控制单元再获取其他工况信息以及各种传感器信号,如发动机转速、挡位、节气门位置、空调能耗等,由此计算出整车所需求的全部转矩,通过对节气门转角期望值进行补偿,得到节气门的最佳开度,并把相应的电压信号发送到驱动电路模块,节气门驱动装置G186(即节气门驱动电动机)使节气门达到最佳的开度位置。节气门位置传感器G187、G188则把节气门的开度信号反馈给发动机控制单元,形成闭环的位置控制,如图2-123所示。
节气门位置传感器电路如图2-124所示。 Motronic控制单元J220的T80/55端输出5V电压信号供电给节气门控制单元338的T6ad/2端;J338的T6ad/6端为公共接地端,接20的T806/1端;J338的T6ad/1端为节气门位置传感器1信号输出端,接120的T80/68端;J338的T6ad/4端为节气门位置传感器2信号输出端,接J220的T80/75端;J338的T6ad/3端、T6ad/5端为节气门驱动装置,由J220的T80/80端和T80/66端输出控制信号,控制节气门驱动电动机的动作。
②发动机转速传感器/进气温度传感器/进气管压力传感器电路的识读：电路如图2-125所示。转速传感器G28又称为曲轴位置传感器,其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号,并输入电子控制单元20,以便确定点火时刻和喷油时刻。其中G28的T3L/1端为供电端,由J220的T80/62端提供5V电压;T3L/2端、T3L/3端为转速信号输出端,分别接120的T80/53端和T80/67。
进气管压力传感器和进气温度传感器为一体的,传感器为4线,T4aq/3端接电源,由J220的T80/62端提供5V电压;T4aq/1端为接地端,通过J220的T80/54端内部接地;T4aq/2端为进气温度信号,T4aq/4端为进气管压力信号。
③霍尔传感器/爆燃传感器/冷却液温度传感器电路的识读：电路如图2-126所示。G40霍尔传感器其实就是凸轮轴位置传感器,霍尔传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号,并输人ECU,以便ECU识别气缸1压缩上止点,从而进行点火时刻控制和爆燃控制。此外,霍尔传感器还用于发动机启动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸活塞即将到达上止点,所以称为气缸识别传感器。霍尔传感器有三根线,为有源传感器,其中传感器G40上的T3m/1端为来自发动机控制单元J220的T80/55端5V参考电压,T3m/3端为接地端,T3m/2端为信号输出端,接J220的T80/60端。
爆燃传感器G61安装在发动机缸体上,用来检测发动机是否爆燃,从而去修正点火正时。当检测到发动机爆燃时,传感器会产生电压信号,J220接收到此信号,就会延迟点火正时。G61的T2bn/1端和T2bp/2端分别接J220的T80/77端和T80/63端。
冷却液温度传感器G62是一个负温度系数的热敏电阻,冷却液温度传感器T2bp/2端接地,T2bp/1端为信号输出端,接发动机控制单元220的T8074端。由于水温变化,传感器阻值也发生变化,导致电压变化使发动机ECU接收到不同的电压信号,发动机ECU就能知道冷却液的实际温度,从而去控制水温表、风扇及修正喷油量等。
④氧传感器电路的识读：上海大众新朗逸有前、后两个氧传感器,分别是G39和G130。其中G39为前氧传感器,检测废气中的氧含量,发动机控制单元根据此信号对燃油喷射时间进行修正;而G130为尾气催化转化器下游的氧传感器,在三元催化器后面,它能够检测三元催化器的转化效率。
氧传感器电路如图2-127所示。
前氧传感器的T4ae/1端为传感器加热装置供电端,经保险丝SC43的电压从编号为63的电路输入到前氧传感器的T4ac/1端;T4ac/2端为传感器加热装置控制端,接J220的T80/1端;T4ac/3、T4ac/4端为前氧传感器信号输出端,分别接J220的T80/20、T80/46端。
G130的T4r/1端为传感器加热装置供电端;T4r/2端为传感器加热装置控制端,接J220的T80/13端;T4r/3、T4r/4端为尾气催化转化器后的氧传感器信号输出端,分别接J220的T80/21、T80/47端。
⑤加速踏板位置传感器电路的识读：驾驶员操纵加速踏板时,加速踏板位置传感器G79、G185产生相应的电压信号输入发动机控制单元,控制单元根据当前的工作模式、踏板移动量和变化率解析驾驶员意图,计算出对发动机转矩的基本需求,得到相应的节气门转角的基本期望值,加速踏板位置传感器内部结构如图2-128所示。一个传感器信号失真或中断,如果另一个传感器处于息速位置,则发动机进入怠速工况;如果是负荷工况,则发动机转速上升缓慢;若两个传感器同时出现故障,则发动机高怠速(1500r/min左右)运转。
新朗逸加速踏板位置传感器电路如图2-129所示,其中传感器的T6L/1端和T6L/2端均为5V供电端;T6L/3端和T6L/5端均为接地端;T6L/4端为加速踏板位置传感器信号输出端;
T6L/6端为加速踏板位置传感器2信号输出端。
⑥制动踏板开关与制动信号灯开关电路的识读：F和F47是一个组合开关,电路如图2-130所示。F47是制动踏板开关，这是一个常闭开关,即未踩制动踏板时,只要点火开关打开,2V的电压经编号为53的电路送入组合开关的T4ao/4端,经F47后通过T80/51端输入发动机控制单元J220;当踩下制动踏板,开关断开,电压信号消失,J220依此判断车辆在进行制动,进而对发动机转矩等进行调节,以利于制动控制。制动踏板开关信号同时也会通过编号为288的电路送入车载网络控制单元的T73b/42端。
F是制动信号灯开关,是一个常开开关,踩下制动踏板后,开关导通,此时有电压信号通过T80/23端输入发动机控制单元J220。制动信号灯开关信号同时也会通过编号为286的电路送入车载网络控制单元的T73a/43端。
在点火开关打开时,发动机控制单元如果收不到开关F47的12V电压信号,发动机控制单元认己踩下制动踏板,信号将通过CAN总线传给仪表板中的控制单元,点亮制动灯。
(3)执行器电路的识读。
①点火线圈电路的识读：点火线圈电路如图2-131所示。每个气缸有一个点火线圈,发动机工作时,ECU向点火器输出点火控制信号,点火器按点火顺序依次控制功率三极管导通或截止,使初级电路周期性地通断,点火线圈周期性地产生高压,高电压依次对每缸火花塞跳火。
编号为69的电路为点火线圈提供电源,从主继电器J271输出的12V电压经15A的保险丝SC54后供电给各点火线圈的3端;各点火线圈的4端为点火控制信号端,分别接发动机ECU的T80/57、T80/72、T80/71、T80/76端。
②喷油器电路的识读：喷油器电路如图2-132所示。每个喷油器有两个针脚,编号为67的电路为来自主继电器J271的电源,从主继电器输出的12V电压经10A的保险丝SC53后分别供电给四个喷油器的1端;发动机ECU的T80/79、T80/59、T80/73、T80/65端分别接四个喷油器的2端。发动机ECU根据发动机运转状况控制每个喷油器的2端接地顺序和时间,从而控制每缸的喷油量。
③燃油泵继电器及燃油泵电路的识读：燃油泵的作用是将燃油从油箱内吸出,供给喷油器。燃油泵继电器控制燃油泵的工作,燃油泵继电器电路如图2-133所示。只要点火开关打开,经点火开关后的12V电压→5A保险丝SC22→电路编号为50的电路→供电给燃油泵继电器J7的3/86端。经15A保险丝SC28→电路编号为60的电路→供电给燃油泵继电器J7的3/30端。发动机ECU的T80/26端控制燃油泵继电器的工作,当T80/26端输出搭铁信号时,J17继电器线圈得电,到达J17的3/30端的电压→J17的2/87端→电路编号为256的电路(此电路供电给预供给燃油泵)。
燃油泵电路如图2-134所示。到达燃油泵继电器J7的2/87端的电压→电路编号为236的电路供电给预供给燃油泵G6的T5k/1端→经G6→G6的T5k/5端→线束内绞接点369→右侧A柱下部接地点搭铁(即接地点43)。
燃油存量传感器与预供给燃油泵装在一起,用于检测油箱燃油存量,它将油量变化转变成电压信号的变化送给仪表板中的控制单元J285,J285再去控制G1显示油量。其中燃油存量传感器G的T5k/4端输出燃油存量传感器“空”信号到J285的T32/15端;G的T5k/3端输出燃油存量传感器“满”信号到J285的T32/14端。当J285检测到燃油存量低于一定值时(少于7L时),点亮仪表板上的指示灯,提醒驾驶员加油。
④散热器风扇控制单元与散热器风扇电路的识读：发动机ECU接收冷却液温度信号、空调压力传感器信号,并根据冷却液温度、空调压力等,从其T80/22端输出控制信号到散热器风扇控制单元J293,J293接收到此信号,从而控制散热器风扇V7工作。散热器风扇控制单元与散热器风扇电路如图2-135所示。蓄电池的常电源→40A保险丝SA6→电路编号为30的电路→连接器T4p/1→供电给散热器风扇控制单元293;从主继电器J271的8/87端电源→经5A保险丝SC44→电路编号为65的电路→连接器T4p/2→供电给散热器风扇控制单元J293;J293经连接器T4p/4通过左前纵梁上接地点3(即接地点673)搭铁。
⑤空调器继电器与炭罐电磁阀电路的识读：空调器继电器与炭罐电磁阀电路如图2-136所示。空调器继电器J32的6端为继电器线圈接地端,由发动机ECU控制接地,当发动机ECU接收到传感器和开关的信号后,控制T80/58端接地,空调器继电器J32线圈得电,从而接通空调器电磁离合器电路。
来自主继电器J271 8/87端的电源经15A保险丝SC43→电路编号为189的电路→炭罐电磁阀1(N80)→发动机ECU的T80/14端。发动机ECU根据发动机转速、冷却液温度、空气流量等信号去控制T80/14端接地从而控制电磁阀工作。
