文／湖北 冯汉喜 宋波舰
（接上期）
一、发动机电喷系统的组成和部分元件的作用
东风雪铁龙C5轿车2.3L发动机电喷系统的组成和工作原理简图如图1所示。现对发动机电喷系统部分元件的作用说明如下。
1．发动机转速传感器1313
发动机转速传感器装在发动机飞轮壳体上，传感器的结构和产生的信号如图2所示，该传感器为磁感应式传感器，它为发动机ECU提供发动机转速和曲轴位置(1-4缸上止点)信号。该传感器有故障将造成发动机不能启动或熄火。
2．加速踏板传感器1261
加速踏板传感器装在加速踏板上，如图3所示。它是霍尔式传感器，它将驾驶员操纵加速踏板的信号传递给发动机ECU。该传感器插头的1、3脚分别为两个信号脚，提供两个电位信号S1和S2，且S1=2S2。发动机ECU对这两个信号不断进行比较，以判断传感器可能存在的故障（以下将要介绍的电子节气门中的节气门位置传感器也有这样的特点），传感器插头4、2脚之间为发动机ECU提供的5V电压。发动机ECU根据该传感器的信号控制电子节气门的开度、修正喷射时间和点火提前角等。加速踏板传感器有故障将造成发动机不能加速。
加速踏板上的硬点开关用于发动机的巡航控制，当驾驶员踩下加速踏板使硬点开关触点与车底板硬块撞击时，硬点开关动作，发动机可加速超过巡航设定的车速。
3．凸轮轴位置传感器1115
凸轮轴位置传感器与发动机转速传感器配合为发动机ECU提供判缸信号。值得注意的是：①凡顺序喷射的发动机必须判缸；②发动机转速传感器判断1—4缸上止点位置；⑧凸轮轴位置传感器判断1缸压缩上止点位置。凸轮轴位置传感器装在进气凸轮轴信号齿轮的上方，用来检测凸轮轴的位置，它是霍尔式传感器，传感器的安装位置和产生的波形如图4所示。该传感器损坏将造成发动机ECU无法判缸，电喷系统由顺序喷射降级为同时喷射。
4.前氧传感器1 350和后氧传感器1352
前氧传感器和后氧传感器分别装在排气管三元催化器的前端和后端，它们的外形如图5所示。前氧传感器的信号主要用于发动机ECU修正喷油量，将空燃比控制在理论空燃比附近，因为把空燃比控制在理论空燃比附近时，不但可以降低发动机燃油的消耗，而且可使三元催化器的转换效率最高（如图6a所示）。后氧传感器的作用是监测三元催化器的转化效率，当后氧传感器二电极检测的电压值为0.6V左右，波形近似为一条直线时，说明三元催化器工作正常（如图6b所示）；当后氧传感器与前氧传感器的波形相同时，说明三元催化器失效（如图6c所示），此时应更换三元催化器。为了防止电磁干扰，前氧和后氧传感器导线的外部加装了屏蔽层。氧传感器的工作温度在300℃以上，为使其尽快达到工作温度，在前氧和后氧传感器插头的1与2脚之间都装备了加热电阻。前氧传感器电路有故障将造成发动机转速不稳定，后氧传感器电路有故障将造成抗污染故障。
5.转向J力开关7113
转向助力开关装在机械转向助力泵附近的高压管路上，如图7所示。当车速小于4km/h时，该开关闭合，发动机ECU根据该信号提高发动机怠速，以提高机械助力泵的转速，增加低车速时的转向助力。
6．炭罐电磁阀1215
活性炭罐的作用是吸附燃油箱中蒸发的燃油分子，炭罐电磁阀的作用是控制活性炭罐中的燃油分子进入发动机进气歧管参与燃烧。由活性炭罐、炭罐电磁阀等组成的燃油蒸发控制系统的工作原理简图如图8所示。
发动机运转时，如果进气温度达到5℃以上，冷却液温度达到60℃以上，发动机ECU就可控制炭罐电磁阀开启，在进气管真空吸力的作用下，外界空气从活性炭罐的底部进入，经过活性炭至上出气口，再经真空软管进入发动机进气歧管。流动的空气使吸附在活性炭表面的汽油分子重新蒸发，随新鲜空气一起被吸入发动机汽缸燃烧，—方面使汽油得到充分利用，另—方面也恢复了活性炭的吸附能力。
7.VVT电磁阀1243
VVT电磁阀的安装位置如图4所示，它的外形和工作原理如图9所示。机油泵泵出的油经发动机主油道输送到VVT电磁阀，发动机ECU根据发动机转速传感器、凸轮轴位置传感器等信号发出指令，控制VVT电磁阀将高压机油输送到配气相位调整装置，配气相位调整装置则控制进气凸轮轴顺时针或逆时针转动0—20。，使进气门开启时刻提前或滞后0～20。，以提高发动机在不同工况时的动力性。
8．电子节气门1262
电子节气门由节气门电机和节气门位置传感器组成，如图10所示，节气门电机的作用是通过控制节气门的开度来实现控制进入发动机汽缸的空气量，同时控制发动机怠速的高低。节气门位置传感器的作用是检测节气门的开度，因为节气门的开度反映发动机的负荷，一般节气门开度大，则表示发动机负荷大，发动机ECU根据节气门位置传感器的信号来修正喷油量和点火提前角。节气门位置传感器为霍尔式传感器，发动机ECU将5V电压加在传感器1、5脚，传感器的2、6脚分别为信号△1和△2，且踩加速踏板时，△1的信号增大，△2信号减小，即△1与△2反相变化，发动机ECU可根据这一性质检测传感器的故障。电子节气门有故障将造成发动机不能加速。
二、发动机电喷系统电路原理解读
C5轿车2.3L发动机电喷系统的电路原理图如图11所示，经过对发动机电喷系统电路原理图的分析，可将该系统的工作原理简化成图1所示的简图，对简图的说明见表1。现根据图11和图1将发动机电喷系统的电路原理解读如下。
1.蓄电池通过导线BB02为发动机舱控制盒PSF1供电；PSF1通过导线BM04、BM08为智能控制盒BSI供电；PSF1通过导线BM02为自动变速器ECU供电；PSF1通过导线B725A、B725C为ESP电控单元供电。
2．接通点火开关M位（点火档），点火开关将点火信号通过导线1065传送到智能控制盒BSI；BSI收到点火信号后，唤醒CAN高速网、CAN车身网、CA卜、I舒适网等车载网络进入工作状态。
3.车载网络工作后，点火钥匙中的钥匙应答器、智能控制盒BSI、发动机ECU1320三者之间通过车载网络进行防盗对话：核对钥匙密码、计算第一密码函数f(x)和第二密码函数g(y)。如防盗对话成功就控制发动机ECU解锁，于是发动机ECU通过导线1229D控制PSF1中的R1继电器为发动机ECU提供工作供电，发动机ECU通过导线1226D控制PSF1中的R2继电器为发动机ECU提供功率供电（为发动机ECU控制的喷油器、点火线圈等功率元件供电）。继电器R1和R2工作后，发动机ECU根据各传感器的信号，控制燃油泵泵油、喷油器喷油、点火线圈点火，控制发动机的启动和运行，如图12所示。如防盗对话不成功，发动机ECU就锁止，发动机不能启动。
4．全车网络工作后，BSI一方面通过网线212-20004为组合仪表0004提供+CAN供电，一方面通过CAN车身网线90178-9017、9018B-9018通知发动机舱控制盒PSF1为电控单元和用电器供电。PSF1收到BSI的指令后，通过R1、R2、R6继电器为发动机ECU1320、燃油泵1211等提供供电。
5．发动机ECU得到供电后，首先为进气压力和温度传感器1312、凸轮轴位置传感器1115、电子节气门1262中的节气门位置传感器、加速踏板传感器1261、制冷剂压力传感器8007等有源传感器提供5V供电；通过导线1042、1042H、1042J为四个喷油器1331、1332、1333、1334，前／后氧传感器1350、1352，VVT电磁阀1243，点火线圈1135等功率元件提供供电。
6．各电控单元得到供电后，立即控制各电控系统的传感器、执行器进入工作状态，配合发动机ECU完成各项控制功能。ESP电控单元7800将轮速传感器检测到的车速信号，自动变速器ECU1630将挡位和变速器的工作信号通过车载网络传递给发动机ECU；组合仪表将通过车载网络获得的发动机电喷系统的工作状态显示在仪表上，以告知驾驶员。在发动机运行时，发动机舱控制盒PSF1通过R2继电器控制的导线1251为机油蒸气加热电阻1273、1274送电工作，使发动机和平衡轴系统(G5轿车2.3L发动机曲轴箱内装备有减小发动机工作振动的平衡轴系统，如图13所示）工作时在曲轴箱内产生和聚集的油蒸气，顺利进入发动机燃烧。机油蒸气加热电阻安装在构成曲轴通风系统通道的发动机进气歧管上，如图14所示。
7，在各电控单元的配合上，发动机ECU完成的主要功能如下。
(1)控制燃油喷射功能：发动机ECU通过对四个喷油器1331、1332、1333、1334线圈搭铁控制脚导线1321、1322、1323、1324的控制实现该功能。
(2)控制点火提前角和点火能量功能：发动机ECU通过对点火线圈1135四个初级绕组搭铁控制脚1151、1152．1153、1154搭铁时刻和时间的精确控制实现该功能。由于发动机ECU内集成有高速电子开关，使点火线圈在发动机的任何工况下，都能产生足够和恒定的点火能量以保证发动机可靠点火。
(3)控制怠速功能：发动机ECU通过对电子节气门1262节气门电机导线1334、1335的控制实现该功能。
(4)控制炭罐电磁阀：发动机ECU通过对炭罐电磁阀1215线圈搭铁控制脚导线1232的控制实现该功能。
(5)控制冷却风扇：C5轿车有一个冷却风扇，风扇有低速和高速两种冷却方式。发动机ECU通过导线1540、1550控制冷却风扇的低速和高速运转，通过冷却风扇反馈脚导线1599检测其运行状况。
(6)控制空调压缩机：空调控制面板上的空调开关把空调启动的信号传给空调ECU，空调ECU通过CAN舒适网(网线9024、9025)和CAN高速网(网线9000、9001)把该信号传送到发动机ECU。发动机ECU则通过传感器检测发动机的转速、负荷是否满足空调压缩机的启动条件，如不满足，则通过CAN高速网通知BSI禁止压缩机工作（防止压缩机启动运行后造成发动机转速过低或负荷过重，使发动机熄火），同时控制电子节气门提高发动机的转速，增加发动机的输出功率。一旦转速和输出功率满足空调压缩机的使用要求，则通过CAN高速网通知BSI，允许压缩机工作。BSI则通过CAN车身网(网线9017B和9018B)把禁止或允许压缩机工作的指令传送到PSFI，由PSF1通过R6继电器控制对压缩机的供电。而且在压缩机工作过程中，如果发动机ECU检测到发动机转速过低、负荷过重等工况，还可以通知BSI临时中断压缩机的工作，待发动机转速、负荷等恢复到正常值后，再去通知BSI恢复压缩机的工作。
(7)电子防启动功能：此功能在发动机电喷系统电路原理解读的第3点中已经介绍。
(8)故障存储和自诊断功能：当发动机ECU上的一些传感器和执行器出现故障时，发动机ECU可将故障信息存储在内部的随机存储器中，还可将故障信息通过eAN高速网传送到BSI，由BSI通过CAN舒适网传送到组合仪表，再由组合仪表控制点亮发动机故障灯。维修人员还可以把诊断仪连接到诊断插头CO01上，通过CAN诊断网读取存储在发动机ECU中的故障信息，利用该信息诊断和排除发动机电喷系统的故障。
(9)EOBD功能：发动机ECU始终通过发动机转速传感器1313、前氧传感器1350、后氧传感器1 351等监视发动机点火是否失败、三元催化器是否失效（请参看图6）等，一旦检测到排放超标，立即点亮发动机故障灯，并在组合仪表上显示“排放控制系统故障”，如图15所示。
(1O)对电源能量进行管理的功能：发电机通过导线1 04将发电机的负荷信号传递给发动机ECU，发动机ECU将此信号通过车载网络传递给智能控制盒BSI和发动机舱控制盒PSF1，由发动机ECU、BSI和PSF1共同参与控制发电机的发电量，并对全车的电源能量进行管理，优先保证蓄电池对发动机启动供电的能力。
(11)可变配气正时(VVT)功能：发动机ECU可通过VVT电磁阀1243将进气凸轮轴连续调整0～20°，优化发动机在低中速区间的扭矩输出，提高发动机的动力性，同时减小污染排放。
(12)定速巡航和车速限制功能：发动机ECU通过对电子节气门1262的控制，调节发动机的输出扭矩，实现定速巡航和车速限制功能；并通过车载网络将定速巡航和车速限制的工作状态显示在组合仪表上，如图16所示。
(13)电子稳定控制程序(ESP)功能：发动机ECU通过对电子节气门1262的调节，参与驱动防滑控制，与ESP电控单元共同完成对车辆电子稳定性的控制。
(14)根据海拔高度调节喷油量：发动机吸入的空气量随着大气压强以及海拔高度的变化而变化，发动机ECU可根据大气压强的变化，按照一定比例调整喷射时间（喷油量）。在低速满负荷（此时电子节气门1262全开）运行时，发动机ECU通过进气压力传感器1312可检测不同海拔高度地区大气压强的差别。
(15)自适应调节：发动机ECU可检测到前氧传感器1350、后氧传感器1351、电子节气门1262等部件的老化，并根据某部件的老化状况对相应的控制参数进行调整，此项功能称为发动机的自适应调节功能。自适应调节程序存储在发动机ECU中，因此在更换或维修电喷系统的某些元件（如电子节气门、氧传感器、进气压力传感器等）后，应进行初始化操作，使发动机ECU运行自适应的调节程序。
(16)其他功能。
①当电喷系统的传感器（发动机转速传感器1 31 3除外）及线路出现故障不能正常传递参数时，发动机ECU就启用储存在ECU内部的该传感器的后备值，来控制发动机的运行，这是一种降级控制模式，显然这种降级控制模式不是发动机ECU的最佳控制模式。
②当电子节气门1262、加速踏板位置传感器1261运行不良，发动机ECU将限制发动机扭矩的输出，此时发动机不能加速。
③当发动机ECU存储器、发动机ECU供电、发动机转速传感器1313出现故障时，发动机ECU将立即使发动机停止运转。
④制冷剂压力信息出现故障、发动机满负荷运行时，发动机ECU将中断空调压缩机的工作。（未完待续）
（作者冯汉喜、宋波舰单位：武汉市交通学校）
