5-1 電 腦 5-2 輸出單元 5-3 電腦對噴油量的控制 5-4 自我診斷系統 5-5 OBD車上診斷系統 電子控制汽油噴射系統—控制系統(二) 大 綱 5-1　電　腦 5-2　輸出單元 5-3　電腦對噴油量的控制 5-4　自我診斷系統 5-5　OBD車上診斷系統

電腦是控制系統的核心，它的基本組成包括： 1.輸入訊號處理器 (1)運算放大器(OPA)：將微弱的訊號放大。 (2) 類比／數位轉換器(ADC：analog to digital converter)。 (3) 交／直流轉換器(AC/DC)。 (4) 頻率／直流電壓轉換器(Hz/DC)。 2.中央處理器(CPU) 是整個電腦的控制中樞，負責從記憶體中抓取資料及程式，經計算後 得到正確的控制指令並對外輸出。

3.記憶體 4.輸出訊號處理器 儲存程式及資料，包括唯讀記憶體ROM、隨機存取記憶體RAM，及 可程式唯讀記憶體PROM。 (1)數位／類比轉換器(DAC：digital to analog converter)。 (2)晶體開關。 (3)電壓／工作週期轉換器(DC/duty cycle)。 (4)電壓放大器。

圖5-1　電腦內部構造及工作流程圖

「故障安全功能」(fail safe)模式： 1. 進氣溫度感知器故障時，則以冷卻液溫補償或將進氣溫度以既定的25℃來計算噴油修正量。 2. 冷卻液溫感知器故障時，電腦以設定的80℃為基準。 3. 空氣流量感知器故障時，則暫以節氣門位置感知器的訊號代替。 4. 含氧感知器故障時，則混合比回饋控制不作用（進入開迴路狀態）。 5. 大氣壓力感知器故障時，則電腦以1大氣壓(760mmHg)為基準。

「跛行程式(limp-in mode)」： 1. 噴射方式：所有氣缸採同時噴射。 2. 點火正時：固定在預先設定位置（約BTDC6）。 3. 冷卻風扇：冷卻風扇繼電器ON。 4. 燃油泵：引擎運轉時ON、熄火時OFF。

圖5-2　噴油嘴噴油控制

(1) A點：為電瓶電壓。在正常運轉時約在13～14.5V左右。 (2) B點：為電腦控制噴油嘴電路搭鐵瞬間。 圖5-3　電壓控制式噴油嘴標準波形 (1) A點：為電瓶電壓。在正常運轉時約在13～14.5V左右。 (2) B點：為電腦控制噴油嘴電路搭鐵瞬間。 (3) C點：為維持功率晶體導通的障壁電壓（約在0.3V左右）。 (4) D點：為切斷噴油嘴搭鐵回路瞬間。 (5) C-D段：為噴油嘴通電時間，亦稱為「噴射脈衝寬度」。 (6) E點：為噴油嘴斷電瞬間由噴油嘴電磁線圈所產生的自感應峰值電壓（在35V以上）。 (7) F點：在自感應電壓逐漸下降的波形中所發生的隆起點，乃因噴油嘴針閥閉合時閥針移動，而使噴油嘴電磁線圈所產生的少許感應電壓，屬正常現象。

(2) B點：功率晶體導通，噴油嘴電磁線圈通電產生吸力將針閥吸起。 (3) C點：為維持功率晶體導通的障壁電壓。 圖5-4　電流控制式噴油嘴標準波形 (1) A點：為電瓶電壓。 (2) B點：功率晶體導通，噴油嘴電磁線圈通電產生吸力將針閥吸起。 (3) C點：為維持功率晶體導通的障壁電壓。 (4) D點：當電流減小時，噴油嘴電磁線圈所感應的峰值電壓。 (5) E點：電壓減少至仍足以維持噴油嘴針閥繼續打開噴油的最低限度。 (6) F點：功率晶體OFF。 (7) C-F段：為噴油嘴通電時間。 (8) G點：噴油嘴電磁線圈電流停止所產生的自感應峰值電壓。

怠速空氣控制閥(idle air control valve，簡稱IAC閥) 功 用：利用調節旁通空氣量的大小，來控制引擎在各種 狀況下均能確保穩定的怠速。依控制方式分有： 1.直接驅動式：以馬達直接驅動節氣門開度來調整怠速。 2.旁通空氣式：以IAC閥控制空氣，直接由節氣門前方經旁通道進入進氣歧管，目前車輛多採用此式控制怠速。 (a)直接驅動式　　　　　　　　　　　 (b)旁通空氣式 圖5-5　怠速空氣控制方式

圖5-6　怠速空氣控制閥之作用

圖5-7　步進馬達式怠速空氣控制閥

(a)中央磁鐵朝順時針方向轉動　　　 (b)中央磁鐵朝反時針方向轉動 (c)中央磁鐵固定不動 圖2-9　混合比調整螺絲

5-9　旋轉磁場

圖5-10　簡單的二相式步進馬達 (a)馬達電路　　　　 　　　　　　　　　(b)控制訊號 圖5-11　二相式步進馬達電路及控制訊號

圖5-12　16磁極步進馬達

圖5-13　頻率閥式怠速空氣控制閥

A. 週期(period)：連續規律變化的波形，完成一次循環所需要的時間稱為「週期」，單位是「秒」。如(a)圖，a點開始到下次相同波形開始發生時的b點止。 B. 頻率(frequency)：一秒鐘內所發生的週期數稱為「頻率」。單位是「赫茲」(Hz)或「次／秒」。如(b)圖，一秒內發生2次週期，則頻率為2Hz。 (a)週期 (b)頻率 圖5-14　週期與頻率

C. 脈波(pulse)：當波形由某一個電位急劇改變至另一電位， 然後再回復至原來電位位準的訊號，即稱為「脈波」。 在一個脈波中有高和低兩個不同的電位，若將高電位視為ON、低電 位視為OFF，則 ON所佔時間稱為「脈波寬度」 OFF所佔時間稱為「間隔寬度」 兩者相加所佔時間即是「週期」。 圖5-15　脈波

D.工作週期(duty cycle)：在一次的脈波中，ON所佔的時間比例， 稱為「工作週期」，也就是脈波寬度與週期的比值，即： 工作週期＝脈波寬度／週期×100% (a)duty cycle=40% (b)duty cycle=70% 圖片說明： •(a)圖duty cycle＝40%，脈波寬度佔週期的40%，間隔寬度佔60%。 •(b)圖duty cycle＝70%，脈波寬度佔週期的70%，間隔寬度佔30%。 圖5-16　工作週期(duty Cycle)

圖5-17　不同工作週期與旁通空氣量之關係

圖5-18　旋轉板式空氣怠速控制閥

怠速空氣控制閥在不同車廠的名稱雖有不同，但 其功能並無二致，這些名稱包括： 1. 怠速控制閥（idle speed control valve，簡稱ISC閥）。 2. 旁通空氣閥（bypass air control valve，簡稱BAC閥）。 3. 電子空氣控制閥（electronic air control valve，簡稱EAC閥）。 4. 輔助空氣閥（auxiliary air control valve，簡稱AAC閥）。

「快怠速控制裝置」（fast idle control device，簡稱F.I.C.D）

圖5-20　燃油泵繼電器電路

點火開關位置 引擎狀態 燃油泵繼電器 燃油泵動作 OFF 停止 Off 不動作 ON 運轉 On 動作 ST 搖轉 表5-1　燃油泵繼電器動作條件

碰撞安全開關串聯於燃油泵的控制電路上，當車輛遭受到一定程度的碰 撞時，碰撞安全開關會自動斷路使燃油泵立即停止泵油，以免發生危險。 圖5-21　碰撞安全開關

EGR（exhaust gas recirculation，廢氣再循環）系統，係將部分 燃燒廢氣導入氣缸中以降低燃燒室溫度，目的在減少NOx的發生量。 圖5-22　廢氣再循環控制

活性碳罐控制電磁閥係控制在某些設定的情況下，將活性碳罐與進氣 歧管的通路打開，使積存在活性碳罐內的油氣隨著進氣歧管新鮮空氣進入 氣缸中燃燒 圖5-23　蒸發廢氣控制

噴射量＝「基本噴射量」＋「修正噴射量」 燃料噴射量多寡決定於電腦控制噴油嘴打開時間的 長短，所以 燃料噴射時間＝「基本噴射時間」＋「修正噴射時 間」

（一）基本噴射量 基本噴射時間＝ （K為係數） ．當引擎轉數不變時，噴射時間與進氣量成正比。 ．當進氣量不變時，噴射時間與引擎轉數成反比。 （二）修正噴射量：其範圍包括 1. 起動增量 2.起動後增量 3. 溫車增量 4.進氣溫度增量 5. 加速增量 6.全負荷增量 7. 減速稀化減量 8.電壓校正

圖 5-24 電壓校正

圖5-25　基本噴射量與各種修正噴射量

圖5-26　故障指示燈

其中長（0.6秒）閃光代表十位數、短（0.3秒）閃光代表個位數，有兩個以 上的故障碼時，相隔時間較長（2.1秒）。如圖例之故障碼是「12」與 故障碼判讀（NISSAN車系為例）： 其中長（0.6秒）閃光代表十位數、短（0.3秒）閃光代表個位數，有兩個以 上的故障碼時，相隔時間較長（2.1秒）。如圖例之故障碼是「12」與 「33」。 圖5-27　故障碼判讀（Nissan車系）

故障碼 偵測項目 11. 曲軸轉角感知器電路 12. 空氣流量計電路 13. 水溫感知器電路 14. 車速感知器電路 21. 點火信號電路 31. E.C.U 32. EGR功能 33. 含氧感知器電路 35. 排氣溫度感知器電路 43. 節氣門感知器電路 45. 噴射器洩漏 55. 上述電路正常（無失效） 表5-2　故障碼代表意義（NISSAN．Sentra車系）

OBD-Ⅱ系統須具備的功能 1. 可以顯示引擎目前資料。 2. 可以顯示故障碼。 3. 可以鎖定畫面資料。 4. 故障資料儲存。 1. 可以顯示引擎目前資料。 2. 可以顯示故障碼。 3. 可以鎖定畫面資料。 4. 故障資料儲存。 5. 可以顯示測試參數及結果。

OBD-Ⅱ最多可進行下列1～7項有關排氣控 制的監測，以及第8項的綜合元件監測。 這些監測項目包括： 1. 三元觸媒轉化器是否劣化 1. 三元觸媒轉化器是否劣化 2. 廢氣再循環(EGR)系統是否正常 3. 前、後含氧感知器是否正常 4. 引擎熄火(misfire)監測 5. 燃油修正／學習(fuel trim)監測 6. 蒸發油氣控制系統(EVAP)監測 7. 二次空氣噴射系統(AIR)監測 8. 燃油噴射系統感知器及作動元件作用是否正常

圖5-28　OBD Ⅱ診斷接頭 表5-3　診斷接頭接腳定義 接腳 界　　定 2 Bus+，SAE J1850 10 Bus－，SAE J1850 4 底盤／車身 搭鐵 15 L線，ISO 9141 5 信號搭鐵 16 車輛電瓶正極 7 K線，ISO 9141

OBD-Ⅱ故障代碼是由一個英文字及四個數字 的組合，例如FORD車系的故障碼： 1. 第一個英文字母：代表測試系統。 B(body)＝車身電腦 C(chassis)＝底盤電腦 P(powertrian)＝引擎變速箱電腦 U＝未定義；由SAE另行公佈 2. 第一位數字：代表汽車製造廠碼。 3. 第二位數字：代表故障範圍（由SAE定義），代碼定義如下表： 4. 第三、四位數字：代表原廠定義的故障項目，例如FORD的「P1352」故障碼代表的是「A組高壓線圈不良」。

第二位數字所代表的故障範圍（由SAE定義）： 代碼 SAE定義故障範圍 1 燃料或空氣測定系統不良 6 電腦或輸出控制元件不良 2 7 變速箱控制系統不良 3 點火系統不良或引擎間歇熄火 8 輔助進氣控制系統不良 4 廢氣控制輔助裝置系統不良 9 SAE保留字 5 車速、怠速或定速控制不良 表5-4　代碼定義（第二位數字）