第2章_汽油机电控概述

1、2. 1 电控系统的基本概念2.1.1 自动控制系统概述 1、自动控制的定义:自动控制是采用控制装置使被控制对象(如机器设备的运行或生产过程的进行)自动地按照给定的规律运行,使被控制对象的一个或数个物理量(如电压、电流、速度、位置、温度、流量等)能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。2、电子控制系统:采用电子设备(如计算机)作为自动控制系统的控制装置。3、电子控制系统的基本形式: 开环控制 闭环控制第二章 汽油机电控概述4、开环控制的组成与特点（1）开环控制的组成: （2）开环控制的特点: 在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用。5、闭环控制的组成与特点: （1）闭环控制

2、的组成 （2）闭环控制的特点: 在控制器与被控对象之间,不仅存在着正向作用,而且存在着反馈作用, 即系统的输出量对控制量有直接影响。（3）各部分的功能: 测量元件对被控对象的被控参数进行测量;变换发送单元将被测参数变成电压(或电流)信号,并反馈给控制器;控制器将反馈回来的信号与给定值进行比较。 输入量测量元件变换发送单元执行机构控制器被控对象被控参数1、组成 (1) 发动机电控系统 (2) 底盘控制系统（ECT ABS EPS TEMS CCS） (3) 行驶安全系统（SRS 雷达防撞系统 ASR EBD ESP） (4) 信息系统（信息显示与报警系统 语言信息系统 车用导航系统 通信系统）

3、(5) 附属系统 （EA/C 自动座椅 音响/音像）2.1.2 汽车电控系统 汽车电子技术发展始于20世纪60年代，分为三个阶段。目前发动机上常用的电控系统有：电控燃油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系统、排放控制系统、增压控制系统、警告提示系统、自我诊断与报警系统、失效保护系统和应急备用系统。2. 2 汽油机电控系统汽油机电控系统2.2.1 发动机电控技术的发展 2.2.2 现代汽车电子控制系统的发展趋势 1、单独控制:早期的汽车电控系统多采用一个ECU控制汽车的某一个系统,如果有多个系统就要采用多个ECU控制。 2、集中控制系统:利用微处理器使控制功能集中化,将多种控制功能集中到一个ECU

4、上,就可以不必设置多个传感器和ECU。现代汽车都采用集中控制系统。 2.2.3发动机电控系统的基本组成任何一种电子控制系统，其主要组成都可分为信号输入装置信号输入装置、电子控制单元（电子控制单元（ECU）和执行元件执行元件三部分。信号输入装置信号输入装置（各种传感器）（各种传感器）Sensors电子控制单元电子控制单元(ECU)执行元件执行元件Actuators电控系统的基本组成电控系统的基本组成传感器执行器ECU 信号输入装置信号输入装置：各种传感器，用于采集控制系统所需的信息，并将其转换成电信号通过线路输送给ECU。 常用的传感器有：空气流量计、进气管绝对压力传感器、节气门位置传感器、凸轮

5、轴位置传感器、曲轴位置传感器、进气温度传感器、冷却液温度传感器、车速传感器、爆燃传感器、起动开关、空调开关、档位开关、制动灯开关等。 电子控制单元（电子控制单元（ECU）：给传感器提供参考电压，接受传感器或其他装置输入的电信号，并对所接受的信号进行存储、计算和分析处理，根据计算和分析的结果向执行元件发出指令。 执行元件执行元件：受ECU控制，具体执行某项控制功能的装置。 常用的执行元件有：喷油器、点火器、怠速控制阀、EGR阀、炭罐电磁阀、油泵继电器、节气门控制电机、二次空气喷射阀、仪表显示器等。传感器的类型及功用空气流量计空气流量计MAFS：测量发动机的进气量，将信号输入ECU。 进气管绝对压

6、力传感器进气管绝对压力传感器MAPS：测量进气管内气体的绝对压力，将信号输入ECU。 节气门位置传感器节气门位置传感器TPS：检测节气门的开度及开度变化，信号输入ECU。凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器CMPS：提供曲轴转角基准位置信号。 曲轴位置传感器曲轴位置传感器CKPS：检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号。 进气温度传感器进气温度传感器IATS：检测进气温度信号。冷却液温度传感器冷却液温度传感器ECTS：给ECU提供冷却液温度信号。 车速传感器车速传感器VSS：检测汽车的行驶速度，给ECU提供车速信号（SPD信号）。氧传感器氧传感器O2S：检测排气中的氧含量。爆燃

7、传感器爆燃传感器KS：检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。空调开关空调开关A/C：当空调开关打开，空调压缩机工作，发动机负荷加大时，由空调开关向ECU输入信号。档位开关档位开关：自动变速器由空档挂入其他档时，向ECU输入信号。起动开关起动开关STA：发动机起动时，给ECU提供一个起动信号。制动灯开关制动灯开关：制动时，向ECU提供制动信号。动力转向开关动力转向开关：当方向盘由中间位置向左右转动时，由于动力转向油泵工作而使发动机负荷加大，此时向ECU输入信号。巡航控制开关巡航控制开关：当进入巡航控制状态时，向ECU输入巡航控制状态信号。2.2.4 发动机电控系统的功能电子燃油喷射系统（EFI）功用：根

8、据进气量确定基本喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号等对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性。电控点火系统（ESA）功用：是点火提前角控制 。根据各相关传感器信号，判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，从而改善发动机的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。怠速控制系统（ISC）功用：是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等，通过怠速控制阀对发动机的进气量进行控制，使发动机随时以最佳怠速转速运转。排放

9、控制系统功用：主要是对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。排放控制的项目主要包括：废气再循环（EGR）控制，活性炭罐电磁阀控制，氧传感器和空燃比闭环控制，二次空气喷射控制等。进气控制系统功用：主要是根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的进气进行控制，以提高发动机的充气效率，从而改善发动机动力性。增压控制系统功用：是对发动机进气增压装置的工作进行控制。在装有废气涡轮增压装置的汽车上，ECU根据检测到的进气管压力，对增加装置进行控制，从而控制增压装置对进气增压的强度。 巡航控制系统功用：设定巡航控制模式后，ECU根据汽车运行工况和运行环境信息，自动控制发动机工作，使汽车自动维持一定车速行驶。警告

10、提示功用：由ECU控制各种指示和报警装置，一旦控制系统出现故障，该系统能及时发出信号以警告提示 。自诊断与报警系统功用：用来提示驾驶员发动机有故障；同时，系统将故障信息以设定的数码（故障码）形式储存在存储器中，以便帮助维修人员确定故障类型和范围 。失效保护系统功用：主要是当传感器或传感器线路发生故障时，控制系统自动按电脑中预先设定的参考信号值工作，以便发动机能继续运转。 应急备用系统功用：是当控制系统电脑发生故障时，自动启用备用系统（备用集成电路），按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，以防车辆停驶在路途中。 缸内直接喷射：缸内直接喷射：喷油器装在气缸盖上，把燃油直接喷入气缸内。目前未全面推

11、广。 进气管喷射：进气管喷射：燃油喷在进气管上。按喷油器数量不同，又分为： 单点喷射系统：在节气门上方有一个中央喷射装置，用12个喷油器集中喷射。又称为节气门体喷射TBI或中央喷射CFI。 多点喷射系统：每缸进气门处装有1个喷油器，由ECU控制喷油。单点喷射系统单点喷射系统多点喷射系统多点喷射系统2.2.5 汽油机燃油喷射系统的分类1、按喷射位置分类类型燃料供给方式连续喷射方式（K型、KE型） 在发动机运转期间，汽油连续不断地喷射到进气道内。间歇喷射方式（EFI型） 在发动机运转期间，将汽油间歇喷入进气道内。同时喷射 所有喷油器同时喷油、同时断油分组喷射 将喷油器分成几组。同组喷油器同时喷油及

12、断油顺序喷射 各喷油器按发动机工作顺序喷油2、按喷射时序分类同时喷射 特点：特点：所有各缸喷油器由ECU控制同时喷油和停油。 工作原理：工作原理：喷油正时控制是以发动机最先进入作功行程的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油。 分组喷射 特点：特点：把所有喷油器分成24组，由ECU分组控制喷油器。 工作原理：工作原理： 以各组最先进入作功的缸为基准，在该气缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油。顺序喷射 特点：特点：喷油器驱动回路数与气缸数目相等。 工作原理：工作原理：

13、ECU根据凸轮轴位置传感器（G信号）、曲轴位置传感器（Ne信号）和发动机的作功顺序，确定各气缸工作位置。当确定各缸活塞运行至排气行程上止点某一位置时，ECU输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，该缸开始喷油。 3、按进气量的计量方式分类 开环控制系统：开环控制系统：对发动机及控制系统的精度要求高，控制精度低。 （无氧传感器）通过实验室确定的发动机各工况的最佳供油参数预先存入电脑，在发动机工作时，电脑根据系统中各传感器的输入信号，判断自身所处的运行工况，并计算出最佳喷油量。其精度直接依赖于所设定的基准数据和喷油器调整标定的精度。当使用工况超出预定范围时，不能实现最佳控制。 闭环控制系统：闭环

14、控制系统：装有氧传感器。可达到较高的空燃比控制精度。 （有氧传感器）在系统中，发动机排气管上加装了氧传感器，根据排气中含氧量的变化，判断实际进入气缸的混合气空燃比，在通过电脑与设定的目标空燃比进行比较，并根据误差修正喷油量。空燃比控制精度较高。 目前普遍采用开环和闭环相结合的控制方案。注意注意4、按有无反馈信号分类5、按喷射系统的控制方式分类 机械式汽油喷射系统：机械式汽油喷射系统： 机械式汽油喷射系统：喷射装置和计量装置都是机械装置 机电混合式汽油喷射装置：改进型的K系统，在机械控制装置上增加了电控单元、传感器和电液式压差调节器 电控式汽油喷射系统：电控式汽油喷射系统： 单一电控汽油喷射系统：用单一的ECU控制单一的电控系统 发动机集中管理系统：Motronic系