点火电子控制系统控制过程

1、第第五章五章 ECU ECU发动机控制模块:发动机电子控制系统的核心部件，实际上是一个微型计算机，一方面从传感器接收接收发动机的工作信号，另一方面完成对这些信号的处理处理，并发出相应指令发出相应指令来控制执行器的正确动作。一、发动机控制模块（一、发动机控制模块（ECUECU）一、ECU（Electronic Control Unit）功能电子控制单元ECU是发动机电控系统的核心。它所具备的基本功能如下：1）接受接受传感器或其他装置输入输入的信息，给传感器提供参考电压。2）存储、计算、分析处理存储、计算、分析处理信息；计算输出值所用的程序；存储该车型的特征参数；存储运算中的数据（随存随取）、存储

2、故障信息。3）运算分析运算分析。4）输出输出执行命令。5）自我修正自我修正功能（自适应功能或自学习功能）。ECU不仅用来控制燃油喷射系统，同时还具有点火提前角控制、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、自诊断、失效保护和备用控制系统等多项控制功能。二、二、 ECU的组成的组成( (一一) )输入回路输入回路输入回路的作用是对各个传感器和开关的输入信输入回路的作用是对各个传感器和开关的输入信号进行初步处理，例如整形、滤波等，以便发动号进行初步处理，例如整形、滤波等，以便发动机控制电脑能准确识别发动机的运行状态。机控制电脑能准确识别发动机的运行状态。一般情况下，输入发动机控制模块的传感器信号一般

3、情况下，输入发动机控制模块的传感器信号有数字和模拟信号。有数字和模拟信号。模拟信号A(Analog)数字信号D(Digital)( (二二)A)AD D转换器转换器( (模拟数字转换器模拟数字转换器) ) A/DA/D转换器的作用是将某些传感器的模拟信号转转换器的作用是将某些传感器的模拟信号转变成数字信号输送给发动机控制电脑变成数字信号输送给发动机控制电脑。A/D转换电路示意图信号放大电路( (三三) )微型计算机微型计算机 n微型计算机是发动机运行的大脑，它采集各传微型计算机是发动机运行的大脑，它采集各传 感器的信号，经过比对计算后，把结果输送给感器的信号，经过比对计算后，把结果输送给 执行

4、元件的驱动电路，以便进行喷油器脉冲宽执行元件的驱动电路，以便进行喷油器脉冲宽 度的控制、点火提前角的控制等等。度的控制、点火提前角的控制等等。n发动机控制用微型计算机主要组成部分有：发动机控制用微型计算机主要组成部分有：n中央处理器（中央处理器（CPUCPU）；）；n数据存储器（数据存储器（RAMRAM、ROMROM）；）；n输入输出接口（输入输出接口（I/OI/O）。 1 1中央处理器中央处理器(CPU)(CPU)中央处理器是整个控制系统的核心，所有的数据中央处理器是整个控制系统的核心，所有的数据都要在都要在CPUCPU内进行运算。内进行运算。CPUCPU是按照一定的频率是按照一定的频率进行

5、工作，当驾驶员打开点火开关后，进行工作，当驾驶员打开点火开关后，CPUCPU和其和其他电路一起工作。他电路一起工作。 2 2存储器（存储器（RAMRAM、ROMROM）n存储器主要是用来储存信息资料。存储器主要是用来储存信息资料。n存储器一般分为两种：存储器一般分为两种：n一种是能读出也能写入的存储器叫随机存储器一种是能读出也能写入的存储器叫随机存储器RAMRAM（Random Access MemoryRandom Access Memory）；）；n另外一种是只能读出的存储器叫只读存储器另外一种是只能读出的存储器叫只读存储器（Read Only MemoryRead Only Memory

6、）。）。 几种新的存储器几种新的存储器（1 1）可编程只读存储器（）可编程只读存储器（PROMPROM）；）；（2 2）可擦除可编程只读存储器（）可擦除可编程只读存储器（EPROMEPROM），包括紫），包括紫 外线擦除和电力擦除两种。外线擦除和电力擦除两种。3 3输入与输出接口输入与输出接口(I(I0)0) 输入和输出接口是发动机控制模块和信号输入装输入和输出接口是发动机控制模块和信号输入装置（传感器和信号开关）、信号输出装置（执行置（传感器和信号开关）、信号输出装置（执行元件）之间进行信息交流的控制电路。输入、输元件）之间进行信息交流的控制电路。输入、输出接口是微机控制系统不可缺少的部分，

7、它起着出接口是微机控制系统不可缺少的部分，它起着数据缓冲、电平匹配、时序匹配等多种功能。数据缓冲、电平匹配、时序匹配等多种功能。( (四四) )输出回路输出回路n输出回路为微机与执行器输出回路为微机与执行器之间建立联系的一部分装之间建立联系的一部分装置。它将微机发出的决策置。它将微机发出的决策指令，转变成控制信号来指令，转变成控制信号来驱动执行器工作。输出回驱动执行器工作。输出回路一般起着控制信号的生路一般起着控制信号的生成和放大等功能。微机输成和放大等功能。微机输出的是数字信号，而且输出的是数字信号，而且输出的电流很小，用这种信出的电流很小，用这种信号一般不能驱动执行器工号一般不能驱动执行器

8、工作，需要输出电路将其转作，需要输出电路将其转换成可以驱动执行器工作换成可以驱动执行器工作的控制信号，如喷油器驱的控制信号，如喷油器驱动信号、点火控制信号、动信号、点火控制信号、燃油泵控制信号等。燃油泵控制信号等。 三总线三总线 （1 1）数据总线）数据总线n数据总线：主要用于传递数据和指令，担负中央数据总线：主要用于传递数据和指令，担负中央处理器与外部元件之间的数据传输。数据总线由处理器与外部元件之间的数据传输。数据总线由若干根导线组成，导线数与数据的位数是一一对若干根导线组成，导线数与数据的位数是一一对应的。应的。 （2 2）地址总线）地址总线n地址总线：用于传递地址码，中央处理器通过它地

9、址总线：用于传递地址码，中央处理器通过它把二进制地址码存入寄存器。总线传输的信号能把二进制地址码存入寄存器。总线传输的信号能够认出所需存储信息在寄存器中的确切位置。在够认出所需存储信息在寄存器中的确切位置。在微机总线上，各器件之间的通讯主要是靠地址码微机总线上，各器件之间的通讯主要是靠地址码准确地进行联系。例如需要对存储器内某单元进准确地进行联系。例如需要对存储器内某单元进行存储或读出数据时，必须先将该单元的地址码行存储或读出数据时，必须先将该单元的地址码送到地址总线上，然后再送出写入或读出的指令，送到地址总线上，然后再送出写入或读出的指令，才能完成操作。才能完成操作。 （3 3）控制总线）控

10、制总线n控制总线：控制总线：CPUCPU可以通过它随时掌握各器件的状态，可以通过它随时掌握各器件的状态，并根据需要随时向有关器件发出控制指令。并根据需要随时向有关器件发出控制指令。 四、发动机控制模块的运行模式四、发动机控制模块的运行模式( (一一) )发动机开环和闭环控制状态发动机开环和闭环控制状态 开环控制模式开环控制模式n开环控制，是指发动机控制模块将根据传感器开环控制，是指发动机控制模块将根据传感器的信号控制执行器的工作，执行器对发动机的的信号控制执行器的工作，执行器对发动机的控制结果不再送回发动机控制模块并形成反馈控制结果不再送回发动机控制模块并形成反馈控制的直链控制方式。即在发动机

11、控制模块和控制的直链控制方式。即在发动机控制模块和发动机两个系统之间没有反馈环节。在开环工发动机两个系统之间没有反馈环节。在开环工作状态下，汽油的喷射量和点火正时都是根据作状态下，汽油的喷射量和点火正时都是根据实验优化程序而决定的，本身没有补偿损失和实验优化程序而决定的，本身没有补偿损失和失效补偿的能力，也不能根据执行结果对原先失效补偿的能力，也不能根据执行结果对原先的控制进行修正，所以它不能检测控制后是否的控制进行修正，所以它不能检测控制后是否达到了真正的目标，也不能纠正自身控制产生达到了真正的目标，也不能纠正自身控制产生的相对误差。的相对误差。 闭环控制模式闭环控制模式 闭环控制又叫反馈控

12、闭环控制又叫反馈控制，是指在开环控制，是指在开环控制的基础上，增加制的基础上，增加了反馈环节了反馈环节( (设置某设置某些传感器检测控制些传感器检测控制的结果的结果) )，把受控系，把受控系统的状态或执行结统的状态或执行结果返送给施控系统，果返送给施控系统，以影响信号的改变，以影响信号的改变，用以调整未来执行用以调整未来执行器的动作。反馈控器的动作。反馈控制系统是按偏差原制系统是按偏差原理进行控制的。理进行控制的。闭环控制的示意图闭环控制的示意图( (二二) )发动机的运行模式发动机的运行模式n一般发动机的运行模式可分为点火开关接通、一般发动机的运行模式可分为点火开关接通、起动、暖车（高怠速）

13、、怠速、巡航、加速、起动、暖车（高怠速）、怠速、巡航、加速、减速、大开节气门和点火开关关闭等八个运行减速、大开节气门和点火开关关闭等八个运行模式模式 （三）系统软件（三）系统软件(Software)软件在控制系统中起着控制决策的作用。系统软件包括各种控制程序各种控制程序、喷油量脉谱喷油量脉谱图图及点时提前角脉谱图点时提前角脉谱图的查询及计算、各种工况对喷油脉宽及点火提前角的修正等。各种控制程序各种控制程序采用多模块化结构，即把一个完整的控制程序分成若干个功能相对独立的程序模块，每个程序模块相对独立、又相互联系，共同完成控制功能。其优点是便于设计、调试、修改及功能的扩充。起动模式清除积油模式举例

14、：两种控制程序喷油量和点火提前角脉谱图点火提前角三维脉谱图喷油量三维脉谱图（四）故障自诊断系统（四）故障自诊断系统车用微机系统自诊断系统的工作原理（五）安全保险功能和后备系统（五）安全保险功能和后备系统 第一节第一节 喷油控制喷油控制 第二节第二节 怠速控制怠速控制 第三节第三节 微机控制点火系统微机控制点火系统第六章第六章 发动机电子控制系统控制过程发动机电子控制系统控制过程一、喷油器与喷油正时的控制一、喷油器与喷油正时的控制第一节第一节 喷油控制喷油控制ECUECUO O2 2S STPSTPSCTSCTSIATSIATSU UBATBAT喷油器喷油器AFSAFSNeNe基本参数基本参数执

15、行参数执行参数反反馈馈参参数数修修正正参参数数最佳喷油时间最佳喷油时间一一. .汽油喷射控制汽油喷射控制喷油正时控制，喷油持续时间（喷油量）控制，断油控制喷油正时控制，喷油持续时间（喷油量）控制，断油控制1.1.喷油正时控制（开始喷油时刻）喷油正时控制（开始喷油时刻）(1).(1).同时喷射同时喷射所有喷油器并联，所有喷油器并联，曲轴每转一周，曲轴每转一周，各缸同时喷油一次。各缸同时喷油一次。（即一个工作循环（即一个工作循环喷油两次，每次一半喷油两次，每次一半）(2).(2).分组喷射分组喷射所有喷油器分组控制，曲轴每转一周，只有一组喷射。即所有喷油器分组控制，曲轴每转一周，只有一组喷射。即一

16、个工作循环，各缸喷油器喷射一次，一次喷完）一个工作循环，各缸喷油器喷射一次，一次喷完）(3).(3).顺序喷射顺序喷射曲轴每转两周，即一个工作循环，各缸喷油器按工作顺序曲轴每转两周，即一个工作循环，各缸喷油器按工作顺序轮流喷射一次，一次喷完）轮流喷射一次，一次喷完）顺序喷射必须具有正时顺序喷射必须具有正时和缸序两个功能和缸序两个功能曲轴位置传感器或曲轴位置传感器或凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器提供提供TDC(TDC(上止点上止点) )和和CMP(CMP(压缩上止点压缩上止点) )信号信号喷油器的控制喷油器的控制电源线电源线点火线点火线搭铁线搭铁线01喷油正时的控制喷油正时的控制 实现顺序喷射

17、的一个关键问题？实现顺序喷射的一个关键问题？1-3-4-2 1-3-4-2 ；1-5-3-6-2-41-5-3-6-2-4 即要知道哪个气缸的活塞达到排气上止点。四缸发即要知道哪个气缸的活塞达到排气上止点。四缸发动机一般在排气上止点前动机一般在排气上止点前BTDC60BTDC60度，发出喷油控制指度，发出喷油控制指令。令。 同时喷射同时喷射几乎不采用几乎不采用 分组喷射分组喷射很少，如切诺基很少，如切诺基2.5L2.5L四缸、夏利四缸、夏利8A-FE8A-FE 顺序喷射顺序喷射普遍采用普遍采用燃油喷射方式二二. .喷油持续时间（喷油量）控制喷油持续时间（喷油量）控制精确确定和控制喷油时间。精确

18、确定和控制喷油时间。（1 1）发动机起动时喷油持续时间控制）发动机起动时喷油持续时间控制 起动时，由于发动机的转速低，吸入的空气量起动时，由于发动机的转速低，吸入的空气量少，进气管的压力也不稳定，所以不可能准确检测少，进气管的压力也不稳定，所以不可能准确检测吸入的空气量。因此吸入的空气量。因此起动时起动时ECUECU一般不根据吸入的空一般不根据吸入的空气质量计算喷油脉宽，而是气质量计算喷油脉宽，而是根据当时的冷却液温度，根据当时的冷却液温度，与与ROMROM内存储的水温查出对应的基本喷油脉冲宽度。内存储的水温查出对应的基本喷油脉冲宽度。然后然后，根据进气温度信号和蓄电池电压修正，得到，根据进气

19、温度信号和蓄电池电压修正，得到起动时的喷油脉宽。起动时的喷油脉宽。起动时起动时ECU不是以空气流量传感器信号作为计算喷油不是以空气流量传感器信号作为计算喷油依据，按照预先设定的程序喷油。依据，按照预先设定的程序喷油。10050020406080 100120发动机冷却液温度（发动机冷却液温度（）启动时基本喷油量（启动时基本喷油量（msms）冷启动冷启动（2）启动后喷油量的控制）启动后喷油量的控制喷油器的喷油量取决于：喷油器的喷油量取决于： 喷油器喷嘴流量喷油器喷嘴流量 喷孔面积喷孔面积 燃油密度燃油密度 燃油压力燃油压力 喷油时间喷油时间+=发动机起动后喷油持续时间的控制发动机起动后喷油持续时

20、间的控制 发动机转速超过规定值后，发动机ECU按下列公式确定喷油持续时间： 喷油持续时间=基本喷油持续时间喷油修正系数+电压修正值 基本喷油持续时间 基本喷油持续时间是ECU为了达到目标空燃比，由计算求得的喷油持续时间，目标空燃比一般取147。 D型EFI系统的基本喷油持续时间由进气歧管绝对压力信号和发动机转速信号来确定。ECU中存有各种转速和进气歧管压力时的基本喷油持续时间(喷油特性脉谱)。（根据发动机转速和进气歧管绝对压力确定喷油量，是以进气量与进气管压力成正比为前提的，这一前提只在理论上成立，实际工作中，进气脉动使充气效率变化，EGR的波动也会影响进气量测量的准确度，故还须根据发动机转速

21、进行修正。） L型EFI系统的基本喷油持续时间由空气流量计信号和发动机转速确定。 起动后各工况喷油量的修正起动后各工况喷油量的修正 在确定基本喷油持续时间的同时，发动机在确定基本喷油持续时间的同时，发动机ECUECU通过各通过各种传感器获得发动机运行工况的信息，对基本喷油持续时种传感器获得发动机运行工况的信息，对基本喷油持续时间进行修正。间进行修正。 * *起动后加浓起动后加浓。发动机起动后，转速逐渐升高并稳定，。发动机起动后，转速逐渐升高并稳定，此时发动机温度还比较低，汽油仍雾化不良，因此需继续此时发动机温度还比较低，汽油仍雾化不良，因此需继续供给较浓的混合气。于是供给较浓的混合气。于是EC

22、UECU额外增加喷油量，使发动机额外增加喷油量，使发动机保持稳定运行。喷油量初始修正值根据冷却液温度确定，保持稳定运行。喷油量初始修正值根据冷却液温度确定，后以一固定速度下降，逐步达到正常。后以一固定速度下降，逐步达到正常。 修正喷油量修正喷油量修正系数修正系数=修正后的喷油量修正后的喷油量/基本喷油量基本喷油量起动加浓起动加浓01.81.0修正系数修正系数温度升高-2080启动开关启动开关off后增量持续时间后增量持续时间 * *暖机加浓暖机加浓。冷车起动后，很快进入暖机过程。暖机时。冷车起动后，很快进入暖机过程。暖机时燃油增加也是对发动机冷态时燃油雾化不良的一种补充措燃油增加也是对发动机冷

23、态时燃油雾化不良的一种补充措施。起动后加浓在发动机起动后数十秒内即告结束，而暖施。起动后加浓在发动机起动后数十秒内即告结束，而暖机加浓时间较长，在冷却液温度达到规定值以前一直持续机加浓时间较长，在冷却液温度达到规定值以前一直持续进行。进行。 暖车加浓暖车加浓 *进气温度修正进气温度修正。发动机进气密度随发动机的进气温度。发动机进气密度随发动机的进气温度而变化，因此为了保持较为精确的空燃比，而变化，因此为了保持较为精确的空燃比，ECU以以20时的空气密度为标准，根据实测的进气温度信号，修正喷时的空气密度为标准，根据实测的进气温度信号，修正喷油量。温度低时增加喷油量，温度高时减少喷油量。其最油量。

24、温度低时增加喷油量，温度高时减少喷油量。其最大幅度约为大幅度约为10。 进气温度修正进气温度修正1.020-2040修正系数修正系数进气温度进气温度 * *大负荷加浓大负荷加浓。发动机在输出最大功率时，为保证其良好的工。发动机在输出最大功率时，为保证其良好的工作，发动机作，发动机ECECU U根据节气门位置、发动机转速、空气流量计根据节气门位置、发动机转速、空气流量计( (或进气或进气歧管压力歧管压力) )、冷却液温度等信号，增加喷油量，以加浓混合气。加、冷却液温度等信号，增加喷油量，以加浓混合气。加浓量可达正常值的浓量可达正常值的10103030。 * *加速减速空燃比控制加速减速空燃比控制

25、。发动机在加速时，为使其有良好的动。发动机在加速时，为使其有良好的动力性，需要适当加浓。电控单元根据进气量、发动机转速、车速、力性，需要适当加浓。电控单元根据进气量、发动机转速、车速、节气门位置、冷却液温度等信号，增加喷油量。发动机在减速时，节气门位置、冷却液温度等信号，增加喷油量。发动机在减速时，节气门处于关闭状态，此时应减少喷油量。节气门处于关闭状态，此时应减少喷油量。 加速修正加速修正01.81.0修正系数修正系数温度升高-2080启动开关启动开关off后增量持续时间后增量持续时间1.020温度温度修正系数修正系数 *怠速稳定性补偿怠速稳定性补偿。对采用速度密度方式的电控喷射。对采用速度

26、密度方式的电控喷射系统，在过渡工况时，进气歧管绝对压力相对于发动机转系统，在过渡工况时，进气歧管绝对压力相对于发动机转速将产生滞后。节气门以下进气管容积越大，怠速时发动速将产生滞后。节气门以下进气管容积越大，怠速时发动机转速越低，这种滞后时间越长，怠速越不稳定。为了提机转速越低，这种滞后时间越长，怠速越不稳定。为了提高发动机怠速转动的稳定性，高发动机怠速转动的稳定性，ECU根据节气门位置、发根据节气门位置、发动机转速、进气歧管压力等信号，增减喷油量。进气歧管动机转速、进气歧管压力等信号，增减喷油量。进气歧管绝对压力升高或发动机转速下降时，增加喷油量；反之减绝对压力升高或发动机转速下降时，增加喷

27、油量；反之减少喷油量。少喷油量。 *电压修正。电源电压对喷油量有影响。电压低，会使实际的喷油持续时间比正常的短，混合气变稀，为此也需要修正。发动机ECU根据电源电压的高低自动修正喷油量。 蓄电池电压修正蓄电池电压修正14V1.0电压修正系数电压修正系数13V12V11V10V蓄电池电压蓄电池电压 电压越低，电压越低，开启滞后时间开启滞后时间越长，在控制越长，在控制占空比信号相占空比信号相同的情况下，同的情况下，喷油量就会减喷油量就会减少。少。*空燃比反馈控制。在装有氧传感器的喷油闭环控制系统中，发动机ECU根据氧传感器的信号修正喷油量，将空燃比控制在理论空燃比附近。但在发动机起动、起动后加浓、

28、大负荷、冷却液温度低于规定值和断油工况时，发动机ECU不进行闭环控制。 *学习空燃比控制。学习空燃比控制通常称学习控制，其目的是为进一步提高空燃比的控制精度。 对于某一具体发动机来说，各种工况下的基本喷油持续时间存于发动机对于某一具体发动机来说，各种工况下的基本喷油持续时间存于发动机ECUECU的存储器中。发动机在使用过程中，电控燃油喷射系统各部件性能会有所的存储器中。发动机在使用过程中，电控燃油喷射系统各部件性能会有所改变，实际空燃比相对于理论值可能偏离，而且这个偏差会不断增大。虽改变，实际空燃比相对于理论值可能偏离，而且这个偏差会不断增大。虽然空燃比反馈控制可以修正空燃比的偏差，但是修正范

29、围有一定的限度，然空燃比反馈控制可以修正空燃比的偏差，但是修正范围有一定的限度，如果反馈值的中心偏向混合气稀的一侧或浓的一侧，如图中如果反馈值的中心偏向混合气稀的一侧或浓的一侧，如图中A-B-CA-B-C，修，修正值可能超出修正范围，从而造成控制上的困难正值可能超出修正范围，从而造成控制上的困难在实际运行时，在实际运行时，ECUECU根据计算出的实际空燃比与理论空燃比的偏离量，求出根据计算出的实际空燃比与理论空燃比的偏离量，求出空燃比偏离量的修正系数空燃比偏离量的修正系数( (学习修正值学习修正值) )并存储在并存储在ECUECU的存储器的存储器(RAM)(RAM)中作为中作为以后的预置值以后

30、的预置值 断油控制：断油控制：ECUECU停止向喷油器驱动电路发送喷射信号，喷停止向喷油器驱动电路发送喷射信号，喷油器暂时停止工作。油器暂时停止工作。 电控汽油机中，电控汽油机中，ECUECU断油控制基于两种情况：断油控制基于两种情况：减速断油控制：以降低燃油消耗、改善排气污染为目的；减速断油控制：以降低燃油消耗、改善排气污染为目的；超速断油控制：以防止发动机超速运转而损坏时为目的。超速断油控制：以防止发动机超速运转而损坏时为目的。 （三）断油控制（三）断油控制1. 超速断油控制超速断油控制停止喷油n恢复喷油n0t超速时断油控制超速时断油控制 当发动机的转速上升到当发动机的转速上升到超速范围时

31、，发动机就可超速范围时，发动机就可能处于造成损坏的运行状能处于造成损坏的运行状态。为了防止出现这种情态。为了防止出现这种情况，在高于某转速以上时，况，在高于某转速以上时，就需要停止供给燃油。例就需要停止供给燃油。例如在日本，从安全行驶的如在日本，从安全行驶的角度出发，车速一般不能角度出发，车速一般不能超过超过180km/h，超过断油。，超过断油。2. 减速断油控制减速断油控制（1）节气门位置传感器的怠速触点闭合）节气门位置传感器的怠速触点闭合（2）发动机冷却液已经达到正常温度）发动机冷却液已经达到正常温度（3）发动机转速高于某一转速。）发动机转速高于某一转速。水温水温转速转速燃油停燃油停供转速

32、供转速燃油复燃油复供转速供转速减速时断油控制减速时断油控制 当发动机在高转速下节气当发动机在高转速下节气门突然关闭时，发动机处于门突然关闭时，发动机处于强制怠速工况，这种工况一强制怠速工况，这种工况一般为汽车减速运行工况，发般为汽车减速运行工况，发动机不再需要供应燃油。为动机不再需要供应燃油。为避免混合气过浓、燃油经济避免混合气过浓、燃油经济性和排放变坏，性和排放变坏，ECU执行减执行减速断油控制，喷油器停止喷速断油控制，喷油器停止喷油。当发动机转速降低至预油。当发动机转速降低至预设转速或节气门重新打开时，设转速或节气门重新打开时，ECU才便喷油器恢复喷油。才便喷油器恢复喷油。 断油转速和恢复

33、喷油转速断油转速和恢复喷油转速与冷却液温度与冷却液温度、空调是否工空调是否工作、电器用电情况等因素有作、电器用电情况等因素有关。发动机水温越低，断油关。发动机水温越低，断油转速越高。转速越高。3. 清除溢流控制清除溢流控制清除溢油：起动时如出现燃油过多的现象时，发清除溢油：起动时如出现燃油过多的现象时，发动机将难以起动。为此一般动机将难以起动。为此一般ECU内都设有清除溢内都设有清除溢油功能。油功能。起动起动时，踩下加速踏板使时，踩下加速踏板使节气门全开节气门全开(节气门传感器给出信号节气门传感器给出信号)或节气门开度为或节气门开度为80100时，时，ECU将发出指令供给稀的混合气将发出指令供

34、给稀的混合气(如空如空燃比为燃比为20：1)，以消除燃油过多现象，直到，以消除燃油过多现象，直到发动发动机转速机转速低于低于500rmin。也有一些燃油喷射发动。也有一些燃油喷射发动机，在起动时如节气门开度超过机，在起动时如节气门开度超过80后，根本就后，根本就不喷油，其目的也是为了清除溢油。不喷油，其目的也是为了清除溢油。一、怠速控制系统概述1. 怠速控制系统的功能2. 怠速控制系统的组成3. 怠速控制系统的原理4. 怠速控制的方法第二节第二节 怠速控制怠速控制1. 怠速控制系统的功能怠速工况定义 节气门关闭，油门踏板完全松开，且发动机对外无功率输出并保持最低转速稳定运转的工况。为什么要控制

35、怠速工况？为什么要控制怠速工况？ 发动机怠速运转时间约占30%，怠速转速的高低影响油耗、排放、运转的稳定性等。在保证发动机排放要求且运转稳定的前提下，应尽量使发动机的怠速转速保持最低，以降低怠速时的燃油消耗量。 目的 在保证发动机排放要求且运转稳定的前提下，尽量使发动机的怠速转速保持最低，以降低怠速时的燃油消耗量。功能 用高怠速实现发动机起动后的快速暖机过程；根据发动机工作温度和负载，由ECU自动控制怠速工况下的空气供给量，维持发动机以稳定怠速运转。2. 怠速控制系统的组成ECU需要根据节气门位置信号和车速信号确认怠速工况只有在节气门全开、车速为零时，才进行怠速控制3. 怠速控制系统的原理EC

36、U根据节气门位置传感器、车速传感器输出的信号判断发动机是否处于怠速状态，然后根据冷却液温度、空调开关、动力转向开关等传感信号，在存储器中查出该工况下的目标转速（即能稳定运转的怠速转速），再与发动机转速传感器传来的实际转速进行比较，计算出转速差，最后通过怠速控制阀的动作（调节进气量）来提高或降低发动机的转速，使发动机稳定运转。怠速控制的实质就是对怠速工况下的进气量进行怠速控制的实质就是对怠速工况下的进气量进行控制。控制。ECU转速CPS怠速控制阀怠速开关TPS车速VSS启动信号执行参数反馈参数修正参数CTSA/CP/NPSWHL怠速控制：怠速控制：nT不同温度下的怠速转速不同温度下的怠速转速4.

37、 怠速控制的方法控制怠速进气量的方法 （1）节气门直动式控制节气门最小开度； （2）旁通气道式控制节气门旁通通路中空气流量。目前常用的是旁通空气道式怠速控制系统。步进电动机控制的方式较多。控制内容包括： 起动控制、暖机控制、负荷变化控制、反馈控制和学习控制等。二二. .控制内容控制内容 起动初始位置设定起动初始位置设定 为了改善发动机的再次起动性能，在点火开关断开时，ECU将控制怠速控制阀处于全开状态，为再次起动作好准备。 当ECU内部主继电器控制电路接收到点火开关OFF位置信号时，ECU将利用备用电源输入端提供的电压控制主继电器线圈继续供电2秒，使步进电机的怠速控制阀退回到初始位置，以便下次

38、起动时具有较大的进气量。 起起 动动 控控 制制 发动机起动时，ECU已把怠速控制阀的初始位置设定在最大开度位置，起动顺利。 发动机起动后，若怠速控制阀仍保持全开，则会引起发动机转速过高。为避免出现这种情况，在起动后，ECU根据水温的高低控制步进电机，调节控制阀的开度。 暖暖 机机 控控 制制 又称为快怠速控制。暖机时，ECU根据水温的高低控制怠速控制阀的开度。随着水温上升，怠速控制阀开度逐渐减小。当冷却液温度达到70时，暖机控制结束，怠速控制阀达到正常怠速开度。 怠速稳定性控制怠速稳定性控制( (反馈控制反馈控制) ) 当发动机处于怠速工况运转时，如果发动机的实际转速与ECU存储器中所存放的

39、目标转速差超过规定值（如20r/min），则ECU即控制怠速控制阀增减旁通空气量，使发动机实际转速与目标转速差小于规定值。 目标转速与发动机怠速工况时的负荷有关，对应空档起动开关是否接通、 是否使用空调、用电器增加等不同情况，都有确定的目标转速。 发动机转速变化的预测控制发动机转速变化的预测控制 发动机处于怠速工况时，空调开关、空档起动开关等接通或断开时，都会引起发动机怠速负荷变化，产生较大的怠速转速波动。 为了减小负荷变化对怠速转速的影响，ECU在收到以上开关量信号、发动机转速变化出现前，就控制怠速控制阀预先把阀门开大或关小一个固定的距离。 在怠速时，出现以下情况，ECU控制步进电机将怠速提

40、升。开空调；转方向盘（带动力转向的车）；电器负荷增大（如开大灯，风窗加热器，尾灯等）；挂前进档（自动变速器汽车）。 学学 习习 控控 制制 ECU通过控制怠速控制阀的位置，调整发动机的怠速转速。 由于磨损等原因，怠速控制阀的位置相同时，其实际的怠速转速和设定的目标转速略有不同，出现这种情况时，ECU除了用反馈控制使怠速转速仍达到目标值外，还将此时步进电机转过的步数储存在备用ROM存储器中（ECU中有一小电路不断电），供以后的怠速控制过程中使用。第三节第三节 微机控制点火系统微机控制点火系统一一）. .点火系统的功能和基本工作原理点火系统的功能和基本工作原理二二）. .点火系统的控制要素点火系统

41、的控制要素三三）. .点火系统的种类和特点点火系统的种类和特点1 1 传统机械触点式点火系统（传统白金点火）传统机械触点式点火系统（传统白金点火）2 2 有触点电子点火系统有触点电子点火系统3 3 无触点电子点火系统无触点电子点火系统一一 复习复习一一）. .点火系统的功能和基本工作原理点火系统的功能和基本工作原理 点火系统最基本的工作原理工作原理:通过断电开关控制点火线圈初级线圈中电流的大小和切断时机，从而控制点火的能量和点火时刻，保证发动机混合气以最佳的速度进行最彻底的燃烧。由于控制初级线圈电流大小和切断开关的时机不同，其工作性能就不同，并由此构成了不同的点火系统. 功能：依据发动机的作功

42、顺序、适时顺序、适时向发动机各缸提供强烈强烈的高压火花。二二）. .点火系统的控制要素点火系统的控制要素（一）闭合角（初级线圈通电时间）（一）闭合角（初级线圈通电时间）初级线圈通电时间初级线圈通电时间 初级电流大小初级电流大小 点火能量点火能量 初级线圈通电时间：长，点火能量高，易点燃。初级线圈通电时间：长，点火能量高，易点燃。 但会造成初级线圈过热和电源负荷增加。但会造成初级线圈过热和电源负荷增加。影响因素：电源电压；发动机转速。影响因素：电源电压；发动机转速。（二）点火提前角（点火时刻，压缩上止点前的曲轴转角）（二）点火提前角（点火时刻，压缩上止点前的曲轴转角）影响因素：影响因素：发动机转

43、速：发动机转速：发动机转速与点火提前角成正比，转速越快点火提前角越小发动机转速与点火提前角成正比，转速越快点火提前角越小发动机负荷发动机负荷：发动机负荷与点火提前角成反比，负荷越大点火提前角越小。发动机负荷与点火提前角成反比，负荷越大点火提前角越小。 三三）. .点火系统的种类和特点点火系统的种类和特点1 1 传统机械触点式点火系统（传统白金点火）传统机械触点式点火系统（传统白金点火）闭合角控制：闭合角控制：发动机凸轮轴驱动的分电器轴控制发动机凸轮轴驱动的分电器轴控制断电器触点的张合时刻和时间。断电器触点的张合时刻和时间。不能调整，且随转速变化而朝发动不能调整，且随转速变化而朝发动机需要相反的

44、趋势变化机需要相反的趋势变化点火提前角控制：点火提前角控制：离心式提前装置（考虑转速）离心式提前装置（考虑转速）真空式提前装置（考虑负荷）真空式提前装置（考虑负荷）机械控制不能满足精度与响应速度机械控制不能满足精度与响应速度的要求。触点容易烧蚀损坏。的要求。触点容易烧蚀损坏。2 2 有触点电子点火系统有触点电子点火系统二、二、 微机控制点火系统组成微机控制点火系统组成 目前，微机控制点火系在设计和结构上，随着汽车生产厂目前，微机控制点火系在设计和结构上，随着汽车生产厂家、生产年代不同都有所不同，但基本结构是大同小异，它家、生产年代不同都有所不同，但基本结构是大同小异，它主要由传感器、电子控制器

45、、点火器、点火线圈等组成。主要由传感器、电子控制器、点火器、点火线圈等组成。 ECUECU爆震传感器爆震传感器空气流量传感器空气流量传感器节气门位置传感器节气门位置传感器水温传感器水温传感器转速传感器转速传感器执行器执行器基本参数基本参数执行参数执行参数反反馈馈参参数数修修正正参参数数定定位位传传感感器器上止点上止点 TDCTDC曲轴转角曲轴转角 CKPCKP凸轮轴凸轮轴 CMPCMP定位参数定位参数点点火火线线圈圈有有 1 1 多缸多缸无无分分电电器器1 21 2同时同时点火点火1 11 1单独单独点火点火TDC:TDC:凸轮（上止点前某角度）凸轮（上止点前某角度）CKP:CKP:转速（角）

46、转速（角）提前控制提前控制C CISIS: :一缸压缩上止点一缸压缩上止点电控点火示意图闭合角：闭合角：电脑控制，能根据发动机转速控制点火线圈初级电路的通电电流和通电时间。点火提前角点火提前角：取消了真空式和机械离心式点火提前装置，而是由电控单元根据汽油机的运行工况调整和控制点火提前角，使发动机的动力性、经济性、排放等方面的性能达到最优。爆震控制：爆震控制：通过爆震传感器对爆震进行反馈控制，使汽油机在大部分运行上况都处于刚好不致产生爆震的临界状态，使汽油机的动力性潜力得到充分发挥。点火系传感器传感器 传感器是监测发动机各种运行工况信息的装置。主要传感器有：传感器是监测发动机各种运行工况信息的装

47、置。主要传感器有：（1）曲轴位置传感器：曲轴转角（发动机转速）信号、活塞位置曲轴位置传感器：曲轴转角（发动机转速）信号、活塞位置（上止点）信号；（上止点）信号；（2）空气流量计（绝对压力传感器）：进气量信号；空气流量计（绝对压力传感器）：进气量信号；（3）水温传感器：水温信号；水温传感器：水温信号；（4）氧传感器：空燃比浓稀信号；氧传感器：空燃比浓稀信号；（5）节气门位置传感器：节气门开闭或全开、全闭、加速信号节气门位置传感器：节气门开闭或全开、全闭、加速信号 （6）车速传感器：车速信号；车速传感器：车速信号；（7）空档开关：变速器空档信号；空档开关：变速器空档信号；（8）点火开关：点火开关接

48、通及起动信号；点火开关：点火开关接通及起动信号；（9）空调器开关：空调信号；空调器开关：空调信号；（10）蓄电池：电池电压信号；蓄电池：电池电压信号；（11）进气温度传感器：进气温度信号；进气温度传感器：进气温度信号；（12）爆震传感器：爆震信号。爆震传感器：爆震信号。 2点火器点火器 点火器的作用是根据电子控制器输出的指令（信号），点火器的作用是根据电子控制器输出的指令（信号），通过内部大功率管的导通与截止，控制初级电流的通断完通过内部大功率管的导通与截止，控制初级电流的通断完成点火工作。有些还具有闭合角控制、气缸判别、点火监成点火工作。有些还具有闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。视等功

49、能。 3. 微机控制点火系统的分类微机控制点火系统的分类 按有无分电器可分为两种有分电器式有分电器式DI(Distributor Ignition) 的无分电器式无分电器式DLI(Distributorless Ignition)1)有分电器式点火系统分电器：内无断电器，仅起高压电分配作用。 一般内装曲轴位置传感器，提供CPS,CIS信号。 有的车型点火线圈和点火器都集成在分电器内。基本控制方法磁脉冲式曲轴位置传感器，6缸，2000/r/min,点火提前角：30,闭合角：5ms（60）. 闭合角闭合角=(rpm=(rpm360 360 /60000)/60000)闭合时间闭合时间DLI点火系统

50、构造示意图2）无分电器点火系统 无分电器点火点火线圈上的高压线直接与火花塞相连，无分电器点火点火线圈上的高压线直接与火花塞相连，点火线圈产生的高压电直接送至各火花塞。无分电器点火点火线圈产生的高压电直接送至各火花塞。无分电器点火系统由于废除了分电器，减小了能量损失，电磁干扰小，系统由于废除了分电器，减小了能量损失，电磁干扰小，并节省了安装空间。并节省了安装空间。同时点火方式：两个气缸合用一个点火线圈，对两个同时点火方式：两个气缸合用一个点火线圈，对两个气缸同时点火。气缸同时点火。 单独点火方式：每个气缸的火花塞配一个点火线圈，单单独点火方式：每个气缸的火花塞配一个点火线圈，单独对本缸点火。独对

51、本缸点火。 无分电器点火系统 电子控制无分电器点火系统电子控制无分电器点火系统a.无分电器双缸同时点火(1).工作原理：两缸共用一个点火线圈两缸同时点火：压缩行程的气缸：气缸压力高，放电困难，所需击穿电压较高，承受大部分电压降。与只有一个火花塞跳火的击穿电压相差不大排气行程的气缸：气缸压力低，接近大气压，放电容易，所需击穿电压低，承受非常小的电压降，电能损失也很小。(2).无分电器双缸同时点火系统的控制G1G2传感器ECU转速负荷点火提前角低电平点火正时信号IGt点火器(三极管)点火线圈初级电流被切断，次级线圈感应出高电压触发IGf信号发生电路ECU点火确认信号IGf，连续三次无，中止喷油闭合

52、角辨缸信号IGd(IGdA,IGdB，以决定IGt用于哪一组点火线圈) (3).(3).点火器点火器 作用：辨别点火气缸； 实现点火线圈初级电路的接通和切断 向ECU反馈点火器工作状态 (4)(4)点火线圈点火线圈无分电器双缸同时点火系统中，点火线圈采用小型闭磁路点火线圈，次级线圈的两端分别与两个个火花塞相连接。气缸组合的原则是：一个缸处于压缩行程的末期，另一缸处于排气行程的末期，曲轴旋转360后两缸所处的冲程正好相反。初级电流突然切断：在次级线圈上会感应出上万伏的高压电动势，加到火花塞电极之间，跳出高压火花，点燃气缸内的混合气。 在点火线圈的次级绕组中串联一个高压二极管，当功率管导通时，产生

53、的感应电动势反向加在高压二极管上，由于二极管的反向截止功能，1000V的高压电就无法使火花塞跳火。而当功率三极管截止时，次级绕组产生的高压电与前相反，二极管导通，对此不产生影响，使火花塞顺利跳火b.无分电器独立点火方式无分电器独立点火方式独立点火方式：每个气缸的火花塞上各配一个点火线圈，单独对本缸进行点火。特点：点火线圈与火花塞是制成一体的点火线圈与火花塞是制成一体的，直接安装在缸盖上，特别适合于四气门发动机使用。火花塞可安装在双凸轮轴的中间，并在每缸火花塞上直接压装一个点火线圈，以充分利用空间，这对v型多缸轿车发动机燃烧室合理紧凑地布置具有特别重要的实用意义。同时，由于无机械式分电器和高压导

54、线，因而能量传导损失和漏电损失小，机械磨损或发生故障的机会均减少。而且各缸的点火线圈和火花塞均由金属包着，其电磁干扰大大减少，对发动机电控系统的正常可靠工作有利。点火系统工作原理电子控制点火系统电路传感器ECU转速负荷点火提前角低电平点火正时信号IGt点火器(三极管)点火线圈初级电流被切断，次级线圈感应出高电压触发IGf信号发生电路分电器(分配)ECU点火确认信号IGf(若无中止燃油喷射)闭合角三、三、 微机控制点火系统的功能微机控制点火系统的功能（一）点火提前角的控制（一）点火提前角的控制（二）通电时间的控制（二）通电时间的控制（三）爆燃的控制（三）爆燃的控制（一）点火提前角的控制（一）点火

55、提前角的控制w 适当点火提适当点火提前角，可使前角，可使发动机每循发动机每循环所做的机环所做的机械功最多械功最多（ 曲线阴影曲线阴影部分）部分）1点火提前角对发动机性能的影响点火提前角对发动机性能的影响 随着转速的升高点火提前角增大。随着转速的升高点火提前角增大。采用电控点火系统，更接近理想的点火提前角。采用电控点火系统，更接近理想的点火提前角。 歧管压力高（真空度小、负荷大），歧管压力高（真空度小、负荷大），点火提前角小，反之点火提前角大。采用电控点火点火提前角小，反之点火提前角大。采用电控点火（ESA）系统时，可以使发动机的实际点火提前角）系统时，可以使发动机的实际点火提前角接近于理想的点

56、火提前角。接近于理想的点火提前角。 汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增大，反之应减小。提前角可增大，反之应减小。 燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却水温度。比、大气压力、冷却水温度。2最佳点火提前角确定依据最佳点火提前角确定依据 1)1)发动机起动时发动机起动时点火提前角点火提前角的的控制控制 电控单元不进行最佳点火提前角调整控制，而是根据发动电控单元不进行最佳点火提前角调整控制，而是根据发动机转速信号机转速信号NeNe和起动开关信号和起动开关信号STASTA，按按ECUECU内存储的初始点火提内存储的初始点火

57、提前角（设定值）对点火提前角进行控制。起动时点火提前角的前角（设定值）对点火提前角进行控制。起动时点火提前角的设定值随发动机而异，设定值随发动机而异，对一定的发动机而言，起动时的点火提对一定的发动机而言，起动时的点火提前角是固定的，一般为前角是固定的，一般为1010左右左右。当发动机转速超过一定值时当发动机转速超过一定值时( (大于大于500r500rmin)min)，则自动转入由电控单元控制的最佳点火提前，则自动转入由电控单元控制的最佳点火提前角计算及控制程序。角计算及控制程序。3控制点火提前角的基本方法控制点火提前角的基本方法 (2)起动后点火提前角的控制起动后点火提前角的控制 发动机起动

58、后，电控单元对最佳点火提前角的计算和控制发动机起动后，电控单元对最佳点火提前角的计算和控制一般按照如下步骤进行：一般按照如下步骤进行：首先根据首先根据G信号和信号和Ne信号确定初始点火提前角信号确定初始点火提前角(固定值固定值)，然后根据发动机转速和负荷确定基本点火提前角，然后根据发动机转速和负荷确定基本点火提前角，最后根据有关传感器的信号确定修正点火提前角，最后根据有关传感器的信号确定修正点火提前角，最佳点火提前角：最佳点火提前角： 最佳点火提前角最佳点火提前角=初始点火提前角初始点火提前角+基本点火提前角十修正点基本点火提前角十修正点火提前角火提前角(或点火延迟角）或点火延迟角） 初始点火提前角 为了控制点火正时，电控单元根据上止点位置来确定点火提前角。有些发动机电控单元把Gl或G2信号出现后第一个Ne信号过零点定位压缩行程上止点前10。，并以这个角度作为点火正时计算的基准点，称之为初始点火提前角，其大小随发动机而异同。基本点火提前角 发动机正常运转时，电控单元按怠速工况和非怠速工况两种情况，确定基本