第一章电控技术概论

1、电子控制技术：电子控制技术：控制对象的电子控制装置控制对象的电子控制装置根据根据传感器传感器输入信号进行控制输入信号进行控制，使一个或数个，使一个或数个参数参数(如电压、电流、速如电压、电流、速度、位置、温度、流量等度、位置、温度、流量等)能够按照能够按照一定的规律一定的规律变化。变化。内燃机什么是内燃机电什么是内燃机电子控制技术？子控制技术？控制对象控制参数一定的规律一定的规律传感器传感器输入输入信号信号控制控制信号信号执行器执行器+？传感器传感器是一种能把物理量或化学量转变成计算机能识别的电信号是一种能把物理量或化学量转变成计算机能识别的电信号的器件的器件。汽油机汽油机油、气、火油、气、火

2、动力性动力性经济性经济性排放性排放性空气空气点火点火燃油燃油燃油量，燃油量，喷油时刻喷油时刻空气量空气量混合气浓度混合气浓度+ 燃烧过程燃烧过程时刻时刻内燃机电控系统中内燃机电控系统中必须控制的参数？必须控制的参数？柴油机柴油机气气燃油燃油燃油量燃油量喷油时刻喷油时刻喷油规律喷油规律空气量空气量空气空气燃烧过程要素燃烧过程要素油油动力性动力性经济性经济性排放性排放性混合气混合气形成形成内燃机电控系统中内燃机电控系统中必须控制的参数？必须控制的参数？内燃机什么是内燃机电什么是内燃机电子控制技术？子控制技术？控制对象控制参数一定的规律一定的规律传感器传感器输入输入信号信号控制控制信号信号执行器执行

3、器？喷油量（喷油时喷油量（喷油时刻，喷油规律）、刻，喷油规律）、空气量、混合气空气量、混合气浓度、点火时刻浓度、点火时刻等等内燃机+？o第一章内燃机电子控制技术概论第一章内燃机电子控制技术概论o第二章第二章 内燃机控制基础内燃机控制基础o第三章内燃机电控系统的传感器第三章内燃机电控系统的传感器o第四章第四章 内燃机电控系统的电控单元（略讲）内燃机电控系统的电控单元（略讲）o第五章汽油机电控系统和执行器第五章汽油机电控系统和执行器o第六章柴油机电控系统和执行器第六章柴油机电控系统和执行器o第七章汽油机电控系统的控制方法与策略第七章汽油机电控系统的控制方法与策略 o第八章柴油机电控系统的控制方法与

4、策略第八章柴油机电控系统的控制方法与策略o第九章内燃机电控系统的故障自诊断系统（略讲）第九章内燃机电控系统的故障自诊断系统（略讲）o第十章车用内燃机集中控制系统实例（自学）第十章车用内燃机集中控制系统实例（自学）内燃机电控技术课程内容内燃机电控技术课程内容o掌握常用传感器、执行器以及电子控制单元的掌握常用传感器、执行器以及电子控制单元的结构和工作原理；结构和工作原理；o掌握汽油机电控系统组成和工作原理：掌握汽油机电控系统组成和工作原理：电控燃油喷射控制、点火控制、怠速控制、进气控制、排气电控燃油喷射控制、点火控制、怠速控制、进气控制、排气控制；控制；o掌握柴油机电控燃油喷射系统的类型、组成和工

5、作原理；掌握柴油机电控燃油喷射系统的类型、组成和工作原理； o了解电控系统的故障自诊断功能和工作原理；了解电控系统的故障自诊断功能和工作原理；课程要求课程要求相关书籍相关书籍o、汽车内燃机电子控制技术、汽车内燃机电子控制技术主编：郑清平，中国水利水电出版社主编：郑清平，中国水利水电出版社o2、汽车电控系统结构与维修、汽车电控系统结构与维修作者：舒华作者：舒华/姚国平姚国平出版社：北京理工大学出版社出版社：北京理工大学出版社 o3、车用发动机电子控制技术、车用发动机电子控制技术作者：林学东主编作者：林学东主编 出版社：机械工业出版社出版社：机械工业出版社 成绩考评成绩考评o出勤（出勤（20%）o

6、期末笔试（半开卷）（期末笔试（半开卷）（80%第一章内燃机电子控制技术概论第一章内燃机电子控制技术概论 第一节第一节 汽车电控技术汽车电控技术 第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述 第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述第四节第四节 内燃机电控系统国内外发展和应用现状内燃机电控系统国内外发展和应用现状第一节第一节 汽车电子控制技术汽车电子控制技术p动力传动电子控制系统动力传动电子控制系统内燃机电子控制内燃机电子控制自动变速器控制自动变速器控制(，、，、CVT，等，等)保证汽车在不同的工况下均能处在最佳状态下运行，保证汽车在不同的工况下均能处在最佳状态下

7、运行，并简化驾驶员的有关操作，从而降低油耗和排放，减并简化驾驶员的有关操作，从而降低油耗和排放，减少动力传动系统的冲击，减轻驾驶人员的劳动强度，少动力传动系统的冲击，减轻驾驶人员的劳动强度，提高汽车的动力性、经济性和舒适性。提高汽车的动力性、经济性和舒适性。 u汽车电控系统组成汽车电控系统组成p底盘电子控制系统底盘电子控制系统底盘电子控制系统底盘电子控制系统制动防滑动态车身控制系统制动防滑动态车身控制系统(ABS/ASR、ESP)、悬架及车高控制系统、轮胎监测系统悬架及车高控制系统、轮胎监测系统(TPMS)、巡、巡航控制系统航控制系统(CCS)、转向控制系统、转向控制系统(如如4WS)、驱动、

8、驱动控制系统控制系统(如如4WD)用于提高汽车的安全性、舒适性和动力性等用于提高汽车的安全性、舒适性和动力性等。 第一节第一节 汽车电子控制技术汽车电子控制技术u汽车电控系统组成汽车电控系统组成o车身电子控制车身电子控制：改善乘坐安全性和舒适性，提高汽车档次，：改善乘坐安全性和舒适性，提高汽车档次，增加享受型功能增加享受型功能 电子控制安全带、安全气囊、电子防盗系统、遥控门锁、电动电子控制安全带、安全气囊、电子防盗系统、遥控门锁、电动座椅、电动后视镜、电子仪表板、灯光控制、轮胎压力监测、座椅、电动后视镜、电子仪表板、灯光控制、轮胎压力监测、车载防撞雷达控制、自动空调控制；车载防撞雷达控制、自动

9、空调控制；o 车载汽车电子装置车载汽车电子装置 汽车信息系统（汽车行驶的自身信息系统，车载通信系统、汽车信息系统（汽车行驶的自身信息系统，车载通信系统、语音信息系统、上网设备和行车电脑等）、导航系统、汽车语音信息系统、上网设备和行车电脑等）、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统（数字式收音机、音响、冰箱、电视、音响及电视娱乐系统（数字式收音机、音响、冰箱、电视、CDDAT等）等） o 车载故障自诊断系统：车载故障自诊断系统：汽车电控系统存储故障汽车电控系统存储故障 第一节第一节 汽车电子控制技术汽车电子控制技术u汽车电控系统组成汽车电控系统组成第一章发动机电子控制技术概论第一章发动机电子控制技术概

10、论 第一节第一节 汽车电控系统汽车电控系统 第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述 第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述第四节中国发动机电控系统自主开发现状第四节中国发动机电控系统自主开发现状u汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成u汽油机电控系统的控制内容汽油机电控系统的控制内容u汽油机电控系统的工作过程汽油机电控系统的工作过程u汽油机电控系统的优点汽油机电控系统的优点第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述控制信号汽油机汽油机控制对象控制参数：混合气控制参数：混合气浓度浓度（喷油量喷油量、空、空气量气量)、点火时刻点火时刻、怠速

11、、进气系统、怠速、进气系统、排放等排放等一定的规律变化一定的规律变化u汽油机电子控制技术汽油机电子控制技术传感器传感器执行器执行器输入信号执执 行行 器接收器接收控制器指令并控制器指令并执行某项控制执行某项控制功能功能从发动机中获取从发动机中获取信号，并将信号信号，并将信号传输至控制器传输至控制器ECUECU发发 动动 机机控制器控制器 ECU（含硬件和软（含硬件和软件件）执执 行行 器器u内燃机电子控制技术系统组成内燃机电子控制技术系统组成信号信号指令指令传感器和开关传感器和开关接收并分接收并分析得到的信息，析得到的信息，根据预先设定的根据预先设定的程序发出指令至程序发出指令至执行器执行器信

12、号信号参数参数控制控制第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述发动机电控系统组成凸轮轴位凸轮轴位置传感器置传感器节气门位节气门位置传感器置传感器进气压力、进气压力、温度传感器温度传感器水温传感器水温传感器氧传感器氧传感器爆震传感器爆震传感器曲轴位置曲轴位置传感器传感器空气流量传感器燃油泵燃油泵喷油嘴喷油嘴碳罐电磁阀碳罐电磁阀怠速电怠速电机机点火线圈点火线圈信号输入装置信号输入装置传感器开关传感器开关电子控制器电子控制器执行器执行器信号信号指令指令ECU起动开关起动开关发电机开关发电机开关巡航巡航(定速定速)控制开关控制开关档位开关档位开关离合器开关离合器开关制动开关制动开关动

13、力转向开关动力转向开关空调开关空调开关第一章发动机电子控制技术概论第一章发动机电子控制技术概论 第一节第一节 汽车电控技术汽车电控技术 第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述 第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述第四节发动机电控系统应用现状第四节发动机电控系统应用现状u汽油机电控系统汽油机电控系统u汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成u汽油机电控系统的控制内容汽油机电控系统的控制内容u汽油机电控系统的工作过程汽油机电控系统的工作过程 ECUECU首先根据各首先根据各传感器信号传感器信号判断发动机的工况，然后给判断发动机的工况，然后给喷油喷油器器发出

14、发出喷油量指令和喷油正时指令喷油量指令和喷油正时指令电控燃油喷射主要包括电控燃油喷射主要包括喷油量、喷射正时和燃油泵的控制。喷油量、喷射正时和燃油泵的控制。2) 2) 点火时刻控制点火时刻控制(ESA)(ESA) 首先根据各首先根据各传感器传感器信号判断发动机的运行工况和运信号判断发动机的运行工况和运行条件，然后给行条件，然后给点火器点火器输出最理想的输出最理想的点火提前角指令点火提前角指令1) 1) 燃油喷射控制燃油喷射控制(EFI)(EFI) 第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述u汽油机电控系统的控制内容汽油机电控系统的控制内容3)3)怠速控制：怠速控制：根根据传感器

15、信号据传感器信号，由，由ECUECU控制控制怠速阀怠速阀控制怠速工况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。下的空气供给量，维持发动机以稳定怠速运转。) )爆震控制：爆震控制：通过调节点火提前角控制发动机在正常状态或微通过调节点火提前角控制发动机在正常状态或微弱爆震状态弱爆震状态) ) 排放控制：排放控制：汽油蒸汽排放控制系统、废气再循环控制系统汽油蒸汽排放控制系统、废气再循环控制系统 EGREGR、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统) ) 进气量控制：进气量控制：进气管长度控制、进气管截面控制、进气涡流进气管长度控制、进气管截面控制、进气涡流

16、控制、控制、VVTVVT) ) 增压控制：增压控制：废气废气涡轮增压器的控制涡轮增压器的控制 第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述u汽油机电控系统的控制内容汽油机电控系统的控制内容) ) 巡航控制：巡航控制：按司机所要求的速度闭合开关之后，不用按司机所要求的速度闭合开关之后，不用踩油门踏板就可以自动地保持车速，使车辆以固定的速踩油门踏板就可以自动地保持车速，使车辆以固定的速度行驶。度行驶。 ) )自诊断与报警控制：自诊断与报警控制：在发动机运行过程中随时监测各个在发动机运行过程中随时监测各个传感器和执行器的工作状况，并在发现故障时自动报警。传感器和执行器的工作状况，并在发

17、现故障时自动报警。) )失效保护控制：失效保护控制：发生故障时电控系统为保持发动机运发生故障时电控系统为保持发动机运转而采取的应急措施转而采取的应急措施。u汽油机电控系统的控制内容汽油机电控系统的控制内容第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述 燃油喷射控制系统、燃油喷射控制系统、点火点火控制控制系统、系统、怠速怠速控制控制系系统、排放统、排放控制控制系统（、燃油蒸汽等）系统（、燃油蒸汽等） 、进、进气控制系统气控制系统 、增压控制系统、自诊断与报警控制、增压控制系统、自诊断与报警控制系统、失效保护控制系统系统、失效保护控制系统 、巡航控制系统。巡航控制系统。集中控制系统集中

18、控制系统:将多种控制功能集中到一个将多种控制功能集中到一个ECU上上u汽油机电控系统的控制内容汽油机电控系统的控制内容第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述发动机管理系统发动机管理系统(Engine Management System， EMS) 发动机电控燃油喷射系统及电控点火系统凸轮轴位凸轮轴位置传感器置传感器节气门位节气门位置传感器置传感器进气压力、进气压力、温度传感器温度传感器水温传感器水温传感器氧传感器氧传感器爆震传感器爆震传感器曲轴位置曲轴位置传感器传感器空气流量传感器燃油泵燃油泵喷油嘴喷油嘴点火线圈点火线圈信号输入装置信号输入装置传感器开关传感器开关电子控制器

19、电子控制器执行器执行器信号信号指令指令ECU发动机电控系统凸轮轴位凸轮轴位置传感器置传感器节气门位节气门位置传感器置传感器进气压力、进气压力、温度传感器温度传感器水温传感器水温传感器氧传感器氧传感器爆震传感器爆震传感器曲轴位置曲轴位置传感器传感器空气流量传感器燃油泵燃油泵喷油嘴喷油嘴碳罐电磁阀碳罐电磁阀怠速电怠速电机机点火线圈点火线圈传感器传感器电子控制器电子控制器执行器执行器信号信号指令指令ECU第一章发动机电子控制技术概论第一章发动机电子控制技术概论 第一节第一节 汽车电子技术汽车电子技术 第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述 第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油

20、机电子控制系统概述第四节中国发动机电控系统自主开发现状第四节中国发动机电控系统自主开发现状u汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成u汽油机电控系统的控制内容汽油机电控系统的控制内容u汽油机电控系统的工作过程汽油机电控系统的工作过程u汽油机电控系统的优点汽油机电控系统的优点发动机电控系统凸轮轴位凸轮轴位置传感器置传感器节气门位节气门位置传感器置传感器进气压力、进气压力、温度传感器温度传感器水温传感器水温传感器氧传感器氧传感器爆震传感器爆震传感器曲轴位置曲轴位置传感器传感器空气流量传感器燃油泵燃油泵喷油嘴喷油嘴碳罐电磁阀碳罐电磁阀怠速电怠速电机机点火线圈点火线圈传感器传感器电子控制器电子控制器执

21、行器执行器信号信号指令指令ECUu发动机电控系统的工作过程发动机电控系统的工作过程第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述第一章发动机电子控制技术概论第一章发动机电子控制技术概论 第一节第一节 汽车电子技术汽车电子技术 第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述 第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述第四节中国发动机电控系统自主开发现状第四节中国发动机电控系统自主开发现状u汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成u汽油机电控系统的控制内容汽油机电控系统的控制内容u汽油机电控系统的工作过程汽油机电控系统的工作过程u汽油机电控系统的优点汽油机电

22、控系统的优点o1、精确控制喷油量和、精确控制喷油量和混合气浓度混合气浓度，燃油雾化效，燃油雾化效果好，可获得好的动力性、经济性、排放性。果好，可获得好的动力性、经济性、排放性。 发动机为什么采用发动机为什么采用电控技术？电控技术？ （电控燃油喷射）（电控燃油喷射）第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述两种发动机燃油供给系统对比两种发动机燃油供给系统对比化油器真空吸入燃油喷射压力雾化汽油汽油喉管喉管空气空气化油器化油器节气门节气门浮浮子室子室发动机发动机控制器控制器压力汽油压力汽油喷油器喷油器第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述ECU基本工作原理：基本工

23、作原理：利用喉管处的真利用喉管处的真空度从浮子室中空度从浮子室中吸油，吸出的汽吸油，吸出的汽油与空气混合形油与空气混合形成可燃混合气。成可燃混合气。化油器式燃料供给系化油器式燃料供给系真空吸入真空吸入压力雾化压力雾化o1、精确控制喷油量和混合气浓度，燃油雾化效精确控制喷油量和混合气浓度，燃油雾化效果好，果好，可获得好的动力性、经济性可获得好的动力性、经济性、排放性排放性。 发动机为什么采用发动机为什么采用电控技术？电控技术？ （电控燃油喷射）（电控燃油喷射）第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述排放标准实施年份实施年份汽油车汽油车柴油车柴油车欧洲欧洲中国中国COHCNOxC

24、OHCNOxPM欧1199220002.720.972.720.970.14欧2199520032.20.52.2 1.0 0.5 /0.9 0.08 0.1 欧3200020072.3 0.20.150.640.560.50.05欧4200520101.00.100.080.50.30.250.025（轻型车（轻型车 ）排放限值（）排放限值（g/km）p汽油机要满足欧汽油机要满足欧1排放标准的要求排放标准的要求p汽油机要满足欧排放标准的要求汽油机要满足欧排放标准的要求 闭环电控燃油喷射系统三元催化转化器闭环电控燃油喷射系统三元催化转化器 o汽油机要满足欧汽油机要满足欧3排放标准的要求：排放标

25、准的要求：闭环电控燃油喷射系统闭环电控燃油喷射系统p汽油机要满足欧排放标准的要求：汽油机要满足欧排放标准的要求：紧耦合型三元催化转换器或两级紧耦合型三元催化转换器或两级催化转化器催化转化器或低起燃温度的三元催化转化器或低起燃温度的三元催化转化器或三效催化转化器辅以强制加热或三效催化转化器辅以强制加热汽油机排放常见治理方案汽油机排放常见治理方案闭环电控燃油喷射系统闭环电控燃油喷射系统o1、精确控制喷油量和、精确控制喷油量和混合气浓度混合气浓度，燃油雾化效，燃油雾化效果好，可获得好的动力性、经济性、排放性。果好，可获得好的动力性、经济性、排放性。 o、可以提高发动机的、可以提高发动机的充气效率充气

26、效率发动机为什么采用发动机为什么采用电控技术？电控技术？ （电控燃油喷射）（电控燃油喷射）第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述两种发动机燃油供给系统对比两种发动机燃油供给系统对比化油器真空吸入燃油喷射压力雾化汽油汽油喉管喉管空气空气化油器化油器节气门节气门浮浮子室子室发动机发动机控制器控制器压力汽油压力汽油喷油器喷油器电控燃油喷射系统电控燃油喷射系统化油器燃料供给系统化油器燃料供给系统第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述o1 1、精确控制喷油量，动力性、经济性、排放性好；精确控制喷油量，动力性、经济性、排放性好；o、可以提高发动机的充气效率；、可以提

27、高发动机的充气效率；o、发动机故障率低、发动机故障率低；u发动机电子控制的优点发动机电子控制的优点第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述化油器的工作原理化油器的工作原理化油器结构图化油器结构图o1 1、精确控制喷油量，动力性、经济性、排精确控制喷油量，动力性、经济性、排放性好；放性好；o、可以提高发动机的充气效率；、可以提高发动机的充气效率；o、发动机故障率低；、发动机故障率低；o、喷油雾化好，冷起动性好；、喷油雾化好，冷起动性好；o、电子控制系统响应迅速，加、减速灵敏、电子控制系统响应迅速，加、减速灵敏性好。性好。第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述

28、u发动机电子控制的优点发动机电子控制的优点汽油机两种燃油供给系统对比化油器真空吸入燃油喷射压力雾化汽油汽油喉管喉管空气空气化油器化油器节气节气门门浮子室浮子室发动机发动机控制器控制器压力汽压力汽油油喷油器喷油器第一章内燃机电子控制技术概论第一章内燃机电子控制技术概论 第一节第一节 汽车电子控制技术汽车电子控制技术 第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述第四节内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状u柴油机电控系统的控制内容柴油机电控系统的控制内容u柴油机电控系统的组成柴油机电控系统的组成u柴油机

29、电控系统的工作过程柴油机电控系统的工作过程u柴油机电控燃料供给系统类型柴油机电控燃料供给系统类型u柴油机电控燃料供给系统优点柴油机电控燃料供给系统优点u柴油机电子控制系统内容柴油机电子控制系统内容1.1.燃油控制燃油控制（1 1）喷油量控制）喷油量控制（2 2）喷油正时控制）喷油正时控制（3 3）喷油速率和喷油规律）喷油速率和喷油规律的控制的控制4.4.增压控制增压控制5.5.排放控制排放控制6.6.起动控制起动控制7.7.巡航控制巡航控制8.8.故障自诊断和失效保护故障自诊断和失效保护2.怠速控制怠速控制3.进气控制进气控制（1）可变进气长度、涡流控制）可变进气长度、涡流控制（2）可变配气正

30、时控制）可变配气正时控制第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述发动机管理系统发动机管理系统(Engine Management System， EMS) 柴油机电柴油机电控燃油供控燃油供给系统给系统传传统统机机械械供供油油系系统统o机械供油系统柴油机问题机械供油系统柴油机问题：噪声、冒黑烟、噪声、冒黑烟、 NOX排放。排放。第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述-喷油量和喷油时刻控喷油量和喷油时刻控制精确低；制精确低；-喷油规律不可控制。喷油规律不可控制。-喷油压力低；喷油压力低；欧3最佳的喷油规律，最佳的喷油规律，即先缓后急型即先缓后急型燃油喷射压力，

31、燃油喷射压力，喷射压力达到喷射压力达到170-180帕。帕。第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述为满足欧为满足欧III排放法排放法规，采用规，采用电控燃油电控燃油喷射系统喷射系统第一章内燃机电子控制技术概论第一章内燃机电子控制技术概论 第一节第一节 汽车电子控制技术汽车电子控制技术 第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述第四节内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状u柴油机电控系统的控制内容柴油机电控系统的控制内容u柴油机电控系统的组成柴油机电控系统的组成u柴油机电控系统的

32、工作过程柴油机电控系统的工作过程u柴油机电控燃料供给系统类型柴油机电控燃料供给系统类型u柴油机电控燃料供给系统优点柴油机电控燃料供给系统优点第二节第二节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述控制信号柴油机柴油机控制对象喷油量、喷油时喷油量、喷油时刻、刻、喷油压力、喷油压力、喷油规律喷油规律、怠速、怠速、进气系统、排放进气系统、排放等等一定的规一定的规律变化律变化u柴油机电子控制系统组成柴油机电子控制系统组成传感器传感器执行器输入信号凸轮轴位置传感凸轮轴位置传感器器: :上止点信号上止点信号水温传感器水温传感器曲轴位置传感曲轴位置传感器器: :转速和曲转速和曲轴转角信号轴转角信号燃油泵燃

33、油泵喷油嘴喷油嘴信号输入装置信号输入装置电子控制器电子控制器执行器执行器信号信号指令指令各种开关各种开关ECUu柴油电控系统组成柴油电控系统组成油门踏板位置传油门踏板位置传感器：负荷信号感器：负荷信号进气温度传感器进气温度传感器起动开关、发电机开起动开关、发电机开关、巡航关、巡航(定速定速)控制控制开关、档位开关、离开关、档位开关、离合器开关、制动开关、合器开关、制动开关、动力转向开关、空调动力转向开关、空调开关开关.第一章内燃机电子控制技术概论第一章内燃机电子控制技术概论 第一节第一节 汽车电子控制技术汽车电子控制技术 第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述第三节第三节

34、柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述第四节内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状u柴油机电控系统的控制内容柴油机电控系统的控制内容u柴油机电控系统的组成柴油机电控系统的组成u柴油机电控系统的工作过程柴油机电控系统的工作过程u柴油机电控燃料供给系统类型柴油机电控燃料供给系统类型u柴油机电控燃料供给系统优点柴油机电控燃料供给系统优点u柴油机电控系统的工作过程柴油机电控系统的工作过程第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述输入输入回路回路输出输出回路回路传感器执行器 单片机ECU第一章内燃机电子控制技术概论第一章内燃机电子控制技术概论 第一节第一节

35、汽车电子控制技术汽车电子控制技术 第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述第四节内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状u柴油机电控系统的组成柴油机电控系统的组成u柴油机电控系统的控制内容柴油机电控系统的控制内容u柴油机电控系统的工作过程柴油机电控系统的工作过程u柴油机电控燃料供给系统类型柴油机电控燃料供给系统类型u柴油机电控燃料供给系统优点柴油机电控燃料供给系统优点 第一代柴油机电控燃油喷射系统称第一代柴油机电控燃油喷射系统称位置控制系统位置控制系统（年代）（年代）（在原机械直列泵、分配泵上改装

36、实现）（在原机械直列泵、分配泵上改装实现）u柴油机电控燃料供给系统类型柴油机电控燃料供给系统类型（在原机械直列泵、分配泵、（在原机械直列泵、分配泵、泵喷嘴、单体泵泵喷嘴、单体泵上改装实现）上改装实现） 第二代系统称第二代系统称时间控制系统时间控制系统（年代）（年代） 第三代称为第三代称为压力压力- -时间控制系统时间控制系统( (电控共轨式系统）电控共轨式系统） （重新设计系统）（重新设计系统）（年左右）（年左右）位置控制式电控直列喷油泵供油系统位置控制式电控直列喷油泵供油系统共轨式电控燃油供给系统共轨式电控燃油供给系统（喷射系统（喷射系统)高压油泵油箱输油泵油泵第一章内燃机电子控制技术概论第

37、一章内燃机电子控制技术概论 第一节第一节 汽车电子控制技术汽车电子控制技术 第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述第四节内燃机电控系统应用现状第四节内燃机电控系统应用现状u柴油机电控系统的控制内容柴油机电控系统的控制内容u柴油机电控系统的组成柴油机电控系统的组成u柴油机电控系统的工作过程柴油机电控系统的工作过程u柴油机电控燃料供给系统发展历程柴油机电控燃料供给系统发展历程u柴油机电控燃料供给系统优点柴油机电控燃料供给系统优点u柴油机电控燃油喷射系统的优点柴油机电控燃油喷射系统的优点o喷油量和时刻控制精确，提高发动机的

38、动力性和经济性。喷油量和时刻控制精确，提高发动机的动力性和经济性。o喷射压力高（喷射压力高（ 120MPa120MPa200MPa 200MPa ），）， 减少微粒排放减少微粒排放o喷油规律喷油规律控制灵活（多次喷射），降低噪声和排放控制灵活（多次喷射），降低噪声和排放 o目前柴油机电子控制燃料喷射技术在国外达到目前柴油机电子控制燃料喷射技术在国外达到60%-90%60%-90%。最佳的喷油规律，即最佳的喷油规律，即前期缓慢，中期急速，前期缓慢，中期急速，后期快断后期快断 第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述 欧洲欧洲重型车重型车用柴油机的排放限值用柴油机的排放限值 排放

39、排放标准标准实施年份实施年份排放限值排放限值 单位单位：g/(kWh)欧洲欧洲中国中国COHCNOxPM欧欧1199220004.51.18.00.36欧欧2199620044.01.17.00.25欧欧3200020082.10.665.00.1欧欧4200520101.50.463.50.02欧欧520082011.50.462.00.02o欧欧2排放标准：排放标准：采用采用涡轮增压中冷技术涡轮增压中冷技术来减少微粒和来减少微粒和NOx排放。排放。o欧欧3排放标准：以排放标准：以涡轮增压中冷技术为基础涡轮增压中冷技术为基础 +电控高压喷射系统，电控高压喷射系统，提高喷油压力提高喷油压力微粒

40、微粒； +通过喷油时刻的优化，推迟喷油通过喷油时刻的优化，推迟喷油 NOx排放。排放。 或电控或电控EGR NOx排放排放 1、选择性催化还原（选择性催化还原（SCR）技术）技术路线路线：通过强化燃烧降低通过强化燃烧降低微微粒粒的生成，的生成， SCR技术处理技术处理氮氧化物氮氧化物（欧洲主导）（欧洲主导） ；或或2、EGR+DPF技术路线：技术路线：是采用是采用EGR减少减少氮氧化物氮氧化物生成，再生成，再利用利用DPF(微粒捕集器微粒捕集器)对生成的微粒进行后处理（美国主导）对生成的微粒进行后处理（美国主导） p欧欧4排放标准排放标准：以电控高压燃料喷射系统以电控高压燃料喷射系统+增压技术

41、为基础增压技术为基础+柴油机排放控制方案：柴油机排放控制方案：第一章内燃机电子控制技术概论第一章内燃机电子控制技术概论 第一节第一节 汽车电子控制技术汽车电子控制技术 第二节第二节 汽油机电子控制系统概述汽油机电子控制系统概述第三节第三节 柴油机电子控制系统概述柴油机电子控制系统概述第四节内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状u柴油机电控系统的控制内容柴油机电控系统的控制内容u柴油机电控系统的组成柴油机电控系统的组成u柴油机电控系统的工作过程柴油机电控系统的工作过程u柴油机电控燃料供给系统类型柴油机电控燃料供给系统类型u柴油机电控燃料供给系统优点柴油机电控燃料供给系统优

42、点u内燃机电子控制系统内燃机电子控制系统o内燃机电子控制系统主要包括：内燃机电子控制系统主要包括：- 燃油喷射控制燃油喷射控制；(喷油量、喷油时刻、喷油量、喷油时刻、喷油速率、燃油压力喷油速率、燃油压力）- 点火控制；（汽油机）点火控制；（汽油机）- 怠速控制；怠速控制；- 排放控制；排放控制；- 进气控制；进气控制；- 增压控制；增压控制；- 诊断系统等功能。诊断系统等功能。o发动机电子控制系统或发动机管理系统（）发动机电子控制系统或发动机管理系统（）通过电子控通过电子控制手段对发动机（点火）、喷油、怠速、排放废气等优化控制，制手段对发动机（点火）、喷油、怠速、排放废气等优化控制，使发动机工

43、作在最佳工况，达到节能、降低废气排放的目的。使发动机工作在最佳工况，达到节能、降低废气排放的目的。柴油机柴油机u柴油机电控燃油供给系统与柴油机电控燃油供给系统与汽油机电控燃油喷射系统对比电控燃油喷射系统对比o柴油机电控燃油供给系统除了控制喷油量外，对柴油机电控燃油供给系统除了控制喷油量外，对喷油正时、喷油的压力和喷油规律都有很高的控喷油正时、喷油的压力和喷油规律都有很高的控制要求。制要求。o技术难点：执行器技术难点：执行器技术难度大技术难度大o系统的多样化系统的多样化直列泵、分配泵、泵喷嘴、单体泵直列泵、分配泵、泵喷嘴、单体泵柴油机喷射压力一般高达柴油机喷射压力一般高达30200MPa，而在汽

44、油机上则是使用低压喷射，喷油而在汽油机上则是使用低压喷射，喷油压力一般只需压力一般只需03MPa左右就已足够左右就已足够第四节内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状o确定系统的功能和要求；确定系统的功能和要求；o系统的组成设计和硬件配置：传感器、系统的组成设计和硬件配置：传感器、执行器；执行器；o软件设计；软件设计；o系统调试（发动机试验、系统标定、仿真等）；系统调试（发动机试验、系统标定、仿真等）；u汽车发动机电子控制系统的开发一般步骤：汽车发动机电子控制系统的开发一般步骤：发动机管理系统开发技术涉及到计算机技术、自动控制、发发动机管理系统开发技术涉及到计算机技术、自

45、动控制、发动机技术等多个领域，是汽车控制系统中最复杂的系统动机技术等多个领域，是汽车控制系统中最复杂的系统 。 第四节内燃机电控系统发展和应用现状第四节内燃机电控系统发展和应用现状u国际汽车发动机电子控制系统产品开发形式国际汽车发动机电子控制系统产品开发形式 其他参与汽车发动机电子控制系统部分产品开发与应用的厂商主要其他参与汽车发动机电子控制系统部分产品开发与应用的厂商主要有伟世通、法雷奥、西门子、飞利浦、有伟世通、法雷奥、西门子、飞利浦、NEC、德州仪器、德州仪器、ST（意（意法半导体）、东芝法半导体）、东芝 、日立、富士通、霍尼韦尔、马瑞利等。、日立、富士通、霍尼韦尔、马瑞利等。 在国际知

46、名品牌汽车的背后是在国际知名品牌汽车的背后是专业化分工的汽车配件厂商专业化分工的汽车配件厂商，为，为其提供全套的汽车配件产品。其提供全套的汽车配件产品。 第四节内燃机电控系统发展和应用现状第四节内燃机电控系统发展和应用现状u国外内燃机电控系统的知名企业国外内燃机电控系统的知名企业o德国博世德国博世bosch 博世公司位居世界博世公司位居世界500强第强第94位，是汽油发动机管理系位，是汽油发动机管理系统、柴油喷射系统、车身电子系统、汽车防抱死系统等诸多领统、柴油喷射系统、车身电子系统、汽车防抱死系统等诸多领域的全球领导者域的全球领导者,世界第二大汽车零部件供应商世界第二大汽车零部件供应商 联合

47、汽车电子有限公司（汽油机电控）（上海）联合汽车电子有限公司（汽油机电控）（上海）博世汽车柴油系统股份有限公司（无锡）博世汽车柴油系统股份有限公司（无锡）o美国德尔福美国德尔福delphi德尔福是全球最大的汽车零部件供应商之一德尔福是全球最大的汽车零部件供应商之一,世界世界500强排强排名第名第146位位,产品供给包括通用汽车、福特、丰田、日产、雷产品供给包括通用汽车、福特、丰田、日产、雷诺、大众等全球最大汽车厂家。诺、大众等全球最大汽车厂家。上海、苏州、长春、烟台有合资企业。上海、苏州、长春、烟台有合资企业。 o日本电装日本电装DENSO日本电装是世界第三的汽车零部件供应商日本电装是世界第三的

48、汽车零部件供应商 。1994年，电装在中国烟台成立了第一家合资生产企业。年，电装在中国烟台成立了第一家合资生产企业。后来又在北京、天津、上海、广州建立了分公司。后来又在北京、天津、上海、广州建立了分公司。o 1990年，汽油机喷射系统开始由年，汽油机喷射系统开始由化油器向电化油器向电喷喷过渡。过渡。o年成立合资公司（年成立合资公司（上海联合电子有限公上海联合电子有限公司司），博世（）公司是外方持股者，），博世（）公司是外方持股者，威孚集团是中方股东。生产的产品是威孚集团是中方股东。生产的产品是电子控制汽电子控制汽油喷射系统油喷射系统，是为汽油发动机配套的产品，是为汽油发动机配套的产品 。第四节

49、内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状u国内汽油机电控系统发展历程国内汽油机电控系统发展历程联合汽车电子有限公司的总部、技术中心和上海生产厂建设联合汽车电子有限公司的总部、技术中心和上海生产厂建设在上海市浦东新区金桥开发区，并在无锡和西安的高新技术在上海市浦东新区金桥开发区，并在无锡和西安的高新技术开发区设立分厂。目前，年生产能力已达开发区设立分厂。目前，年生产能力已达200多万套。多万套。o上海联合电子有限公司上海联合电子有限公司o北京万源德尔福发动机管理系统公司北京万源德尔福发动机管理系统公司o上海电装燃油喷射有限公司上海电装燃油喷射有限公司(Denso）o马瑞利动

50、力系统（上海）有限公司马瑞利动力系统（上海）有限公司(Magneti Marelli)（意大利菲亚特集团独资）意大利菲亚特集团独资） o东莞京滨东莞京滨汽车汽车电喷装置有限公司（电喷装置有限公司（KEIHIN）（日本独资）（日本独资）u国内汽油机电控系统主要生产企业国内汽油机电控系统主要生产企业第四节内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状美国德尔福汽车系统公司与中国运载火箭技术美国德尔福汽车系统公司与中国运载火箭技术研究院共同投资组建的合资企业研究院共同投资组建的合资企业 o合资汽车制造商汽车发动机电子控制系统基本由外商垄断。合资汽车制造商汽车发动机电子控制系统基本由外

51、商垄断。o致力于发展民族品牌的汽车制造商（奇瑞、吉利、哈飞、致力于发展民族品牌的汽车制造商（奇瑞、吉利、哈飞、柳州五菱等）国产发动机电子控制系统也委托国外企业提柳州五菱等）国产发动机电子控制系统也委托国外企业提供配套产品。供配套产品。o目前国内市场目前国内市场70%以上的汽车电子市场份额被国外电子以上的汽车电子市场份额被国外电子产品企业如产品企业如德尔福、日本电装、博世三家德尔福、日本电装、博世三家占领，剩余的占领，剩余的30也主要被玛瑞利、摩托罗拉、西门子等所垄断。也主要被玛瑞利、摩托罗拉、西门子等所垄断。u国内汽油机电控系统开发及应用现状国内汽油机电控系统开发及应用现状第四节内燃机电控系统

52、发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状o在在1986年年, 美国美国DDC公司和德国的率公司和德国的率先在其柴油机产品上采用了电喷技术先在其柴油机产品上采用了电喷技术; o到了上世纪末到了上世纪末, 西方已在车用柴油机上普及了该项技西方已在车用柴油机上普及了该项技术；术；o在过去的近在过去的近30年中年中, 柴油机电喷技术有了很大的进柴油机电喷技术有了很大的进展。展。u柴油机电控燃料供给系统发展历程柴油机电控燃料供给系统发展历程第四节内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状u国内柴油机电控系统的发展历程国内柴油机电控系统的发展历程o上世纪上世纪80年代末到年代末

53、到90年代初载货车年代初载货车“汽油改柴油汽油改柴油”政政策，在这期间，仿制起步的中国企业通过策，在这期间，仿制起步的中国企业通过购买生产许可购买生产许可证、技术合作证、技术合作等方式引进了国外一些先进的机型和技术，等方式引进了国外一些先进的机型和技术，同时自主开发的柴油机水平也有所提高。同时自主开发的柴油机水平也有所提高。o中国政府从中国政府从2008年在全国范围内实行欧年在全国范围内实行欧III排放标准。排放标准。要使尾气排放达到欧要使尾气排放达到欧III以上标准非采用电控技术不可。以上标准非采用电控技术不可。 o国内骨干柴油机企业以各种方式开展电控柴油喷射柴油国内骨干柴油机企业以各种方式

54、开展电控柴油喷射柴油机的研制工作，有的采取技术引进、有的采取合资、有机的研制工作，有的采取技术引进、有的采取合资、有的采取委托国外设计公司开发和技术合作；的采取委托国外设计公司开发和技术合作；第四节内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状o合资企业：合资企业：博世汽车柴油系统股份有限公司（威孚博世汽车柴油系统股份有限公司（威孚与博世合资与博世合资 ），），北京万源德尔福发动机管理系北京万源德尔福发动机管理系统公司，统公司，上海电装燃油喷射有限公司上海电装燃油喷射有限公司(Denso）o无锡油泵油嘴研究所。（自主）无锡油泵油嘴研究所。（自主）o南岳亚新科（衡阳）有限公司（自

55、主）南岳亚新科（衡阳）有限公司（自主）o成都威特电喷有限责任公司（自主）成都威特电喷有限责任公司（自主） ：u柴油机电控系统生产企业柴油机电控系统生产企业自主品牌柴油机电喷系统在玉柴，东风康明斯，一汽大柴，自主品牌柴油机电喷系统在玉柴，东风康明斯，一汽大柴，一汽锡柴，东风朝柴，北汽福田等一汽锡柴，东风朝柴，北汽福田等10多家主要汽车柴油机多家主要汽车柴油机企业的国企业的国产品上得到应用产品上得到应用第四节内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状o电喷系统的核心技术目前被严密地控制在外国公司的手中。柴电喷系统的核心技术目前被严密地控制在外国公司的手中。柴油机电喷市场一直被博

56、世、电装、德尔福等国外汽车油机电喷市场一直被博世、电装、德尔福等国外汽车零部件行零部件行业业巨头中，巨头中，博世博世占中国市场的占中国市场的60%，德尔福德尔福占占20%，电装电装只在上柴、锡柴的产品中使用，只在上柴、锡柴的产品中使用，本土电喷公司本土电喷公司只占相当小的比只占相当小的比例，甚至达不到例，甚至达不到5%。 u中国柴油机电控系统开发及应用现状中国柴油机电控系统开发及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状o第一个大难点是第一个大难点是精密加工精密加工。要生产喷油嘴，。要生产喷油嘴，需要有好的工艺和加工装备。需要有好的工艺和加工装备。 o第二个难

57、点就是第二个难点就是电磁开关电磁开关。使用高压共轨技。使用高压共轨技术的发动机是高速发动机，需要非常敏感的术的发动机是高速发动机，需要非常敏感的电磁结构，每一秒要开关几十次，所以必须电磁结构，每一秒要开关几十次，所以必须要找到相适应的电磁材料。要找到相适应的电磁材料。o第三大难点是第三大难点是电控系统软硬件系统电控系统软硬件系统。未来的电子燃油喷射系统是集高精密加工技术、电未来的电子燃油喷射系统是集高精密加工技术、电控技术为一体的高新技术产品。控技术为一体的高新技术产品。第四节内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状u发动机的标定发动机的标定o 发动机的标定，是指在汽车不

58、发动机的标定，是指在汽车不同的工作状态和气候环境下，对同的工作状态和气候环境下，对发动机管理系统的参数进行不断发动机管理系统的参数进行不断测试和调试，找到发动机最佳工测试和调试，找到发动机最佳工作状态下一组参数的作状态下一组参数的测试技术测试技术。o发动机的标定试验通常分为发动机的标定试验通常分为室内室内台架台架标定标定试验和室外道路试验和室外道路标定标定试试验验 第四节内燃机电控系统发展及应用现状第四节内燃机电控系统发展及应用现状发动机台架标定试验项目包括发动机台架标定试验项目包括：发动机实际充气效率、空燃：发动机实际充气效率、空燃比、点火正时、基本发动机热机标定；比、点火正时、基本发动机热机标定；u发动机标定试验“高寒、高温和高