发动机集中电子控制系统

发动机集中电子控制系统第一页，共14页。第一节概述

在由模拟电路控制时代，一块模拟电路板一般只完成一项控制功能，要增加功能，就要增加电路板及传感器，结构复杂。在以微处理器为基础的数字控制时代，可通过增加控制程序的功能及必备的输入输出接口来增加新的控制功能，且传感器可以共用，使一个ECU完成多种控制功能称为现实。现代发动机ECU一般都能完成燃油喷射控制、点火控制、怠速控制、废气再循环控制、炭罐排放控制、故障自诊断等多种功能，称为发动机集中控制系统。除了上述功能外，现代发动机ECU有集成越来越多功能的趋势。第二页，共14页。一、发动机集中控制系统功能扩展1.配气相位可变控制(VVVTI)（1）控制作用一般发动机的配气相位只在一定转速范围内为最佳，所谓配气相位可变控制就是使配气相位（进排气门的早开角、晚关角）根据发动机的转速变化，是在各转速下皆为最佳。（2）实现方式在原配气机构的基础上，加装机械式、液压式、机液混合式调整机构实现。第三页，共14页。2.进气谐波增压控制（1）原理由于空气的惯性及弹性，随着进气门的周期性开闭，在进气管中将形成压力波，其周期与进气管的长度有关，长度越长，周期越大。通过设计合适的进气管长度，可以保证在发动机一定转速时，进气门打开前，进气门处为压力波的峰值，这样可以增加进气量。通过改变进气管的长度，改变压力波的周期，使发动机在较宽的转速范围内，都能保证进气门打开前，进气门处刚好是压力波的峰值。（2）实现方法一般是在进气管中部设一容量较大的空气室，当该空气室接通时，将在进气门和该空气室间形成压力波，周期较短，适应于高转速。用控制阀控制该空气室的接通与否。第四页，共14页。3.电子节气门（1）原理加速踏板位置信号经ECU处理后，由ECU根据当前的发动机工况，驱动电机，使节气门开度变化。（2）特点可以使节气门开度与加速踏板位置不一致，能实现舒适的车速控制、限速控制、巡航控制等。第五页，共14页。4.断缸控制（1）作用在发动机小负荷时，使其中的一个或几个汽缸停止供油和点火，以达到节能、减排的目的。（2）实现方法使进气门长关、排气门长开。第六页，共14页。4.废气涡流增压控制（1）原理利用排气的动能，推动涡轮旋转，带动泵轮将进气压力升高。但增压压力需要控制，否则将出现爆震。（2）实现方法利用电磁阀改变可变喷嘴环的角度和废气排放阀的开度，实现增压压力控制。同时，爆震信号作为增压压力是否合适的反馈信号。第七页，共14页。二、发动机控制的其它功能1.燃油压力控制（1）作用为了提高发动机的热起动性能，在起动时提高燃油喷射压力，减少燃油汽化。（2）实现方式通过电磁阀将燃油压力调节器接大气（而不是接节气门后方的真空）。第八页，共14页。2.二次空气喷射控制（1）作用将新鲜空气引入排气管，炽热的废气中CO、HC进一步氧化。（2）实现方法利用排气脉动产生的真空，将新鲜空气引入。第九页，共14页。3.可变转速的燃油泵控制

利用PWM方式，控制燃油泵的平均驱动电压，实现发动机高负荷时高转速，低负荷时低转速，达到节能、降低噪声、减小磨损的效果。第十页，共14页。三、发动机集中控制系统的故障自诊断1.故障自诊断的原理（1）传感器的故障自诊断a.信号连续超过某一设定值（如水温传感器）；b.长时间收不到传感器信号（如转速传感器）；c.信号长期不变（如氧传感器）。（2）执行器的故障自诊断执行器的故障自诊断比较困难，一般要设置专用诊断电路才能实现（如点火确认信号的产生）。（3）ECU本身利用内部的监控电路（看门狗）实现。第十一页，共14页。2.故障的处理方式（1）对于非主要传感器故障用固定值代替传感器信号（如水温传感器）。（2）对于主要传感器与ECU故障启用后备系统，维持发动机勉强运行，可将车辆开到最近的修理厂。（跛行回家功能）。如转速传感器、进气压力传感器故障。（3）对于执行器故障如果执行器故障可以自动诊断的话，一般要停机。不管发生什么故障，都将有故障码存储与RAM中，同时点亮“检查发动机”指示灯。第十二页，共14页。3.故障码的读取操作（1）跨接线短接法（2）按压诊断开关法（3）旋转诊断开关法（4）空调控制面板按键操作法（5）循环开闭点火开关法（6）加速踏板操纵法（7）故障诊断