《汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)原理與維修 》曹紅兵主編1.1-1.2 組成與工作原理

1、第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的組成與工作原理 學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容及功能。掌握發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的根本組成與控制原理。了解發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的控制方式。1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容及功能目前，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上主要的電子控制系統(tǒng)有：電子控制燃油噴射系統(tǒng)電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)氣控制系統(tǒng)怠速控制系統(tǒng)排放控制系統(tǒng)自診斷系統(tǒng)通常將電子控制燃油噴射系統(tǒng)、電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)以外的其它控制系統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)為輔助控制系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)主要控制功能是燃油控制控制噴油量和噴油正時(shí)和點(diǎn)火控制控制點(diǎn)火提前角、閉合角和爆震控制。 1.1.1 電子控制燃油噴射系統(tǒng)包括噴油量控制、噴射正時(shí)控制。ECU主要根據(jù)空

2、氣流量傳感器提供的進(jìn)氣量信號(hào)確定根本的噴油量，再根據(jù)其他傳感器如冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器信號(hào)對(duì)噴油量進(jìn)行修正，能有效控制混合氣空燃比，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下空燃比到達(dá)較佳值、在各種運(yùn)行工況下均能獲得最正確濃度的混合氣，從而實(shí)現(xiàn)提高功率、降低油耗、減少排氣污染等成效。1.1.2 電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)主要功能是點(diǎn)火提前角控制和通電時(shí)間閉角控制與恒流控制。系統(tǒng)可使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)荷條件下，根據(jù)各相關(guān)傳感器信號(hào)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況和運(yùn)行條件，選擇最理想的點(diǎn)火提前角點(diǎn)燃混合氣，并根據(jù)蓄電池電壓及轉(zhuǎn)速等信號(hào)控制點(diǎn)火線(xiàn)圈初級(jí)電路的通電時(shí)間，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最大的功率和轉(zhuǎn)矩

3、，而將油耗和排放降低到最低限度。此外，系統(tǒng)還能進(jìn)行爆震控制。1.1.3 輔助控制系統(tǒng) 1進(jìn)氣控制系統(tǒng)功用：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行控制，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性。包括諧波進(jìn)氣增壓系統(tǒng)ACIS、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)、可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)、電子控制節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)ETCS等。2怠速控制系統(tǒng)怠速控制ISC系統(tǒng)能在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況下，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、空調(diào)壓縮機(jī)是否工作、變速器是否掛入擋位等，通過(guò)怠速控制閥對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)隨時(shí)以最正確怠速轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。3排放控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制裝置的工作實(shí)行電子控制。排放控制主要包括汽油蒸汽排放EVAP控制系統(tǒng)、廢氣再循

4、環(huán)EGR控制系統(tǒng)，氧傳感器及三元催化轉(zhuǎn)化TWC控制系統(tǒng)，二次空氣噴射控制系統(tǒng)等 。4自診斷系統(tǒng)用來(lái)提示駕駛員發(fā)動(dòng)機(jī)有故障；同時(shí)，系統(tǒng)將故障信息以設(shè)定的數(shù)碼故障碼形式儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，以便幫助維修人員確定故障類(lèi)型和范圍。當(dāng)傳感器或傳感器線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)按ECU中預(yù)先設(shè)定的參考信號(hào)值工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)以便能盡快送到維修站檢修，但發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有所下降。 1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的根本組成與控制原理1.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的根本組成傳感器電子控制單元ECU執(zhí)行器由傳感器、電子控制單元ECU和執(zhí)行器三局部組成。傳感器的功用是采集各種信息。電子控制單元ECU分析處理傳感器采集得到的

5、各種信號(hào)并向執(zhí)行器發(fā)出控制指令。執(zhí)行器的功用是根據(jù)控制器的指令完成具體操作動(dòng)作。 1傳感器 1空氣流量傳感器2進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器3節(jié)氣門(mén)位置傳感器4曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器5冷卻液溫度傳感器 6進(jìn)氣溫度傳感器7氧傳感器8爆震傳感器 9大氣壓力傳感器 10車(chē)速傳感器2電子控制單元ECU1功能給傳感器提供參考基準(zhǔn)電壓2V、5V、9V、12V。存儲(chǔ)、計(jì)算、分析處理信息。運(yùn)算分析。輸出執(zhí)行命令。自我修正功能自適應(yīng)功能。 2電子控制單元的硬件ECU主要由輸入回路、A/D轉(zhuǎn)換器、微機(jī)和輸出回路四局部組成。3電子控制單元的軟件軟件包括控制程序和數(shù)據(jù)兩局部。主控程序，任務(wù)是整個(gè)系統(tǒng)初始化、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)

6、的工作時(shí)序、控制模式的設(shè)定，常用工況及其他各工況模式下噴油信號(hào)和點(diǎn)火信號(hào)輸出程序。為實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況及運(yùn)行條件下最正確的綜合性能，電子控制系統(tǒng)必須以最正確的相應(yīng)控制參數(shù)如最正確噴油脈寬和最正確點(diǎn)火提前角控制發(fā)動(dòng)機(jī)在最正確運(yùn)行狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)，這些控制參數(shù)的最正確數(shù)據(jù)預(yù)先全部存儲(chǔ)在微型計(jì)算機(jī)只讀存儲(chǔ)器中ROM。3執(zhí)行器電動(dòng)燃油泵：供給燃油噴射系統(tǒng)規(guī)定壓力的燃油。電磁噴油器：根據(jù)ECU的噴油脈沖信號(hào)，精確計(jì)量燃油噴射量。冷起動(dòng)噴油器及熱限時(shí)開(kāi)關(guān)：根據(jù)ECU的噴油脈沖信號(hào)和冷卻液溫度信號(hào)，控制起動(dòng)時(shí)的噴油量和噴油持續(xù)時(shí)間。點(diǎn)火控制器：又稱(chēng)為點(diǎn)火模塊，是微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的功率輸出級(jí)；它接受ECU輸出的點(diǎn)火

7、控制信號(hào)并進(jìn)行功率放大，以便驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火線(xiàn)圈工作。怠速控制閥：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷情況，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速?；钚蕴抗藜捌潆姶砰y：根據(jù)電控單元的控制指令信號(hào)，回收發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的燃油蒸汽，從便減少排氣污染。1.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的工作原理在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的各傳感器送來(lái)的信號(hào)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前所處的運(yùn)行工況和運(yùn)行條件，并從ROM中查取相應(yīng)的控制參數(shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)中央處理器CPU的計(jì)算和必要的修正后，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)1.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的控制方式 1開(kāi)環(huán)控制：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)傳感器的信號(hào)對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行控制，而控制的結(jié)果如燃燒是否完全、怠速是否穩(wěn)定、有否有爆震發(fā)生等是否到達(dá)預(yù)期目標(biāo)無(wú)法做出分析，控制的結(jié)果對(duì)控制過(guò)程沒(méi)有影響，這種控制方式稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制。 2閉環(huán)控制：閉環(huán)控制實(shí)質(zhì)上就是反響控制。在開(kāi)環(huán)控制的根