ch01-发动机电控技术概述

1汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术Auto-motive engine electrically controlled technology 2汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术第一章 汽车发动机电控技术概述本章主要内容：F 发动机电控技术的发展F 电控技术对发动机性能的影响F 应用在发动机上的电子控制系统F 发动机电控系统的基本组成3汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术学习目标：F了解电控发动机的优点；F了解电控发动机各控制系统的功能及主要控制内容；F了解电控发动机控制系统主要的输入信号和执行器。4汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术始于 20世纪 60年代，分为三个阶段：第一阶段： 20世纪 60年代中期到 70年代中期主要是为改善部分性能而对汽车电器产品进行的技术改造，如在车上装了晶体管收音机；第二阶段： 20世纪 70年代末期到 90年代中期为解决汽车安全、污染和节能三大问题，研制出电控汽油喷射系统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统；第三阶段： 20世纪 90年代中期以后电子技术从发动机扩展到底盘、车身及柴油机多个领域，各种电控系统日趋完善，汽车电子化已达到相当高的程度电控系统控制：独立控制 集中控制 整车控制技术一、发动机电控技术的发展5汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术 提高发动机的动力性； 提高发动机的燃油经济性； 降低排放污染； 改善发动机的加速和减速性能； 改善发动机的起动性能； 发动机故障发生率大大降低，自诊断与报警系统的应用，提高了故障诊断的速度和准确性，缩短汽车因发动机故障而停驶的时间。二、电控技术对发动机性能的影响6汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术三、应用在发动机上的电子控制系统 电 控燃油 喷 射系 统 EFI 电 控点火系 统 ESA 怠速控制系 统 ISC 排放控制系 统 进 气控制系 统 增 压 控制系 统 巡航控制系 统 警告提示 自 诊 断与 报 警系 统 失效保 护 系 统 应 急 备 用系 统 其他控制系 统7汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术电 控燃油喷射系统（ EFI） 功用：根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。8汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术怠速控制系统（ 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。9汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术进气控制系统 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。 10汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术巡航控制系统 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 。11汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术自诊断与报警系统 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 。（如 X-431）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。12汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术四、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、 电子控制单元（ ECU） 和 执行元件 三部分。信号输入装置（各种传感器）电子控制单元(ECU) 执行元件电控系统的基本组成传感器 执行器ECU13汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术 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（ 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 ：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。14汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术类型：开环控制 ECU根据传感器的信号对执行器进行控制，但不去检测控制结果；闭环控制 也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，并反馈给 ECU。传感器 电子控制单元 执行器 发动机传感器 电子控制单元 执行器 发动机闭环控制氧传感器15汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术传感器1. 概念： 传感器是指能感受规定的物理量，并按一定规律转换成可用输入信号的器件或装置 。特点：非电量 电量2. 组成(1)敏感元件 直接感受（或响应）被测量的部分，把被测量转换成与被测量有确定关系的非电量或其他量。(2)转换元件 将敏感元件输入的非电量转换成电参量。(3)测量电路 将转换元件输入的电参量转换成电压、电流或频率等可测电量，以便进行显示、记录、控制和处理。测量电路较多使用电桥电路16汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术3.类型 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 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 CMPS： 提供曲轴转角基准位置信号。 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 IATS： 检测进气温度信号。 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 VSS： 检测汽车的行驶速度，给 ECU提供车速信号（ SPD信号）。17汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术 氧传感器 O2S： 检测排气中的氧含量。 爆燃传感器 KS： 检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。 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 ：自动变速器由空档挂入其他档时，向 ECU输入信号。 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 ：制动时，向 ECU提供制动信号。 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 ：当进入巡航控制状态时，向 ECU输入巡航控制状态信号。18汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术4. 实例：线性节气门位置传感器(1)结构：采用线性电位计，由节气门轴带动电位计滑动触点，在不同的节气门开度下，接入回路的电阻值不同。(2)过程：采用线性电位计，由节气门轴带动电位计滑动触点运动，在不同的节气