汽车电子控制技术教学第六章

1、第六章第一节丰田TCCS系统第二节福特EEC系统第三节上海通用别克轿车电控系统第四节一汽大众捷达Motronic M3.8.2电控系统第五节柴油机电控喷射系统简介第一节丰田TCCS系统一、汽油供给系统二、进气系统三、电子控制系统一、汽油供给系统1.汽油供给系统的特点2.系统描述1.汽油供给系统的特点目前生产的1UZ-FE发动机取消了冷起动喷油器和温度时间开关，而采用全电脑控制的冷起动。在冷态下起动时，ECU会发出增加喷油的指令，从而使冷起动的空燃比控制得更为精确，排气净化功能更好。2.系统描述图6-11UZ-FE型发动机控制系统电路图2.系统描述图6-3节气门体的外部配置1节气门缓冲器2主节气

2、门强制开启器3主节气门位置传感器4副节气门位置传感器二、进气系统1.系统描述2.进气系统的主要组件1.系统描述1UZFE型发动机进气系统主要由空气过滤器、空气流量计、节气门体、进气室、各种连接管和真空软管等组成。此外还有计量节气门开度的节气门位置传感器和用于发动机怠速控制的怠速控制阀(ISC阀)。2.进气系统的主要组件(1)空气流量计(见本书第二章)。(2)节气门体节气门体内装有主节气门和副节气门，用于控制进气量(即发动机的负荷)的大小，外部装有主节气门位置传感器、副节气门位置传感器、节气门缓冲器和主节气门强制开启器。(3)进气室和进气支管进气室位于V形气缸体的中间，进气室有如一只大容量的空气

3、室，其作用是减少进气脉动和各缸的相互干涉，有利于提高各缸的充气量。(4)怠速控制阀(ISC阀) 怠速控制阀安装于进气室的前端，开度受ECU控制，ECU则根据发动机的冷却液温度、是否已接入空调(A/C信号)和动力转向输出等工况来确定ISC阀的正常怠速或快怠速状态。三、电子控制系统1.电子控制单元(ECU)2.传感器和控制开关等3.电控汽油系统工作过程1.电子控制单元(ECU) LS400型轿车采用的是发动机和变速器集中控制的ECU，安装在仪表板右端杂物箱的右侧2.传感器和控制开关等(1)空气流量计1UZFE型发动机常用的是卡门旋涡式空气流量计。(2)节气门位置传感器1UZFE型发动机设有主、副两

4、个节气门位置传感器。(3)进气温度传感器进气温度传感器安装在空气流量计内，其感温元件为热敏电阻，它具有负的温度电阻系数，发生故障时，ECU会自动地将进气温度设定在20，维持基本喷油量。(4)冷却液温度传感器冷却液温度传感器安装在节温器的下方，其感温元件也为热敏电阻。(5)曲轴转速和凸轮位置传感器1UZFE发动机的曲轴转速和凸轮轴位置传感器均为磁电式。(6)车速传感器1UZFE发动机的车速传感器安装于变速器的输出端附近，通过软轴再与仪表板的车速表连接。2.传感器和控制开关等(7)爆燃传感器1UZFE发动机采用的是共振型压电式爆燃传感器，当发生爆燃时，振动片处于共振状态，振幅最大，压电元件输出的压

5、电信号也最大，ECU即判别发生了爆燃，随即向点火器发出推迟点火的指令，使爆燃即时消失。(8)氧传感器1UZFE发动机设有二个三元催化净化器，每一个TWC具有主、副两个氧传感器，因而整机便有4只氧传感器。(9)可变电阻器可变电阻器用于调整怠速时可燃混合气的空燃比，从而进一步控制怠速时的CO排放浓度。(10)海拔高度补偿器(HAC) 海拔高度补偿器(HAC)就是用来检测大气压力的传感器，它由压电晶体制成，根据环境气压的变化而输出不同的电压信号，气压越大输出的电压越高，ECU依据HAC电压信号的高低转换成进气密度，再向喷油器发出修正喷油量的信号。图6- 4可变电阻器外形1调整工具(SST)2可变电阻

6、器图6-5可变电阻器的内部结构1连接器2怠速混合气调节螺钉3电阻器3.电控汽油系统工作过程(1)高速燃油切断当发动机的转速超过了额定转速(5400rmin)时，为避免机件的损坏，ECU会立即发出停止汽油喷射的指令，转速下降到约5200rmin时，ECU又会发出恢复汽油喷射的指令。(2)减速燃油切断当车速处于从高速工况减速行驶时，ECU通过节气门的关闭速率、车速和发动机转速以及冷却液温度等信号，会发出停止汽油喷射的指令，以节省燃油。(3)换挡燃油切断换挡时如果继续喷射汽油，则容易造成齿轮的碰撞和换挡的困难，ECU便设置了换挡燃油切断功能。(4)汽油泵的控制1992年以后，1UZFE型发动机改用专

7、用的汽油泵，ECU对汽油泵进行高、低转速的二级控制。第二节福特EEC系统一、电控汽油喷射系统二、电子控制点火系统三、电子控制系统一、电控汽油喷射系统 1.空气流量计(MAF) 早期的福特公司生产的轿车采用进气支管压力传感器测量进气量，在92款轿车中，用在进气管旁通管路中安装的热线式质量空气流量传感器测量发动机进气量，以电压变化的形式输出给电控单元，来感知进气量的质量流量，其输出电压范围为0.55.0V。为了防止污物污染热线，在进气系统中空气过滤器后装有滤网。2.进气温度和发动机冷却液温度传感器当进气温度和发动机冷却液温度变化时，电控单元要相应地根据温度变化对喷油器喷油量及怠速空气量进行调整。发

8、动机进气温度由热线式空气流量计内的冷线测量，冷却液温度由安装在缸体上的温度传感器测定，两种温度传感器均采用负系数电阻制成，随温度的升高，传感器电阻值相应减小，由此产生一相应的电压信号传送给电控单元，由电控单元控制执行器对进气系统及供油系统进行校正。其输出电压范围为0.33.7V。3.节气门位置传感器为了感知节气门开启的位置及开启的速率，以实现对在不同节气门开度及加、减速工况下调节混合气浓度，X型、U型发动机采用了安装在节气门轴上的线性旋转式电位计测量节气门的开启，输出电压范围05V，电控单元根据节气门位置信息控制空燃比，点火提前角以及废气再循环数量。4.怠速控制系统 当使用空调、动力转向装置以

9、及发动机暖车阶段要对怠速空气量进行调整，两种形式发动机采用如图6- 6所示的直动式、占空比型的辅助空气阀，它是由电控单元根据传感器输入的信号控制的电磁旁通阀，通过控制电磁阀的开、闭，使部分空气绕过节气门而进入进气支管。一、电控汽油喷射系统表6-1福特轿车用传感器和执行器二、电子控制点火系统图6-7分电器内叶轮开关机构1霍尔点火系统2叶轮3窗口4永久磁铁三、电子控制系统 1.起动模式 为了使发动机迅速起动，起动时必须增加喷油器喷油量，并对最佳点火提前角进行相应的调整，因此轿车在起动时，点火开关接至起动位置，电子控制组件ECA进入起动模式，此时系统处于开环控制状态。每个喷油器按发动机点火顺序，在每

10、工作循环同时喷油两次，或者每个喷油器在曲轴每转喷油一次，从而增加起动喷油量。同时，ECA控制点火系统使点火提前角处在上止点前1015曲轴转角。当发动机起动后，ECA根据发动机冷却液温度的变化调整喷油器的喷油量，同时控制辅助空气阀电磁线圈通、断电的比例，使发动机进入快怠速暖机阶段。当发动机冷却液温度达到发动机规定的运行温度时，ECA控制系统进入正常运行模式。在发动机正常运行模式下，如果出现发动机运转不稳的现象，ECA控制系统进入低速模式，以防止发动机熄火。2.低速模式在正常运行模式下，当发动机转速低于 500rmin时，系统进入低速模式，由于此时发动机工作处于一种脉动状态，空气流量计测量结果波动

11、较大而很难实施对喷油器最佳喷油量的控制，为了防止发动机熄火，ECA控制系统给喷油器一个固定的，预先设置的最佳的喷油的脉冲宽度，此脉宽不受空气流量计信号的影响。3.气门全关模式(怠速和减速模式) 在发动机怠速工况，节气门处于全关位置时，ECA根据从发动机温度传感器、空气流量传感器、节气门位置传感器、排气氧传感器、曲轴位置及转速传感器以及空调离合器传入的信息，计算出喷油器喷油脉冲宽度并输出给喷油器。当氧传感器温度未达到正常运行温度时，怠速时喷油器喷油控制采取开环控制方式。只有当氧传感器温度达到正常运行温度时，系统进入闭环控制，ECA根据氧传感器传入的信息，对喷油器的喷油量进行校正，一旦氧传感器发生

12、故障无信三、电子控制系统图6-8电子控制系统组成示意图第三节上海通用别克轿车电控系统一、发动机电控系统说明二、传感器与控制电路三、汽油供给和进气系统四、电控汽油喷射系统工作模式一、发动机电控系统说明表格一、发动机电控系统说明表格二、传感器与控制电路1.传感器控制电路2.传感器1.传感器控制电路图6-10常见传感器控制电路2.传感器(1)空气流量传感器(MAP)采用热线式空气流量计，安装在节气门体上，将空气流量的信号转变为电信号传递给动力控制模块。(2)节气门位置传感器(TPS)节气门位置传感器为三导线型可变电阻式传感器，安装在节气门体上，由节气门轴操纵。(3)凸轮轴位置传感器采用霍尔式，位于发

13、动机前部的气缸侧，动力转向泵之后。(4)曲轴位置传感器曲轴位置传感器包括7X和24X曲轴位置传感器。(5)爆燃传感器爆燃传感器安装在发动机机体上，靠近起动机和发动机机油过滤器，用以监测气缸内的爆燃情况，使动力控制模块在爆燃期间发出指令，延迟点火正时。(6)进气温度传感器(IAT)进气温度传感器是一种负温度系数型传感器，安装在进气导管内，用于测量进入发动机气缸中的空气温度。(7)冷却液温度传感器(ECT)冷却液温度传感器安装在发动机的右后部，深入发动机水套中，与冷却液直接接触。2.传感器(8)氧传感器氧传感器由锆铂材料构成，安装在排气支管内，电压信号的变化范围约为0.1V(稀混合气)0.9V(浓

14、混合气)。(9)车速传感器其实质上相当于永磁发电动机，安装在变速器内，监测并向动力控制模块提供车速信号。三、汽油供给和进气系统图6-13汽油供给系统1汽油压力表2放气软管3汽油压力接头4支管真空软管接头5快速连接接头6尼龙管7汽油滤清器8压力管9回油管10油泵出油口密封件11滤网12汽油泵13汽油管断流适配器14汽油管15汽油压力调节器四、电控汽油喷射系统工作模式 1.起动模式 当点火开关第一次转到ON位置时，动力控制模块使汽油泵继电器接通2，汽油泵开始向汽油加压，动力控制模块根据冷却液温度传感器和节气门位置传感器的信号，确定空燃比是否适合于发动机起动。空燃比的变化范围为1.51(冷却液温度为

15、36时)到14.71(冷却液温度为94时)。动力控制模块通过改变喷油器的通电时间来控制起动模式时的供油量。2.清除溢油模式 如果发动机出现溢油现象(汽油过量)，将加速踏板踩到底，便可清除溢油。此时，动力控制模块将使发动机完全断油，并且只要节气门在全开位置，发动机转速在600rmin以下，动力控制模块便使喷油器保持该喷油速度。如果节气门的开度降到80以下，动力控制模块将回到起动模式。3.运行模式该模式分为开环运行模式和闭环运行模式两种。当发动机第一次起动，且转速高于400rmin时，系统进入开环运行模式。这时发动机忽略氧传感器的信号，根据来自节气门位置传感器、冷却液温度传感器和空气流量传感器的输

16、入信号来计算空燃比。在满足氧传感器已加热到正常工作温度、发动机冷却液温度高于规定值和发动机转速大于800rmin前，系统将保持开环运行模式。闭环运行的工作条件随发动机型号的不同而不同，这些条件被储存在动力控制模块内。一旦满足这些条件，系统便进入闭环运行模式，否则进入开环运行模式。在闭环模式下，动力控制模块根据氧传感器信号来计算空燃比，使空燃比接近14.71。4.加速模式 动力控制模块在检测到节气门开度和空气流量迅速增大时，立即作出响应，以增加汽油供给量。 5.减速模式动力控制模块在检测到节气门位置和空气流量减少时作出响应，减少汽油供给量。当发动机突然减速时，动力控制模块可在短期内完全切断汽油的

17、供给。6.蓄电池补偿模式当蓄电池电压较低时，动力控制模块可通过增加喷油器脉冲宽度、怠速转速和延长点火时间来避免因点火火花微弱而引起点火不良的现象。7.断油模式 当点火开关断开时，喷油器将停止喷油，以防止发生自燃现象。如果未接收到点火控制模块的脉冲参考信号，喷油器也不会喷油，这样发动机便不能运转，从而防止了溢油的发生。8.发动机转速车速断油模式 动力控制模块监测发动机转速，当发动机转速增加到5600rmin以上时，动力控制模块使喷油器停止喷油。当转速降到5100rmin以下时，喷油器又恢复喷油。四、电控汽油喷射系统工作模式第四节一汽大众捷达Motronic M3.8.2电控系统一、进气系统二、电

18、子控制系统三、汽油供给系统第四节一汽大众捷达Motronic M3.8.2电控系统图6-14汽油喷射系统的组成1空气流量计2转速传感器3霍尔传感器4节气门电位计G69、怠速节气门电位计G88和怠速开关F605进气温度传感器6冷却液温度传感器7氧传感器8爆震传感器9怠速电动机V60和节流阀体J38810氧传感器加热器11活性碳罐电磁阀12点火线圈N128和电子点火器N12213喷油器14汽油泵15ECU一、进气系统一般工况下，空气的流量通过驾驶人员操纵加速踏板等来控制。在怠速工况下，由ECU控制怠速电动机(怠速控制阀)来调节空气流量，从而调节发动机怠速转速，怠速电动机采用一直流电动机，安装在节气

19、门体内，通过齿轮机构调节节气门开度，正转或反转，并在其控制范围内加大或减小节气门开度，从而实现对发动机怠速控制。二、电子控制系统表6-3Motronic M3.8.2系统传感器和控制功能三、汽油供给系统1.汽油供给系统的组成2.电控汽油喷射系统1.汽油供给系统的组成图6-15Motronic M3.8.2汽油供给系统2.电控汽油喷射系统(1)起动喷油控制起动时，ECU不以空气流量计的信号作为喷油量的计算依据，而是按预先给定的起动程序来进行喷油控制。(2)运转喷油控制在发动机运转中，ECU主要根据进气量和发动机转速来计算喷油量。(3)断油控制为以满足发动机运转的特殊要求，暂时中断油喷射。(4)反

20、馈控制汽油喷射系统进行反馈控制的传感器是氧传感器。第五节柴油机电控喷射系统简介一、博世式喷油泵电子控制系统二、分配式喷油泵电子控制系统三、电子控制共轨式柴油喷射系统四、泵喷嘴系统一、博世式喷油泵电子控制系统 1.喷油量控制柴油机在运行时的喷油量是根据由加速踏板位置和柴油机转速所确定的喷油量整定值来选定的。喷油泵调节齿杆位置则是由喷油量整定值、柴油机转速和具有三维坐标模型的预先存储在控制器内的喷油泵速度特性所确定2.喷油定时控制喷油定时是根据柴油机的负荷和转速确定，并根据冷却水的温度进行校正。3.怠速和暖车控制怠速有两种控制方式：其一为手动控制，另一种为自动控制。借助于选择开关可选定怠速控制方式。当选定手动控制时，转速由怠速控制旋钮来调整。选择自动控制时，随着冷却液温度逐渐升高，转速从暖车前的800r/min降至暖车后的400r/min。用这种方法可缩短冬季暖车时间。4.巡航控制该系统的巡航控制是由车速、柴油机转速、加速踏板位置、巡航开关传感器和电子调速器控制器来实现。一个快速、精密的电子调速器执行器，根据控制器的指令自动进行巡航控制，使发动机始终处于最佳运动状态。在原有的电子调速器基础上，只需增加几个开关和软件就可