第一章电控发动机概述3-汽油机电控系统的控制功能及方式

1、第一章第一章 电控发动机概述电控发动机概述11 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展12 汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成 实训任务实训任务 发动机电控系统总体认识发动机电控系统总体认识 13 汽油机汽油机电控系统的控制功能与方式电控系统的控制功能与方式14 电控发动机的发展趋势电控发动机的发展趋势15 汽油机电控燃油喷射系统的组成与分类汽油机电控燃油喷射系统的组成与分类1# 思考题思考题13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式 掌握现代汽油机电控系统的控制功能。掌握现代汽油机电控系统的控制功能。本节内容：本节内容： 一、发动机管理系统的控制项目一、发

2、动机管理系统的控制项目 二、汽车发动机电控单元二、汽车发动机电控单元(ECU)(ECU)主要功能主要功能13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式一、发动机管理系统的控制项目一、发动机管理系统的控制项目 汽油机电控始于燃油喷射，但不止于燃油喷射。汽油机电控始于燃油喷射，但不止于燃油喷射。 电电控汽油喷射系统控汽油喷射系统EFIEFI（electronic fuel injectionelectronic fuel injection），常常简称为常常简称为电喷系统电喷系统，只涉及与空燃比的电控。，只涉及与空燃比的电控。 除了空燃比外，还有许多因素对汽油机性能有十除了空燃

3、比外，还有许多因素对汽油机性能有十分重要的影响，分重要的影响， 其中，最重要的是其中，最重要的是点火提前角控制点火提前角控制。 早期，空燃比和点火提前角分别控制，称作早期，空燃比和点火提前角分别控制，称作发动发动机电子单独控制系统机电子单独控制系统； 直到上世纪直到上世纪70年代后期，各大年代后期，各大汽车公司纷纷推出将电喷和电子点火集中由一个电控汽车公司纷纷推出将电喷和电子点火集中由一个电控单元控制的系统，单元控制的系统， 称为称为发动机电子集中控制系统发动机电子集中控制系统，也，也称为称为发动机管理系统，见表发动机管理系统，见表1-3-11-3-1（P18P18）。13 汽油机电控系统的控

4、制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式一、发动机管理系统的控制项目一、发动机管理系统的控制项目控制系统类别控制系统类别 子系统名称子系统名称所用主要传感器种类所用主要传感器种类 主要控制主要控制 辅助控制辅助控制喷喷油油控制控制点火控制点火控制喷油量控制喷油量控制喷油定时控制喷油定时控制点火时刻控制点火时刻控制闭合角控制闭合角控制爆震控制爆震控制怠速控制怠速控制燃油泵控制燃油泵控制燃油蒸发排放控制燃油蒸发排放控制可变气门正时控制可变气门正时控制可变进气系统控制可变进气系统控制冷却风扇控制冷却风扇控制发电机励磁控制发电机励磁控制空调压缩机控制空调压缩机控制废气再循环控制废气再循环控制(EGR

5、)(EGR)废气涡轮增压压力控制废气涡轮增压压力控制二次空气喷射控制二次空气喷射控制E Electronic lectronic F Fuel uel I InjectionnjectionE Exhaust xhaust G Gas as R Recirculationecirculation二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能1 1、燃油喷射、燃油喷射 (EFI) (EFI)控制控制(1) (1) 油量控制油量控制13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式(2) (2) 喷油正时控制喷油正时控制(3) (3) 断油控制

6、断油控制( (包括包括减速减速和和超速超速断油断油) )(4) (4) 燃油泵控制燃油泵控制2 2、点火点火 (ESA)(ESA)控制控制(1) (1) 点火提前角控制点火提前角控制(2) (2) 闭合角控制闭合角控制(3) (3) 爆震控制爆震控制 E Electronic lectronic S Spark park A Advancedvance3 3、怠速怠速控制控制(ISC)(ISC) I Idle dle S Speed peed C Controlontrol4 4、排放排放控制控制(1) (1) 汽车尾气排放污染控制汽车尾气排放污染控制(2) (2) 废气再循环废气再循环( (

7、EGREGR) )控制控制(3) (3) 活性炭罐清污电磁阀控制活性炭罐清污电磁阀控制(4) (4) 二次空气喷射控制二次空气喷射控制下面详细讲述各种功下面详细讲述各种功能的特点能的特点二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能进气系统进气系统控制控制13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式5 5、(1) (1) 可变配气相位控制可变配气相位控制(2) (2) 可变进气系统控制可变进气系统控制( (可变进气管可变进气管、可变进气道节流技术可变进气道节流技术和和废气涡轮增压控制废气涡轮增压控制) )6 6、辅助辅助控制控制(1)

8、 (1) 散热器风扇控制散热器风扇控制(2) (2) 发电机励磁控制发电机励磁控制7 7、车载车载自诊断功能自诊断功能(1) (1) 故障监测故障监测(2) (2) 故障报警故障报警(3) (3) 备用运行功能备用运行功能( (即即“跛脚回家跛脚回家”)”)13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能 1、燃油喷射、燃油喷射( (EFIEFI：E Electronic lectronic F Fuel uel I Injectionnjection) )控制。控制。 ( (1) 1) 油量

9、控制油量控制 发动机控制器发动机控制器( (ECUECU) )将发动机将发动机转速转速和和负荷负荷作为作为主控信号主控信号，确定，确定喷油脉冲宽度喷油脉冲宽度( (即即基本喷油量基本喷油量) )， 并根并根据据冷却液温度冷却液温度、进气温度进气温度、进气压力进气压力、尾气氧含量尾气氧含量等等信号，对基本喷油量信号，对基本喷油量加以修正加以修正， 最后确定最后确定总喷油量总喷油量。 ( (2) 2) 喷油正时控制喷油正时控制 采用采用多点多点、顺序顺序燃油喷射系统的发动机，燃油喷射系统的发动机， ECUECU除了控制除了控制喷油量喷油量外，还要根据发动机各缸的外，还要根据发动机各缸的点火顺序点火

10、顺序，将将喷油时刻喷油时刻控制控制在一个最佳的位置，以使燃油与空气在一个最佳的位置，以使燃油与空气充分混合燃烧充分混合燃烧。13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能 1、燃油喷射、燃油喷射( (EFIEFI：E Electronic lectronic F Fuel uel I Injectionnjection) )控制。控制。 ( (3) 3) 断油控制断油控制 减速断油减速断油 汽车在正常行驶中，驾驶员突然松开油门踏汽车在正常行驶中，驾驶员突然松开油门踏板时，板时， ECUECU

11、将会切断燃油喷射控制电路，将会切断燃油喷射控制电路，停止喷油，停止喷油，以降低减速时以降低减速时HCHC及及COCO的排放量，的排放量， 直到发动机转速降低直到发动机转速降低到设定的低转速时，再恢复喷油。到设定的低转速时，再恢复喷油。 当当发动机转速超过安全转速发动机转速超过安全转速( (飞车飞车) )，或车速超，或车速超过设限时速时，过设限时速时， 超速断油超速断油控制控制 ECUECU将会切断燃油喷射控制电路，将会切断燃油喷射控制电路，停停止喷油，止喷油， 直到发动机转速降低到设定的安全转速，或直到发动机转速降低到设定的安全转速，或车速低于设定的最高限速时，再恢复喷油。车速低于设定的最高限

12、速时，再恢复喷油。13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能 1、燃油喷射、燃油喷射( (EFIEFI：E Electronic lectronic F Fuel uel I Injectionnjection) )控制。控制。 ( (4) 4) 燃油泵控制燃油泵控制 当点火开关打开后，当点火开关打开后，ECUECU将控制燃油泵工作将控制燃油泵工作3S3S，用于燃油泵用于燃油泵自检，并建立必要的油压。自检，并建立必要的油压。 此时，若不启动发动机，此时，若不启动发动机，ECUECU将切断

13、电动燃油将切断电动燃油泵的控制电路，电动燃油泵停止工作。泵的控制电路，电动燃油泵停止工作。 在发动机启动在发动机启动和运行过程中和运行过程中，ECUECU控制电动燃油泵正常运转控制电动燃油泵正常运转。13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能 2、点火、点火( (ESAESA：E Electronic lectronic S Spark park A Advancedvance) )控制。控制。 ( (1) 1) 点火提前角控制点火提前角控制 发动机运转时，发动机运转时，ECUECU根据

14、发动机根据发动机转速转速和和负荷负荷信号信号，计算相应工况下的计算相应工况下的喷油提前角喷油提前角， 并根据并根据冷却液温度冷却液温度、进气进气温度温度、节气门位置节气门位置、爆震信号爆震信号等，对基本点火提前角等，对基本点火提前角进行进行修正修正， 最后确定最后确定最佳点火提前角最佳点火提前角( (最佳点火正时最佳点火正时) )。 ( (2) 2) 通电时间通电时间( (闭合角闭合角) )控制控制 为了保证高速时点火线圈初级电路在断开时刻，为了保证高速时点火线圈初级电路在断开时刻， 保保证有足够大电流证有足够大电流，以使次级线圈产生足够高的点火电压；，以使次级线圈产生足够高的点火电压；同时为

15、防止低速是通电时间过长，而使点火线圈过热损坏，同时为防止低速是通电时间过长，而使点火线圈过热损坏，ECUECU根据发动机根据发动机转速转速和蓄电池和蓄电池电压电压等信号等信号，控制点火线圈，控制点火线圈初级电路的初级电路的通电时间通电时间( (即即闭合角闭合角) )。13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能 2、点火、点火( (ESAESA：E Electronic lectronic S Spark park A Advancedvance) )控制控制。 ( (3) 3) 爆震爆震

16、控制控制 当当ECUECU接收到接收到爆震传感器爆震传感器输入的信号后输入的信号后，将对将对该信号进行处理，该信号进行处理， 并判断爆震有无及强弱。并判断爆震有无及强弱。 当检测到发动机发生当检测到发动机发生爆震时，爆震时，ECUECU立即根据立即根据爆爆震的强弱震的强弱，计算控制参数，计算控制参数， 然后通过点火系统然后通过点火系统推迟发推迟发动机点火提前角，以消除爆震动机点火提前角，以消除爆震。13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能 3、怠速、怠速控制控制( (ISCISC：I

17、Idle dle S Speed peed C Controlontrol) )。 ECUECU根据根据节气门位置传感器节气门位置传感器与与车速传感器车速传感器信息，信息，判断发动机是否处于判断发动机是否处于怠速工况怠速工况( (节气门全关，车速为零节气门全关，车速为零) )。 当发动机处于怠速工况时，当发动机处于怠速工况时，ECUECU根据两传感器输根据两传感器输入的信号，确定发动机入的信号，确定发动机目标转速目标转速， 并与并与发动机转速传发动机转速传感器感器反馈的反馈的实际实际转速转速进行比较。进行比较。 ECUECU将将根根据比较得出的差值，计算控制参数，据比较得出的差值，计算控制参数

18、， 然然后通过控制怠速控制阀或节气门开度，来改变进气量，后通过控制怠速控制阀或节气门开度，来改变进气量，以使发动机转速趋于目标转速，以使发动机转速趋于目标转速，从而保证从而保证发动机的最发动机的最佳怠速转速及怠速的稳定性。佳怠速转速及怠速的稳定性。13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能 4、排放排放控制。控制。 ( (1) 1) 尾气排放污染控制尾气排放污染控制 ECUECU通过排气管中安装的氧传感器，检测尾气通过排气管中安装的氧传感器，检测尾气中氧的含量，来判断混合气空燃比的高低，

19、中氧的含量，来判断混合气空燃比的高低， 并对油量并对油量进行修正，实现对空燃比的反馈控制进行修正，实现对空燃比的反馈控制( (闭环控制闭环控制) )，使，使混合气的空燃比接近理想空燃比，混合气的空燃比接近理想空燃比， 从而保证三无催化罐从而保证三无催化罐能有效净化尾气，以使有害气体排放量降到最低。能有效净化尾气，以使有害气体排放量降到最低。 ( (2) 2) 废气再循环废气再循环(EGR)(EGR)控制控制 ECUECU根据发动机转速、节气门开度、冷却液温度根据发动机转速、节气门开度、冷却液温度等信号等信号，计算最佳再循环排气率，计算最佳再循环排气率， 然后通过真空调节然后通过真空调节将将EC

20、UECU输出的电信号转换为气压变化，控制输出的电信号转换为气压变化，控制EGREGR阀的开阀的开度，度， 使一定量的废气再循环，以降低使一定量的废气再循环，以降低NONOX X的排放量。的排放量。13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能 4、排放排放控制。控制。 ( (3) 3) 活性炭罐清污电磁阀控制活性炭罐清污电磁阀控制 ECUECU根据发动机水温、转速和负荷等信号，灰根据发动机水温、转速和负荷等信号，灰罐清污电磁阀的开启工作，罐清污电磁阀的开启工作， 将活性炭罐吸附的汽油蒸将活性

21、炭罐吸附的汽油蒸气吸入进气管气吸入进气管， 进入发动机燃烧，降低汽油蒸气的排进入发动机燃烧，降低汽油蒸气的排放。放。 ( (4) 4) 二次空气喷射二次空气喷射控制控制 在发动机冷起动时，在发动机冷起动时，ECUECU根据发动机温度，控制根据发动机温度，控制来自空气泵的新鲜空气喷入排气歧管或三无催化罐中来自空气泵的新鲜空气喷入排气歧管或三无催化罐中，使废气中的使废气中的COCO和和HCHC进一步氧化或燃烧进一步氧化或燃烧， 以减少排气污以减少排气污染，同时加快三元催化罐的升温速度。染，同时加快三元催化罐的升温速度。13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式二、二、汽车发

22、动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能 5、进气体系统、进气体系统控制。控制。 ( (1) 1) 可变配气相位控制可变配气相位控制 ECUECU发动机曲轴位置传感器、进气歧管绝对压发动机曲轴位置传感器、进气歧管绝对压力传感器、节气门位置传感器和水温传感器等信息，力传感器、节气门位置传感器和水温传感器等信息，计算最佳气门正时计算最佳气门正时，并与曲轴及凸轮轴位置位置传感，并与曲轴及凸轮轴位置位置传感器信号进行反馈的实际位置进行比较，器信号进行反馈的实际位置进行比较， 以此计算控制以此计算控制参数，然后控制液压电磁阀动作，来控制配气正时的参数，然后控制液压电磁阀动作

23、，来控制配气正时的提前、保持或迟滞。提前、保持或迟滞。 从而使进入气缸的空气量达到最从而使进入气缸的空气量达到最佳，以便提高燃烧效率。佳，以便提高燃烧效率。13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能 5、进气体系统、进气体系统控制控制。 ( (2) 2) 可变进气系统控制可变进气系统控制 可变进气管可变进气管。 ECUECU根据发动机转速、负荷、水温、进气温度根据发动机转速、负荷、水温、进气温度和车速等信号，和车速等信号， 控制进气管的通道长度，以利用进气控制进气管的通道长度，以利用进气

24、动态效应动态效应( (谐振谐振) )来提高充气效率，来提高充气效率， 从而获得更大的输从而获得更大的输出功率和扭矩。出功率和扭矩。 可变进气道节流技术可变进气道节流技术。 ECUECU根据发动机转速、负荷、水温、进气温度和车根据发动机转速、负荷、水温、进气温度和车速等信号，速等信号， 控制进气管节流阀的旋转角度，控制进气管节流阀的旋转角度，引导气流偏转引导气流偏转产生涡流产生涡流，并调节涡流比，并调节涡流比， 实现涡流控制，以实现涡流控制，以促进发动机促进发动机在高、低转速时燃油蒸发充分、混合均匀，提高燃烧效率。在高、低转速时燃油蒸发充分、混合均匀，提高燃烧效率。13 汽油机电控系统的控制功能

25、及方式汽油机电控系统的控制功能及方式二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能 5、进气体系统、进气体系统控制控制。 ( (2) 2) 可变进气系统控制可变进气系统控制 废气涡轮增压控制废气涡轮增压控制。 ECUECU根据发动机根据发动机转速转速、节气门位置节气门位置、水温水温、进进气温度气温度和和爆震爆震等信号，等信号， 计算计算最佳增压压力最佳增压压力，经与，经与进气进气压力压力反馈信号比较后，确定反馈信号比较后，确定控制参数控制参数， 然后，然后，ECUECU通通过控制废气涡轮增压器的过控制废气涡轮增压器的废气旁通阀废气旁通阀或或喷嘴环叶片喷嘴环

26、叶片的的开度开度，来控制，来控制涡轮转速涡轮转速和和增压压力增压压力。13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能 6、辅助辅助控制。控制。 ( (1) 1) 散热器风扇控制散热器风扇控制 ECUECU根据根据车速车速、水温水温和和空调系统的工作状态空调系统的工作状态，来综合调节来综合调节电动冷却风扇电动冷却风扇的的冷却能力冷却能力， 以降低冷却风以降低冷却风扇的能耗、噪声和振动，扇的能耗、噪声和振动， 延长风扇电机的使用寿命。延长风扇电机的使用寿命。 ( (2) 2) 发电机控制发电机控制 ECUECU根据发电机根据发电机输出电压输出电压的变化的变化，调节发电机，调节发电机励磁电流励磁电流， 使发电机使发电机输出电压输出电压保持稳定保持稳定。13 汽油机电控系统的控制功能及方式汽油机电控系统的控制功能及方式二、二、汽车发动机电控单元汽车发动机电控单元( (ECUECU) )主要功能主要功能 7、车载自诊断功能车载自诊断功能。