第2章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理

1、內燃機電控技術1內燃機電控技術內燃機電控技術合肥工業(yè)大學機械與汽車工程學院滕勤2010年11月內燃機電控技術2第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理【內容內容】2.1 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內容及功能2.2 發(fā)動機控制系統(tǒng)的基本組成2.2.1 信號輸入裝置及輸入信號2.2.2 電子控制單元（ECU）的功能與組成2.2.3 執(zhí)行器內燃機電控技術3第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.1 2.1 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內容及功能發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內容及功能2.1.1 2.1.1 電控燃油噴射電控燃油噴射EFIEFI噴油量控制噴油定時控制減速斷油和限速斷油控制 (1) 減速斷油控制 (2) 限

2、速斷油控制燃油泵控制內燃機電控技術4第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.1 2.1 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內容及功能發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內容及功能2.1.2 2.1.2 電控點火裝置（電控點火裝置（ESA)ESA)點火裝置必須滿足三個要求：在不同負荷和轉速條件下，能為發(fā)動機提供最佳的點火時間。特別是在小負荷時應能提供較大的提前角。能在整個轉速范圍內提供稀混合氣發(fā)動機所需要的定值能量。能把點火提前到發(fā)動機剛好不至于發(fā)生爆震的范圍?！究刂苾热荨究刂苾热荨奎c火提前角控制通電時間（閉合角）控制與恒流控制爆震控制內燃機電控技術5第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.1.3 2.1.3 怠速控

3、制（怠速控制（ISCISC）怠速控制內容包括：起動后控制，暖機過程控制，負荷變化控制，減速時的控制等。 2.1.4 2.1.4 排放控制排放控制排氣再循環(huán)（EGR）控制開環(huán)與閉環(huán)控制二次空氣噴射控制活性碳罐排泄電磁閥控制2.1.5 2.1.5 進氣控制進氣控制動力閥控制渦流閥控制內燃機電控技術6第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.1.6 2.1.6 增壓控制增壓控制【調節(jié)原理】采用點火延時調節(jié)和降低增壓壓力相結合的辦法 當ECU鑒別出爆震之后，立即推遲點火，同時平行地降低增壓壓力。當點火提前角改變已經(jīng)生效時，增壓壓力可以慢慢地下降。隨著增壓壓力的降低，通過爆震調節(jié)器又將點火提前角調到最

4、佳值。 2.1.7 2.1.7 自診斷及顯示系統(tǒng)自診斷及顯示系統(tǒng)自診斷及顯示系統(tǒng)用來監(jiān)測發(fā)動機控制系統(tǒng)的工作狀況和診斷工作中出現(xiàn)的故障，向駕駛員或維修人員提供故障情報。 2.1.8 2.1.8 安全保險（故障保險，失效保護）功能安全保險（故障保險，失效保護）功能ECU監(jiān)測出故障后，采取的一種保險措施，也稱為“故障模式效能管理”。內燃機電控技術7第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.1.9 2.1.9 后備系統(tǒng)后備系統(tǒng)也稱后備功能后備功能。當ECU出現(xiàn)故障時，后備系統(tǒng)會把燃油噴射和點火正時控制在預定水平上，作為一種備用功能使發(fā)動機轉入強制運轉狀態(tài)。該系統(tǒng)只能維持基本功能，而不能保持正常的運

5、行性能。2.1.10 2.1.10 發(fā)電機輸出電壓控制發(fā)電機輸出電壓控制【基本原理【基本原理】 ECU根據(jù)發(fā)電機輸出電壓、發(fā)動機轉速、蓄電池溫度及有關信息，通過控制磁場電流的方法來調節(jié)電壓。2.1.11 2.1.11 電控變速器電控變速器電子控制變速器通常采用一個專用ECU單獨控制，有時也由發(fā)動機ECU控制。在電子控制器的存儲器中，存儲有按汽車行駛要求選取的換擋特性曲線，包括許多換檔程序。當變速器換檔時，發(fā)動機的扭矩要減小，這時，可通過點火系統(tǒng)將點火提前角推遲。內燃機電控技術8第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.1.12 2.1.12 電控加速踏板（電控節(jié)氣門）電控加速踏板（電控節(jié)氣門

6、）電控加速踏板電控加速踏板代替了從加速踏板到節(jié)氣門的機械連接，這便是所謂的Drive-by-Drive-by-wirewire。加速踏板位置傳感器將踏板位置信息傳送給ECU，ECU同時還采集反映發(fā)動機工況的其他傳感器輸出信號，計算出節(jié)氣門位置的理論值，這個理論位置與發(fā)動機運行參數(shù)、加速踏板位置都有關。隨后，ECU通過一個外部控制裝置把節(jié)氣門位置調到計算的理論值處。內燃機電控技術9第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.1.12 2.1.12 電控加速踏板（電控節(jié)氣門）電控加速踏板（電控節(jié)氣門）內燃機電控技術10第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.1.13 2.1.13 停車起動控制

7、停車起動控制停車起動控制是降低怠速燃油消耗量的另一種方法，它比怠速轉速調整裝置的效果更顯著。它使發(fā)動機在需要輸出功率時才運轉，汽車不需要驅動功率時，關閉發(fā)動機。【工作方式【工作方式】當離合器脫開，汽車停車或車速約為2km/h時，發(fā)動機就停機。如再次起動，將離合器踏板踩到底，踩下加速踏板，只要加速踏板踩到總行程的1/3，發(fā)動機仍由起動機起動。 內燃機電控技術11第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.1.14 2.1.14 巡航控制巡航控制巡航控制也叫恒速控制。在汽車行駛中，駕駛員按一下設定開關，電子控制器鎖定的車速就成了保持的目標，此時電子控制器將根據(jù)行駛阻力的變化情況，自動增減節(jié)氣門開度

8、，使行駛速度保持一定。巡航控制裝置根據(jù)控制節(jié)氣門的方式不同，可分為真空控制式和電機控制式兩種。內燃機電控技術12第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.1.15 2.1.15 斷缸控制斷缸控制當發(fā)動機處于部分負荷下運行時，控制系統(tǒng)將切斷幾個氣缸的燃油供應和點火，則剩下各缸的工作效率得以提高，從而提高整個發(fā)動機的效率，并降低了燃油消耗。而當功率不能滿足要求時，再恢復一個或幾個氣缸工作。電子控制器根據(jù)負荷信號，可以判定何時需要斷缸。電控系統(tǒng)在部分負荷下的斷缸控制，是把點火與供油同時切斷，而且只在點火的氣缸內充入混合氣。內燃機電控技術13第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2 2.2 發(fā)

9、動機控制系統(tǒng)的基本組成發(fā)動機控制系統(tǒng)的基本組成發(fā)動機控制系統(tǒng)主要由信號輸入裝置、電子控制單元（ECU）、執(zhí)行器三部分組成。傳感器執(zhí)行器ECU信號輸入裝置信號輸入裝置（各種傳感器）（各種傳感器）電子控制單元電子控制單元(ECU)執(zhí)行元件執(zhí)行元件內燃機電控技術14第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理內燃機電控技術15第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理圖圖2.1 Bosch M7電控系統(tǒng)零部件位置圖電控系統(tǒng)零部件位置圖內燃機電控技術16第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理質量流量型電控系統(tǒng)內燃機電控技術17第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理圖2.2 發(fā)動機控制系統(tǒng)組成內燃機電控技

10、術18第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1 2.2.1 信號輸入裝置及輸入信號信號輸入裝置及輸入信號發(fā)動機控制系統(tǒng)中，ECU的輸入信號由各種傳感器和其它控制裝置產生?？刂葡到y(tǒng)所采用的傳感器和輸入信號有以下類型。2.2.1.1 2.2.1.1 空氣流量計空氣流量計空氣流量計用于將發(fā)動機吸入的空氣量轉換成電信號送至ECU，作為燃油噴射和點火控制的主控信號。按其結構型式可分為以下四種：翼片式空氣流量計體積流量型，六、七年代較為流行?？ㄩT旋渦式空氣流量計體積流量計，多見于三菱和豐田汽車。熱線式空氣流量計質量流量計，80年代初開發(fā)，現(xiàn)今使用較少。內燃機電控技術19第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)

11、結構與工作原理2.2.1.1 2.2.1.1 空氣流量計空氣流量計熱膜式空氣流量計質量流量型，通用汽車公司研制，大多用在通用、大眾和日本五十鈴公司生產的汽車上。內燃機電控技術20第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.2 2.2.1.2 進氣岐管絕對壓力（進氣岐管絕對壓力（MAPMAP）傳）傳感器感器在進氣量采用岐管壓力計量方式的電控汽油噴射系統(tǒng)中，進氣岐管壓力傳感器是最重要的傳感器，相當于采用直接測量空氣流量的電控汽油噴射系統(tǒng)中的空氣流量計。它能依據(jù)發(fā)動機的負荷狀態(tài)測出進氣岐管內絕對壓力的變化，并轉換成電壓信號，與轉速信號一起輸送到ECU，作為決定噴油器基本噴油量的依據(jù)。進氣壓力

12、傳感器種類較多，根據(jù)信號產生原理可分為半導體壓敏電阻式、電容式、膜盒傳動的可變電感式和表面彈性波式等。內燃機電控技術21第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.3 2.2.1.3 轉速和曲軸位置傳感器轉速和曲軸位置傳感器 曲軸位置傳感器是發(fā)動機控制系統(tǒng)中最主要的傳感器，是控制點火時刻（點火提前角）和燃油噴射確認曲軸位置不可缺少的信號源。 檢測并輸入ECU的信號包括：活塞上止點和曲軸轉角信號（轉速信號）兩種。 曲軸位置傳感器可分為磁電式、光電式和霍爾式三大類。內燃機電控技術22第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.4 2.2.1.4 凸輪軸位置傳感器凸輪軸位置傳感器凸輪

13、軸位置傳感器向ECU輸入凸輪軸位置信號，是點火控制的主控制信號，常用于缸序判斷。傳感器類型有磁電、光電、霍爾式。內燃機電控技術23第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.5 2.2.1.5 缸序判別傳感器缸序判別傳感器無分點器點火系統(tǒng)中缸序判別傳感器向ECU提供氣缸工作順序信號，作為點火控制所需的信號，一般該項由凸輪軸位置傳感器產生。2.2.1.6 2.2.1.6 溫度傳感器溫度傳感器主要包括：冷卻水溫度、進氣溫度和排氣溫度傳感器。根據(jù)溫度傳感器的輸出信號，可以判定發(fā)動機的熱狀態(tài)，計算進氣空氣的質量流量，便于實現(xiàn)排氣凈化處理。冷卻水溫度信號和進氣溫度信號，可作為燃油噴射和點火正時的

14、修正信號。溫度傳感器類型主要有：繞線電阻式、熱敏電阻式、擴散電阻式、半導體晶體管式、金屬芯式和熱電偶式。內燃機電控技術24第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.6 2.2.1.6 溫度傳感器溫度傳感器水溫傳感器作用：將冷卻水溫度變成電信號傳給ECU。內燃機電控技術25第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.6 2.2.1.6 溫度傳感器溫度傳感器進氣溫度傳感器作用：用于感應進氣溫度，將此信號傳給ECU，修正噴油量和點火正時。內燃機電控技術26第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.7 2.2.1.7 節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)流

15、閥體上，用于檢測節(jié)氣門的開度狀態(tài)，節(jié)氣門位置傳感器有線性輸出和開關量輸出兩種型式。內燃機電控技術27第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.7 2.2.1.7 節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器開關量輸出型節(jié)氣門位置傳感器，由全開觸點和全閉（怠速）觸點組成。節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點（IDL）信號主要用于斷油控制和點火提前角的修正。當發(fā)動機在較高轉速或大負荷時，節(jié)氣門開度大于34，節(jié)氣門開關的全開觸點與活動觸點接通。這時節(jié)氣門開關輸送給ECU正常供油信號，則ECU控制噴油器按正常油量噴油。內燃機電控技術28第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.8 2.2.1.8 廢氣氧（

16、廢氣氧（EGOEGO）傳感器）傳感器氧傳感器根據(jù)排氣中的氧濃度測定空燃比，向ECU發(fā)出反饋信號，以控制空燃比收斂于理論值。目前已實際應用的氧傳感器有氧化鋯和氧化鈦式兩種。氧化鋯傳感器以氧化鋯為固體電解質，內外表面為鉑電極，輸出與氧分壓差（排氣中的氧分壓-大氣中的氧分壓）成比例的電勢。氧化鈦常溫下是高電阻的半導體，當氧氣不足時，晶格出現(xiàn)缺陷，電阻降低。內燃機電控技術29第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.9 2.2.1.9 爆震傳感器爆震傳感器【作用】 向ECU輸入爆震信號，經(jīng)ECU處理后，控制點火提前角，抑制爆震產生。發(fā)動機爆震檢測方法有三種：（1）檢測氣缸壓力：精度最高，但存

17、在著傳感器耐久性差和難以安裝的問題。（2）檢測燃燒噪聲：由于采用非接觸式傳感器，耐久性好，但精度和靈敏度偏低。（3）檢測發(fā)動機機體振動內燃機電控技術30第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理 1#爆震傳感器安裝位置。 2#爆震傳感器安裝在三、四缸之間的相同位置。內燃機電控技術31第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.10 2.2.1.10 大氣壓力傳感器大氣壓力傳感器用于檢測大氣壓力，向ECU輸入大氣壓力信號，修正噴油和點火控制。分為電容式、壓敏電阻式。2.2.1.11 2.2.1.11 車速傳感器車速傳感器用來測量汽車的行駛速度，主要用于發(fā)動機怠速和汽車加減速期間的空燃比控制

18、及超速斷油控制。車速傳感器主要有舌簧開關型和光電耦合型兩種。內燃機電控技術32第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.12 2.2.1.12 起動信號（起動信號（STASTA）起動信號（STA）用來判斷發(fā)動機是否處在起動狀態(tài)，由起動系提供給ECU，作為噴油量、點火提前角的修正信號。當ECU檢測STA信號，確認發(fā)動機處于起動狀態(tài)時，將自動增加噴油量。STA信號一般和起動機電源連在一起，由空檔起動開關控制。2.2.1.13 2.2.1.13 發(fā)電機負荷信號發(fā)電機負荷信號當電器設備用電量較大而使發(fā)動機負荷增大時，ECU將根據(jù)該信號修正噴油量和點火提前角。 起動開關位置及外型內燃機電控技術

19、33第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.14 2.2.1.14 空調作用信號（空調作用信號（A/C)A/C)A/C信號用來反映空調壓縮機是否工作，空調信號與空調壓縮機電磁離合器的電源接在一起，空調壓縮機工作時，ECU將收到空調作用信號（高電平），并據(jù)此控制發(fā)動機怠速時的點火提前角、怠速轉速和斷油轉速等。2.2.1.15 2.2.1.15 檔位開關信號和空檔位置開關信號檔位開關信號和空檔位置開關信號在裝有自動變速器（A/T）的汽車中，ECU將根據(jù)檔位開關信號區(qū)別變速器是否處于“P”或“N”檔（停止或空檔），還是處于“L”、“Z”、“D”或“R”狀態(tài)（行駛狀態(tài)）。當自動變速器由P/

20、N檔掛入其它檔位時，發(fā)動機負荷將有所增加，檔位開關向ECU輸入信號，作為噴油量和點火提前角的修正信號，當掛入P或N檔時，空擋位置開關提供P/N檔位置信號，防止不在P/N檔位時發(fā)動機起動。空 調 設 置 面板 中 空 調 開關 打 開 時 信號將輸入ECU。內燃機電控技術34第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.16 2.2.1.16 蓄電池電壓信號蓄電池電壓信號當ECU檢測到蓄電池和電源系的電壓過低時，將對噴油量進行修正，以補償由于電壓過低，造成噴油壓力過低所帶來的影響。2.2.1.17 2.2.1.17 離合器開關信號離合器開關信號在離合器接合和分離過程中，由離合器開關向ECU

21、輸入離合器工作狀態(tài)信號，作為噴油量和點火提前角控制的修正信號。2.2.1.18 2.2.1.18 剎車開關信號剎車開關信號在制動時，由剎車開關向ECU提供制動信號，作為對噴油量、點火提前角、自動變速器等的控制信號。離合器踏板開關制動踏板開關內燃機電控技術35第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.1.19 2.2.1.19 動力轉向開關信號動力轉向開關信號采用動力轉向裝置的汽車，當方向盤由中間位置向左右轉動時，由于動力轉向油缸工作而使發(fā)動機負荷加大，此時動力轉向開關向ECU輸入修正信號，調整噴油量及點火提前角。2.2.1.20 EGR2.2.1.20 EGR閥位置傳感器閥位置傳感器EG

22、R閥位置傳感器裝在EGR閥上部，其作用是檢測EGR閥的開度，作為排氣再循環(huán)閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋信號。EGR閥位置傳感器采用電位計式變換器。2.2.1.21 2.2.1.21 巡航（定速）控制開關信號巡航（定速）控制開關信號當進入巡航控制狀態(tài)時，巡航控制開關向ECU提供巡航控制狀態(tài)信號，由ECU對車速進行自動控制。內燃機電控技術36第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2 2.2.2 電子控制單元（電子控制單元（ECUECU）的功能與組成）的功能與組成 ECU是一種電子綜合控制裝置，稱為電控單元（Electronic Control Unit）。對于發(fā)動機控制系統(tǒng)，不同的生產廠家采用不同

23、的名稱。例如：通用汽車公司稱發(fā)動機電子控制器為ECM（電子控制模塊，Electronic Control Module）福特汽車公司稱為MCU(微型計算機控制單元，Microcomputer Control Unit)，后來又稱為EEC（發(fā)動機電子控制器，Engine Electronic Controller）。發(fā)動機與變速器綜合控制系統(tǒng)稱為PCM（動力總成控制模塊，Powertrain Control Module）。內燃機電控技術37第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2 2.2.2 電子控制單元（電子控制單元（ECUECU）的功能與組成）的功能與組成【作用】根據(jù)內部存儲的程

24、序，對發(fā)動機傳感器輸入的各種信息進行運算、處理、判斷，然后輸出指令，控制有關執(zhí)行器動作。內燃機電控技術38第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2 2.2.2 電子控制單元（電子控制單元（ECUECU）的功能與組成）的功能與組成Bosch ECUDelphi ECU內燃機電控技術39第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2 2.2.2 電子控制單元（電子控制單元（ECUECU）的功能與組成）的功能與組成 ECU主要由輸入回路、A/D轉換器、微控制器和輸出回路4部分組成。內燃機電控技術40第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2 2.2.2 電子控制單元（電子控制單

25、元（ECUECU）的功能與組成）的功能與組成內燃機電控技術41第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理ECU的安裝位置內燃機電控技術42第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2.1 2.2.2.1 輸入回路輸入回路對輸入信號進行預處理：去除雜波（濾波）、放大、整形、電平轉換等。 從傳感器來的信號，首先進入輸入回路。在輸入回路中，對輸入信號進行預處理： 去除雜波（濾波） 把正弦波轉換成矩形波（放大、整形） 電平轉換，例如，12V5V，變換成單片機可接受的電平信號。內燃機電控技術43第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2.1 2.2.2.1 輸入回路輸入回路有些傳感器，如霍爾

26、傳感器送出的信號已是脈沖信號，這些信號經(jīng)輸入回路處理后即可直接進入微機，經(jīng)內部計數(shù)器對輸入脈沖進行計數(shù)，轉換成數(shù)字量。2.2.2.2 A/D2.2.2.2 A/D轉換器轉換器從傳感器送出的信號相當一部分都是模擬信號，如空氣流量計、水溫傳感器、節(jié)氣門開度傳感器等輸出的都是緩變的連續(xù)信號。但這些電壓信號單片機不能直接處理，必須經(jīng)過A/D轉換器轉換成與輸入模擬電壓相對應的數(shù)字量。信號輸入處理內燃機電控技術44第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2.3 2.2.2.3 單片微型計算機單片微型計算機主要由CPU、存儲器、輸入/輸出（I/O）接口電路等組成。單片機是發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的神經(jīng)中樞

27、，功用是根據(jù)發(fā)動機工作的需要，把各種傳感器送來的信號，用內存程序（按照一定的處理順序）和數(shù)據(jù)進行運算處理，并把處理結果（如燃油噴射控制信號、點火正時信號等）送入輸出回路。內燃機電控技術45第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2.3 2.2.2.3 單片微型計算機單片微型計算機單片機主要由中央處理器（CPU）、存儲器（ROM，RAM）和接口電路等部分組成，各部分之間通過總線（傳遞信息通路）（數(shù)據(jù)總線、控制總線）相連，協(xié)調工作。（1 1）中央處理器（）中央處理器（CPUCPU）它是整個控制系統(tǒng)的核心，是計算機的大腦。CPU主要由運算器（進行算術、邏輯運算）、寄存器（暫時存儲數(shù)據(jù)）、控制

28、器（按照程序進行各裝置之間信號傳送，執(zhí)行控制任務）等組成。CPU的工作是在時鐘脈沖發(fā)生器的操作下進行的，通電后，脈沖發(fā)生器立即產生一連串的具有一定頻率的脈寬的電壓脈沖，使計算機各部分同步工作，按照統(tǒng)一的節(jié)拍操作，保證同一時間內完成一定的操作，實現(xiàn)控制系統(tǒng)各部分的協(xié)調工作。 內燃機電控技術46第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2.3 2.2.2.3 單片微型計算機單片微型計算機（2 2）存儲器）存儲器【主要功能】存儲信息資料和程序，存儲器一般分為兩種：數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器。 RAM RAM主要用來存儲計算機操作時的可變數(shù)據(jù)，例如，用來存儲計算機輸入、輸出數(shù)據(jù)和計算過程中產生的中間

29、數(shù)據(jù)等，根據(jù)需要，可隨時調出或更新其內容。當電源切斷時，存儲的數(shù)據(jù)就會丟失，所以RAM只適合于暫時保留發(fā)動機工作時的各種處理數(shù)據(jù)。 EEPROM電擦除可編程只讀存儲器，可以在線擦除和重新編程。通常存儲使用過程中需要時常修改的重要數(shù)據(jù)（如汽車里程表的數(shù)據(jù)），或需要較長時間保存的數(shù)據(jù)（如故障代碼、空燃比學習修正值等）。內燃機電控技術47第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2.3 2.2.2.3 單片微型計算機單片微型計算機（2 2）存儲器）存儲器 FLash存儲器用來存儲程序或固定數(shù)據(jù)，如控制軟件、噴油特性脈譜、點火特性脈譜和其它一些特性參數(shù)數(shù)據(jù)等。汽車生產廠家可根據(jù)不同發(fā)動機、傳動系

30、、車身型式或選用附件的差異，將信息資料存入Flash存儲器，如車身VIN碼、發(fā)動機代碼、變速器代碼、ECU標識碼和噴油器IQA碼等。當汽車制造廠對發(fā)動機和底盤進行重新組合或更換時，只需改寫信息代碼，使得同一ECU適用于不同車型的發(fā)動機成為可能。內燃機電控技術48第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2.3 2.2.2.3 單片微型計算機單片微型計算機（3 3）輸入）輸入/ /輸出接口輸出接口 輸入/輸出接口是CPU與輸入裝置（傳感器）、輸出裝置（執(zhí)行器）之間進行信息交流的控制電路。 根據(jù)CPU的命令，輸入信號以所需要的頻率由I/O接口接收，輸出信號則按控制信號的形成和要求由I/O接口

31、以最佳速度送出。 輸入、輸出裝置一般都需要通過I/O接口才能與CPU連接，因此，I/O接口是CPU與外界進行信息交換的紐帶，起著數(shù)據(jù)緩沖、電平匹配、時序匹配等多種功能。內燃機電控技術49第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2.4 2.2.2.4 輸出回路輸出回路【功能】建立起CPU與執(zhí)行器之間的聯(lián)系，將單片機發(fā)出的決策指令，轉變成相應的控制信號來驅動執(zhí)行器工作。輸出回路一般起著控制信號生成和放大（電流放大、功率放大）的作用。回路元件多采用大功率三極管或專用驅動芯片。單片機輸出的是數(shù)字信號，而且輸出電流很小，不能驅動執(zhí)行器工作。需要通過I/O接口和輸出電路將其轉換成可以驅動執(zhí)行器工作

32、的控制信號（如噴油器驅動信號、點火控制信號、燃油泵控制信號等）。 內燃機電控技術50第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.2.5 2.2.2.5 電源電路電源電路內燃機電控技術51第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.3 2.2.3 執(zhí)行器執(zhí)行器 執(zhí)行器是受ECU控制、具體執(zhí)行某項控制功能的裝置。在發(fā)動機控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器的種類主要有以下形式：1.1.電動燃油泵電動燃油泵【主要任務】供給燃油系統(tǒng)足夠的、具有規(guī)定壓力的汽油。燃油泵工作與否由燃油泵繼電器控制。內燃機電控技術52第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2. 2. 電磁噴油器電磁噴油器電磁噴油器是發(fā)動機電控汽油噴射

33、系統(tǒng)的一個關鍵的執(zhí)行器，它接受ECU送來的噴油脈沖信號，精確地計量燃油噴射量，它主要有軸針式、球閥式和片閥式等結構形式。內燃機電控技術53第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理3. 3. 點火控制器（點火模塊）點火控制器（點火模塊）在ECU的控制下提供一定能量的點火脈沖，點火控制器由功放電路、點火線圈和分電器組成。它根據(jù)ECU輸出的點火控制信號，控制點火線圈初級電路的通斷，產生次級高壓。同時，向ECU反饋點火信號。點火線圈安裝位置點火線圈安裝位置內燃機電控技術54第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理4. 4. 怠速控制機構怠速控制機構【功能】用來調節(jié)空氣旁通通路截面積，控制空氣流量以維持

34、發(fā)動機怠速穩(wěn)定運轉。5. EGR5. EGR閥閥排氣再循環(huán)(EGR)閥的開度決定了再循環(huán)的廢氣量，EGR閥的開啟或關閉是由其上方真空室的真空度控制，而真空度則是由受ECU控制的真空電磁閥控制。6. 6. 進氣控制閥進氣控制閥ECU控制進氣的執(zhí)行元件，進氣控制閥用于改變進氣管空氣通道的大小，從而改變氣流量來改善發(fā)動機的動力性能。內燃機電控技術55第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理7. 7. 二次空氣噴射閥二次空氣噴射閥用于調整進入排氣歧管內的空氣流量，供給合適的空氣，利用燃燒后的高溫，使廢氣中殘留的HC和CO更充分的燃燒，凈化排氣。8. 8. 活性碳罐排泄電磁閥活性碳罐排泄電磁閥ECU控制

35、活性碳罐電磁閥的開閉，調整排放控制閥上部的真空度，從而控制排放控制閥的開度，使燃油蒸汽被吸入進氣岐管。內燃機電控技術56第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理8. 8. 活性碳罐排泄電磁閥活性碳罐排泄電磁閥 活性碳罐電磁閥安裝位置活性碳罐電磁閥安裝位置內燃機電控技術57第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.3 2.2.3 執(zhí)行器執(zhí)行器9. 9. 車速控制電磁閥車速控制電磁閥控制真空調節(jié)器工作，使之能夠控制節(jié)氣門開度，使車輛按預定速度等速行駛。10. 10. 汽油泵繼電器汽油泵繼電器接通汽油泵電路，保證汽油泵的正常工作，并使ECU能夠對燃油系統(tǒng)進行有效地控制。11. 11. 冷卻風扇繼電器冷卻風扇繼電器控制電動冷卻風扇電路（輔助風扇）工作或停止工作。當冷卻水溫度達到103或空調壓縮機工作時，ECU將使散熱器風扇繼電器接地，使冷卻風扇電機工作。內燃機電控技術58第二章 發(fā)動機微機控制系統(tǒng)結構與工作原理2.2.3 2.2.3 執(zhí)行器執(zhí)行器12. 12. 空調壓縮機繼電器空調壓