ch01-電控技術(shù)概述

1、汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)1第一章第一章 汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)概述汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)概述本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：F 發(fā)動機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展發(fā)動機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展F 電控技術(shù)對發(fā)動機(jī)性能的影響電控技術(shù)對發(fā)動機(jī)性能的影響F 應(yīng)用在發(fā)動機(jī)上的電子控制系統(tǒng)應(yīng)用在發(fā)動機(jī)上的電子控制系統(tǒng)F 發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成F控制系統(tǒng)的類型控制系統(tǒng)的類型汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)2始于始于20世紀(jì)世紀(jì)60年代，分為三個(gè)階段：年代，分為三個(gè)階段：第一階段：第一階段：20世紀(jì)世紀(jì)60年代中期到年代中期到70年代中期年代中期 主要是為改善部分性能而對汽車電器產(chǎn)品進(jìn)行的技術(shù)改造，如主要是為改善部分性能而對汽車電器產(chǎn)品

2、進(jìn)行的技術(shù)改造，如在車上裝了晶體管收音機(jī)；在車上裝了晶體管收音機(jī)；第二階段：第二階段：20世紀(jì)世紀(jì)70年代末期到年代末期到90年代中期年代中期 為解決汽車安全、污染和節(jié)能三大問題，研制出電控汽油噴射為解決汽車安全、污染和節(jié)能三大問題，研制出電控汽油噴射系統(tǒng)、電子控制防滑制動裝置和電控點(diǎn)火系統(tǒng)；系統(tǒng)、電子控制防滑制動裝置和電控點(diǎn)火系統(tǒng)；第三階段：第三階段：20世紀(jì)世紀(jì)90年代中期以后年代中期以后 電子技術(shù)從發(fā)動機(jī)擴(kuò)展到底盤、車身及柴油機(jī)多個(gè)領(lǐng)域，各種電子技術(shù)從發(fā)動機(jī)擴(kuò)展到底盤、車身及柴油機(jī)多個(gè)領(lǐng)域，各種電控系統(tǒng)日趨完善，汽車電子化已達(dá)到相當(dāng)高的程度電控系統(tǒng)日趨完善，汽車電子化已達(dá)到相當(dāng)高的程度電

3、控系統(tǒng)控制：獨(dú)立控制電控系統(tǒng)控制：獨(dú)立控制集中控制集中控制整車控制技術(shù)整車控制技術(shù)一、發(fā)動機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展一、發(fā)動機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)3提高發(fā)動機(jī)的動力性；提高發(fā)動機(jī)的動力性；提高發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性；提高發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性；降低排放污染；降低排放污染；改善發(fā)動機(jī)的加速和減速性能；改善發(fā)動機(jī)的加速和減速性能；改善發(fā)動機(jī)的起動性能；改善發(fā)動機(jī)的起動性能；發(fā)動機(jī)故障發(fā)生率大大降低，自診斷與報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用，發(fā)動機(jī)故障發(fā)生率大大降低，自診斷與報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了故障診斷的速度和準(zhǔn)確性，縮短汽車因發(fā)動機(jī)故障提高了故障診斷的速度和準(zhǔn)確性，縮短汽車因發(fā)動機(jī)故障而停駛的時(shí)間。而停駛的時(shí)間。二、電

4、控技術(shù)對發(fā)動機(jī)性能的影響二、電控技術(shù)對發(fā)動機(jī)性能的影響汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)4三、應(yīng)用在發(fā)動機(jī)上的電子控制系統(tǒng)三、應(yīng)用在發(fā)動機(jī)上的電子控制系統(tǒng) 電控燃油噴射系統(tǒng)EFI 電控點(diǎn)火系統(tǒng)ESA 怠速控制系統(tǒng)ISC 排放控制系統(tǒng) 進(jìn)氣控制系統(tǒng) 增壓控制系統(tǒng) 巡航控制系統(tǒng) 警告提示 自診斷與報(bào)警系統(tǒng) 失效保護(hù)系統(tǒng) 應(yīng)急備用系統(tǒng) 其他控制系統(tǒng)汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)5電子燃油噴射系統(tǒng)（電子燃油噴射系統(tǒng)（EFI）功用：根據(jù)進(jìn)氣量確定基本噴油量，再根據(jù)其他傳感器（如冷卻液溫度傳功用：根據(jù)進(jìn)氣量確定基本噴油量，再根據(jù)其他傳感器（如冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等）信號等對噴油量進(jìn)行修正，使發(fā)動機(jī)在各種感器、節(jié)氣門位置

5、傳感器等）信號等對噴油量進(jìn)行修正，使發(fā)動機(jī)在各種運(yùn)行工況下均能獲得最佳濃度的混合氣，從而提高發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況下均能獲得最佳濃度的混合氣，從而提高發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。性和排放性。電控點(diǎn)火系統(tǒng)（電控點(diǎn)火系統(tǒng)（ESA）功用：是點(diǎn)火提前角控制功用：是點(diǎn)火提前角控制 。根據(jù)各相關(guān)傳感器信號，判斷發(fā)動機(jī)的運(yùn)行。根據(jù)各相關(guān)傳感器信號，判斷發(fā)動機(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，從而改善發(fā)動機(jī)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，從而改善發(fā)動機(jī)的燃燒過程，以實(shí)現(xiàn)提高發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性和降低排放污染的目的。的燃燒過程，以實(shí)現(xiàn)提高發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性和降

6、低排放污染的目的。汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)6怠速控制系統(tǒng)（怠速控制系統(tǒng)（ISC）功用：是在發(fā)動機(jī)怠速工況下，根據(jù)發(fā)動機(jī)冷卻液溫度、空調(diào)壓縮機(jī)是否功用：是在發(fā)動機(jī)怠速工況下，根據(jù)發(fā)動機(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，通過怠速控制閥對發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行控工作、變速器是否掛入擋位等，通過怠速控制閥對發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，使發(fā)動機(jī)隨時(shí)以最佳怠速轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。制，使發(fā)動機(jī)隨時(shí)以最佳怠速轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。排放控制系統(tǒng)排放控制系統(tǒng)功用：主要是對發(fā)動機(jī)排放控制裝置的工作實(shí)行電子控制。排放控制的項(xiàng)功用：主要是對發(fā)動機(jī)排放控制裝置的工作實(shí)行電子控制。排放控制的項(xiàng)目主要包括：廢氣再循環(huán)（目主要包括：廢氣再循環(huán)

7、（EGR）控制，活性炭罐電磁閥控制，氧傳感）控制，活性炭罐電磁閥控制，氧傳感器和空燃比閉環(huán)控制，二次空氣噴射控制等。器和空燃比閉環(huán)控制，二次空氣噴射控制等。汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)7進(jìn)氣控制系統(tǒng)進(jìn)氣控制系統(tǒng) 功用：主要是根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對發(fā)動機(jī)的進(jìn)功用：主要是根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行控制，以提高發(fā)動機(jī)的充氣效率，從而改善發(fā)動機(jī)動氣進(jìn)行控制，以提高發(fā)動機(jī)的充氣效率，從而改善發(fā)動機(jī)動力性。力性。增壓控制系統(tǒng)增壓控制系統(tǒng)功用：是對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣增壓裝置的工作進(jìn)行控制。在裝有廢功用：是對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣增壓裝置的工作進(jìn)行控制。在裝有廢氣渦輪增壓裝置的汽車上，氣渦輪增壓裝置的汽車上，E

8、CU根據(jù)檢測到的進(jìn)氣管壓力，根據(jù)檢測到的進(jìn)氣管壓力，對增加裝置進(jìn)行控制，從而控制增壓裝置對進(jìn)氣增壓的強(qiáng)度。對增加裝置進(jìn)行控制，從而控制增壓裝置對進(jìn)氣增壓的強(qiáng)度。 汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)8巡航控制系統(tǒng)巡航控制系統(tǒng)功用：設(shè)定巡航控制模式后，功用：設(shè)定巡航控制模式后，ECU根據(jù)汽車運(yùn)行工況和運(yùn)行環(huán)境信息，根據(jù)汽車運(yùn)行工況和運(yùn)行環(huán)境信息，自動控制發(fā)動機(jī)工作，使汽車自動維持一定車速行駛。自動控制發(fā)動機(jī)工作，使汽車自動維持一定車速行駛。警告提示警告提示功用：由功用：由ECU控制各種指示和報(bào)警裝置，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，該系控制各種指示和報(bào)警裝置，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)出信號以警告提示統(tǒng)能及時(shí)發(fā)出

9、信號以警告提示 。汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)9自診斷與報(bào)警系統(tǒng)自診斷與報(bào)警系統(tǒng)功用：用來提示駕駛員發(fā)動機(jī)有故障；同時(shí)，系統(tǒng)將故障信息以設(shè)定的數(shù)功用：用來提示駕駛員發(fā)動機(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）形式儲存在存儲器中，以便幫助維修人員確定故障類型和范碼（故障碼）形式儲存在存儲器中，以便幫助維修人員確定故障類型和范圍圍 。失效保護(hù)系統(tǒng)失效保護(hù)系統(tǒng)功用：主要是當(dāng)傳感器或傳感器線路發(fā)生故障時(shí)，控制系統(tǒng)自動按電腦中功用：主要是當(dāng)傳感器或傳感器線路發(fā)生故障時(shí)，控制系統(tǒng)自動按電腦中預(yù)先設(shè)定的參考信號值工作，以便發(fā)動機(jī)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。預(yù)先設(shè)定的參考信號值工作，以便發(fā)動機(jī)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 應(yīng)急備用系統(tǒng)應(yīng)急

10、備用系統(tǒng)功用：是當(dāng)控制系統(tǒng)電腦發(fā)生故障時(shí)，自動啟用備用系統(tǒng)（備用集成電功用：是當(dāng)控制系統(tǒng)電腦發(fā)生故障時(shí)，自動啟用備用系統(tǒng)（備用集成電路），按設(shè)定的信號控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)入強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，以防車輛停駛在路途路），按設(shè)定的信號控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)入強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，以防車輛停駛在路途中。中。汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)10四、發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成四、發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成 任何一種電子控制系統(tǒng)，其主要組成都可分為任何一種電子控制系統(tǒng)，其主要組成都可分為信號輸入裝置信號輸入裝置、電子控制單元（電子控制單元（ECU）和和執(zhí)行元件執(zhí)行元件三部分。三部分。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

11、元(ECU)執(zhí)行元件執(zhí)行元件電控系統(tǒng)的基本組成電控系統(tǒng)的基本組成傳感器執(zhí)行器ECU電控燃油噴射系統(tǒng)基本原理影片汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)11信號輸入裝置信號輸入裝置：各種傳感器，用于采集控制系統(tǒng)所需的信息，并將：各種傳感器，用于采集控制系統(tǒng)所需的信息，并將其轉(zhuǎn)換成電信號通過線路輸送給其轉(zhuǎn)換成電信號通過線路輸送給ECU。 常用的傳感器有常用的傳感器有：空氣流量計(jì)、進(jìn)氣管絕對壓力傳感器、節(jié)氣門位：空氣流量計(jì)、進(jìn)氣管絕對壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、置傳感器、凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、車速傳感器、爆燃傳感器、起動開關(guān)

12、、空調(diào)開關(guān)、冷卻液溫度傳感器、車速傳感器、爆燃傳感器、起動開關(guān)、空調(diào)開關(guān)、檔位開關(guān)、制動燈開關(guān)等。檔位開關(guān)、制動燈開關(guān)等。電子控制單元（電子控制單元（ECU）：給傳感器提供參考電壓，接受傳感器或：給傳感器提供參考電壓，接受傳感器或其他裝置輸入的電信號，并對所接受的信號進(jìn)行存儲、計(jì)算和分析處其他裝置輸入的電信號，并對所接受的信號進(jìn)行存儲、計(jì)算和分析處理，根據(jù)計(jì)算和分析的結(jié)果向執(zhí)行元件發(fā)出指令。理，根據(jù)計(jì)算和分析的結(jié)果向執(zhí)行元件發(fā)出指令。執(zhí)行元件執(zhí)行元件：受：受ECU控制，具體執(zhí)行某項(xiàng)控制功能的裝置?？刂?，具體執(zhí)行某項(xiàng)控制功能的裝置。 常用的執(zhí)行元件有常用的執(zhí)行元件有：噴油器、點(diǎn)火器、怠速控制閥、

13、：噴油器、點(diǎn)火器、怠速控制閥、EGR閥、炭罐閥、炭罐電磁閥、油泵繼電器、節(jié)氣門控制電機(jī)、二次空氣噴射閥、儀表顯示電磁閥、油泵繼電器、節(jié)氣門控制電機(jī)、二次空氣噴射閥、儀表顯示器等。器等。汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)12傳感器的類型及功用傳感器的類型及功用空氣流量計(jì)空氣流量計(jì)MAFS：測量發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，將信號輸入測量發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，將信號輸入ECU。 進(jìn)氣管絕對壓力傳感器進(jìn)氣管絕對壓力傳感器MAPS：測量進(jìn)氣管內(nèi)氣體的絕對壓力，將信號輸測量進(jìn)氣管內(nèi)氣體的絕對壓力，將信號輸入入ECU。 節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器TPS：檢測節(jié)氣門的開度及開度變化，信號輸入檢測節(jié)氣門的開度及開度變化，信號輸入ECU。凸

14、輪軸位置傳感器凸輪軸位置傳感器CMPS：提供曲軸轉(zhuǎn)角基準(zhǔn)位置信號。：提供曲軸轉(zhuǎn)角基準(zhǔn)位置信號。 曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器CKPS：檢測曲軸轉(zhuǎn)角位移，給：檢測曲軸轉(zhuǎn)角位移，給ECU提供發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號提供發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號和曲軸轉(zhuǎn)角信號。和曲軸轉(zhuǎn)角信號。 進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器IATS：檢測進(jìn)氣溫度信號。：檢測進(jìn)氣溫度信號。冷卻液溫度傳感器冷卻液溫度傳感器ECTS：給：給ECU提供冷卻液溫度信號。提供冷卻液溫度信號。 車速傳感器車速傳感器VSS：檢測汽車的行駛速度，給：檢測汽車的行駛速度，給ECU提供車速信號（提供車速信號（SPD信信號）。號）。汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)13氧傳感器氧傳感器O2S：

15、檢測排氣中的氧含量。：檢測排氣中的氧含量。爆燃傳感器爆燃傳感器KS：檢測汽油機(jī)是否爆燃及爆燃強(qiáng)度。：檢測汽油機(jī)是否爆燃及爆燃強(qiáng)度?？照{(diào)開關(guān)空調(diào)開關(guān)A/C：當(dāng)空調(diào)開關(guān)打開，空調(diào)壓縮機(jī)工作，發(fā)動機(jī)負(fù)荷加大時(shí)，：當(dāng)空調(diào)開關(guān)打開，空調(diào)壓縮機(jī)工作，發(fā)動機(jī)負(fù)荷加大時(shí)，由空調(diào)開關(guān)向由空調(diào)開關(guān)向ECU輸入信號。輸入信號。檔位開關(guān)檔位開關(guān)：自動變速器由空檔掛入其他檔時(shí)，向：自動變速器由空檔掛入其他檔時(shí)，向ECU輸入信號。輸入信號。起動開關(guān)起動開關(guān)STA：發(fā)動機(jī)起動時(shí)，給：發(fā)動機(jī)起動時(shí)，給ECU提供一個(gè)起動信號。提供一個(gè)起動信號。制動燈開關(guān)制動燈開關(guān)：制動時(shí)，向：制動時(shí)，向ECU提供制動信號。提供制動信號。動力轉(zhuǎn)向開關(guān)動力轉(zhuǎn)向開關(guān)：當(dāng)方向盤由中間位置向左右轉(zhuǎn)動時(shí)，由于動力轉(zhuǎn)向油泵工：當(dāng)方向盤由中間位置向左右轉(zhuǎn)動時(shí)，由于動力轉(zhuǎn)向油泵工作而使發(fā)動機(jī)負(fù)荷加大，此時(shí)向作而使發(fā)動機(jī)負(fù)荷加大，此時(shí)向ECU輸入信號。輸入信號。巡航控制開關(guān)巡航控制開關(guān)：當(dāng)進(jìn)入巡航控制狀態(tài)時(shí)，向：當(dāng)進(jìn)入巡航控制狀態(tài)時(shí)，向ECU輸入巡航控制狀態(tài)信號。輸入巡航控制狀態(tài)信號。汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)14五、控制系統(tǒng)的類型開環(huán)控制開環(huán)控制ECUECU根據(jù)傳感器的信號對執(zhí)行器進(jìn)行控制，根據(jù)傳感器的信號對執(zhí)行器進(jìn)行控制，但不去檢測控制結(jié)果；但不去檢測控制結(jié)果； 閉環(huán)控制閉環(huán)