1 發(fā)動機電控系統(tǒng)概述.ppt

1、1 發(fā)動機電控系統(tǒng)概述School of Energy Science and Engineering11 發(fā)動機電控系統(tǒng)概述本章主要內(nèi)容：（3節(jié)）汽車電子技術(shù)的發(fā)展 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式發(fā)動機電控系統(tǒng)的功能與組成School of Energy Science and Engineering2一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展階段電控系統(tǒng)控制：獨立控制集中控制整車控制技術(shù)始于20世紀60年代，分為三個階段：第一階段：20世紀60年代中期到70年代中期 主要是為改善部分性能而對汽車電器產(chǎn)品進行的技術(shù)改造，如在車上裝了晶體管收音機；第二階段：20世紀70年代末期到90年代中期 為解決汽車安全、污染

2、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火系統(tǒng)；第三階段：20世紀90年代中期以后 電子技術(shù)從發(fā)動機擴展到底盤、車身及柴油機多個領(lǐng)域，各種電控系統(tǒng)日趨完善，汽車電子化已達到相當高的程度。1.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展School of Energy Science and Engineering3ABS ABS是常規(guī)制動裝置基礎上的改進型技術(shù)。它的工作原理是，依靠裝在各車輪上高靈敏度的車輪轉(zhuǎn)速傳感器以及車身上的車速傳感器，通過計算機控制。緊急制動時，一旦發(fā)現(xiàn)某個車輪抱死，計算機立即指令壓力調(diào)節(jié)器使該輪的制動分泵泄(減)壓，使車輪恢復轉(zhuǎn)動。ABS的工作過程實際上是抱死-松

3、開-抱死-松開的循環(huán)工作過程，使車輛始終處于臨界抱死的間隙滾動狀態(tài)，有效地克服緊急制動時的跑偏、側(cè)滑、甩尾，防止車身失控等情況的發(fā)生。 一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展階段1.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展School of Energy Science and Engineering4ABS一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展階段1.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展School of Energy Science and Engineering51.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展School of Energy Science and EngineeringABS61.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展School of Energy Science

4、and EngineeringABS7有無ABS的比較一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展階段1.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展School of Energy Science and Engineering8ABS一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展階段1.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展School of Energy Science and Engineering9一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展階段1.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展School of Energy Science and EngineeringEBD：電子制動力分配系統(tǒng)10一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展階段1.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展School of Energy Science and

5、EngineeringEBD：電子制動力分配系統(tǒng)11ABS+EBDSchool of Energy Science and Engineering12二、電控技術(shù)對發(fā)動機性能的影響1.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展提高發(fā)動機的動力性；提高發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性；降低排放污染；改善發(fā)動機的加速和減速性能；改善發(fā)動機的起動性能；發(fā)動機故障發(fā)生率大大降低，自診斷與報警系統(tǒng)的應用，提高了故障診斷的速度和準確性，縮短汽車因發(fā)動機故障而停駛的時間。School of Energy Science and Engineering131.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式電控燃油噴射（EFI） 一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)

6、容電控點火裝置（ESA） 怠速控制（ISC）系統(tǒng) 排放控制系統(tǒng) 進氣控制系統(tǒng)增壓控制系統(tǒng)應急備用系統(tǒng)警告提示 巡航控制系統(tǒng) 自診斷與報警系統(tǒng)失效保護系統(tǒng)School of Energy Science and Engineering141.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering15一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容電子燃油噴射系統(tǒng)（EFI）功用：根據(jù)進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）信號等對噴油量進行修正，使發(fā)動機在各種運行工況下均能獲得最佳濃度的混合氣，從而提高發(fā)動機的動力性、

7、經(jīng)濟性和排放性。電控點火系統(tǒng)（ESA）功用：是點火提前角控制 。根據(jù)各相關(guān)傳感器信號，判斷發(fā)動機的運行工況和運行條件，選擇最理想的點火提前角點燃混合氣，從而改善發(fā)動機的燃燒過程，以實現(xiàn)提高發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和降低排放污染的目的。1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering16一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容電子燃油噴射系統(tǒng)（EFI）1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering17一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容電子燃油噴射系統(tǒng)（EFI）汽油噴射系統(tǒng)的控制

8、系統(tǒng)組成1一燃油箱 2一電動燃油泵 3燃油濾清器 4ECU 5噴油器 6一燃油分配器 7一壓力調(diào)節(jié)器 8一進氣總管 9一節(jié)氣門位置傳感器 10一空氣流量計 11一氧傳感器 12一冷卻水溫度傳感器 13一分電器 14一怠速執(zhí)行器 15一蓄電池 16一點火開關(guān)1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering18一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容電控點火系統(tǒng)（ESA）1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering19一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容怠速控制系統(tǒng)（ISC）

9、功用：是在發(fā)動機怠速工況下，根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度、空調(diào)壓縮機是否工作、變速器是否掛入擋位等，通過怠速控制閥對發(fā)動機的進氣量進行控制，使發(fā)動機隨時以最佳怠速轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。排放控制系統(tǒng)功用：主要是對發(fā)動機排放控制裝置的工作實行電子控制。排放控制的項目主要包括：廢氣再循環(huán)（EGR）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。1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering20一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容怠速控制系統(tǒng)（ISC） 發(fā)動機怠速控制方法如圖所示，采用怠速控制閥（ ISCV ）控制節(jié)氣門旁路中的空氣流

10、量，使發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)總是處于最佳的轉(zhuǎn)速下。 1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering21一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容怠速控制系統(tǒng)（ISC） 怠速 發(fā)動機空轉(zhuǎn)時稱為怠速。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，如果完全放松油門踏板，這時發(fā)動機就處于怠速狀態(tài)。發(fā)動機怠速時的轉(zhuǎn)速被稱為怠速轉(zhuǎn)速。怠速轉(zhuǎn)速可以通過調(diào)整風門大小等來調(diào)整其高低。怠速即是發(fā)動機“出工不出力”。 1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering22一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容怠速控制系統(tǒng)（ISC） 關(guān)于電

11、噴車空檔滑行是否省油的問題？ 很多專家都說電噴車空檔滑行不省油。 可很多人就是想不通，空檔時，發(fā)動機進油量是維持怠速的進油量，這應該是最小給油量了吧。帶檔位運行，發(fā)動機轉(zhuǎn)速怎么也比怠速高啊，怎么可能比空檔還省油呢？ 1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering23一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容怠速控制系統(tǒng)（ISC） 關(guān)于電噴車空檔滑行是否省油的問題？ 原因很簡單，當帶檔不給油的時候，如果此時發(fā)動機轉(zhuǎn)速高過怠速時的轉(zhuǎn)速，發(fā)動機停止供油，直至發(fā)動機轉(zhuǎn)速跌至怠速以下時，才重新供油；若摘空檔，發(fā)動機一下子就失去了來自驅(qū)動輪的動力（

12、發(fā)動機與驅(qū)動輪之間的動力是雙向的），轉(zhuǎn)速跌落的非常快，這個時候為了保證發(fā)動機不熄火，就必須供油以維持最基本的怠速。 1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering24一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容進氣控制系統(tǒng)功用：主要是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的變化，對發(fā)動機的進氣進行控制，以提高發(fā)動機的充氣效率，從而改善發(fā)動機動力性。1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering可變進氣歧管技術(shù)25一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容進氣控制系統(tǒng)功用：主要是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的

13、變化，對發(fā)動機的進氣進行控制，以提高發(fā)動機的充氣效率，從而改善發(fā)動機動力性。1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering變長度26一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容進氣控制系統(tǒng)功用：主要是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的變化，對發(fā)動機的進氣進行控制，以提高發(fā)動機的充氣效率，從而改善發(fā)動機動力性。1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering變界面27一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容進氣控制系統(tǒng)功用：主要是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的變化，對發(fā)動機的進氣進行控制，以提高發(fā)動機的

14、充氣效率，從而改善發(fā)動機動力性。1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering重疊角技術(shù)28一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容進氣控制系統(tǒng)功用：主要是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的變化，對發(fā)動機的進氣進行控制，以提高發(fā)動機的充氣效率，從而改善發(fā)動機動力性。1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering可變氣門技術(shù)本田i-VTEC29一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容增壓控制系統(tǒng)功用：是對發(fā)動機進氣增壓裝置的工作進行控制。在裝有廢氣渦輪增壓裝置的汽車上，ECU根據(jù)檢測到的進

15、氣管壓力，對增加裝置進行控制，從而控制增壓裝置對進氣增壓的強度。 1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering30一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容巡航控制系統(tǒng)功用：設定巡航控制模式后，ECU根據(jù)汽車運行工況和運行環(huán)境信息，自動控制發(fā)動機工作，使汽車自動維持一定車速行駛。警告提示功用：由ECU控制各種指示和報警裝置，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)能及時發(fā)出信號以警告提示 。1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering31一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展階段ACC A

16、CC 系統(tǒng)主要由測距傳感器（雷達）、ECU和作動器組成。測距傳感器即雷達，用于測量自車與前車的相對距離、相對速度、相對加速度；中央控制單元ECU進行控制計算，負責計算設定速度、實現(xiàn)車頭凈距控制的加速度，并發(fā)出控制指令，控制汽車速度和加速度的執(zhí)行機構(gòu)；作動器包括節(jié)氣門作動器和制動作動器，用于調(diào)節(jié)汽車的加速度，以滿足控制的要求。1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering32一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展階段ACC1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering3

17、3一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展階段ACC：環(huán)車感應系統(tǒng)-調(diào)頻連續(xù)波(FMCM)雷達系統(tǒng) 1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering34一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展階段車道偏離預警系統(tǒng) 1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering35一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展階段車道偏離預警系統(tǒng) 1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering 車道偏離預警系統(tǒng)主要由HUD抬頭顯示器、攝像頭、控制器以及傳感器組

18、成，當車道偏離系統(tǒng)開啟時，攝像頭（一般安置在車身側(cè)面或后視鏡位置）會時刻采集行駛車道的標識線，通過圖像處理獲得汽車在當前車道中的位置參數(shù)，當檢測到汽車偏離車道時，傳感器會及時收集車輛數(shù)據(jù)和駕駛員的操作狀態(tài)，之后由控制器發(fā)出警報信號，整個過程大約在0.5秒完成，為駕駛者提供更多的反應時間。而如果駕駛者打開轉(zhuǎn)向燈，正常進行變線行駛，那么車道偏離預警系統(tǒng)不會做出任何提示。 奔馳車型車道偏離預警系統(tǒng)靠方向盤震動來提示駕駛者。36一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容自診斷與報警系統(tǒng)功用：用來提示駕駛員發(fā)動機有故障；同時，系統(tǒng)將故障信息以設定的數(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圍

19、。失效保護系統(tǒng)功用：主要是當傳感器或傳感器線路發(fā)生故障時，控制系統(tǒng)自動按電腦中預先設定的參考信號值工作，以便發(fā)動機能繼續(xù)運轉(zhuǎn)。 應急備用系統(tǒng)功用：是當控制系統(tǒng)電腦發(fā)生故障時，自動啟用備用系統(tǒng)（備用集成電路），按設定的信號控制發(fā)動機轉(zhuǎn)入強制運轉(zhuǎn)狀態(tài)，以防車輛停駛在路途中。1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering37一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容智能行車服務系統(tǒng)1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering38一、發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容智能行車服務系

20、統(tǒng)1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering 目前主流智能行車服務系統(tǒng)，主要是通過無線網(wǎng)絡連接車載終端機（多數(shù)為GPS)與服務中心，來構(gòu)成提供信息服務的通信平臺，通過安裝車內(nèi)的終端系統(tǒng)，分析汽車與車外發(fā)生的各種狀況，同時收集駕駛和行車所必須的各種信息，并將相應信息傳達給服務中心，借助話務員來為用戶提供相應服務。 39二、電控系統(tǒng)的控制方式開環(huán)控制 閉環(huán)控制 輸入量測量元件變換發(fā)送單元執(zhí)行機構(gòu)控制器被控對象被控參數(shù)1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engine

21、ering40在控制系統(tǒng)中，如果輸出端與輸入端之間不存在反饋回路，輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響，該系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 二、電控系統(tǒng)的控制方式在控制系統(tǒng)中，如果輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對系統(tǒng)的控制作用有直接影響的系統(tǒng)，稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。 開環(huán)控制 閉環(huán)控制 1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering41三、電控系統(tǒng)的控制過程微機控制系統(tǒng)的控制過程 （1）實時數(shù)據(jù)采集：對來自測量變送裝置的被控量的瞬時值進行檢測和輸入； （2）實時控制決策：對采集到的被控量進行分析和處理，并按已定的控制規(guī)律，決定將要采取

22、的控制行為。 （3）實時控制輸出：根據(jù)控制決策，適時地對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出控制信號，完成控制任務。 上述過程不斷重復，使整個系統(tǒng)能夠按照一定的控制指標進行工作，并對被控參數(shù)和設備本身出現(xiàn)的異常狀態(tài)及時監(jiān)督、迅速處理。 1.2 發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與方式School of Energy Science and Engineering421.3 發(fā)動機電控系統(tǒng)的功能與組成一、電控系統(tǒng)的基本組成發(fā)動機電控系統(tǒng)主要由傳感器、電控單元和執(zhí)行器三大部分組成 傳感器sensor電控單元（ECU）執(zhí)行器actuator圖 電控系統(tǒng)的基本組成School of Energy Science and Enginee

23、ring43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、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行元件三部分。電控系統(tǒng)的基本組成1.3 發(fā)動機電控系統(tǒng)的功能與組成School of Energy Science and Engineering441.3 發(fā)動機電控系統(tǒng)的功能與組成School of Energy Science and Engineering451.3 發(fā)動機電控系統(tǒng)的功能與組成School of Energy Science and Engineering46例：CAMRYETCS-I 節(jié)氣門控制系統(tǒng)發(fā)動機ECU節(jié)氣門傳感器加速踏板位置傳感器節(jié)氣門馬達點火線圈噴油嘴回位彈簧Thr

24、ottle Valve加速踏板 節(jié)氣門體空氣流量計主輔M 主 輔制動控制 ECU *CAN1.3 發(fā)動機電控系統(tǒng)的功能與組成School of Energy Science and Engineering471.3 發(fā)動機電控系統(tǒng)的功能與組成School of Energy Science and Engineering48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，并將其轉(zhuǎn)換成電信號通過線路輸送給ECU。 常用的傳感器有：空氣流量計、進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)、空調(diào)開關(guān)

25、、檔位開關(guān)、制動燈開關(guān)等。電子控制單元（ECU）：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行存儲、計算和分析處理，根據(jù)計算和分析的結(jié)果向執(zhí)行元件發(fā)出指令。執(zhí)行元件：受ECU控制，具體執(zhí)行某項控制功能的裝置。 常用的執(zhí)行元件有：噴油器、點火器、怠速控制閥、EGR閥、炭罐電磁閥、油泵繼電器、節(jié)氣門控制電機、二次空氣噴射閥、儀表顯示器等。1.3 發(fā)動機電控系統(tǒng)的功能與組成School of Energy Science and Engineering49二、常見傳感器序號類型英文縮寫主要功能1空氣流量計MAFS在L型電控燃油噴射系統(tǒng)中，由空氣流量計測量發(fā)動機的進氣量

26、，并將信號輸入ECU，作為燃油噴射和點火控制的主控制信號2進氣管絕對壓力傳感器MAPS在D型電控燃油噴射系統(tǒng)中，由進氣管絕對壓力傳感器測量進氣管內(nèi)氣體的絕對壓力，并將該信號輸入ECU，作為燃油噴射和點火控制的主控制信號3節(jié)氣門位置傳感器TPS檢測節(jié)氣門的開度及開度變化，如全關(guān)（怠速）、全開及節(jié)氣開閉的速率（單位時間內(nèi)開閉的角度）信號，此信號輸入ECU，用于燃油噴射控制及其他輔助控制4凸輪軸位置傳感器CPS給ECU提供曲軸轉(zhuǎn)角基準位置信號 （G信號），作為噴油正時控制和點火正時控制的主控制信號5曲軸位置傳感器（轉(zhuǎn)速傳感器）CPS用來檢測曲軸轉(zhuǎn)角位移，給ECU提供發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和曲軸轉(zhuǎn)角信號，作為

27、噴油正時控制和點火工時控制的主控制信號。6進氣溫度傳感器IATS是給ECU提供進氣溫度信號，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。7冷卻液溫度傳感器ECTS給ECU提供發(fā)動機冷卻液溫度信號，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。冷卻液溫度傳感器信號也是其他控制系統(tǒng)（如怠速控制和廢氣再循環(huán)控制等）的控制信號。1.3 發(fā)動機電控系統(tǒng)的功能與組成School of Energy Science and Engineering50二、常見傳感器序號類型英文縮寫主要功能8車速傳感器VSS檢測汽車的行駛速度，給ECU提供車速信號（SPI）信號），用于巡航控制和限速斷油控制，也是自動變速器的主控制信號9氧傳感器O2S檢測排氣中的氧含量，向ECU輸送空燃比的反饋信號，進行噴油量的閉環(huán)控制。10爆燃傳感器KS檢測汽油機是否爆燃及爆燃強度，