電控發(fā)動(dòng)機(jī)概述3汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式課件

1、第一章 電控發(fā)動(dòng)機(jī)概述11 汽油機(jī)電控技術(shù)及其發(fā)展12 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的組成 實(shí)訓(xùn)任務(wù) 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)總體認(rèn)識(shí) 13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能與方式14 電控發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢15 汽油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的組成與分類1# 思考題13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式 掌握現(xiàn)代汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能。本節(jié)內(nèi)容： 一、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的控制項(xiàng)目 二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式一、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的控制項(xiàng)目 汽油機(jī)電控始于燃油噴射，但不止于燃油噴射。 電控汽油噴射系統(tǒng)EFI（electronic fuel injection），常常簡稱為電噴系統(tǒng)，只涉及與空燃

2、比的電控。 除了空燃比外，還有許多因素對汽油機(jī)性能有十分重要的影響， 其中，最重要的是點(diǎn)火提前角控制。 早期，空燃比和點(diǎn)火提前角分別控制，稱作發(fā)動(dòng)機(jī)電子單獨(dú)控制系統(tǒng)； 直到上世紀(jì)70年代后期，各大汽車公司紛紛推出將電噴和電子點(diǎn)火集中由一個(gè)電控單元控制的系統(tǒng)， 稱為發(fā)動(dòng)機(jī)電子集中控制系統(tǒng)，也稱為發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，見表1-3-1（P18）。13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式一、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的控制項(xiàng)目控制系統(tǒng)類別子系統(tǒng)名稱所用主要傳感器種類 主要控制 輔助控制噴油控制點(diǎn)火控制噴油量控制噴油定時(shí)控制點(diǎn)火時(shí)刻控制閉合角控制爆震控制怠速控制燃油泵控制燃油蒸發(fā)排放控制可變氣門正時(shí)控制可變進(jìn)氣系統(tǒng)控制冷卻風(fēng)

3、扇控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制空調(diào)壓縮機(jī)控制廢氣再循環(huán)控制(EGR)廢氣渦輪增壓壓力控制二次空氣噴射控制Electronic Fuel InjectionExhaust Gas Recirculation二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能1、燃油噴射 (EFI)控制(1) 油量控制13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式(2) 噴油正時(shí)控制(3) 斷油控制(包括減速和超速斷油)(4) 燃油泵控制2、點(diǎn)火 (ESA)控制(1) 點(diǎn)火提前角控制(2) 閉合角控制(3) 爆震控制 Electronic Spark Advance3、怠速控制(ISC) Idle Speed Control4、排放控制(1)

4、汽車尾氣排放污染控制(2) 廢氣再循環(huán)(EGR)控制(3) 活性炭罐清污電磁閥控制(4) 二次空氣噴射控制下面詳細(xì)講述各種功能的特點(diǎn)二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能進(jìn)氣系統(tǒng)控制13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式5、(1) 可變配氣相位控制(2) 可變進(jìn)氣系統(tǒng)控制(可變進(jìn)氣管、可變進(jìn)氣道節(jié)流技術(shù)和廢氣渦輪增壓控制)6、輔助控制(1) 散熱器風(fēng)扇控制(2) 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制7、車載自診斷功能(1) 故障監(jiān)測(2) 故障報(bào)警(3) 備用運(yùn)行功能(即“跛腳回家”)13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能 1、燃油噴射(EFI：Electronic Fuel

5、Injection)控制。 (1) 油量控制 發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(ECU)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷作為主控信號(hào)，確定噴油脈沖寬度(即基本噴油量)， 并根據(jù)冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、尾氣氧含量等信號(hào)，對基本噴油量加以修正， 最后確定總噴油量。 (2) 噴油正時(shí)控制 采用多點(diǎn)、順序燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)， ECU除了控制噴油量外，還要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的點(diǎn)火順序，將噴油時(shí)刻控制在一個(gè)最佳的位置，以使燃油與空氣充分混合燃燒。13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能 1、燃油噴射(EFI：Electronic Fuel Injection)控制。 (3) 斷油控制 減速斷油 汽

6、車在正常行駛中，駕駛員突然松開油門踏板時(shí)， ECU將會(huì)切斷燃油噴射控制電路，停止噴油，以降低減速時(shí)HC及CO的排放量， 直到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到設(shè)定的低轉(zhuǎn)速時(shí)，再恢復(fù)噴油。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過安全轉(zhuǎn)速(飛車)，或車速超過設(shè)限時(shí)速時(shí)， 超速斷油控制 ECU將會(huì)切斷燃油噴射控制電路，停止噴油， 直到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到設(shè)定的安全轉(zhuǎn)速，或車速低于設(shè)定的最高限速時(shí)，再恢復(fù)噴油。13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能 1、燃油噴射(EFI：Electronic Fuel Injection)控制。 (4) 燃油泵控制 當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)打開后，ECU將控制燃油泵工作3S，用于燃油泵自

7、檢，并建立必要的油壓。 此時(shí)，若不啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，ECU將切斷電動(dòng)燃油泵的控制電路，電動(dòng)燃油泵停止工作。 在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行過程中，ECU控制電動(dòng)燃油泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)。13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能 2、點(diǎn)火(ESA：Electronic Spark Advance)控制。 (1) 點(diǎn)火提前角控制 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號(hào)，計(jì)算相應(yīng)工況下的噴油提前角， 并根據(jù)冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、節(jié)氣門位置、爆震信號(hào)等，對基本點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正， 最后確定最佳點(diǎn)火提前角(最佳點(diǎn)火正時(shí))。 (2) 通電時(shí)間(閉合角)控制 為了保證高速時(shí)點(diǎn)火線圈初級(jí)電路在斷

8、開時(shí)刻， 保證有足夠大電流，以使次級(jí)線圈產(chǎn)生足夠高的點(diǎn)火電壓；同時(shí)為防止低速是通電時(shí)間過長，而使點(diǎn)火線圈過熱損壞，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和蓄電池電壓等信號(hào)，控制點(diǎn)火線圈初級(jí)電路的通電時(shí)間(即閉合角)。13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能 2、點(diǎn)火(ESA：Electronic Spark Advance)控制。 (3) 爆震控制 當(dāng)ECU接收到爆震傳感器輸入的信號(hào)后，將對該信號(hào)進(jìn)行處理， 并判斷爆震有無及強(qiáng)弱。 當(dāng)檢測到發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震時(shí)，ECU立即根據(jù)爆震的強(qiáng)弱，計(jì)算控制參數(shù)， 然后通過點(diǎn)火系統(tǒng)推遲發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前角，以消除爆震。13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功

9、能及方式二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能 3、怠速控制(ISC：Idle Speed Control)。 ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器與車速傳感器信息，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于怠速工況(節(jié)氣門全關(guān)，車速為零)。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況時(shí)，ECU根據(jù)兩傳感器輸入的信號(hào)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速， 并與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器反饋的實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較。 ECU將根據(jù)比較得出的差值，計(jì)算控制參數(shù)， 然后通過控制怠速控制閥或節(jié)氣門開度，來改變進(jìn)氣量，以使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速趨于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳怠速轉(zhuǎn)速及怠速的穩(wěn)定性。13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能 4、排放控制。 (1)

10、 尾氣排放污染控制 ECU通過排氣管中安裝的氧傳感器，檢測尾氣中氧的含量，來判斷混合氣空燃比的高低， 并對油量進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)對空燃比的反饋控制(閉環(huán)控制)，使混合氣的空燃比接近理想空燃比， 從而保證三無催化罐能有效凈化尾氣，以使有害氣體排放量降到最低。 (2) 廢氣再循環(huán)(EGR)控制 ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、冷卻液溫度等信號(hào)，計(jì)算最佳再循環(huán)排氣率， 然后通過真空調(diào)節(jié)將ECU輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為氣壓變化，控制EGR閥的開度， 使一定量的廢氣再循環(huán)，以降低NOX的排放量。13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能 4、排放控制。 (3) 活性炭罐清污電磁

11、閥控制 ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等信號(hào)，灰罐清污電磁閥的開啟工作， 將活性炭罐吸附的汽油蒸氣吸入進(jìn)氣管， 進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，降低汽油蒸氣的排放。 (4) 二次空氣噴射控制 在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，控制來自空氣泵的新鮮空氣噴入排氣歧管或三無催化罐中，使廢氣中的CO和HC進(jìn)一步氧化或燃燒， 以減少排氣污染，同時(shí)加快三元催化罐的升溫速度。13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能 5、進(jìn)氣體系統(tǒng)控制。 (1) 可變配氣相位控制 ECU發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置傳感器、進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器和水溫傳感器等信息，計(jì)算最佳氣門正時(shí)，并與曲軸及凸

12、輪軸位置位置傳感器信號(hào)進(jìn)行反饋的實(shí)際位置進(jìn)行比較， 以此計(jì)算控制參數(shù)，然后控制液壓電磁閥動(dòng)作，來控制配氣正時(shí)的提前、保持或遲滯。 從而使進(jìn)入氣缸的空氣量達(dá)到最佳，以便提高燃燒效率。13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能 5、進(jìn)氣體系統(tǒng)控制。 (2) 可變進(jìn)氣系統(tǒng)控制 可變進(jìn)氣管。 ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫、進(jìn)氣溫度和車速等信號(hào)， 控制進(jìn)氣管的通道長度，以利用進(jìn)氣動(dòng)態(tài)效應(yīng)(諧振)來提高充氣效率， 從而獲得更大的輸出功率和扭矩。 可變進(jìn)氣道節(jié)流技術(shù)。 ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫、進(jìn)氣溫度和車速等信號(hào)， 控制進(jìn)氣管節(jié)流閥的旋轉(zhuǎn)角度，引導(dǎo)氣流偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生

13、渦流，并調(diào)節(jié)渦流比， 實(shí)現(xiàn)渦流控制，以促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)在高、低轉(zhuǎn)速時(shí)燃油蒸發(fā)充分、混合均勻，提高燃燒效率。13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能 5、進(jìn)氣體系統(tǒng)控制。 (2) 可變進(jìn)氣系統(tǒng)控制 廢氣渦輪增壓控制。 ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置、水溫、進(jìn)氣溫度和爆震等信號(hào)， 計(jì)算最佳增壓壓力，經(jīng)與進(jìn)氣壓力反饋信號(hào)比較后，確定控制參數(shù)， 然后，ECU通過控制廢氣渦輪增壓器的廢氣旁通閥或噴嘴環(huán)葉片的開度，來控制渦輪轉(zhuǎn)速和增壓壓力。13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能 6、輔助控制。 (1) 散熱器風(fēng)扇控制 ECU根據(jù)車速、水

14、溫和空調(diào)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，來綜合調(diào)節(jié)電動(dòng)冷卻風(fēng)扇的冷卻能力， 以降低冷卻風(fēng)扇的能耗、噪聲和振動(dòng)， 延長風(fēng)扇電機(jī)的使用壽命。 (2) 發(fā)電機(jī)控制 ECU根據(jù)發(fā)電機(jī)輸出電壓的變化，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流， 使發(fā)電機(jī)輸出電壓保持穩(wěn)定。13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能及方式二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)主要功能 7、車載自診斷功能。 (1) 故障監(jiān)測 ECU通過監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的工作狀況， 確保發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)部的各元(部)件在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)，以最佳的方式參與工作， 以便將油耗、排放控制在最低水平。 (2) 故障報(bào)警與記錄 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，ECU將點(diǎn)亮儀表板上的發(fā)動(dòng)機(jī)檢查(Check Engine Soon)指示燈，以提醒駕駛員， 發(fā)動(dòng)機(jī)已出現(xiàn)故障，應(yīng)立即停車，檢查修理。 并且，ECU將發(fā)動(dòng)機(jī)故障以代碼形式，儲(chǔ)存在ECU的存儲(chǔ)器中，供維修人員進(jìn)行分析。13 汽油機(jī)電控