汽油发动机电控系统导.ppt

课题一课题一 汽油发动机电控系统简述汽油发动机电控系统简述任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介绍发动机电控系统的发展及功能介绍任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类任务三任务三 发动机电控系统的组成发动机电控系统的组成返回任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介发动机电控系统的发展及功能介绍绍 1967，由，由BOSCH公司开发的公司开发的D-Jetronic电控燃油喷射系统投入使用，电控燃油喷射系统投入使用，在此后的几十年间，汽油发动机电子控制系统经历了由模拟电路到数在此后的几十年间，汽油发动机电子控制系统经历了由模拟电路到数字电路，由简单控制到电脑控制，由单一控制到综合控制的发展历程。字电路，由简单控制到电脑控制，由单一控制到综合控制的发展历程。1973年，美国通用汽车公司开始采用年，美国通用汽车公司开始采用IC电子点火装置，并逐渐普及使电子点火装置，并逐渐普及使用。用。1974，通用汽车公司开始装备火花塞电极间隙的加大、点火能量增强，通用汽车公司开始装备火花塞电极间隙的加大、点火能量增强的高能点火系统，并且力图将分电器、点火线圈和电子控制电路制成的高能点火系统，并且力图将分电器、点火线圈和电子控制电路制成一体。一体。1976，美国克莱斯勒公司首先采用模拟计算机来控制发动机点火时刻。，美国克莱斯勒公司首先采用模拟计算机来控制发动机点火时刻。当时这些新技术的应用，存在的共同问题是价格昂贵、可靠性差，复当时这些新技术的应用，存在的共同问题是价格昂贵、可靠性差，复杂的电路使它们的维修费用也很高，因而没有得到推广应用。杂的电路使它们的维修费用也很高，因而没有得到推广应用。1966年，美国加利福尼亚州首先颁布了世界上第一部汽车排放法规。年，美国加利福尼亚州首先颁布了世界上第一部汽车排放法规。下一页返回任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介发动机电控系统的发展及功能介绍绍 1971年美国清洁空气法规要求必须大幅度降低汽车废气中有害污染年美国清洁空气法规要求必须大幅度降低汽车废气中有害污染物的限值，当时在世界范围内又出现了能源危机，从而推动了汽车电物的限值，当时在世界范围内又出现了能源危机，从而推动了汽车电子技术的快速发展。子技术的快速发展。1977年，通用汽车公司采用中央处理器年，通用汽车公司采用中央处理器(CPU)控制的数字点火系统，控制的数字点火系统，这是一种真正的计算机控制系统。它能够精确地控制发动机点火时刻，这是一种真正的计算机控制系统。它能够精确地控制发动机点火时刻，用来提高发动机的燃烧效率和输出功率，同时还可以大幅度地降低排用来提高发动机的燃烧效率和输出功率，同时还可以大幅度地降低排气中的有害成分。气中的有害成分。同年，美国福特汽车公司开发了同时控制点火、排气再循环和二次空同年，美国福特汽车公司开发了同时控制点火、排气再循环和二次空气喷射的发动机电子控制系统气喷射的发动机电子控制系统电控汽油喷射系统在各方面显示出来的优越性，使之在电控汽油喷射系统在各方面显示出来的优越性，使之在2U世纪世纪70年年代末及代末及80年代得到了迅速发展年代得到了迅速发展(从从2O世纪洲年代后，发动机电子控制世纪洲年代后，发动机电子控制技术逐渐成熟，电子技术逐渐向汽车的其他组成部分扩展。技术逐渐成熟，电子技术逐渐向汽车的其他组成部分扩展。上一页 下一页返回任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介发动机电控系统的发展及功能介绍绍 到目前为止。发动机电控技术主要发展为以下几个方面的控制。到目前为止。发动机电控技术主要发展为以下几个方面的控制。电控燃油喷射控制电控燃油喷射控制:最佳空燃比控制最佳空燃比控制(主要控制喷油量、喷油定时主要控制喷油量、喷油定时)电子点火控制电子点火控制:最佳点火提前角控制最佳点火提前角控制(主要控制点火提前角、闭合角主要控制点火提前角、闭合角)。怠速控制怠速控制:主要对怠速转速进行控制。主要对怠速转速进行控制。排放控制排放控制:废气再循环废气再循环(EGR)，催化反应器、二次空气喷射、热反应，催化反应器、二次空气喷射、热反应器、活性炭罐清污器、活性炭罐清污(汽油蒸汽回收汽油蒸汽回收)等。等。可变气门配气正时控制可变气门配气正时控制(VTEC,VVTi等等)。废气涡轮增压控制。废气涡轮增压控制。上一页 下一页返回任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介发动机电控系统的发展及功能介绍绍 电子节气门控制电子节气门控制(ETC)自诊断系统自诊断系统(OBT)通常将电控燃油喷射控制和电子点火控制以外的其他控制系统称为辅通常将电控燃油喷射控制和电子点火控制以外的其他控制系统称为辅助控制，所以电控发动机主要由电控燃油喷射系统、电子点火系统和助控制，所以电控发动机主要由电控燃油喷射系统、电子点火系统和辅助控制系统组成。辅助控制系统组成。下面让我们简单了解一下电控汽油发动机各控制系统的功能。下面让我们简单了解一下电控汽油发动机各控制系统的功能。电控燃油喷射电控燃油喷射(EFI)电控燃油喷射主要包括喷油量、喷射正时、减速断油与限速断油及燃电控燃油喷射主要包括喷油量、喷射正时、减速断油与限速断油及燃油泵的控制。油泵的控制。上一页 下一页返回任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介发动机电控系统的发展及功能介绍绍1)喷，由量控制喷，由量控制电子控制单元电子控制单元(ECU)将发动机转速和负荷信号作为主控信号，确定基将发动机转速和负荷信号作为主控信号，确定基本喷油量本喷油量(喷油电磁阀开启的时间长短喷油电磁阀开启的时间长短)，并根据其他有关输入信号加，并根据其他有关输入信号加以修正，最后确定总喷油量以修正，最后确定总喷油量2，喷油正时控制，喷油正时控制在电控间歇喷射系统中，当采用与发动机转动同步的顺序独立喷射方在电控间歇喷射系统中，当采用与发动机转动同步的顺序独立喷射方式时，式时，ECU不仅要控制喷油量，还要根据发动机各缸的点火顺序，将不仅要控制喷油量，还要根据发动机各缸的点火顺序，将喷射时刻控制在一个最佳的时刻喷射时刻控制在一个最佳的时刻上一页 下一页返回任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介发动机电控系统的发展及功能介绍绍(3)减速断油与限速断油控制减速断油与限速断油控制减速断油控制减速断油控制汽车行驶中，驾驶员快收加速踏板时，汽车行驶中，驾驶员快收加速踏板时，ECU将会切断燃油喷射控制电将会切断燃油喷射控制电路，停止喷油，以降低减速时路，停止喷油，以降低减速时HC及及CO的排放量。当发动机转速降至的排放量。当发动机转速降至一特定转速时，又恢复供油一特定转速时，又恢复供油限速断油控制限速断油控制汽车加速时，发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车汽车加速时，发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速，速，ECU将会在临界转速时切断燃油喷射控制电路，停止喷油，防止将会在临界转速时切断燃油喷射控制电路，停止喷油，防止超速超速上一页 下一页返回任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介发动机电控系统的发展及功能介绍绍(4)燃油泵控制燃油泵控制当接通点火开关后，当接通点火开关后，ECU将控制燃油泵工作将控制燃油泵工作23S，以建立必需的油，以建立必需的油压，此时若不启动发动机，压，此时若不启动发动机，ECU将切断燃油泵控制电路，燃油泵停止将切断燃油泵控制电路，燃油泵停止工作。在发动机启动过程和运转过程中，工作。在发动机启动过程和运转过程中，ECU控制燃油泵保持正常运控制燃油泵保持正常运转。转。2电控点火装置电控点火装置(ESA)电控点火装置的控制主要包括点火提前角、闭合角与恒流及爆震控制电控点火装置的控制主要包括点火提前角、闭合角与恒流及爆震控制等方面等方面(1)点火提前角控制点火提前角控制在在Ecu中，首先存储记忆发动机在各种工况及运行条件下最理想的点中，首先存储记忆发动机在各种工况及运行条件下最理想的点火提前角。发动机运转时，火提前角。发动机运转时，ECU根据发动机的转速和负荷信号，确定根据发动机的转速和负荷信号，确定基本点火提前角，并根据其他有关信号进行修正，最后确定点火提前基本点火提前角，并根据其他有关信号进行修正，最后确定点火提前角，并向电子点火控制器输出点火指示信号，以控制点火系的工作。角，并向电子点火控制器输出点火指示信号，以控制点火系的工作。上一页 下一页返回任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介发动机电控系统的发展及功能介绍绍(2)闭合角与恒流控制闭合角与恒流控制为保证点火线圈初级电路有足够大的断开电流，以产生足够高的次级为保证点火线圈初级电路有足够大的断开电流，以产生足够高的次级电压，同时也要防止通电时间过长使点火线圈过热而损坏，电压，同时也要防止通电时间过长使点火线圈过热而损坏，ECU可根可根据蓄电池电压及转速等信号，控制点火线圈初级电路的通电时间。在据蓄电池电压及转速等信号，控制点火线圈初级电路的通电时间。在高能点火装置中，还增加了恒流控制电路，以使初级电流在极短时间高能点火装置中，还增加了恒流控制电路，以使初级电流在极短时间内迅速增长到额定值，减少转速对次级电压的影响，改善点火特性。内迅速增长到额定值，减少转速对次级电压的影响，改善点火特性。(3)爆震控制爆震控制当当ECU根据爆震传感器愉出的信号检测到爆震现象时，立即修正点火根据爆震传感器愉出的信号检测到爆震现象时，立即修正点火提前角，以免爆震的发生。提前角，以免爆震的发生。3.怠速控制怠速控制(isc)发动机在怠速运转时，如果空调压缩机工作、变速器挂入档位、发电发动机在怠速运转时，如果空调压缩机工作、变速器挂入档位、发电机负荷加大等怠速运转工况发生变化，由机负荷加大等怠速运转工况发生变化，由ECU控制怠速控制阀，以便控制怠速控制阀，以便发动机都能处在最佳怠速转速下运转。发动机都能处在最佳怠速转速下运转。上一页 下一页返回任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介发动机电控系统的发展及功能介绍绍4.排放控制排放控制(1)EGR废气再循环控制废气再循环控制当发动机温度达到一定温度时，根据发动机的负荷和转速，当发动机温度达到一定温度时，根据发动机的负荷和转速，ECU控制控制EGR阀，使废气进行再循环，以降低阀，使废气进行再循环，以降低NO,的排放量。的排放量。(2)开环与闭环控制开环与闭环控制在装有氧传感器及三元催化器的发动机中，在装有氧传感器及三元催化器的发动机中，ECU根据发动机的工况及根据发动机的工况及氧传感器反馈的空燃比信号，确定开环控制与闭环控制方式。氧传感器反馈的空燃比信号，确定开环控制与闭环控制方式。(3)二次空气喷射控制二次空气喷射控制ECU根据发动机的工作温度，控制新鲜空气喷入排气歧管或三元催化根据发动机的工作温度，控制新鲜空气喷入排气歧管或三元催化转化器中，以减少排气污染。转化器中，以减少排气污染。上一页 下一页返回任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介发动机电控系统的发展及功能介绍绍(4)活性炭罐电磁阀控制活性炭罐电磁阀控制ECU根据发动机的工作温度、转速、负荷等信号，控制活性炭罐电磁根据发动机的工作温度、转速、负荷等信号，控制活性炭罐电磁阀的工作，以降低燃油蒸气蒸发污染阀的工作，以降低燃油蒸气蒸发污染5进气控制进气控制(1)动力阀控制动力阀控制发动机在不同负荷下，发动机在不同负荷下，ECU控制真空电磁阀，通过控制动力阀的开闭控制真空电磁阀，通过控制动力阀的开闭来改变进气流量，从而改善发动机的输出功率与转矩来改变进气流量，从而改善发动机的输出功率与转矩上一页 下一页返回任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介发动机电控系统的发展及功能介绍绍(2).涡流控制阀涡流控制阀ECU根据发动机的负荷和转速信号，控制真空电磁阀，通过控制涡流根据发动机的负荷和转速信号，控制真空电磁阀，通过控制涡流控制阀的开闭，来改善发动机大负荷工作下的充气效率，提高输出功控制阀的开闭，来改善发动机大负荷工作下的充气效率，提高输出功率和转矩。率和转矩。6增压控制增压控制ECU根据进气压力传感器根据进气压力传感器(MAP)检测的进气压力信号去控制释压电磁检测的进气压力信号去控制释压电磁阀，通过控制排气通路切换阀，改变排气通路的走向，从而控制废气阀，通过控制排气通路切换阀，改变排气通路的走向，从而控制废气涡轮增压器开始或停止工作。涡轮增压器开始或停止工作。上一页 下一页返回任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介发动机电控系统的发展及功能介绍绍7.警告提示警告提示ECU控制各种指示和警告装置，显示有关控制系统的工作状况，当控控制各种指示和警告装置，显示有关控制系统的工作状况，当控制系统出现故障时能及时发出警告信号，如氧气传感器失效、催化剂制系统出现故障时能及时发出警告信号，如氧气传感器失效、催化剂过热、油箱油温过高等。过热、油箱油温过高等。8.自我诊断与报警系统自我诊断与报警系统当控制系统出现故障时，当控制系统出现故障时，ECU将会点亮仪表板上的将会点亮仪表板上的“检查发动机检查发动机”(CHECK ENGINE)灯，提醒驾驶员注意，发动机已出现故障，并将灯，提醒驾驶员注意，发动机已出现故障，并将故障信息储存到故障信息储存到ECU中，通过一定程序，能将故障码及有关信息资料中，通过一定程序，能将故障码及有关信息资料调出，供检修使用调出，供检修使用上一页 下一页返回任务一任务一 发动机电控系统的发展及功能介发动机电控系统的发展及功能介绍绍9.传感器故障预诊参考系统传感器故障预诊参考系统(失效保护失效保护)当当ECU检测到传感器或线路故障时，即会自动按检测到传感器或线路故障时，即会自动按ECU预设的程序提供预设的程序提供预设定值，以便发动机仍能保持运转，但性能将有所下降预设定值，以便发动机仍能保持运转，但性能将有所下降10.ECU故障备用控制系统故障备用控制系统当当ECU发生故障时，则会自动启动备用系统，使发动机转入强制运转发生故障时，则会自动启动备用系统，使发动机转入强制运转状态，以便驾驶员将车辆开到修理厂进行修理状态，以便驾驶员将车辆开到修理厂进行修理上一页返回任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类一、按控制方式分类一、按控制方式分类单点燃油喷射系统单点燃油喷射系统该系统在进气歧管原来安装化油器的部位安装了一个大功率电磁喷油该系统在进气歧管原来安装化油器的部位安装了一个大功率电磁喷油器，集中进行燃油喷射，又称节气门体喷射器，集中进行燃油喷射，又称节气门体喷射(TBI)或中央喷射或中央喷射(CFI)。与多点燃油喷射相比，与多点燃油喷射相比，TBI系统用节气门的开启角度和发动机转速来系统用节气门的开启角度和发动机转速来控制空燃比，结构和控制方式更加简单。结构图如控制空燃比，结构和控制方式更加简单。结构图如图图1-1所示。所示。下一页返回任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类2.D-Jetronic电控燃油喷射系统电控燃油喷射系统该系统是速度该系统是速度密度型电子燃油喷射系统，它将进气歧管绝对压力信密度型电子燃油喷射系统，它将进气歧管绝对压力信号和转速信号输送到发动机控制模块号和转速信号输送到发动机控制模块(ECU)，由发动机控制模块根据，由发动机控制模块根据该信号计算出进气量，再发生与之相对应的喷油脉冲宽度信号，控制该信号计算出进气量，再发生与之相对应的喷油脉冲宽度信号，控制电磁喷油器喷射出适量的燃油。国产桑塔纳电磁喷油器喷射出适量的燃油。国产桑塔纳2000GLi、切诺基、富康、切诺基、富康、威驰以及丰田皇冠采用此系统。结构图如威驰以及丰田皇冠采用此系统。结构图如图图1-2所示。所示。上一页 下一页返回任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类3.L-Jetronic电控燃油喷射系统电控燃油喷射系统该系统由翼板式空气流量传感器该系统由翼板式空气流量传感器(MAF)代替进气歧管绝对压力传感器代替进气歧管绝对压力传感器(MAP)检测进气量来控制喷油器的喷油量。丰田佳美、丰田大霸王以检测进气量来控制喷油器的喷油量。丰田佳美、丰田大霸王以及马自达及马自达MPV多用途汽车采用此系统。结构图如多用途汽车采用此系统。结构图如图图1-3所示。所示。4.LH-Jetronic电控燃油喷射系统电控燃油喷射系统该系统用热线式或热膜式空气流量传感器该系统用热线式或热膜式空气流量传感器(MAF)代替翼板式空气流量代替翼板式空气流量传感器来检测发动机的进气量。因为它可直接检测进气质量，所以无传感器来检测发动机的进气量。因为它可直接检测进气质量，所以无需对进气温度和大气压力进行修正，并且进气阻力小桑塔纳需对进气温度和大气压力进行修正，并且进气阻力小桑塔纳2000GSi、捷达、别克等采用此系统。结构图如捷达、别克等采用此系统。结构图如图图1-4所示。所示。上一页 下一页返回任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类二、按喷射部位不同二、按喷射部位不同1.缸内直接喷射缸内直接喷射缸内直接喷射是将喷油器安装在汽缸盖上，把燃油直接喷入汽缸内，缸内直接喷射是将喷油器安装在汽缸盖上，把燃油直接喷入汽缸内，配合缸内组织的气体流动形成可燃混合气，容易实现分层燃烧和稀混配合缸内组织的气体流动形成可燃混合气，容易实现分层燃烧和稀混合气燃烧，可进一步提高汽油发动机的经济性和排放性。如合气燃烧，可进一步提高汽油发动机的经济性和排放性。如图图1-5所所示。示。2.进气管喷射进气管喷射目前汽车上应用的电控燃油喷射系统一般都是进气管喷射式，按喷油目前汽车上应用的电控燃油喷射系统一般都是进气管喷射式，按喷油器的数量不同，又可分为单点喷射器的数量不同，又可分为单点喷射(SPl)系统和多点喷射系统和多点喷射(MPI)系统。系统。如如图图1-6所示。所示。上一页 下一页返回任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类(1)单点喷射单点喷射在节气门上方装一个中央喷射装置，用在节气门上方装一个中央喷射装置，用12只喷油器集中喷射。汽油只喷油器集中喷射。汽油喷入进气流中，形成的可燃混合气由进气歧管分配到各汽缸中。单点喷入进气流中，形成的可燃混合气由进气歧管分配到各汽缸中。单点喷射又称为节气门体喷射喷射又称为节气门体喷射(TBI)或中央喷射或中央喷射(CFI)。单点电控燃油喷射。单点电控燃油喷射系统在每个汽缸进气行程开始的时候喷油，采用的是顺序喷射方式，系统在每个汽缸进气行程开始的时候喷油，采用的是顺序喷射方式，又称独立喷射方式。独立喷射可使燃油在进气管中滞留的时间最短，又称独立喷射方式。独立喷射可使燃油在进气管中滞留的时间最短，各缸得到燃油量尽可能一致。单点喷射系统与多点燃油喷射系统的控各缸得到燃油量尽可能一致。单点喷射系统与多点燃油喷射系统的控制原理相似，空气量可采用空气流量计直接计量，也可采用绝对压力制原理相似，空气量可采用空气流量计直接计量，也可采用绝对压力传感器间接测量。如传感器间接测量。如图图1-7所示。所示。上一页 下一页返回任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类(2)多点喷射多点喷射在每缸进气门处装有在每缸进气门处装有1只喷油器，由电子控制单元只喷油器，由电子控制单元(ECU)控制喷油，因控制喷油，因此多点喷射又称为多气门喷射。多点喷射系统的燃油分配均匀性好，此多点喷射又称为多气门喷射。多点喷射系统的燃油分配均匀性好，进气管可按最大进气量来设计，而且无论发动机处于冷态或热态，其进气管可按最大进气量来设计，而且无论发动机处于冷态或热态，其过渡的响应及燃油经济性都是最佳的如过渡的响应及燃油经济性都是最佳的如图图1-8所示。所示。上一页 下一页返回任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类三、按喷射控制方式三、按喷射控制方式1.开环控制系统开环控制系统开环控制系统按预先设定在电脑中的控制规律工作，只受发动机运行开环控制系统按预先设定在电脑中的控制规律工作，只受发动机运行工况参数变化的控制，简单易行。但其精度直接依赖于所设定的基准工况参数变化的控制，简单易行。但其精度直接依赖于所设定的基准数据和喷油器调整标定的精度。喷油器及发动机的产品性能存在差异，数据和喷油器调整标定的精度。喷油器及发动机的产品性能存在差异，或由于磨损等引起性能参数变化时，就不能使混合气准确地保持在预或由于磨损等引起性能参数变化时，就不能使混合气准确地保持在预定的浓度定的浓度(空燃比空燃比)上。因此，开环控制系统对发动机及控制系统各组上。因此，开环控制系统对发动机及控制系统各组成部分的精度要求高，抗干扰能力差，当使用工况超出预定范围时，成部分的精度要求高，抗干扰能力差，当使用工况超出预定范围时，不能实现最佳控制。如不能实现最佳控制。如图图1-9所示所示上一页 下一页返回任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类2.闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统可达到较高的空燃比控制精度，并可消除因产品差异和闭环控制系统可达到较高的空燃比控制精度，并可消除因产品差异和磨损等引起的性能变化，工作稳定性好，抗干扰能力强。但是，为了磨损等引起的性能变化，工作稳定性好，抗干扰能力强。但是，为了使排气净化达到最佳效果，只能运行在理论空燃比使排气净化达到最佳效果，只能运行在理论空燃比(14.7)附近。对启附近。对启动、暖机、加速、怠速、满负荷等特殊工况，仍需采用开环控制，使动、暖机、加速、怠速、满负荷等特殊工况，仍需采用开环控制，使喷油器按预先设定的加浓混合气配比工作，以满足发动机特殊工况的喷油器按预先设定的加浓混合气配比工作，以满足发动机特殊工况的工作要求。所以，目前普遍采用开环和闭环相结合的控制方案如工作要求。所以，目前普遍采用开环和闭环相结合的控制方案如图图1-10所示所示上一页 下一页返回任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类四、按喷油方式四、按喷油方式1.连续喷身寸方式连续喷身寸方式指在发动机运转期间，汽油连续不断地喷射入进气道内，且大部分是指在发动机运转期间，汽油连续不断地喷射入进气道内，且大部分是汽油在进气门关闭时喷射的，因此大部分汽油在进气道内蒸发。除汽油在进气门关闭时喷射的，因此大部分汽油在进气道内蒸发。除K型机械式、型机械式、KE型机电组合式汽油喷射系统外，电控燃油喷射系统一型机电组合式汽油喷射系统外，电控燃油喷射系统一般不采用此种喷射方式。般不采用此种喷射方式。2间歇喷射方式间歇喷射方式指在发动机运转期间，将汽油间歇地喷入进气道内。目前应用广泛的指在发动机运转期间，将汽油间歇地喷入进气道内。目前应用广泛的是采用间歇喷射方式的多点电控燃油喷射系统。按各缸喷油器的喷射是采用间歇喷射方式的多点电控燃油喷射系统。按各缸喷油器的喷射顺序又可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射。顺序又可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射。上一页 下一页返回任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类(1)同时喷射同时喷射将各缸的喷油器并联，在发动机运转期间，所有喷油器由电脑的同一将各缸的喷油器并联，在发动机运转期间，所有喷油器由电脑的同一个喷油指令控制，同时喷油、同时断油。采用同时喷射方式的电控燃个喷油指令控制，同时喷油、同时断油。采用同时喷射方式的电控燃油喷射系统，一般都是曲轴每转一圈各缸同时喷油一次，对每个汽缸油喷射系统，一般都是曲轴每转一圈各缸同时喷油一次，对每个汽缸来说，每一次燃烧所需的供油量需要喷射两次，即曲轴每转一圈喷射来说，每一次燃烧所需的供油量需要喷射两次，即曲轴每转一圈喷射1/2的油量的油量)如如图图1-11所示所示采用此种喷射方式，对各缸而言，喷油时刻不可能都是最佳的，其性采用此种喷射方式，对各缸而言，喷油时刻不可能都是最佳的，其性能较差，一般用在部分缸数较少的汽油发动机上，如韩国大宇轿车上能较差，一般用在部分缸数较少的汽油发动机上，如韩国大宇轿车上装用的四缸发动机电控多点燃油喷射系统等。装用的四缸发动机电控多点燃油喷射系统等。上一页 下一页返回任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类(2)分组喷射分组喷射指将各缸的喷油器分成几组，同一组的喷油器同时喷油或断油。指将各缸的喷油器分成几组，同一组的喷油器同时喷油或断油。如如图图1-12所示。所示。(3)顺序喷射顺序喷射指各喷油器由电脑分别控制，按发动机各缸的工作顺序喷油。多缸发指各喷油器由电脑分别控制，按发动机各缸的工作顺序喷油。多缸发动机电控燃油喷射系统采用分组喷射或顺序喷射方式较多。如动机电控燃油喷射系统采用分组喷射或顺序喷射方式较多。如图图1-13所示。所示。上一页 下一页返回任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类五、按进气量检测方式五、按进气量检测方式电控燃油喷射系统必须对进人汽缸的空气量进行精确的计量，才能通电控燃油喷射系统必须对进人汽缸的空气量进行精确的计量，才能通过对喷油量的控制、实现混合气浓度的高精度控制。按对进气量的计过对喷油量的控制、实现混合气浓度的高精度控制。按对进气量的计量方式不同，电控燃油喷射系统可分为量方式不同，电控燃油喷射系统可分为D型和型和L型。型。D型电控燃油喷射系统型电控燃油喷射系统“D”是德语是德语Druck(压力压力)的第一个字母。的第一个字母。D型电控燃油喷射系统利用型电控燃油喷射系统利用绝对压力传感器检测进气管内的绝对压力，电脑根据进气管内的绝对绝对压力传感器检测进气管内的绝对压力，电脑根据进气管内的绝对压力和发动机转速推算出发动机的进气量，再根据进气量和发动机转压力和发动机转速推算出发动机的进气量，再根据进气量和发动机转速确定基本喷油量。其工作原理如速确定基本喷油量。其工作原理如图图1-14所示。所示。上一页 下一页返回任务二任务二 发动机电控汽油喷射系统的分类发动机电控汽油喷射系统的分类2.L型电控燃油喷射系统型电控燃油喷射系统L型电控燃油喷射系统利用空气流量计直接测量发动机的进气量，电型电控燃油喷射系统利用空气流量计直接测量发动机的进气量，电脑不必进行推算，即可根据空气流量计信号计算与该空气量相应的喷脑不必进行推算，即可根据空气流量计信号计算与该空气量相应的喷油量。由于消除了推算进气量的误差影响，其测量的准确程度高于油量。由于消除了推算进气量的误差影响，其测量的准确程度高于D型，故对混合气浓度的控制更精确型，故对混合气浓度的控制更精确,其工作原理如其工作原理如图图1-15所示。所示。上一页返回任务三任务三 发动机电控系统的组成发动机电控系统的组成汽油发动机控制系统主要由核心部件汽油发动机控制系统主要由核心部件ECU(电子控制单元，俗称电子控制单元，俗称“汽汽车电脑车电脑”)及传感器如空气流量计，开关单元如空调开关，执行器如及传感器如空气流量计，开关单元如空调开关，执行器如点火器与喷油器等组成。点火器与喷油器等组成。图图1-16为桑塔纳发动机电控系统组成图为桑塔纳发动机电控系统组成图一、电子控制单元一、电子控制单元(ECU)电子控制单元，简称电子控制单元，简称ECU(Electronic Control Unit)。ECU是一种是一种电子综合控制装置，包括硬件和软件两部分。硬件处理速度快，在系电子综合控制装置，包括硬件和软件两部分。硬件处理速度快，在系统中采用的硬件功能越强、硬件数量越多，则可大幅改善系统的性能，统中采用的硬件功能越强、硬件数量越多，则可大幅改善系统的性能，但也会使系统复杂化。软件能代替一部分硬件功能，但会使系统响应但也会使系统复杂化。软件能代替一部分硬件功能，但会使系统响应速度降低。通常硬件设置要按控制系统的需要进行选择，以提高控制速度降低。通常硬件设置要按控制系统的需要进行选择，以提高控制系统的性价比系统的性价比下一页返回任务三任务三 发动机电控系统的组成发动机电控系统的组成ECU主要由带有微处理器和程序及数据存储器的微计算机、数字电路主要由带有微处理器和程序及数据存储器的微计算机、数字电路(包括包括A/D,D/A转换器转换器)、功率输出级电路、功率输出级电路(喷油、点火和怠速等喷油、点火和怠速等)、及、及外部通信电路和电源管理电路等组成，并通过总插头将外部通信电路和电源管理电路等组成，并通过总插头将ECU与蓄电池、与蓄电池、各种传感器和执行器连接在一起，系统框图如各种传感器和执行器连接在一起，系统框图如图图1-17所示。所示。ECLJ的作用是根据电子控制单元内存储的程序对发动机传感器输入的作用是根据电子控制单元内存储的程序对发动机传感器输入的各种信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，控制有关执行器的各种信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，控制有关执行器动作，以达到快速、准确、自动控制发动机工作的目的。动作，以达到快速、准确、自动控制发动机工作的目的。电子控制单元各组成部分简介如下。电子控制单元各组成部分简介如下。上一页 下一页返回任务三任务三 发动机电控系统的组成发动机电控系统的组成1输入回路输入回路由于从传感器输出的信号往往不能满足微计算机由于从传感器输出的信号往往不能满足微计算机(或单片机或单片机)的要求，的要求，因此一般输入信号都要经过输入回路进行处理。输入回路的作用是将因此一般输入信号都要经过输入回路进行处理。输入回路的作用是将传感器的信号转换为单片机可以接收处理的信号，经传感器的信号转换为单片机可以接收处理的信号，经 I/O接口送给微接口送给微机，完成发动机工况的实时检测。即对输入信号进行预处理，一般是机，完成发动机工况的实时检测。即对输入信号进行预处理，一般是在去除杂波和把正弦波变为矩形波后，再转换成输入电平。在去除杂波和把正弦波变为矩形波后，再转换成输入电平。上一页 下一页返回任务三任务三 发动机电控系统的组成发动机电控系统的组成2.微计算机微计算机微计算机也叫微处理器，它是发动机电子控制系统的神经中枢。它能微计算机也叫微处理器，它是发动机电子控制系统的神经中枢。它能根据需要，把各种传感器送来的信号，用内存程序根据需要，把各种传感器送来的信号，用内存程序(微计算机运行处理微计算机运行处理顺序顺序)和数据进行运算处理，并把处理结果和数据进行运算处理，并把处理结果(如喷油器喷射信号、点火正时信号如喷油器喷射信号、点火正时信号)，送往输出回路。，送往输出回路。微计算机包括中央处理器微计算机包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、只读存、只读存储器储器(Read Only Memory,ROM)随机存储器随机存储器(Random Access Memory,RAM)、时钟脉冲发生器、输入、时钟脉冲发生器、输入/输出接口和总线等，如输出接口和总线等，如图图1-18所示。所示。上一页 下一页返回任务三任务三 发动机电控系统的组成发动机电控系统的组成(1)加中央处理器加中央处理器(CPU)CPU是整个控制系统的核心，包括算术逻辑运算器和控制器两部分。是整个控制系统的核心，包括算术逻辑运算器和控制器两部分。CPU的特性决定计算机指令系统、处理速度、控制能力以及内部寄存的特性决定计算机指令系统、处理速度、控制能力以及内部寄存器、算术逻辑运算部件的特性。器、算术逻辑运算部件的特性。CPU的功能是通过接口向系统的各邵的功能是通过接口向系统的各邵分发出指令，并可对系统所需的各参数进行检测、数据处理、控制决分发出指令，并可对系统所需的各参数进行检测、数据处理、控制决策运算和逻辑判断等、策运算和逻辑判断等、只读存储器只读存储器(ROM)ROM的数据是固定的、的数据是固定的、CPU只能向只能向ROM读取已存的数据，不能修改读取已存的数据，不能修改ROM中的信息、通常在中的信息、通常在ROM中存放所有程序中存放所有程序(软件软件)、所有的特性曲线、所有的特性曲线和特性数据。例如，喷油和点火等控制程序、喷油和点欠三维图和各和特性数据。例如，喷油和点火等控制程序、喷油和点欠三维图和各种标定数据等。这些数据在制造种标定数据等。这些数据在制造ECU时就由制造厂固化在时就由制造厂固化在ROM中，中，在使用过程中，即使断电，存储的信息也不会丢失当通电后这些数据在使用过程中，即使断电，存储的信息也不会丢失当通电后这些数据仍可被仍可被CPU调用。调用。上一页 下一页返回任务三任务三 发动机电控系统的组成发动机电控系统的组成可编程只读存储器可编程只读存储器 可编程只读存储器可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory,PROM)、为了便于用户根据需要对为了便于用户根据需要对ROM进行编程写入，便生产了进行编程写入，便生产了PROMO PROM和和ROM一样，只能由一样，只能由CPU从从PROM读出信息，不能对读出信息，不能对PROM写入信息。写入信息。ROM和和PROM之间的最大区别是制造方法和生产成本费用之间的最大区别是制造方法和生产成本费用不同，这种芯片适用于小批量生产。汽车计算机使用不同，这种芯片适用于小批量生产。汽车计算机使用PROM存储一些存储一些只适用少数汽车类型的信息。只适用少数汽车类型的信息。为了使存储的信息可多次修改，还可使用可擦除可编程只读存储器为了使存储的信息可多次修改，还可使用可擦除可编程只读存储器(Erase Programmable Read Only Memory,EPROM).其存储内容其存储内容可用紫外线照射芯片的方法消除全部信息。用电擦除全部信息的芯片可用紫外线照射芯片的方法消除全部信息。用电擦除全部信息的芯片被称为电可擦除可编程只读存储器被称为电可擦除可编程只读存储器(Electrical Erase Programmable Read Only Memory,EEPROM)。上一页 下一页返回任务三任务三 发动机电控系统的组成发动机电控系统的组成(4)随机数据存储器随机数据存储器(RAM)RAM又称读又称读/写存储器或随机存储器、写存储器或随机存储器、RAM是将各个传感器输入的数是将各个传感器输入的数据存储起来，直到据存储起来，直到CPU调用，或被随后输入的运行数据置换。调用，或被随后输入的运行数据置换。RAM数据在运行过程中可不断地更新，也可将运算中间结果暂存，作为以数据在运行过程中可不断地更新，也可将运算中间结果暂存，作为以后进一步处理用。后进一步处理用。时钟脉冲发生器时钟脉冲发生器时钟脉冲发生器有一个频率稳定的晶体振荡电路。当微机系统通电时，时钟脉冲发生器有一个频率稳定的晶体振荡电路。当微机系统通电时，它就产生一连串具有一定频率和宽度的脉冲，并将此脉冲送入它就产生一连串具有一定频率和宽度的脉冲，并将此脉冲送入CPU，其功能就是对计算机工作过程进行随时间的控制。该节拍脉冲是计算其功能就是对计算机工作过程进行随时间的控制。该节拍脉冲是计算机各操作的最小单位，系统中各部分元件都按此节拍统一操作，从而机各操作的最小单位，系统中各部分元件都按此节拍统一操作，从而保证在同一时间内完成一定的操作。保证在同一时间内完成一定的操作。CPU的时钟频率通常在的时钟频率通常在624MHz范围内范围内上一页 下一页返回任务三任务三 发动机电控系统的组成发动机电控系统的组成输入输入/输出接口输出接口 输入输入/输出接口输出接口(Input/Output,I/O)是指是指CPU与外界通信和进行信息与外界通信和进行信息交换。偷入微机的信号是以所需的频率通过输入接口接收的，微机输交换。偷入微机的信号是以所需的频率通过输入接口接收的，微机输出信号则按发出的控制信号的形式与要求，通过偷出接口以最佳的处出信号则按发出的控制信号的形式与要求，通过偷出接口以最佳的处理速度输出或传送给中间存储器。理速度输出或传送给中间存储器。I/O是微机与输入信息、被控对象进行信息交换的纽带，是微机中不可是微机与输入信息、被控对象进行信息交换的纽带，是微机中不可缺少的部分缺少的部分对于每一个设备都需要一个专门的接口电路。电控发动机最主要的输对于每一个设备都需要一个专门的接口电路。电控发动机最主要的输入接口是传感器接口入接口是传感器接口(例如转