電控發(fā)動機(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 實訓(xùn)任務(wù) 發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)總體認(rèn)識 13 汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能與方式14 電控發(fā)動機(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)動機(jī)管理系統(tǒng)的控制項目 二、汽車發(fā)動機(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)動機(jī)管理系統(tǒng)的控制項目 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，最重要的是點火提前角控制。 早期，空燃比和點火提前角分別控制，稱作發(fā)動機(jī)電子單獨控制系統(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火集中由一個電控單元控制的系統(tǒng)， 稱為發(fā)動機(jī)電子集中控制系統(tǒng)，也稱為發(fā)動機(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)動機(jī)管理系統(tǒng)的控制項目控制系統(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火控制噴油量控制噴油定時控制點火時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) 噴油正時控制(3) 斷油控制(包括減速和超速斷油)(4) 燃油泵控制2、點火 (ESA)控制(1) 點火提前角控制(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二、汽車發(fā)動機(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)勵磁控制7、車載自診斷功能(1) 故障監(jiān)測(2) 故障報警(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)動機(jī)控制器(ECU)將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷作為主控信號，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，對基本噴油量加以修正， 最后確定總噴油量。 (2) 噴油正時控制 采用多點、順序燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)， ECU除了控制噴油量外，還要根據(jù)發(fā)動機(jī)各缸的點火順序，將噴油時刻控制在一個最佳的位置，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， ECU將會切斷燃油噴射控制電路，停止噴油，以降低減速時HC及CO的排放量， 直到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低到設(shè)定的低轉(zhuǎn)速時，再恢復(fù)噴油。 當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過安全轉(zhuǎn)速(飛車)，或車速超過設(shè)限時速時， 超速斷油控制 ECU將會切斷燃油噴射控制電路，停止噴油， 直到發(fā)動機(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，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，若不啟動發(fā)動機(jī)，ECU將切斷電動燃油泵的控制電路，電動燃油泵停止工作。 在發(fā)動機(jī)啟動和運(yùn)行過程中，ECU控制電動燃油泵正常運(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)動機(jī)電控單元(ECU)主要功能 2、點火(ESA：Electronic Spark Advance)控制。 (1) 點火提前角控制 發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號，計算相應(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、爆震信號等，對基本點火提前角進(jìn)行修正， 最后確定最佳點火提前角(最佳點火正時)。 (2) 通電時間(閉合角)控制 為了保證高速時點火線圈初級電路在斷

8、開時刻， 保證有足夠大電流，以使次級線圈產(chǎn)生足夠高的點火電壓；同時為防止低速是通電時間過長，而使點火線圈過熱損壞，ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和蓄電池電壓等信號，控制點火線圈初級電路的通電時間(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)動機(jī)電控單元(ECU)主要功能 2、點火(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后，將對該信號進(jìn)行處理， 并判斷爆震有無及強(qiáng)弱。 當(dāng)檢測到發(fā)動機(jī)發(fā)生爆震時，ECU立即根據(jù)爆震的強(qiáng)弱，計算控制參數(shù)， 然后通過點火系統(tǒng)推遲發(fā)動機(jī)點火提前角，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)動機(jī)處于怠速工況時，ECU根據(jù)兩傳感器輸入的信號，確定發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速， 并與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器反饋的實際轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較。 ECU將根據(jù)比較得出的差值，計算控制參數(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)動機(jī)轉(zhuǎn)速趨于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，從而保證發(fā)動機(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)動機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、冷卻液溫度等信號，計算最佳再循環(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)動機(jī)水溫、轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等信號，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)動機(jī)冷起動時，ECU根據(jù)發(fā)動機(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，計算最佳氣門正時，并與曲軸及凸

12、輪軸位置位置傳感器信號進(jìn)行反饋的實際位置進(jìn)行比較， 以此計算控制參數(shù)，然后控制液壓電磁閥動作，來控制配氣正時的提前、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)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫、進(jìn)氣溫度和車速等信號， 控制進(jìn)氣管的通道長度，以利用進(jìn)氣動態(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)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫、進(jìn)氣溫度和車速等信號， 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， 實現(xiàn)渦流控制，以促進(jìn)發(fā)動機(jī)在高、低轉(zhuǎn)速時燃油蒸發(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)動機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置、水溫、進(jìn)氣溫度和爆震等信號， 計算最佳增壓壓力，經(jīng)與進(jìn)氣壓力反饋信號比較后，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， 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)動機(jī)電控系統(tǒng)的工作狀況， 確保發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)部的各元(部)件在適當(dāng)?shù)臅r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) 故障報警與記錄 當(dāng)發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，ECU將點亮儀表板上的發(fā)動機(jī)檢查(Check Engine Soon)指示燈，以提醒駕駛員， 發(fā)動機(jī)已出現(xiàn)故障，應(yīng)立即停車，檢查修理。 并且，ECU將發(fā)動機(jī)故障以代碼形式，儲存在ECU的存儲器中，供維修人員進(jìn)行分析。13 汽油機(jī)電控