汽油機電控系統(tǒng)組成與功能資料課件

第章汽油機電控系統(tǒng)組成與功能第章汽油機電控系統(tǒng)組成與功能11.1汽油機電控系統(tǒng)的組成汽油機電控系統(tǒng)按其部件，可分為傳感器、執(zhí)行器、ECU及控制電路等3大局部〔見圖1.1〕。1.1汽油機電控系統(tǒng)的組成汽油機2圖1.1汽油機電控系統(tǒng)的組成圖1.1汽油機電控系統(tǒng)的組成3ECU利用安裝在發(fā)動機不同部位上的各種傳感器，測得發(fā)動機的轉速、進氣量、節(jié)氣門開度、水溫、進氣溫度等運轉參數(shù)，按ECU內設定的程序進行分析、判斷和計算，并根據(jù)計算結果向噴油器、電動汽油泵、怠速控制閥、點火器等執(zhí)行器發(fā)出指令信號，控制發(fā)動機各系統(tǒng)的工作。ECU利用安裝在發(fā)動機不同部位上的各種4按其控制功能，汽油發(fā)動機電控系統(tǒng)又可分為燃油控制系統(tǒng)、點火控制系統(tǒng)、進氣控制系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)、故障自診斷系統(tǒng)等局部。按其控制功能，汽油發(fā)動機電控系統(tǒng)又可分5燃油噴射控制系統(tǒng)燃油噴射控制系統(tǒng)〔EFI〕的主要作用是控制發(fā)動機噴油器的噴油量，以完成對發(fā)動機可燃混合氣濃度的控制。燃油噴射控制系統(tǒng)燃油噴射控制系統(tǒng)〔6電動汽油泵將汽油加壓，ECU根據(jù)各種傳感器測得的發(fā)動機有關運行數(shù)值，計算出相應的噴油量，同時控制噴油器向進氣管內噴射適量的燃油，形成一定濃度的可燃混合氣〔見圖1.2〕，使發(fā)動機在不同的工況下都能獲得最正確的空燃比。電動汽油泵將汽油加壓，ECU根據(jù)各種傳7圖1.2燃油噴射控制系統(tǒng)圖1.2燃油噴射控制系統(tǒng)8點火控制系統(tǒng)點火控制系統(tǒng)的作用是完成對發(fā)動機點火提前角的控制〔見圖1.3〕。點火控制系統(tǒng)點火控制系統(tǒng)的作用是完成9圖1.3點火控制系統(tǒng)圖1.3點火控制系統(tǒng)10ECU根據(jù)各種傳感器所測得的發(fā)動機運轉工況，計算并選擇最適合當前工況的點火提前角，通過點火器控制器控制點火線圈的工作，以到達控制點火正時的目的，使發(fā)動機在各種工況下都能獲得最正確的點火提前角。ECU根據(jù)各種傳感器所測得的發(fā)動機運轉11進氣控制系統(tǒng)電噴汽油發(fā)動機的進氣經(jīng)空氣濾清器、空氣流量計、節(jié)氣門、進氣總管〔或動力腔〕、進氣歧管，最后經(jīng)進氣門進入氣缸，如圖1.4所示。進氣控制系統(tǒng)電噴汽油發(fā)動機的進氣經(jīng)空12圖1.4進氣控制系統(tǒng)圖1.4進氣控制系統(tǒng)13進氣控制系統(tǒng)的作用是通過控制或提高發(fā)動機的進氣量，以完成怠速控制、可變氣門機構控制、電子節(jié)氣門控制、可變進氣管控制、廢氣渦輪增壓器控制等任務，從而提高發(fā)動機怠速運轉的穩(wěn)定性，或提高發(fā)動機的動力性，降低耗油量和排放污染。進氣控制系統(tǒng)的作用是通過控制或提高發(fā)動14排放控制系統(tǒng)排放控制系統(tǒng)包括控制廢氣再循環(huán)裝置、燃油蒸氣回收裝置，噴油量閉環(huán)控制等，以保證發(fā)動機的排放水平到達國家排放法規(guī)的要求。排放控制系統(tǒng)排放控制系統(tǒng)包括控制廢氣15圖1.5排放控制系統(tǒng)圖1.5排放控制系統(tǒng)16故障自診斷系統(tǒng)故障監(jiān)測與診斷系統(tǒng)是對電控系統(tǒng)中各個傳感器和一些重要的執(zhí)行器及其電路進行監(jiān)測，在發(fā)現(xiàn)故障時點亮故障燈報警，以提醒駕駛員及時將車輛送修。故障自診斷系統(tǒng)故障監(jiān)測與診斷系統(tǒng)是對17ECU還能在某些傳感器及其電路出現(xiàn)故障時，起動相應的失效保護模式，以維持發(fā)動機的運轉，使車輛具備根本的行駛能力。ECU還能在某些傳感器及其電路出現(xiàn)故障181.2汽油機電控系統(tǒng)的主要傳感器汽油機電控系統(tǒng)中有多種傳感器〔見圖1.6〕。1.2汽油機電控系統(tǒng)的主要傳感器19圖1.6豐田卡羅拉轎車1ZR－FE發(fā)動機電控系統(tǒng)主要部件位置1—怠速控制閥2—爆震傳感器3—噴油器4、5—氣門正時控制閥6—點火控制器和點火線圈總成

7—凸輪軸位置傳感器〔排氣凸輪軸〕8—凸輪軸位置傳感器〔進氣凸輪軸〕9—真空電磁閥10—氧傳感器11—水溫傳感器12—曲軸位置傳感器13—電子節(jié)氣門14—節(jié)氣門位置傳感器圖1.6豐田卡羅拉轎車1ZR－FE發(fā)動機電控系統(tǒng)主要部件位201．空氣流量計2．進氣管壓力傳感器3．曲軸位置傳感器4．節(jié)氣門位置傳感器1．空氣流量計215．水溫傳感器6．進氣溫度傳感器7．氧傳感器8．爆震傳感器5．水溫傳感器221.3汽油機電控系統(tǒng)的主要執(zhí)行器1．噴油器2．電動汽油泵3．怠速控制閥4．點火控制器5．真空電磁閥1.3汽油機電控系統(tǒng)的主要執(zhí)行器1．噴油器231.4汽油機電控系統(tǒng)的ECU及其控制電路汽油機ECU的主要功能發(fā)動機ECU〔也稱為ECM〕是汽油機電控系統(tǒng)的控制中心，其主要功能如下〔見圖1.7〕。1.4汽油機電控系統(tǒng)的ECU及其控制電路汽油機ECU24圖1.7發(fā)動機ECU的功能圖1.7發(fā)動機ECU的功能25控制電路〔1〕ECU的電源電路ECU的電源分為兩種，一種是使ECU正常工作所需的電源，稱為工作電源；另一種是在關閉點火開關后讓ECU的內存能將故障代碼等信息長期保存的電源，稱為常電源?？刂齐娐贰?〕ECU的電源電路26圖1.8所示為由點火開關控制的電源電路簡圖。圖1.9所示為ECU控制的電源電路簡圖。圖1.8所示為由點火開關控制的電源電27圖1.8由點火開關控制的電源電路圖1.8由點火開關控制的電源電路28圖1.9由ECU控制的電源電路圖1.9由ECU控制的電源電路29〔2〕傳感器的電源電路內部有集成電路或其他電子電路的傳感器〔如空氣流量計等〕通常采用12V電壓作為電源，通常由EFI主繼電器提供〔見圖1.8、圖1.9〕?！?〕傳感器的電源電路內部有集成電路或30采用可變電阻、電位計等作為傳感器時，通常利用ECU的電壓調節(jié)電路所提供的5V基準電壓作為電源〔見圖1.7〕。采用可變電阻、電位計等作為傳感器時，通31〔3〕執(zhí)行器的電源電路電控系統(tǒng)的執(zhí)行器根本上均采用蓄電池的12V電壓作為工作電源。許多執(zhí)行器的電源由EFI主繼電器提供〔見圖1.8、圖1.9〕?！?〕執(zhí)行器的電源電路電控系統(tǒng)的執(zhí)行322．搭鐵電路ECU通常有多個搭鐵端子〔見圖1.10〕。一些傳感器采用外殼搭鐵的方式；也有一些傳感器通過ECU一起搭鐵。許多由ECU控制的執(zhí)行器也是通過ECU搭鐵。2．搭鐵電路ECU通常有多個搭鐵端子〔33圖1.10

ECU的搭鐵電路1—機體圖1.10ECU的搭鐵電路343．傳感器電路傳感器電路的復雜程度取決于傳感器自身的類型及結構原理，發(fā)動機電控系統(tǒng)中的傳感器主要有開關式、電阻式、脈沖式、電壓式等類型，如圖1.11所示。3．傳感器電路傳感器電路的復雜程度取決35圖1.11傳感器的類型及電路圖1.11傳感器的類型及電路36圖1.12開關式傳感器的電路原理圖1.12開關式傳感器的電路原理37圖1.13電阻式傳感器的電路原理圖1.13電阻式傳感器的電路原理384．執(zhí)行器電路電控系統(tǒng)的執(zhí)行器主要有電磁閥、電動機、繼電器、三極管開關電路、指示燈等，如圖1.14所示。ECU對大局部執(zhí)行器采用搭鐵控制的方式。有些執(zhí)行器采用電源控制的方式。4．執(zhí)行器電路電控系統(tǒng)的執(zhí)行器主要有電39電噴汽油發(fā)動機的進氣經(jīng)空氣濾清器、空氣流量計、節(jié)氣門、進氣總管〔或動力腔〕、進氣歧管，最后經(jīng)進氣門進入氣缸，如圖1.8由點火開關控制的電源電路1汽油機電控系統(tǒng)的組成汽油機電控系統(tǒng)中有多種傳感器〔見圖1.電控系統(tǒng)的執(zhí)行器主要有電磁閥、4汽油機電控系統(tǒng)的ECU及其控制電路進氣控制系統(tǒng)的作用是通過控制或提高發(fā)動機的進氣量，以完成怠速控制、可變氣門機構控制、電子節(jié)氣門控制、可變進氣管控制、廢氣渦輪增壓器控制等任務，從而提高發(fā)動機怠速運轉的穩(wěn)定性，或提高發(fā)動機的動力性，降低耗油量和排放污染。燃油噴射控制系統(tǒng)〔EFI〕的主要作用是控制發(fā)動機噴油器的噴油量，以完成對發(fā)動機可燃混合氣濃度的控制。1—怠速控制閥2—爆震傳感器3—噴油器9所示為ECU控制的電源電路簡圖。故障監(jiān)測與診斷系統(tǒng)是對電控系統(tǒng)中各個傳感器和一些重要的執(zhí)行器及其電路進行監(jiān)測，在發(fā)現(xiàn)故障時點亮故障燈報警，以提醒駕駛員及時將車輛送修?！?〕執(zhí)行器的電源電路故障監(jiān)測與診斷系統(tǒng)是對電控系統(tǒng)中各個傳感器和一些重要的執(zhí)行器及其電路進行監(jiān)測，在發(fā)現(xiàn)故障時點亮故障燈報警，以提醒駕駛員及時將車輛送修。8由點火開關控制的電源電路許多由ECU控制的執(zhí)行器也是通過ECU搭鐵。圖1.14執(zhí)行器的類型及電路電噴汽油發(fā)動機的進氣經(jīng)空氣濾清器、空氣流量計、節(jié)氣門、進氣總40

思考題1．汽油機電控系統(tǒng)按其控制功能分為幾個局部？各局部的作用是什么？2．汽油機電控系統(tǒng)主要有哪些傳感器？其作用分別是什么？

思考題1．汽油機電控系統(tǒng)按其控制功能分為幾個局部？各局部41汽油機電控系統(tǒng)組成與功能資料課件42第章汽油機電控系統(tǒng)組成與功能第章汽油機電控系統(tǒng)組成與功能431.1汽油機電控系統(tǒng)的組成汽油機電控系統(tǒng)按其部件，可分為傳感器、執(zhí)行器、ECU及控制電路等3大局部〔見圖1.1〕。1.1汽油機電控系統(tǒng)的組成汽油機44圖1.1汽油機電控系統(tǒng)的組成圖1.1汽油機電控系統(tǒng)的組成45ECU利用安裝在發(fā)動機不同部位上的各種傳感器，測得發(fā)動機的轉速、進氣量、節(jié)氣門開度、水溫、進氣溫度等運轉參數(shù)，按ECU內設定的程序進行分析、判斷和計算，并根據(jù)計算結果向噴油器、電動汽油泵、怠速控制閥、點火器等執(zhí)行器發(fā)出指令信號，控制發(fā)動機各系統(tǒng)的工作。ECU利用安裝在發(fā)動機不同部位上的各種46按其控制功能，汽油發(fā)動機電控系統(tǒng)又可分為燃油控制系統(tǒng)、點火控制系統(tǒng)、進氣控制系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)、故障自診斷系統(tǒng)等局部。按其控制功能，汽油發(fā)動機電控系統(tǒng)又可分47燃油噴射控制系統(tǒng)燃油噴射控制系統(tǒng)〔EFI〕的主要作用是控制發(fā)動機噴油器的噴油量，以完成對發(fā)動機可燃混合氣濃度的控制。燃油噴射控制系統(tǒng)燃油噴射控制系統(tǒng)〔48電動汽油泵將汽油加壓，ECU根據(jù)各種傳感器測得的發(fā)動機有關運行數(shù)值，計算出相應的噴油量，同時控制噴油器向進氣管內噴射適量的燃油，形成一定濃度的可燃混合氣〔見圖1.2〕，使發(fā)動機在不同的工況下都能獲得最正確的空燃比。電動汽油泵將汽油加壓，ECU根據(jù)各種傳49圖1.2燃油噴射控制系統(tǒng)圖1.2燃油噴射控制系統(tǒng)50點火控制系統(tǒng)點火控制系統(tǒng)的作用是完成對發(fā)動機點火提前角的控制〔見圖1.3〕。點火控制系統(tǒng)點火控制系統(tǒng)的作用是完成51圖1.3點火控制系統(tǒng)圖1.3點火控制系統(tǒng)52ECU根據(jù)各種傳感器所測得的發(fā)動機運轉工況，計算并選擇最適合當前工況的點火提前角，通過點火器控制器控制點火線圈的工作，以到達控制點火正時的目的，使發(fā)動機在各種工況下都能獲得最正確的點火提前角。ECU根據(jù)各種傳感器所測得的發(fā)動機運轉53進氣控制系統(tǒng)電噴汽油發(fā)動機的進氣經(jīng)空氣濾清器、空氣流量計、節(jié)氣門、進氣總管〔或動力腔〕、進氣歧管，最后經(jīng)進氣門進入氣缸，如圖1.4所示。進氣控制系統(tǒng)電噴汽油發(fā)動機的進氣經(jīng)空54圖1.4進氣控制系統(tǒng)圖1.4進氣控制系統(tǒng)55進氣控制系統(tǒng)的作用是通過控制或提高發(fā)動機的進氣量，以完成怠速控制、可變氣門機構控制、電子節(jié)氣門控制、可變進氣管控制、廢氣渦輪增壓器控制等任務，從而提高發(fā)動機怠速運轉的穩(wěn)定性，或提高發(fā)動機的動力性，降低耗油量和排放污染。進氣控制系統(tǒng)的作用是通過控制或提高發(fā)動56排放控制系統(tǒng)排放控制系統(tǒng)包括控制廢氣再循環(huán)裝置、燃油蒸氣回收裝置，噴油量閉環(huán)控制等，以保證發(fā)動機的排放水平到達國家排放法規(guī)的要求。排放控制系統(tǒng)排放控制系統(tǒng)包括控制廢氣57圖1.5排放控制系統(tǒng)圖1.5排放控制系統(tǒng)58故障自診斷系統(tǒng)故障監(jiān)測與診斷系統(tǒng)是對電控系統(tǒng)中各個傳感器和一些重要的執(zhí)行器及其電路進行監(jiān)測，在發(fā)現(xiàn)故障時點亮故障燈報警，以提醒駕駛員及時將車輛送修。故障自診斷系統(tǒng)故障監(jiān)測與診斷系統(tǒng)是對59ECU還能在某些傳感器及其電路出現(xiàn)故障時，起動相應的失效保護模式，以維持發(fā)動機的運轉，使車輛具備根本的行駛能力。ECU還能在某些傳感器及其電路出現(xiàn)故障601.2汽油機電控系統(tǒng)的主要傳感器汽油機電控系統(tǒng)中有多種傳感器〔見圖1.6〕。1.2汽油機電控系統(tǒng)的主要傳感器61圖1.6豐田卡羅拉轎車1ZR－FE發(fā)動機電控系統(tǒng)主要部件位置1—怠速控制閥2—爆震傳感器3—噴油器4、5—氣門正時控制閥6—點火控制器和點火線圈總成

7—凸輪軸位置傳感器〔排氣凸輪軸〕8—凸輪軸位置傳感器〔進氣凸輪軸〕9—真空電磁閥10—氧傳感器11—水溫傳感器12—曲軸位置傳感器13—電子節(jié)氣門14—節(jié)氣門位置傳感器圖1.6豐田卡羅拉轎車1ZR－FE發(fā)動機電控系統(tǒng)主要部件位621．空氣流量計2．進氣管壓力傳感器3．曲軸位置傳感器4．節(jié)氣門位置傳感器1．空氣流量計635．水溫傳感器6．進氣溫度傳感器7．氧傳感器8．爆震傳感器5．水溫傳感器641.3汽油機電控系統(tǒng)的主要執(zhí)行器1．噴油器2．電動汽油泵3．怠速控制閥4．點火控制器5．真空電磁閥1.3汽油機電控系統(tǒng)的主要執(zhí)行器1．噴油器651.4汽油機電控系統(tǒng)的ECU及其控制電路汽油機ECU的主要功能發(fā)動機ECU〔也稱為ECM〕是汽油機電控系統(tǒng)的控制中心，其主要功能如下〔見圖1.7〕。1.4汽油機電控系統(tǒng)的ECU及其控制電路汽油機ECU66圖1.7發(fā)動機ECU的功能圖1.7發(fā)動機ECU的功能67控制電路〔1〕ECU的電源電路ECU的電源分為兩種，一種是使ECU正常工作所需的電源，稱為工作電源；另一種是在關閉點火開關后讓ECU的內存能將故障代碼等信息長期保存的電源，稱為常電源?？刂齐娐贰?〕ECU的電源電路68圖1.8所示為由點火開關控制的電源電路簡圖。圖1.9所示為ECU控制的電源電路簡圖。圖1.8所示為由點火開關控制的電源電69圖1.8由點火開關控制的電源電路圖1.8由點火開關控制的電源電路70圖1.9由ECU控制的電源電路圖1.9由ECU控制的電源電路71〔2〕傳感器的電源電路內部有集成電路或其他電子電路的傳感器〔如空氣流量計等〕通常采用12V電壓作為電源，通常由EFI主繼電器提供〔見圖1.8、圖1.9〕。〔2〕傳感器的電源電路內部有集成電路或72采用可變電阻、電位計等作為傳感器時，通常利用ECU的電壓調節(jié)電路所提供的5V基準電壓作為電源〔見圖1.7〕。采用可變電阻、電位計等作為傳感器時，通73〔3〕執(zhí)行器的電源電路電控系統(tǒng)的執(zhí)行器根本上均采用蓄電池的12V電壓作為工作電源。許多執(zhí)行器的電源由EFI主繼電器提供〔見圖1.8、圖1.9〕。〔3〕執(zhí)行器的電源電路電控系統(tǒng)的執(zhí)行742．搭鐵電路ECU通常有多個搭鐵端子〔見圖1.10〕。一些傳感器采用外殼搭鐵的方式；也有一些傳感器通過ECU一起搭鐵。許多由ECU控制的執(zhí)行器也是通過ECU搭鐵。2．搭鐵電路ECU通常有多個搭鐵端子〔75圖1.10

ECU的搭鐵電路1—機體圖1.10ECU的搭鐵電路763．傳感器電路傳感器電路的復雜程度取決于傳感器自身的類型及結構原理，發(fā)動機電控系統(tǒng)中的傳感器主要有開關式、電阻式、脈沖式、電壓式等類型，如圖1.11所示。3．傳感器電路傳感器電路的復雜程度取決77圖1.11傳感器的類型及電路圖1.11傳感器的類型及電路78圖1.12開關式傳感器的電路原理圖1.12開關式傳感器的電路原理79圖1.13電阻式傳感器的電路原理圖1.13電阻式傳感器的電路原理804．執(zhí)行器電路