汽車電子控制裝置教案

1、第一章 汽車電子技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展本章教學(xué)要求:1、了解汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展過程；2、了解汽車電子控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)；教學(xué)方法：講授法、啟發(fā)式一、 汽 車電子控制技術(shù)的發(fā)展過程當(dāng)前，電子技術(shù)在解決汽車所面臨的油耗、安全、排放等方面正起著重要作用。電子控制技術(shù)發(fā)展過程經(jīng)歷了機(jī)械控制、電子電路控制、模擬電路控制和數(shù)字電路控制等過程。從汽車電子化發(fā)展進(jìn)程來看，可分為四個(gè)階段。第一階段， 1974 年前， 是汽車電子控制技術(shù)發(fā)展的初級(jí)階段。汽車上運(yùn)用電子技術(shù)主要是對(duì)汽車電器產(chǎn)品進(jìn)行電子技術(shù)改造，以改善部分性能。如晶體管電壓調(diào)節(jié)器、交流發(fā)電機(jī)及晶體管點(diǎn)火裝置等。第二階段， 1974-1982 年，

2、是汽車電子控制技術(shù)迅速發(fā)展階段。在此期間，汽車廣泛應(yīng)用了集成電路和 16 位以下的微處理器。第三個(gè)階段， 1982-1990 年，是位處理器在汽車上應(yīng)用日趨成熟并向智能化發(fā)展階段。第四個(gè)階段，從20 世紀(jì) 90 年代以后，是汽車電子控制技術(shù)向只能化發(fā)展的高級(jí)階段。其特征是強(qiáng)調(diào)以人-車-環(huán)境為主線的系統(tǒng)工程整體優(yōu)化，主要體現(xiàn)在智能化上。隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展， 將人工智能用于汽車系統(tǒng)控制已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。二、汽車電子控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)目前，國(guó)外汽車上應(yīng)用較多、較為成熟的電子控制裝置大致可分為四個(gè)方面 :1. 儀表通信儀表通信類的應(yīng)用主要有電子鐘、電子油耗表、電子溫度計(jì)、電子車速里程表、

3、電子轉(zhuǎn)速表、旅程計(jì)算器、燃料消耗計(jì)、電子定時(shí)、電子化圖示儀表盤、電話及其通信裝置、各種報(bào)警（ 燈絲切斷，排氣溫度，水面，液面，未關(guān)門，未系安全帶等） 。儀表通信類即將采用的新技術(shù)主要有大型電子化薄式儀表盤、多路信息傳輸、光纖通信傳輸、慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航、屏幕顯示街道圖及交通阻塞狀況圖、多功能綜合屏幕顯示等。2. 發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系已經(jīng)采用的技術(shù)主要有交流發(fā)電機(jī)的整流及集成調(diào)節(jié)器、電子點(diǎn)火 （ 全晶體管式，集成式，無觸點(diǎn)分電器式，一體化點(diǎn)火線圈式 ） 、點(diǎn)火正時(shí)控制、廢氣再循環(huán)控制 （ 氧傳感器 ） 、燃油噴射電子控制、電子控制化油器、柴油機(jī)最佳參數(shù)電子控制 （ 噴射，進(jìn)氣，正時(shí)等）

4、、發(fā)動(dòng)機(jī)最佳參數(shù)電子控制 （ 空燃比，點(diǎn)火，廢氣再循環(huán)，怠速，爆燃控制，噴射控制等） 、車速自動(dòng)控制、柴油機(jī)啟動(dòng)控制、增壓器自動(dòng)控制、變速器電子控制、離合器電子控制、卻系電子控制、冷啟動(dòng)控制、換擋提示器、發(fā)動(dòng)機(jī)停缸控制、車速感應(yīng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置等。發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系即將采用的新技術(shù)主要有發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸電子控制、發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系綜合控制、無級(jí)變速和自適應(yīng)速度控制、熱電變換、蓄電池容量余值顯示、自動(dòng)巡航系統(tǒng)、電子控制消聲器、電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向等。3. 安全方面安全方面已經(jīng)采用的技術(shù)主要有電子防抱制動(dòng)控制、驅(qū)動(dòng)防滑控制裝置、電子主動(dòng)懸架控制、電子控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、安全氣囊自控裝置、刮水器自動(dòng)控制、速度控制 （ 限

5、速與恒速） 、車窗自動(dòng)控制、輪胎氣壓報(bào)警、防盜報(bào)警、防撞車間距報(bào)警、未系安全帶報(bào)警、安全帶自動(dòng)鎖緊控制、明暗燈光控制、沖撞記錄儀 、前大燈控制、后視鏡控制、電子門鎖等。安全方面即將采用的技術(shù)主要有路面狀態(tài)顯示、防碰撞自動(dòng)控制、死角處障礙物報(bào)警、安全雷達(dá)、制動(dòng)管路故障應(yīng)急制動(dòng)、睡眠檢測(cè)報(bào)警、司機(jī)突病時(shí)自控、電子操縱緊急制動(dòng)、酒醉檢測(cè)安全自控、后視攝像及屏幕顯示、聲音合成報(bào)警系統(tǒng)、故障預(yù)警提示系統(tǒng)、倒車測(cè)距系統(tǒng)等。4. 舒適性方面舒適性方面已經(jīng)采用的技術(shù)主要有空調(diào)自動(dòng)控制、 座椅自動(dòng)調(diào)整、 自動(dòng)照明、紅外線控制車門開關(guān)、車窗及車門自動(dòng)開關(guān)（ 聲控 ） 、高級(jí)立體音響、無線電調(diào)諧自動(dòng)預(yù)選、無鑰匙開車

6、、車用電視機(jī)及音響等。舒適性方面將要采用的技術(shù)主要有全自動(dòng)空調(diào) （ 溫度、濕度、清潔度、含氧量）系統(tǒng)、道路交通信息指示表、行駛路線最優(yōu)化選擇控制、聲控駕駛等。第二章 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)本章教學(xué)要求:1、了解汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的組成和分類；2、熟練掌握燃油供給、空氣供給工作原理；3、了解電子控制系統(tǒng)過程；4、掌握故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用。重點(diǎn)：1 燃油供給、空氣供給工作原理；2電子控制系統(tǒng)過程。難點(diǎn)：1 汽油機(jī)的進(jìn)氣和排放控制；2電子控制系統(tǒng)過程。教學(xué)方法：講授法、講練結(jié)合、啟發(fā)式第 - 16 - 頁(yè) 共 77 頁(yè) 2-1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的組成與分類一、 功用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的功

7、用是控制燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比和點(diǎn)火時(shí)刻。二、電控燃油噴射系統(tǒng)的基本組成電控燃油噴射系統(tǒng)盡管類型不少， 品種繁多， 但它們都具有相同的控制原則：即以電控單元(ECU)為控制核心，以空氣流量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為控制基礎(chǔ)，以噴油器、怠速空氣調(diào)整器等為控制對(duì)象，保證獲得與發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況相匹配的最佳混合氣成分和點(diǎn)火時(shí)刻。電控燃油噴射系統(tǒng)大致可分為空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)三個(gè)部分。三、電控燃油噴射系統(tǒng)分類1) 按噴油實(shí)現(xiàn)的方式分類在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中，按噴油實(shí)現(xiàn)的方式進(jìn)行分類，可分為機(jī)械式、機(jī)電混合式和電子控制式三種燃油噴射系統(tǒng)。(1) 機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)該系統(tǒng)采用連續(xù)噴射方式，可分為單點(diǎn)

8、或多點(diǎn)噴射，其噴油量是通過空氣計(jì)量板直接控制燃油流量調(diào)節(jié)柱塞來控制的，采用的是機(jī)械式計(jì)量方式，故由此得名。(2) 機(jī)電混合式燃油噴射系統(tǒng)其特點(diǎn)是增加了一個(gè)電子控制單元(Electric Control Unit , ECU) ECU可根據(jù)水溫、節(jié)氣門位置等傳感器的輸入信號(hào)來控制電液式壓差調(diào)節(jié)器的動(dòng)作， 以此實(shí)現(xiàn)對(duì)不同工況下的空燃比進(jìn)行修正的目的。(3) 電子控制式燃油噴射系統(tǒng)電子控制單元通過各種傳感器來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)( 包括發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度、排氣中的氧含量等)的變化，再由ECU艮據(jù)輸入信號(hào)和數(shù)學(xué)模型來確定所需的燃油噴射量，并通過控制噴油器的開啟時(shí)間來控制噴入氣缸內(nèi)的每循環(huán)噴

9、油量，進(jìn)而達(dá)到對(duì)氣缸內(nèi)可燃混合氣的空燃比進(jìn)行精確配制的目的。2) 按噴油器的噴射部位分類在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中，按噴油器的噴射部位進(jìn)行分類，又可分為缸內(nèi)噴射和缸外噴射兩種形式。(1) 缸內(nèi)噴射它是將噴油器安裝于缸蓋上直接向缸內(nèi)噴油， 因此需要較高的噴油壓力 (3 到4MPa)。由于噴油壓力較高，故對(duì)供油系統(tǒng)的要求較高，成本也相應(yīng)較高?，F(xiàn)在已經(jīng)不使用了。(2) 缸外噴射它是指在進(jìn)氣歧管內(nèi)噴射或進(jìn)氣門前噴射。在該方式中，噴油器被安裝于進(jìn)氣歧管內(nèi)或進(jìn)氣門附近，故燃油在進(jìn)氣過程中被噴射后與空氣混合形成可燃混合氣再進(jìn)入氣缸內(nèi)。相比而言，由于缸外噴射方式燃油的噴油壓力(0.1到0.5MPa)不高，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

10、單，成本較低，故目前應(yīng)用較為廣泛。3) 按噴油器數(shù)目分類在發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)中，按噴油器數(shù)目進(jìn)行分類，又可分為單點(diǎn)噴射和多點(diǎn)噴射兩種形式。(1) 單點(diǎn)噴射單點(diǎn)噴射系統(tǒng)是把噴油器安裝在化油器所在的節(jié)氣門段，通常用一個(gè)噴油器將燃油噴入進(jìn)氣流，形成混合氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管，再分配到各個(gè)氣缸中。(2) 多點(diǎn)噴射多點(diǎn)噴射系統(tǒng)是在每缸進(jìn)氣口處裝有一只噴油器，由電控單元(ECU)控制順序地進(jìn)行分缸單獨(dú)噴射或分組噴射，燃油直接噴射到各缸的進(jìn)氣門前方，再與空氣一起進(jìn)入氣缸形成混合氣。4) 按噴油器的噴射方式分類在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中，按噴油器的噴射方式可分為連續(xù)噴射和間歇噴射兩種形式。(1) 連續(xù)噴射在連續(xù)噴射系

11、統(tǒng)中，燃油被連續(xù)不斷地噴入進(jìn)氣歧管內(nèi)，并在進(jìn)氣管內(nèi)蒸發(fā)后形成可燃混合氣，再被吸入氣缸內(nèi)。(2) 間歇噴射又稱為脈沖噴射或同步噴射。其特點(diǎn)是噴油頻率與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速同步，且噴油量只取決于噴油器的開啟時(shí)間 (噴油脈沖寬度) 。5) 按噴油器的噴射時(shí)序分類在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中，按噴油器的噴射時(shí)序可分為同時(shí)噴射、分組噴射和順序噴射三種形式。(1) 同時(shí)噴射同時(shí)噴射是指發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行期間，各缸噴油器同時(shí)開啟、同時(shí)關(guān)閉。(2) 分組噴射分組噴射是將噴油器按發(fā)動(dòng)機(jī)每工作循環(huán)分成若干組交替進(jìn)行噴射。(3) 順序噴射順序噴射則是指噴油器按發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的工作順序依次進(jìn)行噴射。6) 按空氣量的檢測(cè)方式分類在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制

12、系統(tǒng)中，根據(jù)空氣進(jìn)氣量的檢測(cè)方式，可分為進(jìn)氣壓力感應(yīng)式和空氣流量感應(yīng)式兩種。(1) 進(jìn)氣壓力感應(yīng)式進(jìn)氣壓力感應(yīng)式是通過檢測(cè)進(jìn)氣歧管的壓力 ( 真空度 ) 和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，推算發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量，并計(jì)算燃油流量的速度。(2) 空氣流量感應(yīng)式空氣流量感應(yīng)式又分為空氣體積流量式和空氣質(zhì)量流量式?？諝怏w積流量式計(jì)量進(jìn)入氣缸的空氣的體積量，將該量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，輸送至 ECU ECU計(jì) 算出與該體積的空氣相適應(yīng)的噴油量，以控制混合氣空燃比的最佳值?？諝赓|(zhì)量流量式將進(jìn)入氣缸內(nèi)空氣的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸送給 ECU由ECU艮據(jù)空氣的 質(zhì)量計(jì)算出與之相適應(yīng)的噴油量，以控制最佳空燃比。四、電控燃油噴射系統(tǒng)的基本原

13、理ECU通過絕對(duì)壓力傳感器或空氣流量計(jì)的信號(hào)計(jì)量空氣質(zhì)量，并根據(jù)計(jì)算出 的空氣質(zhì)量與目標(biāo)空燃比比較即可確定每次燃燒所必需的燃料質(zhì)量。根據(jù)空氣質(zhì)量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算出的噴油時(shí)間稱為基本噴油持續(xù)時(shí)間。各種傳感器檢測(cè)冷卻水溫度、進(jìn)氣溫度、節(jié)氣門開度等與發(fā)動(dòng)機(jī)工況有關(guān)的參數(shù)后，對(duì)基本噴油持續(xù)時(shí)間進(jìn)行修正，確定最佳噴油持續(xù)時(shí)間，使實(shí)際噴油持續(xù)時(shí)間接近由目標(biāo)空燃比確定的噴油持續(xù)時(shí)間。 2-2 燃油供給系統(tǒng)一、燃油供給系統(tǒng)的組成與作用燃油供給系統(tǒng)由電動(dòng)燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、脈動(dòng)阻尼減振器、噴油總管、噴油器、冷啟動(dòng)噴油器及油管等組成。燃油供給系統(tǒng)的作用是向發(fā)動(dòng)機(jī)及時(shí)地供應(yīng)各種工況下所需要的燃油量。

14、二、燃油供給系統(tǒng)的工作原理液力傳動(dòng)裝置的基本形式為液力偶合器與液力變矩器。三、各部件的結(jié)構(gòu)和工作原理1. 電動(dòng)燃油泵電動(dòng)燃油泵的功能是從油箱中吸入燃油，將油壓提高到規(guī)定值，然后通過供給系統(tǒng)送到噴油器。按結(jié)構(gòu)的不同分為滾柱式、渦輪式、齒輪式和側(cè)槽式等。按安裝位置的不同分為內(nèi)裝式和外裝式。內(nèi)裝式電動(dòng)燃油泵安裝在油箱內(nèi)部，優(yōu)點(diǎn)是不易產(chǎn)生氣阻和泄漏，有利于熱油輸送，且工作噪聲??；外裝式電動(dòng)燃油泵串聯(lián)在油箱外部的輸油管路中，容易布置，但噪聲大，且易產(chǎn)生氣泡形成氣阻，外裝式一般采用滾柱式電動(dòng)燃油泵。電動(dòng)燃油泵主要由永磁式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、泵體和外殼三部分組成。燃油泵中設(shè)有一安全閥，燃油泵工作壓力升高到 400k

15、Pa 時(shí)，安全閥打開，燃油泵出油腔同時(shí)與吸油腔相通，燃油在泵內(nèi)循環(huán)，避免供油壓力過高。為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，供油壓力突然下降而引起燃油倒流，在燃油泵出油口安裝了單向閥。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)，燃油泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)，單向閥關(guān)閉，這樣在供油系統(tǒng)中仍有殘余壓力，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)再次啟動(dòng)。2. 汽油濾清器汽油濾清器的作用是濾除汽油中的雜質(zhì)，防止污物堵塞噴油器針閥等精密機(jī)件。它裝在電動(dòng)汽油泵之后的輸油管路中。它由紙質(zhì)濾芯再串聯(lián)一個(gè)棉纖維過濾網(wǎng)制成，過濾能力較大，有很好的濾清效果，能濾去直徑大于0.01mm的雜質(zhì)。其外殼為密封式鐵殼，有一定的耐壓能力。在正常使用情況下， 這種汽油濾清器的使用壽命較長(zhǎng)， 汽車每行駛40000

16、km才需更換。3. 汽油壓力調(diào)節(jié)器汽油壓力調(diào)節(jié)器的作用是根據(jù)進(jìn)氣歧管壓力的變化來調(diào)節(jié)進(jìn)入噴油器的汽油壓力，使兩者保持恒定的壓力差，壓力調(diào)節(jié)在 250kPa到300kPa范圍內(nèi)。汽油壓力調(diào)節(jié)器一般位于分配油管的一端，由金屬殼體組成的內(nèi)腔分為彈簧室和燃油室，彈簧室內(nèi)有一根通氣管與進(jìn)氣歧管相連，使供油系統(tǒng)中的油壓不僅取決于彈簧預(yù)緊力，而且取決于進(jìn)氣歧管內(nèi)的氣體壓力。4. 汽油脈動(dòng)阻尼器汽油脈動(dòng)阻尼器的作用是減小汽油管路中的壓力波動(dòng)，并抑制噴油器或汽油壓力調(diào)節(jié)器在開啟與關(guān)閉過程中產(chǎn)生的壓力脈沖噪聲。汽油脈動(dòng)阻尼器采用膜片與彈簧組成的緩沖裝置，膜片將內(nèi)腔分為空氣室和燃油室，當(dāng)油壓脈動(dòng)的汽油進(jìn)入脈動(dòng)阻尼器

17、時(shí)，該脈動(dòng)壓力通過膜片傳給彈簧而被吸收，從而起到緩沖作用。5. 噴油器噴油器的功能是根據(jù)ECU的控制信號(hào)向進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣總管內(nèi)噴射定量的霧化汽油。噴油器按用途和工作條件的需要，有很多種形式，按結(jié)構(gòu)形式分有針軸式、球閥式、片閥式；按驅(qū)動(dòng)方式可分為電壓驅(qū)動(dòng)和電流驅(qū)動(dòng)兩種形式，按阻值分有高阻值和低阻值兩種。6. 冷啟動(dòng)噴油器冷啟動(dòng)噴油器安裝在進(jìn)氣總管上，其功能是發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫啟動(dòng)時(shí)投入工作，以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫啟動(dòng)性能。 2-3 空氣供給系統(tǒng)一、空氣供給系統(tǒng)的功用功用是為發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合氣的形成提供必要的空氣，并測(cè)量進(jìn)入氣缸的空氣量。二、空氣供給系統(tǒng)的組成空氣供給系統(tǒng)主要由空氣濾清器、空氣流量計(jì)、節(jié)氣門體

18、、節(jié)氣門位置傳感器、進(jìn)氣總管、進(jìn)氣歧管、溫度傳感器等組成。1、空氣流量計(jì)空氣流量計(jì)應(yīng)設(shè)置在空氣濾清器和節(jié)氣門體之間。常用的空氣流量計(jì)有翼片式空氣流量計(jì)、卡門旋渦式空氣流量計(jì)、熱線式空氣流量計(jì)和熱膜式空氣流量計(jì)4 種類型。(1) 翼片式空氣流量計(jì)翼片式空氣流量計(jì)由翼片部分、電位計(jì)部分及接線插頭組成。翼片部分由測(cè)量葉片、緩沖葉片組成。測(cè)量葉片隨空氣流量的變化在空氣主通道內(nèi)偏轉(zhuǎn)。電位計(jì)部分主要由平衡配重、滑臂、回位彈簧、調(diào)整齒圈和印制電路板等組成。由于電位計(jì)與測(cè)量葉片是同軸的，所以當(dāng)葉片偏轉(zhuǎn)時(shí)，電位計(jì)滑臂必然轉(zhuǎn)動(dòng)。由于轉(zhuǎn)軸一端裝有螺旋回位彈簧，當(dāng)其彈力與吸入空氣氣流對(duì)測(cè)量葉片產(chǎn)生的推力平衡時(shí)，葉片就

19、會(huì)處于某一穩(wěn)定偏轉(zhuǎn)位置，而電位計(jì)滑臂也處于鍍膜電阻的某一對(duì)應(yīng)位置電位計(jì)滑臂對(duì)電源的分壓輸出即代表此時(shí)的空氣流量。把此電壓經(jīng)A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換后送微機(jī)，微機(jī)依據(jù)空氣量的多少，經(jīng)過運(yùn)算、處理，確定應(yīng)該噴射的汽油量，并經(jīng)執(zhí)行器控制噴油，從而得到最佳空燃比。這種空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，但進(jìn)氣阻力大，響應(yīng)較慢且體積較大。(2) 卡門旋渦式空氣流量計(jì)與葉片式空氣流量計(jì)相比，卡門渦旋式空氣流量計(jì)具有體積小、質(zhì)量輕、進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、進(jìn)氣阻力小等優(yōu)點(diǎn)。所謂卡門旋渦，是指在進(jìn)氣管道中央放置一個(gè)錐狀渦流發(fā)生器，當(dāng)空氣流過時(shí)，在渦流發(fā)生器后部將會(huì)不斷產(chǎn)生卡門旋渦的渦流串，測(cè)出卡門旋渦的頻率便可感知空氣流

20、量的大小。它主要有光電式和超聲波式。 光電式卡門旋渦空氣流量計(jì)它是利用光電效應(yīng)原理進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換的。它主要由管路、旋渦發(fā)生器、 整流柵、 導(dǎo)孔、 金屬箔板彈簧、 發(fā)光二極管(LED) 、 光敏晶體管等部分組成。在產(chǎn)生卡門旋渦的過程中，旋渦發(fā)生器兩側(cè)的空氣壓力會(huì)發(fā)生變化，通過導(dǎo)孔作用在金屬箔上，從而使其振動(dòng)。發(fā)光二極管的光照在振動(dòng)的金屬箔上時(shí)，光敏晶體管接收到的金屬箔上的反射光是被旋渦調(diào)制的光，其輸出經(jīng)解調(diào)得到代表空氣流量的頻率信號(hào)。 超聲波式卡門旋渦空氣流量計(jì)該空氣流量計(jì)中使用了超聲波傳感器。所謂超聲波，是指頻率高于 20kHz ，人耳聽不到的機(jī)械波。在卡門旋渦發(fā)生器下游管路兩側(cè)相對(duì)安裝超

21、聲波發(fā)射探頭和接收探頭。因卡門旋渦對(duì)空氣密度的影響，就會(huì)使超聲波從發(fā)射探頭到接收探頭的時(shí)間較無旋渦變晚，而產(chǎn)生相位差。對(duì)此相位信號(hào)進(jìn)行處理，就可得到旋渦脈沖信號(hào)，即代表體積流量的電信號(hào)輸出。(3) 熱線式空氣流量計(jì)熱線式空氣流量計(jì)的基本構(gòu)成包括：取樣管、鉑金絲、溫度補(bǔ)償電阻、控制電路及殼體等。根據(jù)安裝的部位不同，可分為主流測(cè)量方式和旁通測(cè)量方式。主流式熱線空氣流量計(jì)的鉑金絲和進(jìn)氣溫度傳感器都安裝在主氣道中的取樣管內(nèi)。旁通式熱線空氣流量計(jì)是將鉑金絲繞在陶瓷芯管上，并置于旁通氣道內(nèi)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，空氣流過鉑金絲周圍，使其熱量散失，溫度下降，橋式電路失去平衡，其輸出電位差發(fā)生變化；控制電路根據(jù)電橋

22、輸出電位差的變化調(diào)整加熱電流，使電橋處于新的穩(wěn)定狀態(tài)，并且在電阻上得到代表空氣流量的新的電壓輸出。2、進(jìn)氣壓力傳感器采用速度 -密度方式檢測(cè)進(jìn)氣量的電控汽油噴射系統(tǒng)，是利用進(jìn)氣歧管壓力傳感器來間接地測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣量的。3、節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上，它將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出，以便 ECU 控制噴油量。節(jié)氣門位置傳感器有開關(guān)式和滑動(dòng)電阻式等類型。(1) 開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器這種節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但其輸出是非連續(xù)的，檢測(cè)性差。(2) 滑動(dòng)電阻式節(jié)氣門位置傳感器電位器的動(dòng)觸點(diǎn) ( 即節(jié)氣門開度輸出觸點(diǎn) ) 隨節(jié)氣門開度在電阻膜上滑動(dòng)， 從而在

23、該觸點(diǎn)上得到與節(jié)氣門開度成比例的線性電壓輸出。 2-4電子控制系統(tǒng)一、電控單元(ECU)接收傳感器或其他裝置輸入的信息，存儲(chǔ)、計(jì)算、分析處理信息；輸出執(zhí)行 命令；ECU僅用來控制燃油噴射系統(tǒng)，同時(shí)還具有點(diǎn)火提前角控制、怠速控制、 排放控制、進(jìn)氣控制、增壓控制、自診斷、失效保護(hù)和備用控制系統(tǒng)等多項(xiàng)控 制功能。ECU&要由輸入回路、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器和輸出回路和總線等組成?；緶y(cè)量用用于檢測(cè)空氣量傳感器用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速修正用 傳感器曲軸位置傳感器水溫傳感器氧傳感器爆燃傳感器節(jié)氣門位置傳感器其他傳感器一電磁噴油器*電子點(diǎn)火ECU-*怠速控制一廢氣再循環(huán)其他控制電子控制系統(tǒng)(1)輸入回路從傳感器

24、輸出的信號(hào)輸入ECUW,首先通過輸入回路，其中數(shù)字信號(hào)直接輸 入微處理器。模擬信號(hào)則由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)之后再輸入微處理器。(2) A/D轉(zhuǎn)換器由傳感器輸入的模擬信號(hào)，微處理器不能直接處理，要用 A/D轉(zhuǎn)換器將模擬 信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再輸入微處理器。( 3)微處理器微處理器的功能是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的需要，把各種傳感器送來的信號(hào)用內(nèi)存的程序 ( 微機(jī)處理的程序 ) 和數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，并把處理結(jié)果如燃油噴射控制信號(hào)、點(diǎn)火控制信號(hào)等送往輸出回路。二、傳感器1 、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸位置傳感器空氣流量計(jì)檢測(cè)的是單位時(shí)間內(nèi)的空氣流量， 為確定每次循環(huán)符合最佳空燃比，應(yīng)求得每次循環(huán)吸入的空氣量。即在

25、已知單位時(shí)間空氣流量的基礎(chǔ)上，應(yīng)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。為選取合適的噴油時(shí)刻和點(diǎn)火時(shí)刻，還需檢測(cè)每缸曲軸轉(zhuǎn)角的位置，故設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器有多種形式，常用的有磁感應(yīng)式、光電式、霍爾等。(1) 磁感應(yīng)式傳感器由轉(zhuǎn)子和線圈組成。轉(zhuǎn)子固定在分電器軸上，線圈固定在分電器殼體上。永久磁鐵的磁力線經(jīng)轉(zhuǎn)子、線圈、托架構(gòu)成封閉回路，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子凸起與托架間的磁隙不斷發(fā)生變化，通過線圈的磁通也不斷變化，線圈中便產(chǎn)生感應(yīng)電壓，并以交流形式輸出。(2) 霍爾式傳感器觸發(fā)葉輪的葉片數(shù)等于發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)，葉輪由分電器軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，葉片不斷地進(jìn)出磁場(chǎng)的空氣隙。葉輪以其缺口對(duì)著空氣隙時(shí)，磁鐵產(chǎn)

26、生的磁通經(jīng)導(dǎo)板、空氣隙到半導(dǎo)體基片構(gòu)成回路，這時(shí)傳感器輸出霍爾電壓。當(dāng)葉輪的葉片進(jìn)入空氣隙時(shí)，原磁路被葉片旁通。此時(shí)，傳感器無霍爾電壓輸出。(3) 光電式傳感器光電式傳感器主要由發(fā)光二極管、光敏二極管、信號(hào)盤和控制電路組成。發(fā)光二極管、光敏二極管和控制電路都裝在固定底板座上，發(fā)光二極管與光敏二極管位置相對(duì)，分別位于信號(hào)盤的兩側(cè)。當(dāng)信號(hào)盤擋住發(fā)光二極管的光線時(shí)， 光敏二極管截止， 控制電路輸出低電壓。當(dāng)縫隙對(duì)準(zhǔn)發(fā)光二極管與光敏二極管時(shí)，光線照射到光敏二極管上，控制電路輸出高電平。2、氧傳感器氧傳感器安裝在排氣管內(nèi)。由于排氣中的氧濃度可以反映空燃比的大小，所以在電子控制汽油噴射系統(tǒng)中廣泛使用氧傳感

27、器。氧傳感器隨時(shí)將檢測(cè)的氧濃度反饋給電控裝置， 電控裝置據(jù)此判斷空燃比是否偏離理論值，一旦偏離，就調(diào)節(jié)噴油量，以控制空燃比收斂于理論值。(1) 二氧化鈦 (TiO 2)氧傳感器這種氧傳感器是一種體電阻型氣敏傳感器。它是利用化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)、對(duì)氧氣敏感、易于還原的氧化物半導(dǎo)體材料二氧化鈦在與氧氣接觸時(shí)產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，使晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電阻值發(fā)生變化的原理工作的。它的工作過程是：當(dāng)排氣中氧含量較高時(shí)，二氧化鈦的阻值增大；反之，當(dāng)排氣中氧含量較低時(shí)，二氧化鈦的阻值減小。(2)二氧化錯(cuò)(ZrO2)氧傳感器二氧化鋯氧傳感器的基本元件是專用陶瓷體，即二氧化鋯固體電解質(zhì)管。當(dāng)鋯管接觸氧氣時(shí)，氧氣透過多

28、孔鉑膜電極，吸附于二氧化鋯，并經(jīng)電子交換成為負(fù)離子。由于鋯管內(nèi)表面通大氣，外表面通排氣，其內(nèi)外表面的氧氣分壓不同，則負(fù)氧離子濃度也不同，從而形成負(fù)氧離子由高濃度側(cè)向低濃度側(cè)的擴(kuò)散。當(dāng)擴(kuò)散處于平衡狀態(tài)時(shí)，兩電極間便形成電動(dòng)勢(shì)，所以二氧化鋯氧傳感器的本質(zhì)是化學(xué)電池，亦稱氧濃差電池。3、爆震傳感器爆震傳感器的功用是把爆震時(shí)傳到缸體上的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)， 輸入ECU乍為爆震控制信號(hào)。常用的爆震傳感器可分為共振型和非共振型兩種。 共振型壓電式爆震傳感器選擇振蕩片的固有頻率與被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震時(shí)的振動(dòng)頻率一致， 則當(dāng)爆震發(fā)生時(shí)兩者共振，壓電元件有最大諧振輸出。 非共振型壓電式爆震傳感器非共振型壓電式爆震

29、傳感器實(shí)際是一種加速度傳感器。 它是以接收加速度信號(hào)的形式來檢測(cè)爆震的，這種傳感器與共振型傳感器的不同之處在于：它內(nèi)部無振蕩片，但設(shè)置了一個(gè)配重塊。配重塊以一定預(yù)應(yīng)力壓緊在壓電片上。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆震時(shí)，配重塊就以一正比于加速度的交變力施加在壓電片上，從而產(chǎn)生輸出信號(hào)。三、開關(guān)信號(hào)(1) 啟動(dòng)信號(hào) (STA)此信號(hào)用來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否處在啟動(dòng)狀態(tài)，啟動(dòng)時(shí)，由于進(jìn)氣管內(nèi)混合氣流速慢、溫度低，因此汽油的霧化、蒸發(fā)較差。為了改善啟動(dòng)性能，在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)必須加濃混合氣。ECU收到電信號(hào)，確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)，將自動(dòng)增加噴油量。(2) 空擋啟動(dòng)開關(guān)信號(hào)(NSW)在裝有自動(dòng)變速器(A/T)的汽車中，ECU

30、用這個(gè)信號(hào)區(qū)別變速器是處于“ P”或“ N(停車或空擋)，還是處于“ L”、“ 2、 D”或 R擋行駛狀態(tài)。NSWt號(hào)主要用于怠速系統(tǒng)的控制。(3) 空調(diào)信號(hào) (A/C)A/C 空調(diào)信號(hào)用來檢測(cè)空調(diào)壓縮機(jī)是否工作?？照{(diào)壓縮機(jī)工作時(shí)，向微機(jī)輸送高電平信號(hào)，ECU艮據(jù)A/C信號(hào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的點(diǎn)火提前角、怠速轉(zhuǎn)速和斷油轉(zhuǎn)速等。 2-5 燃油噴射控制一、噴油器的控制和工作原理燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)所需的燃油是燃油泵和噴油器供給的。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，各傳感器將信號(hào)輸入ECU ECU根據(jù)各輸入信號(hào)的電平狀態(tài)，經(jīng)運(yùn)算判斷后輸出控制信號(hào)，控制三極管導(dǎo)通或截止。二、噴油正時(shí)噴油正時(shí)就是噴油器什么時(shí)候開始噴油的問題。

31、1 、多點(diǎn)間歇噴射多點(diǎn)間歇噴射分同時(shí)噴射、分組噴射和順序噴射三種類型。 同時(shí)噴射所有的噴油器并聯(lián)連接，ECU根據(jù)曲軸位置傳感器送入的基準(zhǔn)信號(hào)，發(fā)出噴油器控制信號(hào)，控制功率三極管的導(dǎo)通和截止，從而控制各噴油器電磁線圈電路同時(shí)接通和切斷，使各缸噴油器同時(shí)噴油。通常曲軸每轉(zhuǎn)一周，各缸噴油器同時(shí)噴射一次，在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中噴射兩次。由于這種噴射方式是所有各缸噴油器同時(shí)噴射，所以噴油正時(shí)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣的循環(huán)沒有什么關(guān)系。其缺點(diǎn)是由于各缸對(duì)應(yīng)的噴射時(shí)間不可能最佳， 有可能造成各缸的混合氣形成不一樣。第 - 22 - 頁(yè) 共 77 頁(yè)分組噴射分組噴射一般是把所有氣缸的噴油器分成 2到4

32、組。四缸發(fā)動(dòng)機(jī)一般把噴油器分成兩組，由微機(jī)分組控制噴油器，兩組噴油器輪 流交替噴射。每一工作循環(huán)中，各噴油器均噴射一次或兩次。一般多是發(fā)動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一周，只有一組噴射。順序噴射順序噴射也叫獨(dú)立噴射。曲軸每轉(zhuǎn)兩周，各缸噴油器都輪流噴射一次，且像第-23 -頁(yè)共77頁(yè)點(diǎn)火系統(tǒng)一樣，按照特定的順序依次進(jìn)行噴射。順序噴射方式由于要知道向哪一缸噴射，因此應(yīng)具備氣缸判別信號(hào)。因此當(dāng)微機(jī)根據(jù)判缸信號(hào)、曲軸位置信號(hào)，確定該缸是排氣行程且活塞行至 上止點(diǎn)前某一噴油位置時(shí)，微機(jī)輸出噴油控制信號(hào)，接通噴油器電磁線圈電路， 該缸即開始噴射。順序噴射可以設(shè)立在最佳時(shí)間噴油，對(duì)混合氣的形成十分有利，因此它有利順序噴射正時(shí)圖三

33、、噴油量的控制啟動(dòng)時(shí)噴油控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的基本噴油時(shí)間不是根據(jù)進(jìn)氣量（或進(jìn)氣壓力）和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算確定的，而是ECU根據(jù)啟動(dòng)信號(hào)和當(dāng)時(shí)的冷卻水溫度，計(jì)算出啟動(dòng)時(shí)的噴 油持續(xù)時(shí)間。啟動(dòng)后的噴油控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過預(yù)定值時(shí)，ECU!定的噴油信號(hào)持續(xù)時(shí)間滿足下式：噴油信號(hào)持續(xù)時(shí)間=基本噴油持續(xù)時(shí)間X噴油修正系數(shù)+電壓修正值第-24 -頁(yè)共77頁(yè)式中，噴油修正系數(shù)是各種修正系數(shù)的總和。A. 基本噴油量的控制根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和進(jìn)氣管壓力信號(hào)確定噴油量，是以進(jìn)氣量與進(jìn)氣管壓 力成正比為前提的，這一前提只在理論上成立。實(shí)際工作中，進(jìn)氣脈動(dòng)使充氣效率變化，進(jìn)行再循環(huán)的排氣量的波動(dòng)也影響進(jìn)氣量測(cè)量的準(zhǔn)確度。B.

34、 啟動(dòng)后噴油量的修正在確定基本噴油時(shí)間的同時(shí)，ECU由各種傳感器獲得發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況信息，對(duì)基本噴油時(shí)間進(jìn)行修正。a. 啟動(dòng)后加濃發(fā)動(dòng)機(jī)完成啟動(dòng)后，點(diǎn)火開關(guān)由啟動(dòng)（STA）位置轉(zhuǎn)到接通點(diǎn)火（ON）位置，或 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速已達(dá)到或超過預(yù)定值，ECU外增加噴油量，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持穩(wěn)定運(yùn)行。噴油量的初始修正值根據(jù)冷卻水溫度確定，然后以一固定速度下降，逐步達(dá)到正常。b. 暖機(jī)加濃冷機(jī)時(shí)，燃油蒸發(fā)性差，為使發(fā)動(dòng)機(jī)迅速進(jìn)入最佳工作狀態(tài)，必須供給濃混合氣。在冷卻水溫度低時(shí)，ECU艮據(jù)水溫傳感器（THW言號(hào)相應(yīng)增加噴射量。c. 進(jìn)氣溫度修正通常以20c為進(jìn)氣溫度信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)溫度，低于 20c時(shí)，空氣密度大，ECU曾 加噴

35、油量，使混合氣不致過??；進(jìn)氣溫度高于20c時(shí)，空氣密度減小，ECU噴油量減少，以防混合氣太濃d. 大負(fù)荷加濃發(fā)動(dòng)機(jī)在大負(fù)荷工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要求使用濃混合氣以獲得大功率。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加噴油量。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況可以根據(jù)節(jié)氣門開度或進(jìn)氣量的大小確定，故 ECLM根據(jù)進(jìn)氣壓力傳感器、空氣流量計(jì)、節(jié)氣門位置傳感器輸送的信號(hào)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況，決定相應(yīng)增加的燃油噴射量。大負(fù)荷的加濃量約為正常噴油量的10%到 30%。有些發(fā)動(dòng)機(jī)的大負(fù)荷加濃量還與冷卻水溫度信號(hào)（THW府關(guān)。e. 過渡工況修正發(fā)動(dòng)機(jī)在過渡工況下運(yùn)行時(shí)（ 即汽車加速或減速行駛） ，為獲得良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、響應(yīng)性，空燃比應(yīng)作相應(yīng)變化，即

36、需要適量調(diào)整噴油量。f.怠速修正（只用于D型EFI系統(tǒng)）在D型EFI系統(tǒng)中，決定基本噴油時(shí)間的進(jìn)氣管壓力，在過渡工況時(shí)，相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將產(chǎn)生滯后。怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越低，這種滯后時(shí)間越長(zhǎng)，怠速就越不穩(wěn)定。隨進(jìn)氣壓力增大或轉(zhuǎn)速降低，增加噴油量；隨進(jìn)氣壓力減少或轉(zhuǎn)速增高，減少噴油量。g. 斷油控制 減速斷油發(fā)動(dòng)機(jī)在高速下運(yùn)行急減速時(shí)，節(jié)氣門完全關(guān)閉，為避免混合氣過濃、燃料經(jīng)濟(jì)性和排放性能變差，ECU亭止噴油當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到某預(yù)定轉(zhuǎn)速之下或節(jié)氣門重新打開時(shí)，噴油器投入工作。 發(fā)動(dòng)機(jī)超速斷油。為避免發(fā)動(dòng)機(jī)超速運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速時(shí)，ECU空制噴油器停噴電子控制自動(dòng)變速器用到的信號(hào)輸入裝置有傳感

37、器和開關(guān)，產(chǎn)生的信號(hào)一般有脈沖、模擬、開關(guān)3 種形態(tài)。速度傳感器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，溫度傳感器產(chǎn)生模擬信號(hào)，選擇開關(guān)則產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。第 - 29 - 頁(yè) 共 77 頁(yè) 2-6 點(diǎn)火控制一、控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成控制點(diǎn)火系統(tǒng)主要有ECU傳感器、各種控制開關(guān)、點(diǎn)火線圈、火花塞和點(diǎn)火執(zhí)行器組成。1 、傳感器凸輪軸位置傳感器是確定曲軸基準(zhǔn)位置和點(diǎn)火基準(zhǔn)的傳感器，它保證ECU空制點(diǎn)火系統(tǒng)正常工作最基本的信號(hào)?？諝饬髁總鞲衅魇谴_定進(jìn)氣量大小的傳感器，該信號(hào)除用來計(jì)算基本噴油量外，還用作負(fù)荷信號(hào)來計(jì)算和讀取基本點(diǎn)火提前角。進(jìn)氣溫度傳感器信號(hào)反映發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣的溫度，利用該信號(hào)對(duì)基本點(diǎn)火提前角進(jìn)行休整；另外利用該信號(hào)控

38、制啟動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)期間的點(diǎn)火提前角。節(jié)氣門位置傳感器將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，以便ECU 利用該信號(hào)和車速傳感器信號(hào)來綜合判斷發(fā)動(dòng)機(jī)所處的工況（怠速、中等負(fù)荷、大負(fù)荷或減速） ，并對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正。爆震傳感器用于點(diǎn)火提前角閉環(huán)控制系統(tǒng)，利用該信號(hào)來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震，從而對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正。各開關(guān)信號(hào)用于修正點(diǎn)火提前角。2 、 ECUECU是燃油噴射控制系統(tǒng)和點(diǎn)火控制系統(tǒng)的控制核心，存儲(chǔ)了該型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下的最佳點(diǎn)火提前角，并按預(yù)先編制的程序進(jìn)行計(jì)算和判斷后，向點(diǎn)火控制器發(fā)出最佳點(diǎn)火提前角和點(diǎn)火線圈初級(jí)電路導(dǎo)通時(shí)間的控制信號(hào)。3、點(diǎn)火控制器點(diǎn)火控制器是控制點(diǎn)火系統(tǒng)的功率輸出級(jí)

39、，它接受 EC獺出的點(diǎn)火控制信號(hào)并進(jìn)行功率放大，以便驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火線圈工作。二、點(diǎn)火時(shí)刻的控制過程實(shí)際點(diǎn)火提前角=初始提前角+基本提前角+修正提前角起動(dòng)時(shí)點(diǎn)火提前角初始點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角 基本點(diǎn)火提前角起動(dòng)后點(diǎn)火提前角修正點(diǎn)火提前角暖機(jī)修正量穩(wěn)定急速修正量空燃比反饋修正量過熱修正量爆震修正量最大提前和推遲控制量耳它修正量起動(dòng)期間：固定值起動(dòng)后基本點(diǎn)火提前角的控制：由轉(zhuǎn)速和負(fù)荷確定點(diǎn)火提前角的修正：部分負(fù)荷工況根據(jù)冷卻水溫、進(jìn)氣溫度和節(jié)氣門位置等信號(hào)修正。滿負(fù)荷工況要特別小心控制點(diǎn)火提前角，以免產(chǎn)生爆震。最大和最小提前角的控制：微處理器計(jì)算的點(diǎn)火提前角必須控制在一定范圍內(nèi)，否則發(fā)動(dòng)機(jī)很難正常運(yùn)轉(zhuǎn)。三

40、、閉合角的控制閉合角控制電路的作用是：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和蓄電池電壓調(diào)節(jié)閉合角，以保第-29 -頁(yè)共77頁(yè)證足夠的點(diǎn)火能量。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升和蓄電池電壓下降時(shí)，閉合角控制電路使閉合角加大，即延長(zhǎng)一次側(cè)電路的通電時(shí)間，防止一次側(cè)儲(chǔ)能下降，確保點(diǎn) 火能量。點(diǎn)火線圈的次級(jí)電壓是和初級(jí)電路斷開時(shí)的初級(jí)電流成正比。通電時(shí)間短時(shí)，初級(jí)電流小，會(huì)使感應(yīng)的次級(jí)電壓偏低，容易造成失火。初級(jí)電流大，對(duì)點(diǎn)火有利；但通電時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)使點(diǎn)火線圈發(fā)熱，甚至燒壞，還會(huì)使能耗增大。因此要控制一個(gè)最佳通電時(shí)間。四、 發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的控制最常見的是利用發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震信號(hào)作為反饋信息，用來控制大負(fù)荷等工況下的點(diǎn)火提前角；爆震傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)的

41、爆震狀況反饋給ECU， 一旦爆震程度超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，ECUt即發(fā)出點(diǎn)火系統(tǒng)推遲點(diǎn)火；當(dāng)爆震程度低于規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，ECLR會(huì)將點(diǎn)火時(shí)刻提前，循環(huán)調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)刻的結(jié)果，使發(fā)動(dòng)機(jī)始終處于臨界爆震的工作狀態(tài)。第 - 37 - 頁(yè) 共 77 頁(yè) 2-7 怠速控制怠速一般是指發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外無功率輸出時(shí)，以最低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。怠速轉(zhuǎn)速過高，會(huì)增加燃油消耗量。因此，怠速轉(zhuǎn)速應(yīng)盡可能低。但考慮到減少有害物的排放，怠速轉(zhuǎn)速又不能過低。另外，考慮所有怠速使用條件下，如冷車運(yùn)轉(zhuǎn)與電器負(fù)荷、空調(diào)裝置、自動(dòng)變速器、動(dòng)力轉(zhuǎn)向伺服機(jī)構(gòu)的接入等情況，它們都會(huì)引起怠速轉(zhuǎn)速的變化，使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)甚至?xí)鹣ɑ瓞F(xiàn)象。怠速時(shí)，節(jié)氣門處于關(guān)閉狀態(tài)

42、，空氣通過節(jié)氣門縫隙及旁通節(jié)氣門的怠速調(diào)節(jié)通道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，由空氣流量計(jì)（或進(jìn)氣歧管壓力傳感器）檢測(cè)該進(jìn)氣量，并根據(jù)轉(zhuǎn)速及其它修正信號(hào)控制噴油量，使轉(zhuǎn)矩與發(fā)動(dòng)機(jī)本身內(nèi)部阻力矩相平衡，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部阻力矩發(fā)生變化時(shí)，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速將會(huì)發(fā)生變化。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制裝置的功能就是自動(dòng)維持發(fā)動(dòng)機(jī)怠速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。一、怠速控制原理ECU根據(jù)從各傳感器的輸入信號(hào)所決定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，根據(jù)比較得出的差值，確定相當(dāng)于目標(biāo)轉(zhuǎn)速的控制量，去驅(qū)動(dòng)控制空氣量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使怠速轉(zhuǎn)速保持在目標(biāo)轉(zhuǎn)速附近。二、節(jié)氣門直動(dòng)式控制節(jié)氣門直動(dòng)式怠速控制裝置是通過控制節(jié)氣門開啟程度，調(diào)節(jié)空氣流通

43、的面積，達(dá)到控制進(jìn)氣量，實(shí)現(xiàn)怠速控制的三、旁通空氣式控制為了控制發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的速度，根據(jù)來自發(fā)動(dòng)機(jī)ECU勺信號(hào)，怠速控制閥增加或減少流過節(jié)氣門旁通通道的空氣量。 2-8 汽油機(jī)進(jìn)氣控制一、進(jìn)氣慣性增壓控制系統(tǒng)進(jìn)氣慣性增壓控制系統(tǒng)，是利用進(jìn)氣流慣性產(chǎn)生的壓力波提高進(jìn)氣效率。二、動(dòng)力閥控制裝置動(dòng)力閥控制裝置是安裝在進(jìn)氣管上，控制進(jìn)氣管空氣通道的大小。它可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同負(fù)荷來改變進(jìn)氣量，以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。小負(fù)荷時(shí)， 真空電磁閥控制動(dòng)力閥關(guān)閉， 進(jìn)氣通道變小， 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出小功率，來提高燃油經(jīng)濟(jì)性；大負(fù)荷時(shí)，真空電磁閥打開，進(jìn)氣通道變大，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大功率。三、廢氣渦輪增壓控制利用廢氣排出時(shí)的流速，

44、驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪旋轉(zhuǎn)使進(jìn)氣管中的氣流增加而增壓。發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的增壓壓力目標(biāo)值大小由ECU艮據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況（如加速情況、冷卻水溫度、爆震狀況和進(jìn)氣空氣量等）確定。增壓壓力由進(jìn)氣管壓力傳感器檢測(cè)，并作為反饋信號(hào)輸入 ECU ECU艮據(jù)其與增壓壓力目標(biāo)值的差值，發(fā)出不同占空比的脈沖信號(hào)（頻率為20Hz） ，控制電磁閥平均開始時(shí)間的長(zhǎng)短，以調(diào)節(jié)真空膜盒中的控制壓力的大小，控制廢氣渦輪增壓器廢氣放氣閥的開度或可變噴嘴環(huán)的角度，從而控制增壓器的輪速，產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)所需的目標(biāo)值增壓壓力。 2-9 汽油機(jī)的排放控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)作為一個(gè)大氣污染源，應(yīng)該采取各種有效措施予以治理和改造?，F(xiàn)代汽車采取了多種排放控制措

45、施來減少汽車的排氣污染，如三元催化轉(zhuǎn)換、廢氣再循環(huán)（EGR） 、活性碳罐蒸發(fā)控制系統(tǒng)等。一、廢氣再循環(huán)控制廢氣再循環(huán)簡(jiǎn)稱為 EGR（Exhaust Gas Recirculation ）系統(tǒng)，是目前用于降低 NOx 排放的一種有效措施。它是將一部分排氣引入進(jìn)氣管與新混合氣混合后進(jìn)入氣缸燃燒，從而實(shí)現(xiàn)再循環(huán)，并對(duì)送入進(jìn)氣系統(tǒng)的排氣進(jìn)行最佳的控制。EG隘統(tǒng)7化NO的基本原理是：排氣中的主要成分是 CO、H2O和N2等，這三種氣體的熱容量較高。當(dāng)新混合氣和部分排氣混合后，熱容量也隨之增大。在進(jìn)行相同發(fā)熱量的燃燒時(shí)，與不混合時(shí)相比，可使燃燒溫度下降，這樣就抑制 NOx 生成，因?yàn)镹Ox 主要是在高溫富

46、氧的條件下生成的。但是過度的廢氣再循環(huán)，使混合氣的著火性能和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率下降，將會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，特別是在怠速、低轉(zhuǎn)速小負(fù)荷及發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)運(yùn)行時(shí)，再循環(huán)的廢氣將會(huì)明顯降低發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。因此應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、工況及工作條件的變化自動(dòng)調(diào)整參與再循環(huán)的廢氣量，并選擇NO排放量多的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍，進(jìn)行適量的EGR空制。通常，EGR的控制指標(biāo)采用EG薦表示，其定義如下EG薛=EGR氣體流量/ （吸入空氣量+EG次體流量）X 100%1、固定EG薦的電子式EGR空制：在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)各傳感器，如曲軸位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、點(diǎn)火開關(guān)等送來的信號(hào)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)目前在哪

47、一種工況下工作，以輸出指令，控制廢氣再循環(huán)電磁閥打開或關(guān)閉，從而控制廢氣再循環(huán)控制閥打開或關(guān)閉，使廢氣再循環(huán)進(jìn)行或停止。2、可變EG薦的電子式EGR空制：可變EG碎廢氣再循環(huán)控制的工作原理是：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)確定的EGR率與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將有關(guān)數(shù)據(jù)存入發(fā)動(dòng)機(jī)ECUft的ROW。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU艮據(jù)各種傳感器送來的信號(hào)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)在哪一種工況工作， 經(jīng)過查表和計(jì)算修正、輸出適當(dāng)?shù)闹噶?，控制電磁閥的開度，以調(diào)節(jié)廢氣再循環(huán)的EG郵。3、閉環(huán)控制式的EGR空制：新鮮空氣經(jīng)節(jié)氣門進(jìn)入穩(wěn)壓箱，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的一部分（還流廢氣）經(jīng)控制閥進(jìn)入穩(wěn)壓箱，穩(wěn)壓箱中設(shè)置有EGR率傳感器，它對(duì)穩(wěn)壓箱

48、中新鮮空氣與廢氣所形成的混合氣中的氧氣濃度不斷地進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果輸入ECU ECUg過分析計(jì)算后向控制閥輸出控制信息，不斷地調(diào)整EG薦，使廢氣再循環(huán)的EGR 率時(shí)刻在ECUW控制下保持在理想狀態(tài)，從而有效地減少 NO的排放量。二、三元催化轉(zhuǎn)換控制該裝置裝發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管前，把發(fā)動(dòng)機(jī)排放廢氣中的有害氣體轉(zhuǎn)化成無毒氣體。三元催化轉(zhuǎn)換器所用的催化劑是鉑（或鈀）和銠的混合物，催化劑理想工作溫度為 400800度。三元催化轉(zhuǎn)換器只有在理論空燃比 14.7 附近很窄的范圍內(nèi)工作時(shí)，其轉(zhuǎn)換效率才能達(dá)到最佳。三元催化轉(zhuǎn)換器能對(duì)排氣中的CO、 HC、 NOx 同時(shí)進(jìn)行凈化處理。化學(xué)反應(yīng)為：2NO + 2CO

49、= N2 + 2CO22C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H 2O2CO + O2 = 2CO2三、活性碳罐蒸發(fā)污染控制為了防止燃油蒸汽直接排向大氣而產(chǎn)生污染，同時(shí)提高燃油的經(jīng)濟(jì)性而采用的裝置。油箱的汽油蒸氣通過單向閥進(jìn)入活性碳罐上部，空氣從碳罐下部進(jìn)入清洗活性碳。在碳罐右上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制閥，排放控制閥上部的真空度由碳罐控制電磁閥控制，而碳罐控制電磁閥受ECU空制。 2-10故障自診斷系統(tǒng)一、自診斷系統(tǒng)的功能及工作情況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，ECU內(nèi)部的故障自診斷電路隨時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)傳感器和執(zhí)行 器的工作狀況，一旦發(fā)現(xiàn)傳感器或執(zhí)行器參數(shù)異?；蚬δ苁r(shí)，系統(tǒng)就會(huì)接 通儀

50、表盤上的故障指示燈電路。系統(tǒng)同時(shí)將檢測(cè)到的故障內(nèi)容以故障碼的形式存儲(chǔ)在RAMfr,以便維修人員讀取。二、故障碼的顯示故障碼是用數(shù)字代表出現(xiàn)故障的系統(tǒng)或故障的大致范圍。不同的廠家，故障 碼有所不同，讀取方法也不完全一樣。常見的有：1、脈沖電壓顯示1）、電壓脈沖寬度相同，十位與個(gè)位間有一較短的暫停時(shí)間，故障碼與故障 碼之間有一較長(zhǎng)的暫停時(shí)間。fT 臍H _!_ 上 _邑表示枷摩碼宥12和方2）、電壓脈沖寬度不同，寬脈沖表示十位，短脈沖表示個(gè)位，十位與個(gè)位間 有一較短的暫停時(shí)間，故障碼與故障碼之間有一較長(zhǎng)的暫停時(shí)間。（打史j k L 廠|? 口一 n 昌 口（燈頁(yè), L _I I _ LI LJ 一

51、表示故醴碼方叫幫我3）、電壓脈沖寬度相同，位與位間有一較短的暫停時(shí)間，故障碼與故障碼之 間有一較寬的電壓脈沖。燈良3 H *_4凸（燈玉 LI 口 LI U 一表示故摩碼為12和會(huì)4）、脈沖電壓不同，5V的電壓脈沖表示十位，0V的電壓脈沖表示個(gè)位，故 障碼與故障碼之間以較長(zhǎng)的2.5V電壓區(qū)分?！?2 nn 3r tflH ttltlt液而故厘碼為12和232、數(shù)字顯示故障碼以數(shù)字的形式顯示在組合儀表的顯示屏上。3、發(fā)光二極管顯示發(fā)光二極管顯示法的二極管一般裝在 ECU上，根據(jù)二極管數(shù)量的不同，分1 個(gè)二極管顯示式、2個(gè)二極管顯示式和4個(gè)二極管顯示式。1個(gè)二極管的與儀表板上的故障指示燈閃爍表示法

52、相同；2個(gè)二極管中，紅色的顯示十位，綠色的顯示個(gè)位；4個(gè)二極管則采用8、4、2、1碼方式顯示；第-39 -頁(yè)共77頁(yè)2-11 安全保險(xiǎn)功能和備用系統(tǒng)一、安全保險(xiǎn)功能當(dāng)電控發(fā)動(dòng)機(jī)某一傳感器、執(zhí)行器或控制部分出現(xiàn)故障時(shí)，如果ECUJ5然按原來的方式控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，就可能使發(fā)動(dòng)機(jī)或其他部件也出現(xiàn)故障。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，ECU仍控制噴油器繼續(xù)噴油，混合氣過濃，未燃燒的混合氣進(jìn)入排氣凈化裝置（三元催化器）后，繼續(xù)燃燒，使三元催化器溫度急劇升高而損壞。為了避免這種情況的發(fā)生，ECUK統(tǒng)一般會(huì)啟動(dòng)安全保險(xiǎn)功能。手提電腦的備用電池，電腦的 UP濤就是類似的安全保險(xiǎn)功能。二、備用系統(tǒng)當(dāng)ECUft的

53、控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，備用系統(tǒng)立即啟動(dòng)，用固定的信號(hào)進(jìn)行控制。該系統(tǒng)僅僅只能維持基本運(yùn)行性能，而不能保持正常的運(yùn)行性能。1 、啟動(dòng)備用系統(tǒng)條件（ 1） 、當(dāng)微處理器停止輸出點(diǎn)火正時(shí)控制信號(hào)時(shí)。（ 2） 、當(dāng)進(jìn)氣歧管壓力信號(hào)電路出現(xiàn)開路或短路時(shí)。2、備用系統(tǒng)工作狀態(tài)當(dāng)ECUW監(jiān)視器監(jiān)測(cè)到微處理器出現(xiàn)異常時(shí)，先接通故障檢查指示燈，提醒駕駛員注意，同時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到備用系統(tǒng)工作狀態(tài)。備用系統(tǒng)是個(gè)簡(jiǎn)易的控制系統(tǒng)，主要是根據(jù)啟動(dòng)信號(hào)和怠速觸點(diǎn)狀態(tài)，選擇一固定噴油時(shí)間和點(diǎn)火提前角進(jìn)行控制。由于不是最佳參數(shù)，故只能維持基本運(yùn)行性能，使車輛繼續(xù)行駛，而不能保持正常的運(yùn)行性能。2-12 柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)一、概述國(guó)際

54、上受日益嚴(yán)格的排放法規(guī)限制，目前柴油機(jī)電子控制技術(shù)在國(guó)外達(dá)到60%-90%。柴油機(jī)電子控系統(tǒng)組成， 與汽油機(jī)一樣仍然有信號(hào)輸入裝置、 電控單元ECU、執(zhí)行器三部分。柴油機(jī)電子控系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)：一是其關(guān)鍵技術(shù)和在柴油噴射電控執(zhí)行器上；二是柴油電子控制噴射系統(tǒng)的多樣化。二、電控柴油噴射系統(tǒng)分類電控柴油噴射系統(tǒng)按直接控制的量來分有位置控制和時(shí)間控制兩類。位置控制保留了傳統(tǒng)的噴油泵、高壓油管和噴油器，以及噴油泵中的齒條齒圈、滑套等控制油量的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，只是對(duì)齒條或滑套的運(yùn)動(dòng)位置控制由原來的機(jī)械調(diào)速器改為微處理器控制；時(shí)間控制系統(tǒng)可以保留原來的噴油泵、高壓油管和噴油器，也可以用新型的高壓燃油系統(tǒng)，用高速電磁閥直接控制高壓燃油的噴射。三、電子控制柴油噴射系統(tǒng)的控制原理ECU艮據(jù)各傳感器（包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、加速踏板位置、齒條位置、噴油時(shí)刻、車速及進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度、冷卻水溫及燃油溫度傳感器）實(shí)時(shí)檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，與ECU中預(yù)先存儲(chǔ)的參數(shù)值或圖譜相比較，按其最佳值或計(jì)算后的目標(biāo)值把指令輸送給執(zhí)行器。執(zhí)行器根據(jù)EC