汽车电子电气第08章发动机综合控制系统
汽车发动机电控系统教学计划与教案
汽车发动机电控系统教学计划与教案第一章：汽车发动机电控系统概述教学目标：1. 了解汽车发动机电控系统的基本概念和发展历程。
2. 掌握汽车发动机电控系统的主要组成部分及功能。
3. 理解汽车发动机电控系统的工作原理。
教学内容：1. 汽车发动机电控系统的基本概念和发展历程。
2. 汽车发动机电控系统的主要组成部分：传感器、执行器、控制单元等。
3. 汽车发动机电控系统的功能：燃油喷射、点火控制、排放控制等。
4. 汽车发动机电控系统的工作原理及工作流程。
教学方法：1. 采用多媒体教学，展示汽车发动机电控系统的实物图片和原理图。
2. 利用动画演示汽车发动机电控系统的工作原理。
3. 引导学生通过实例分析，理解汽车发动机电控系统的功能和作用。
教学评价：1. 课堂讲解提问，了解学生对汽车发动机电控系统的基本概念和组成部分的掌握情况。
2. 课后布置作业，要求学生绘制汽车发动机电控系统的工作原理图，并简要描述其工作流程。
第二章：汽车发动机电控系统的组成与结构教学目标：1. 掌握汽车发动机电控系统各组成部分的结构和功能。
2. 了解汽车发动机电控系统各组成部分的相互关系。
3. 熟悉汽车发动机电控系统的故障诊断方法。
教学内容：1. 传感器：进气温度传感器、氧传感器、爆震传感器等。
2. 执行器：喷油器、点火器、节气门控制单元等。
3. 控制单元：发动机控制单元（ECU）的结构和功能。
4. 故障诊断方法：故障自诊断系统（OBD）、故障码读取与清除等。
教学方法：1. 采用实物展示，引导学生了解汽车发动机电控系统各组成部分的结构和功能。
2. 通过示意图，展示汽车发动机电控系统各组成部分的相互关系。
3. 利用模拟故障实例，讲解故障诊断方法及故障排除技巧。
教学评价：1. 课堂讲解提问，了解学生对汽车发动机电控系统各组成部分的结构和功能的掌握情况。
2. 课后布置作业，要求学生分析实际故障案例，运用故障诊断方法解决问题。
第三章：汽车发动机电控系统的燃油喷射控制教学目标：1. 掌握汽车发动机电控系统燃油喷射控制的基本原理。
第八章发动机综合控制系统概述和第一节
机械式和机电混合式汽油喷射系统中。
2021/3/11
天津科技大学` 谈炳发
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4.按空气流量测量方式分类 （有三种）
（1）质量流量方式 利用空气流量计直接测出吸入的空气量（L、LH型）。（L是德文“空气”的第一个字母）
ECU以事先设定的控制参数，指令执行机构（喷油器）工作，同时根据检测到的发动机工作参数， 对控制参数进行修正。
利用排气管上的氧传感器，检测废气中的氧含量，推算出混合气的实际空燃比，发出指令改变喷油 器的喷油脉冲，可以消除喷油器的差异和磨损引起的性能变化对空燃比的影响，稳定性好，抗干扰能 力强。
闭环控制能将实际空燃比控制在理论空燃比14.7附近很窄的范围内，使三元催化转化器对排气净化 的处理效果达到最佳。
缸内直接喷油是近几年燃油喷射技术的发展趋势之一。
（2）进气管喷射
喷油器安装在进气总管或者进气支管上，汽油由喷油器喷入进气总管或进气支管的进气门前。 1）单点喷射（SPI） 2）多点喷射（MPI）
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1. 按喷油器的喷射位置分类
1）单点喷射（SPI） 在节气门阀体上装1~2只喷油器，向进气总管内集中喷油。 又称：节气门体喷射、集中喷射、中央燃油喷射。
单点喷射系统示意图 1-发动机 2-进气支管 3-燃油入口
4-空气入口 5-喷油器 6-节气门
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ห้องสมุดไป่ตู้10
1. 按喷油器的喷射位置分类
2）多点喷射（MPI） 在每一缸的进气门前均安装一只喷油器，汽油直 接喷到各缸的进气门附近与空气混合形成混合气。 混合气的均匀性好。 多点喷射系统是目前较为普遍使用的喷油系统。
汽车电器与电子技术第8章发动机电子控制系统
通过电子控制能量回收系统，将车辆制动时的能 量回收并储存，提高混合动力汽车的续航里程。
3
自动启停控制
通过电子控制自动启停系统，在停车时自动关闭 发动机，减少燃油消耗和排放污染物。
05
发动机电子控制系统的未来发展 与挑战
人工智能在发动机电子控制系统中的应用
人工智能技术
利用AI算法和机器学习，实现对发动机电子控制系统的智能优化， 提高燃油效率和减少排放。
发展阶段
20世纪70年代，电子技术的发展推动 了发动机电控技术的发展，出现了电 子控制单元（ECU）。
发动机电子控制系统的基本组成
传感器
用于检测发动机的工作状态和参数，如空气流量、进气压力、曲 轴位置等。
控制单元（ECU）
是发动机电子控制系统的核心，负责接收传感器信号，根据预设算 法计算出控制指令，并发送给执行器。
排放法规
新能源汽车的排放法规更为严格，要求发动机电子控制系统具备更 低的排放控制水平。
充电与能源管理
新能源汽车需要充电和能源管理功能，要求发动机电子控制系统具 备与电池管理系统的高效协同能力。
未来发动机电子控制系统的发展趋势
高度集成化
未来发动机电子控制系 统将实现高度集成化， 将多个功能模块整合到 一个控制器中，降低成 本和提高可靠性。
开关控制系统通常用于控制发动机的启动、停止和点火等操作，通过简单的开或 关动作来实现发动机的工作状态切换。这种控制方式具有结构简单、可靠性高的 优点，但调节精度和灵活性相对较差。
模糊控制系统
总结词
模糊控制系统是一种基于模糊逻辑理论的发动机电子控制系统，它通过模糊控制器来处理不确定性和非线性问题。
详细描述
详细描述
汽车发动机电子控制系统ppt课件
1. 组成： 空气滤清器 空气流量传感器（进气温度传感器） 怠速转速控制阀（怠速控制电动机） 进气歧管 动力腔 节气门体
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
一、发动机燃油喷射系统组成
空气供给系统 燃油供给系统 电子控制系统
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
（一）空气供给系统
2. 常用传感器与开关信号
（1）空气流量传感器AFS（Air Flow Sensor）或歧管压力传感器 MAP（Manifold Absolute Pressure Sensor） （2）曲轴位置传感器CPS（Crankshaft Position Sensor） （3）凸轮轴位置传感器CIS（Cylinder Identification Sensor） （4）节气门位置传感器TPS（Throttle Position Sensor） （5）冷却液温度传感器CTS（Coolant Temperature Sensor） （6）进气温度传感器IATS（Intake Air Temperature Sensor） （7）氧传感器或O2传感器（Oxygen Sensor） （8）车速传感器VSS（Vehicle Speed Sensor） （9）空档安全开关信号NSW（Neutral Start Switch） （10）点火开关信号IGN（Ignition switch） （11）空调A/C开关信号（Air Conditioning Switch）
发动机电子控制系统课件
③ 可实现与其它电子控制系统的协调性控制。 汽车各个电子控制系统的协调控制，可使汽车的 安全性、舒适性、动力性及经济性进一步提高。
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8.2.1 概 述
汽油喷射系统分类 喷油和供油量的控制方式 喷油器的位置 博世(Bosch)公司的命名方式
• 2002年，奥迪开始在车型中使用FSI汽油直喷 技术。
• 2004年，奥迪在FSI发动机中融入涡轮增压技 术形成TFSI发动机技术。
• 2005年，大众1.4升直喷汽油发动机首先采用
了TSI技术（涡轮机械增压汽油分层喷射发动
机 ）。
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8.2.1 概 述
（2）汽油喷射式发动机的特点
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发动机电子控制系统的结构
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8.1.2 发动机集中电子控制系统实例
✓日产公司的ECCS(发动机集中电子控制系统) ✓丰田公司的TCCS(丰田计算机控制系统) ✓本田公司的PGM(程序式汽油喷射系统) ✓通用公司的DEI(数字式汽油喷射系统) ✓福特公司的EEC(发动机电子控制系统) ✓大众公司的MPEI(多点汽油喷射系统)
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பைடு நூலகம்
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8.1.1 发动机电子控制系统的发展概况
（2）微电子技术
微机所具有的高运算速度、大存储量和多路
数据传输通道等特点使得将几个电子控制装置集
中控制成为可能，增加新的电子控制项目也很容
易。发动机集中控制系统在增加新的控制项目时，
只需增加相应的执行机构和该项目特有的传感器，
发动机综合控制系统
(3)断油控制
① 减速断油
发动机在高速下运 行急减速时，节气门完 全关闭，为避免混合气 过浓、燃料经济性和排 放性能变差，ECU停止 喷油。 当发动机转速 降到某预定转速之下或 节气门重新打开时，喷 油器投入工作
② 发ห้องสมุดไป่ตู้机超速断油 为避免发动机超速运行，发动机转速超过额定转速时，
ECU控制喷油器停喷。 ③ 汽车超速行驶断油
某些汽车在汽车运行速度超过限定值时，停止喷油。
(4) 异步喷射
① 启动喷油控制
除了一般正常的曲轴转一转或两转喷一次油外，在启 动信号STA处于接通状态时，ECU从G(G1或G2)信号后检测 到第一个Ne信号开始，以一个固定喷油持续时间，同时 向各缸增加一次喷油。
第8章发动机综合控制系统
8.1.1 汽车电子控制技术的现状与发展
1.汽车电子控制技术的现状
电子技术在解决汽车所面临的油耗、排放、安全、舒适性 等方面正起着重要作用。
（1）电子控制汽油喷射装置和电子点火装置的应用不仅 可节油5%到10%，同时对排气净化也十分有利。
（2）电子控制防抱死制动装置的应用不但可使汽车在泥 泞路面上高速行驶，而且紧急制动时可防止侧滑，保证汽车安 全制动。
(4) 不同工况下的 控制模式 启动加浓、暖 机加浓、加速加 浓、全负荷加浓、 减速调稀、强制 怠速断油、自动 怠速控制等
1—喷油器；2—冷启动阀；3—燃油压力调节器；4—电控单元
(ECU)；5—节气门位置传感器；6—怠速空气调整器；7—进气压 力传感器；8—燃油泵；9—滤清器；10—水温传感器；11—热限 时开关
汽车电子电气第08章发动机综合控制系统
卡门祸旋式空气流量计工作原理结构简图 1―空气进口 2―管路 3―光敏晶体管 4―板弹簧 5―导孔 6―涡流发 生器 7―卡门涡旋 8―整流栅
8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理 3）热线式空气流量计
热线式空气流量计主要有感知空气流量的铂金热线和 对进气温度进行修正的温度补偿电阻（冷线）。
8.1电控汽油喷射系统的概述
3）进气控制（进气引导通路切换、涡流控制阀） 4）增压控制（泄压阀、废气涡轮增压器） 5）警告控制 6）自我诊断和报警系统 7）传感器故障预诊参考系统（失效保护） 8）ECU故障备用控制系统
8.2 电控汽油喷射系统的分类 一、按喷油器的喷射位置分类：
1、缸内喷射 2、进气管喷射（缸外喷射）：单点喷射（节气门体 喷射或集中喷射SPI、TBI或CFI）和多点喷射（MPI）
五. 按控制系统的有无反馈信号分类
1、开环控制 2、闭环控制 汽油喷射系统闭环控制是利用在排气管 上安装的氧传感器，
8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理 控制原则：以电控单元（ECU）为控制核 心，以空气流量和发动机转速为控制基础，以喷 油器为控制对象，保证发动机在各种工况下都能 获得与所处工况相匹配的最佳空燃比。 它主要包括空气供给系统、燃油供给系统和 控制系统三个部分。
8.1电控汽油喷射系统的概述 2. 发动机电子控制系统的主要控制内容及功能
1）电控汽油喷射(EFI) 电控汽油喷射主要包括喷油 量、喷油正时、减速断油及限速断油、燃油泵控制等。 2）电控点火装置(ESA) 点火装置的控制主要包括点火 提前角、通电时间及爆震控制等方面。 3）怠速控制（ISC）（空调接通与切断、变速器挂 档、动力转向泵接通与切断） 4）排放控制（废气再循环、空燃比反馈控制、活性碳 罐电磁阀控制、CO控制、二次空气喷射）
发动机 电控 教材
发动机电控教材在现代汽车中，发动机电控系统扮演着至关重要的角色。
它通过精确控制燃油和空气混合物的供应，来实现发动机的高效运行和低排放。
为了更好地理解发动机电控系统的工作原理和相关知识，本教材将从以下几个方面进行详细介绍。
一、发动机电控系统的基本原理1. 发动机电控系统的作用发动机电控系统通过监测各种传感器的信号，计算并控制燃油喷射、点火时机和气门的开闭等参数，以实现发动机的高性能和低排放。
2. 传感器的类型和作用传感器在发动机电控系统中起着关键作用，可以采集和传输各种关键参数，如氧气传感器、进气压力传感器、排气温度传感器等。
3. 控制单元的功能和工作原理控制单元是发动机电控系统的核心，它根据传感器提供的数据，计算并控制发动机各项参数的调整，以实现最佳性能和排放。
二、发动机电控系统的主要组成部分1. 燃油系统燃油系统包括燃油泵、油箱、喷油器等，它们负责将燃油输送到发动机，并根据电控系统的指令进行喷油。
2. 空气进气系统空气进气系统负责将空气引入发动机中，其中包括空气滤清器、进气歧管和节气门等部件。
3. 点火系统点火系统通过控制点火时机和电流大小，确保燃料在正确的时间点被点燃，从而产生爆炸驱动发动机运转。
4. 排放系统排放系统通过控制废气后处理设备，如催化剂和氧气传感器等，降低发动机产生的有害排放物。
三、发动机电控系统的故障诊断与维修1. 故障诊断方法故障诊断是发动机电控系统维修的关键步骤，常用的方法包括故障码读取、传感器信号检测和系统参数分析等。
2. 常见故障与维修技巧故障种类繁多，包括传感器故障、控制单元故障和线路连接问题等。
本教材将介绍一些常见故障及其对应的维修技巧。
四、发动机电控系统的未来发展趋势1. 智能化和自动化趋势随着科技的进步，发动机电控系统将更加智能化和自动化，例如采用人工智能技术和自适应控制算法。
2. 新能源汽车发动机电控系统随着新能源汽车的普及，发动机电控系统将逐渐向电动机、燃料电池和混合动力等新能源技术领域发展。
汽车电控发动机系统结构和原理-发动机点火控制
发动机点火控制汽油发动机采用微机控制点火控制点火系统能将点火提前将点火提前角控制在最佳值，使可燃混合气燃烧后产生的温度和压力达到最大值，从而通过发动机的动力性，同时还能提高燃油经济型和减少有效气体的伤害。
发动机点火能量的高低取决于点火线圈通电时间的长短即点火导通角，点火导通角的大小与蓄电池的电压和转速有着直接的关系，在电控发动机上可以实现对点火导通角有效的控制。
使发动机产生最大动力的有效方法增大点火提前角。
但是点火提前角过大又会引起发动机爆震，发动机爆震一方面会导致发动机输出功率降低，另一方面会导致发动机使用寿命缩短甚至损坏。
消除爆震最有效的方法就是推迟点火提前角。
在电控发动机上采用爆震控制。
任务一点火提前角的控制任务目标1.发动机的点火控制学习目标1.了解发动机的点火控制一、点火提前角的确定汽油发动机的可燃混合气表适当的提前一些。
通常把发动机发出最大功率和油耗最小的点火提前角称为最佳点火提前角。
点火提前角大小直接影响发动机的输出功率、油耗、排放等。
发动机工况不同需要的最佳点火提前角也不相同，怠速时最佳点火提前角是为了使怠速运转平稳，降低有效气体的排放量和减少燃油消耗量；部分负荷时最佳点火提前角是为了减少燃油消耗量和有害气体的排放量，提高经济性和排放性能；大负荷时最佳点火提前角是为了增大输出转距，提高动力性能。
微机控制的点火提前角0由初始点火提前角0 i、基本点火提前角0 b和修正点火提前角0 c 三部分组成,即0 =0 i+0 b+0 c1.初始点火提前角初始点火提前角又称为固定点火提前角，其值大小取决于发动机的结构形式，一般为上止点BTDC°6 - BTDC12 °。
在下列情况时，由于发动机转速变化大，空气流量不稳定，点火提前角不能准确控制，因此采用固定点火提前角进行控制，其实际点火提前角等于初始点火提前角。
1）发动机启动时；2）发动机转速低于400r/min 时；3）检查初始点火提前角时。
汽车电子电气第08章发动机综合控制系统
确保电池的安全和高效运行。
能量回收
03
通过发动机控制车辆减速时的能量回收，提高车辆的续航里程
和减少刹车磨损。
未来发展趋势与挑战
智能化控制
高效能与低排放
随着人工智能和机器学习技术的发展，发 动机综合控制系统将更加智能化，能够自 适应学习和优化控制策略。
随着环保要求的提高，发动机综合控制系 统将更加注重高效能和低排放，以减少对 环境的影响。
供压力信息。
节气门位置传感器
用于检测节气门开度，为发动 机控制提供节气门开度信息。
氧传感器
用于检测排气中的氧含量，为 发动机控制提供空燃比信息。
控制器
发动机控制单元（ECU）
是发动机控制系统的核心，负责接收传感器信号、计算控制参数、发送控制指 令等。
电源管理单元
负责管理汽车电源的分配和保护，确保发动机控制系统和其他汽车电子系统的 正常供电。
提高驾驶安全性
通过实时监测发动机和车 辆的工作状态，及时发现 异常情况并采取相应措施， 保障驾驶安全性。
02 发动机综合控制系统的硬件组成
CHAPTER
传感器
01
02
03
04
温度传感器
用于检测发动机温度，包括进 气温度、冷却液温度等，为发
动机控制提供温度信息。
压力传感器
用于检测发动机的进气压力、 气瓶压力等，为发动机控制提
大众TSI系统案例分析
总结词
大众TSI系统是发动机综合控制系统的优秀案例，通过 采用缸内直喷技术和涡轮增压技术，实现了高功率、 低油耗和高扭矩的性能表现。
详细描述
大众TSI系统采用了缸内直喷技术，将燃油直接喷入气 缸内，提高了燃油的雾化效果和燃烧效率。该系统还 采用了涡轮增压技术，通过增加进气压力提高了发动 机的功率和扭矩。TSI系统还采用了智能控制策略，能 够根据驾驶条件和驾驶员意图自动调整发动机的工作 状态，提高了驾驶的舒适性和安全性。TSI系统的性能 表现优秀，具有高功率、低油耗和高扭矩的特点，受 到了广泛的好评。
汽车发动机电控系统认识分析课件
存储器用于存储控制程序、发动机参数、故障码等信息。
输入/输出接口负责接收传感器信号和向执行器输出控制 指令。
电源电路为ECU的正常工作提供电能。
传感器
01
用于检测发动机的工作状态和运行参数，并将检测结果转换为电信号传送给 ECU。
02
传感器主要包括：空气流量计、进气压力传感器、节气门位置传感器、水温传 感器、爆震传感器、氧传感器等。
02
汽车发动机电控系统硬件结构
电控单元（ECU）
汽车发动机电控系统的控制核心，负责接收传感器输入的 信号，处理后向执行器输出控制指令，以实现对发动机的 精确控制。
ECU主要由微处理器、存储器、输入/输出接口、电源电 路等部分组成。
微处理器是ECU的核心，它根据接收到的传感器信号和预 先设定的控制程序，向执行器输出控制指令，实现对发动 机的精确控制。
电控系统的发展历程
第一阶段
20世纪70年代，电控系统开始出现，主要应用于发动机的点火和喷 油控制，以解决燃油供应和排放问题。
第二阶段
20世纪80年代，电控系统得到快速发展，开始应用于发动机的多个 领域，如燃油喷射、怠速控制、排放控制等。
第三阶段
20世纪90年代至今，电控系统已经广泛应用于发动机的各个领域，同 时技术的不断升级和创新，使得电控系统的性能和精度不断提高。
燃油喷射控制
总结词
燃油喷射控制是汽车发动机电控系统的核心功能之一，通过 控制燃油的喷射时间和喷射量，实现发动机的燃烧过程。
详细描述
燃油喷射控制主要包括喷油时刻控制和喷油量控制。根据发 动机的转速、负荷和进气量等信息，电控系统计算出最佳的 喷油时刻和喷油量，并通过控制喷油器实现燃油喷射。
怠速控制