第一模块 发动机电控系统结构认识
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1 发动机电控系统结构认识
实训课题一发动机电控系统结构认识一、实训目的1、了解发动机电控系统总体结构；2、识别发动机电控系统的主要传感器、执行器，并掌握工作原理。
二、重点难点传感器、执行器的工作原理三、实训工具及设备1、工具：汽车维修工具120件套、万用表、KT600解码仪；2、设备：桑塔纳时代超人电喷发动机实验台四、实训内容1、发动机电子控制系统原理及总体结构认识发动机电子控制系统是由传感器、电控单元ECU和执行器三部分组成。
（1）传感器是一种信号检测与转换装置功能是：检测发动机运行状态的各种参数，并将这些参量转换成计算机能够识别的电量信号输入电控单元。
（2）电子控制单元是一种电子控制装置功能是：根据各种传感器和控制开关输入的信号参数，对喷油量、喷油时刻和点火时刻等进行实时控制。
（3）执行器是控制系统的执行机构功能是：接受电控单元的控制指令，完成具体的控制动作，从而使发动机处于最佳的运行状态。
2、传感器的认识（1）空气流量计（MAF）G70又称空气流量传感器，安装在空气滤清器后方，用来检测进入发动机的进气量。
它将吸入的空气量转换成电信号传送至电控单元ECU，作为决定喷油量的基本信号之一。
桑塔纳2000型时代超人、马自达626采用热膜式空气流量计。
（2）节气门控制组件J338安装在节气门体上，由发动机电控单元控制，怠速开关、节气门电位计和节气门定位电位计输出给发动机电控单元目前节气门的信息，发动机ECU命令节气门定位器动作，使发动机调节在规定的怠速转速范围内。
桑塔纳2000型时代超人采用线性式节气门位置传感器。
（3）凸轮轴位置传感器（CPS）G40安装在发动机气门室盖靠近传动带的一端，和曲轴位置传感器一起确定各缸的工作行程。
桑塔纳2000型时代超人采用霍尔式凸轮轴位置传感器，当该传感器出现故障时，发动机可以启动，但是工作不稳定。
（4）发动机转速曲轴位置传感器（CKP）G28安装在缸体上，用来检测发动机转速和曲轴的位置，从而确定喷油时刻和点火时刻。
项目一发动机电控系统总体认识
项目一发动机电控系统总体认识项目描述发动机电子控制系统是车辆上最重要的电控系统之一。
发动机电控系统主要由空气供给系统、燃油供给系统、点火控制系统、排放控制系统以及发动机辅助控制系统等组成。
如果发动机电子控制系统出现故障，发动机会出现油耗增加、动力不足、运行不良等各种故障，甚至是发动机无法起动。
图3-1大众发动电子控制系统组成图G28发动机转速传感器 G130催化器后氧传感器 G40霍尔传感器 F和F47制动信号灯开关 G39氧传感器 G70热膜式空气质量流量计 G62冷却液温度传感器 G42进气温度传感器 G61爆燃传感器I J338节气门控制单元 G61爆燃传感器I G62爆燃传感器II F36离合器踏板开关 G187和G188节气门传动装置角度传感器(电子节气门调节器) G79和G185加速踏板位置传感器传感器侧附加信号:空调压缩机接通，空调准备就绪，车速信号 K83废气警告灯 N156调节式进气管转换阀 J17燃油泵继电器G6燃油泵 J299二次空气泵继电器 N30~N33喷射阀 V101二次空气泵电动机继电器J338节气门控制单元 G186节气门传动装置 N152点火变压器 N80活性炭罐电磁阀Z29催化器后氧传感器加热装置 Z19氧传感器加热装置执行器侧附加信号:空调压缩机关闭，电子节气门故障指示灯，定速巡航控制系统，耗油量信号任务1 发动机电控系统总体认识任务描述：一辆2009款迈腾1.8T 轿车，装备BYJ发动机，行驶里程8.6万公里。
客户李先生反映该车在行驶中发动机故障灯点亮，此前车辆并未出现过事故和维修。
发动机故障灯点亮，意味着发动机电控系统出现了故障，并且记录在了发动机电脑板中。
故障部位一般电控系统的传感器、执行器、电脑板或者是线路故障。
在进行维修之前，需要对故障车辆的发动机电控系统比较熟悉，然后使用解码器对发动机电控系统进行故障码的读取，然后结合故障码和维修手册进行故障维修和修复。
汽车发动机电控系统实训工单题库课后习题答案章节测试题全
学习模块一：汽车发动机电控系统的认知任务一发动机电控系统的认知课时：学时班级：组别：姓名：掌握程度：□优□良□及格□不及格二、原理与应用1、发动机电控系统控制器图1-1 发动机电控系统组成(1)发动机电控系统由：传感器、控制单元、执行器三部分组成(2)请将下图按空格填写完成图1-2发动机电控系统原理图② 传感器：是一种信号输入装置，通俗的说就是“从被测物体中提取有用的信息”。
②控制单元:简称电脑，是电控系统的“核心部件”，英文缩写是ECU。
其作用是存储车辆特征参数和运算中所需的有关数据信息给各传感器提供参考电压；接收传感器或其他装置输入的电信号，并对所接收的信号进行储存、计算和分析处理；根据计算和分析的结果向执行器发出指令，或根据指学习模块一：汽车发动机电控系统的认知任务二汽车发动机电控系统认知实训四、操作流程四、操作流程（一）操作步骤步骤一：传感器查找注①□□图1-11空气流量计.□□图1-12进气压力传感器□□图1-13进气温度传感器□□图1-14节气门位置传感器□□图1-15冷却液温度传感器（1）安装位置：节气门与空滤之间。
（2）作用：检测进入气缸的进气量，ECU根据此信号确定基本喷油量。
（1）安装位置：①机械式（分开）在节气门拉线对面；②电子式（电子节气门总成里）。
（2）作用：反映节气门开度（负荷）的大小，判定发动机各种工况；反映节气门变化快慢（加速、减速），实现加速增浓和减速减油或断油控制。
（1）安装位置：①独立装于进气道；②与空气流量传感器、进气压力传感器为一体。
（2）作用：检测进气温度，修正喷油脉宽和点火正时。
（1）安装位置：节气门后方的进气歧管上。
（2）作用：检测节气门后方进气管内的进气压力，计算进气量，决定基本喷油量。
四、操作流程□□图1-16燃油位置传感器□□图1-17曲轴位置传感器□□图1-18凸轮轴位置传感器□□图1-19氧传感器□□图1-20爆震传感器（1）安装位置：装于缸体、缸盖的水套或节温器旁边、出水三通管上。
项目01 发动机电控系统总体结构认识
二、原理与应用
电喷汽车的发动机控制，是由发动机电子控制系统来完成的，其主要功能是控制空燃比、喷油时刻与点火时刻。除此之外，还控制发动机的冷热车起动、怠速转速、最大转速、废气再循环、二次空气喷射、爆震、电动燃油泵、故障自诊断以及给其它电控系统发送状态信号等功能。其工作性质是采集发动机各部位的工况信号，根据采集到的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻和最佳点火时刻。发动机电子控制系统的组成：由传感器、电控单元和执行器三部分组成。传感器是一种信号检测与转换装置，安装在发动机的各个部位，其功能是：检测发动机运行状态的各种电量参数、物理量和化学量等，并将这些参量转换成计算机能够识别的电量信号输入电控单元。电子控制单元（ElectronicControlUnit，ECU）又称为电子控制器，俗称电脑，简称ECU，是发动机电子控制系统的核心部件，其功能是：根据各种传感器和控制开关输入的信号参数，对喷油量、喷油时刻和点火时刻等进行实时控制。执行器是控制系统的执行机构，其功能是：接受电控单元的控制指令，完成具体的控制动作，从而使发动机处于最佳的运行状态。
1．遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。
2．注意人身安全和教具完好。
3．严禁未经许可，擅自板动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。
4．严格按照本书相关要求进行操作。
总结
教学重点
了解发动机电子控制系统总体组成
Байду номын сангаас教学难点
区分与识别发动机电子控制系统的主要传感器和执行器。
其他（如课时分配、工作图、典型程序等）
实习前准备
材料：
1．设备：丰田5A电喷发动机故障实验台一台，动态或静态解剖发动机台架一台。
2．教具：发动机教学挂图一套，汽车电控系统示教台。
电喷汽车的发动机控制，是由发动机电子控制系统来完成的，其主要功能是控制空燃比、喷油时刻与点火时刻。除此之外，还控制发动机的冷热车起动、怠速转速、最大转速、废气再循环、二次空气喷射、爆震、电动燃油泵、故障自诊断以及给其它电控系统发送状态信号等功能。其工作性质是采集发动机各部位的工况信号，根据采集到的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻和最佳点火时刻。发动机电子控制系统的组成：由传感器、电控单元和执行器三部分组成。传感器是一种信号检测与转换装置，安装在发动机的各个部位，其功能是：检测发动机运行状态的各种电量参数、物理量和化学量等，并将这些参量转换成计算机能够识别的电量信号输入电控单元。电子控制单元（ElectronicControlUnit，ECU）又称为电子控制器，俗称电脑，简称ECU，是发动机电子控制系统的核心部件，其功能是：根据各种传感器和控制开关输入的信号参数，对喷油量、喷油时刻和点火时刻等进行实时控制。执行器是控制系统的执行机构，其功能是：接受电控单元的控制指令，完成具体的控制动作，从而使发动机处于最佳的运行状态。
1．遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。
2．注意人身安全和教具完好。
3．严禁未经许可，擅自板动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。
4．严格按照本书相关要求进行操作。
总结
教学重点
了解发动机电子控制系统总体组成
Байду номын сангаас教学难点
区分与识别发动机电子控制系统的主要传感器和执行器。
其他（如课时分配、工作图、典型程序等）
实习前准备
材料：
1．设备：丰田5A电喷发动机故障实验台一台，动态或静态解剖发动机台架一台。
2．教具：发动机教学挂图一套，汽车电控系统示教台。
发动机电控系统整体认知讲诉课件
要点三
电路故障
某发动机电控系统出现通讯故障，导 致ECU无法正常接收传感器信号和控 制执行器工作。经检查，发现是线路 连接不良。重新连接线路并排除接触 不良点后，故障排除。
THANKS
感谢观看
A 执行器种类与功能
发动机电控系统中的执行器包括喷 油器、点火线圈、节气门等，它们 根据ECU的指令调整发动机运行状
态。
B
C
D
故障诊断与安全保护
当执行器出现故障时，ECU能够及时诊断 并采取相应措施，保证发动机安全运行。
控制精度与响应性
ECU对执行器的控制精度和响应性有很高 要求，通过精确计算和控制算法，确保执 行器按照预定目标工作。
可变气门升程技术
通过改变气门升程，实现对进气量和排气量的精确控制。该技术可进一步提高发动机的燃烧效率和动力输出。
智能气门控制系统
采用先进的传感器和算法，实时监测发动机工况，并自动调整气门正时和升程。智能气门控制系统可提 高发动机的响应速度和稳定性。
混合动力与电动汽车电控系统
混合动力系统
结合传统燃油发动机和电动机的优势，实现更高效、更环保的动力输出。混合动力电控系统需精确协调发动机、 电动机、电池等多个部件的工作，以实现最佳的动力性和经济性。
柴油发动机电控系统通常采用高压共 轨技术，实现燃油的高压喷射，提高 燃油雾化质量和燃烧效率。
柴油发动机电控系统采用多次喷射策 略，将燃油分多次喷入气缸，降低燃 烧噪音和排放。
柴油发动机电控系统通过废气再循环 技术，将部分废气引入进气歧管，降 低燃烧室温度，减少氮氧化物（NOx ）的生成。
实例三：发动机电控系统故障案例解析
04
发动机电控系统故障诊断与维 修
常见故障类型与原因
项目一 发动机电控系统认知
图1-18
三效催化转化器的位置
二、电控发动机各控制系统的功能
三效催化转化器与氧传感器配套使用，氧传感器装在三效催化转化器
的前后，如图1⁃19所示。前氧传感器的作用是检测废气中的氧含量并将信 号传给ECU，ECU以此判断可燃混合气的浓度，并对喷油量进行修正，精确 地将空燃比控制在14．7左右。
图1-19
图1-21 二次空气喷射系统
二、电控发动机各控制系统的功能
6.巡航控制(CCS) 巡航控制系统CCS(Cruise Control Syst em)的作用是根据行驶阻力的变化自动调 整节气门开度，使车辆在驾驶人预设定
的速度下稳定行驶。定速巡航行驶状态
下，驾驶人无需踩加速踏板。巡航控制 系统的原理如图1-22所示。 7.自诊断系统的功能
二、电控发动机各控制系统的功能
(4)二次空气喷射(SAI)控制 二次空气喷射SAI(Secondary Air Injection)系 统是在发动机起动阶段，利用二次空气泵将新鲜空气喷入排气管，使废气中未 燃烧的HC和CO氧化燃烧，反应生成CO2和H2O，从而减少HC和CO的排放量，同时 缩短三效催化转化器的预热时间，如图1-21所示。
气效率的装置，可分为可变进气管长度和可变进气道截面积两种形式，如 图1-13和图1-14所示。
图1-13
帕萨特乘用车可变进气管长度控制系统
图1-14 可变进气道截面积控制系统
二、电控发动机各控制系统的功能
(3)废气涡轮增压 废气涡轮增压是指利用发动机排出的高压废气的能 量，驱动涡轮高速旋转，带动同轴上的压气机转动，将吸入的空气压 缩并送至节气门或气缸，从而提高进气流速或压力，使发动机的动力 性能得到有效改善，如图1-15和图1-16所示。
1.1发动机电控系统整体认知(精)
（1）电控燃油喷射系统
电控单元（Electrical Control Unit， ECU）主要根据进气量确定基本的喷油量， 再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、 节气门位置传感器）信号对喷油量进行修正， 使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓 度的混合气；同时还包括喷油正时控制、断 油控制和燃油泵控制。
4．发动机电控系统的组成及功能
发动机电控系统主要由传感器、电 控单元、执行器3个部分组成。
（1）传感器
传感器作为输入部分，用于测量物 理信号（温度、压力等），并按一定规律转 换成便于传输和处理的另一种物理量（一般 为电量）。
（2）电控单元
汽车电子控制单元（ECU）又称为 汽车电子控制器或汽车电子控制组件，俗称 “汽车电脑”。
图1-5 闭环控制示意图
（二）发动机电控单元的组成及功能
在学习发动机电子控制系统的各种 功能前，应该对发动机电控单元（ECU）的 结构和工作原理有所了解，有了电控单元的 基本知识后，再去学习复杂的电子控制系统 就比较容易了。
此外，对汽车而言，发动机电控单 元是最为重要的部件之一，了解它的工作原 理及其内部参数的设计思路，将对汽车维修 人员在实际工作中进行故障诊断和车辆检测 提供极大的帮助。
1
空气流量计
AFS
2
进气管绝对压力传 感器
MAPS
续表
序号 类型
节气门位置传感 器 凸轮轴位置传感 器 曲轴位置传感器 （转速传感器） 冷却液温度传感 器 进气温度传感器 爆燃传感器 氧传感器 启动开关 蓄电池电压
英文缩写
主要功能
检测节气门的开度及开度变化，如全关（怠速）、 全开及节气门开闭的速率（单位时间内开闭的角度） 信号，此信号输入ECU，用于燃油喷射控制及其他 辅助控制 给ECU提供曲轴转角基准位置信号（G信号），作为 喷油正时控制和点火正时控制的主控制信号 用来检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信 号和曲轴转角信号，作为喷油正时控制和点火正时 控制的主控制信号 给ECU提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射 控制和点火控制的修正信号。冷却液温度传感器信 号也是其他控制系统（如怠速控制和废气再循环控 制等）的控制信号 给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射控制和点 火控制的修正信号 检测汽油机是否爆燃及爆燃强度，将此信号输入 ECU，作为点火正时控制的修正（反馈）信号 检测排气中的氧含量，向ECU输送空燃比的反馈信 号，进行喷油量的闭环控制 给ECU提供一个启动信号，作为燃油喷射控制和点 火控制的修正信号
汽车发动机电控系统整体认识
任务一 发动机电控系统整体认识 ➢ 学习资讯 1．发动机电控系统基本组成 发动机电控系统主要由信号输入装置、电控单元（ECU） 和执行器组成。发动机电控系统控制单元通过发动机上的 各种传感器随时监测发动机的工作，然后通过各种执行器 来控制空气、燃油的混合比，点火正时等，使发动机在发 挥最佳效能的同时保持较低的废气排放。
任务一 发动机电控系统整体认识 ➢ 考核评价
谢 谢！
THANKS !
任务一 发动机电控系统整体认识
➢ 任务实施 现量产车型发动机配置如表1-3所示，各发动机电控系统 主要技术参数如表1-4、1-5、1-6、1-7与与1-8所示。
任务一 发动机电控系统整体认识 ➢ 任务实施
任务一 发动机电控系统整体认识 ➢ 任务实施
任务一 发动机电控系统整体认识 ➢ 任务实施
模块三 汽车典型电控系统检修
项目一 发动机电控系统整体认识
任务一 发动机电控系统整体认识
任务一 发动机电控系统整体认识 ➢ 学习目标
任务一 发动机电控系统整体认识
➢ 任务导入
现有多款福特轿车，发动机出现起动困难，怠速不稳的情 况，来4S店要求进行维修。
➢ 任务分析 经检测发现是由于平时保养不够，导致节气门体脏污， 个别真空管老化破损，个别电磁阀有关闭不严等现象，需要 对发动机进行检修。发动机电控系统的整体认识是发动机维 修作业的一项重要内容，是发动机电控系统检修的基础。
图1-1 电控系统工作原理图
任务一 发动机电控系统整体认识
➢ 学习资讯
2.发动机电控系统控制功能
电控燃油喷射系统（EFI） 电控点火系统（ESA） 怠速控制系统（ISC） 排放控制系统 进气控制系统 自诊断与报警系统 失效保护 微机故障备用控制系统（后备系统）
发动机电控系统总体认识
⑤找出各喷油器、怠速阀、点火模块（或 点火线圈与点火模块的合成体），并观察 其各自的位置； ⑥找出发动机舱内（或驾驶室仪表板下方） 的配电盒（或称继电器盒），打开盖板， 观察各继电器、熔断丝（俗称熔断丝）的 位置； ⑦找出发动机舱内（或驾驶室仪表板下方） 的ECU，观察其安装位置；
⑧打开汽车行李舱，拆下行李舱底部的燃 油箱盖板，观察燃油箱及电动燃油泵； ⑨按照举升机的操作要求采取相应的安全 防护措施，用举升机举起汽车； ⑩从汽车底部找出曲轴位置传感器、氧传 感器，并观察其各自的位置；11按照相反 的顺序将汽车及举升机复位，并检查复位 状况是否良好。
第一章总体认识
第一节 发动机电控系统总体认识
学习目标：
1.了解发动机电控系统的总体组成、工 作原理及主要传感器和执行器； 2.能够找出、识别发动机电控系统的主 要传感器、执行器、 ECU 及燃油泵、滤 清器等部件。
一、任务引入
现代汽车发动机广泛采用了电子控制 系统（以下简称电控系统），系统功 能包括燃油喷射控制、点火控制、怠 速控制、EGR（废气再循环控制）、配 气正时控制、可变进气控制等。电控 系统工作是否正常，直接关系到发动 机的运转是否正常，因此，发动机电 控系统的故障诊断与维修是发动机维 修作业的一项重要内容。
4.实训要求
①能够熟练找出各传感器、执行器、ECU、 电动燃油泵、继电器盒； ②习惯性使用“三件套”、发动机舱防护罩 等汽车防护物品，养成良好职业习惯； ③养成“采取安全防护措施”的习惯； ④养成工具、零部件、油液“三不落地”的 职业习惯，工具及拆下的零部件等都应整齐 地放置在工具车及零件盘中。
小结
图 1-4 丰田卡罗拉（ 1ZR-FE ）发动电 控系统传感器及部分执行器的位置丰 田卡罗拉车型的 ECU 、燃油泵、继电 器盒等的位置见下图1-5。
汽车发动机电控系统概述
模块一 发动机电控系统概述
3.按汽油的喷射方式分类 (1)连续喷射 单点喷射采用连续喷射。 (2)间歇喷射 多点喷射采用间歇喷射。一般发动机每转一周,在进气之 前,各缸喷油一次。
模块一 发动机电控系统概述
4.按空气量的检测方式分类 按空气量的检测方式,汽车发动机电控系统可以分为流量控制型、 速度密度控制型和节流速度控制型。 (1)流量控制型
图1—2—6 均匀混合气燃烧模式和分层混合气燃烧模式 a)均匀混合气燃烧模式 b)分层混合气燃烧模式
模块一 发动机电控系统概述
(2)进气管喷射 进气管喷射属于低压喷射。其喷油器安装在进气歧管或进气总 管上,将汽油向进气管喷射。有单点喷射和多点喷射之分。
图1—2—7 单点喷射 a)节气门体实物图 b)原理图
图1—2—9 上海桑塔纳采用的MotronicM1.5.4电喷系统(D型)
模块一 发动机电控系统概述
5.按汽油喷射压力分类 (1)高压汽油喷射系统 缸内喷射采用高压汽油喷射系统。 (2)低压汽油喷射系统 进气管喷射采用低压汽油喷射系统。 6.按有无反馈信号分类 (1)开环控制 开环控制是根据实验确定发动机各种运 行工况的最佳供油参数，事先存入计算机， 形成控制MAP图。 (2)闭环控制 闭环控制是指在排气管内加装氧传感器， 根据排气中含氧量的变化，对进入气缸内 的可燃混合气的空燃比进行计算，并不断 与设定值进行比较，根据比较结果修正喷 油量,最终将空燃比控制在设定值的附近， 如图1—2—10所示。
模块一 发动机电控系统概述
课题一发动机电控系统的组成和工作原理
◆熟悉发动机电控系统的组成。
◆了解发动机电控系统的工作原理。
◆熟悉发动机电控系统中各传感器的位置及功能。
模块一 发动机电控系统概述
发动机电控系统的组成与工作原理图文
发动机电控系统的组成与 工作原理
发动机电控系统是现代汽车的核心之一，它由多个组件组成并以精确的方式 协同工作。本文将介绍发动机电控系统的各个组成部分和工作原理。
发动机电控系统概述
发动机电控系统负责监测和控制发动机的运行，包括燃油供给、点火、气门 控制、排放控制等
喷油器
将燃油雾化并喷入气缸，确保 燃油的均匀混合和完全燃烧。
点火线圈
节气门
产生高电压，点燃燃油混合物， 使发动机正常燃烧。
控制进气量，调整发动机的转 速和动力输出。
电子节气门的工作原理
电子节气门通过电子信号控制节气门的开合程度，实现精确的进气量控制，提高燃烧效率和驾驶响应性。
点火系统的工作原理
点火系统产生高压电流，通过点火线圈将电能转换为火花，点燃燃油混合物， 触发爆燃过程。
ECU是发动机电控系统的大脑，根据传感器的反馈信号，控制执行器的工作来实现对发动机的精 确控制。
传感器的种类和作用
温度传感器
监测冷却液和进气气温，调 整燃料混合比和点火正时。
氧传感器
检测废气的氧含量，优化燃 烧过程，控制减排。
气流传感器
测量进气量，提供燃油喷射 和气门控制的基础数据。
执行器的种类和作用
喷油系统的工作原理
喷油系统通过控制喷油器工作时机和喷油量，将精确的燃油雾化喷入气缸， 实现燃油的完全燃烧。
排放控制系统的作用与工作原 理
排放控制系统通过使用催化剂和传感器监测废气组成，减少有害气体排放， 保护环境。
电路连接方式
发动机电控系统的各个组件之间通过电路连接，确保信号的传递和数据的交换。
第一章 发动机电控系统概述解析
发动机电控系统的组成如图1—4所示，主要由 信号输入装置、ECU、执行器等组成。
信号
2020/10/24
处理
执行
广东轻院汽车
被控对象
14
一、信号输入装置及输入信号 发动机电控系统的信号输入主要是通过各种传
感器或其他控制装置将各种控制信号输入ECU的。 发动机电控系统用的传感器和输入信号主要有下列 几种。
开环控制的特点: 在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈
控制作用。
2020/10/24
广东轻院汽车
5
闭环控制的特点是：在控制器与被控对象之 间，不仅存在着正向作用，而且存在着反馈作用， 即系统的输出量对控制量有直接影响。将检测出来 的输出量送回系统的输入端，并与输入信号比较的 过程称为反馈。若反馈信号与输入信号相减，称为 负反馈；若相加，则称为正反馈。输入信号与反馈 信号之差，称为偏差信号。偏差信号作用于控制器 上，使系统的输出量趋向于给定的数值。闭环控制 的实质，就是利用负反馈的作用来减小系统的误 差，因此精度要求较高时，可采用闭环控制方式。 其示意框图如图1—2所示。
2020/10/24
广东轻院汽车
6
图1—2 闭环控制系统
以交通灯的控制为例，不管结果和实际情况如何按时亮灭交通灯则为 开环控制；而闭环控制则可根据实际交通量控制时间，上班时间进城的流 大，下班时间出城的车流大，进行闭环控制则可控制相应时间或者车道宽 度。（提问？？？）
以图1-2为基础，燃油的控制为例予以讲解。
自动控制：采用控制装置使被控对象(如机器设 备的运行或生产过程的进行)自动地按照给定的 规律运行，使被控对象的一个或数个物理量(如 电压、电流、速度、位置、温度、流量等)能够 在一定的精度范围内按照给定的规律变化。
信号
2020/10/24
处理
执行
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被控对象
14
一、信号输入装置及输入信号 发动机电控系统的信号输入主要是通过各种传
感器或其他控制装置将各种控制信号输入ECU的。 发动机电控系统用的传感器和输入信号主要有下列 几种。
开环控制的特点: 在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈
控制作用。
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5
闭环控制的特点是：在控制器与被控对象之 间，不仅存在着正向作用，而且存在着反馈作用， 即系统的输出量对控制量有直接影响。将检测出来 的输出量送回系统的输入端，并与输入信号比较的 过程称为反馈。若反馈信号与输入信号相减，称为 负反馈；若相加，则称为正反馈。输入信号与反馈 信号之差，称为偏差信号。偏差信号作用于控制器 上，使系统的输出量趋向于给定的数值。闭环控制 的实质，就是利用负反馈的作用来减小系统的误 差，因此精度要求较高时，可采用闭环控制方式。 其示意框图如图1—2所示。
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图1—2 闭环控制系统
以交通灯的控制为例，不管结果和实际情况如何按时亮灭交通灯则为 开环控制；而闭环控制则可根据实际交通量控制时间，上班时间进城的流 大，下班时间出城的车流大，进行闭环控制则可控制相应时间或者车道宽 度。（提问？？？）
以图1-2为基础，燃油的控制为例予以讲解。
自动控制：采用控制装置使被控对象(如机器设 备的运行或生产过程的进行)自动地按照给定的 规律运行，使被控对象的一个或数个物理量(如 电压、电流、速度、位置、温度、流量等)能够 在一定的精度范围内按照给定的规律变化。
模块一 电动发动机系统综述
模块一 电动发动机系统综述
模块概述
随着汽车新技术的不断发展，各汽车公司不断推出新款车型， 这些车型装备了电控发动机，还使用了一些提高发动机性能、 促进环保的新技术，这使得汽车维修工作的技术难度不断提 高。为了对电控发动机进行维修，必须先认识电控发动机的 组成和工作过程。
教学目标
1. 了解电控汽油发动机的组成、作用和工作过程。 2. 掌握电控汽油发动机的传感器系统、进气系统、燃油喷射 系统、点火系统、排放控制系统、控制单元及自诊断系统。 3. 了解柴油发动机电控系能。
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项目二 电子控制系统的操作方法
2.模/数转换(A/D) 传感器一般产生模拟信号，而中央处理器处理的是数字信号， 所以必须把模拟信号变为数字信号。这项工作由发动机电子 控制单元输入处理芯片中的模/数转换器来完成。模/数转换器 以固定的时间间隔不断对模拟输入信号进行扫描，并向这些 电压赋值，然后把此数值编译成二进制码。
排放控制系统用于减少废气中有害气体(CO, HC和NOx)排入 大气。排放控制系统常见的有曲轴箱强制通风(PCV)系统、 蒸发排放(EVAP)系统、三元催化转化(TWC)系统以及废气再 循环(EGR)系统等。曲轴箱强制通风系统用于防止曲轴
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项目一 汽油发动机电控系统入门
箱内的窜气进入大气中，使漏入曲轴箱内的窜缸混合气经专 门通道，流回进气支管进行燃烧。 蒸发排放系统用于收集油箱和燃油系统中逸出的燃油蒸气并 将之导入进气支管，引入燃烧室，从而防止燃油蒸气对大气 的污染。三元催化转化系统可通过三元催化转化器将发动机 排气中的有害物质转换成无害物质。三元催化转化器装在排 气管中。
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
项目一发动机电控系统结构认识
知识一 发动机电控技术的开展
1981年，德国博世公司又在L型燃油喷射系 统的基础上，用热丝式空气流量传感器直接测 量进气管内进入发动机的空气的质量与流量， 从而取代翼板式空气流量传感器。 1995年，日本三菱（Mitsubishi)汽车公司研制 成功电控缸内直接喷射汽油发动机（即GDI系 统）。
2001年，德国大众（Volkswagen）集团研 制出独有的FSI（fuel stratified injection) 缸内直接喷射系统。
发动机电控技术的开发展 发动机电控系统的应用及特点 发动机电控系统的组成和功能
学习目标
1.能够了解发动机电控系统简要的开展历程及控制 过程;
2.能够按照维修手册查找发动机各电子元器件的名 称及安装位置并能够区分传感器与执行器；
3.能够独立完成发动机电子元器件的识别任务。
项目要点
1.掌握发动机电控系统的应用及发展历程；
Mercedes Benz）300L型赛车上。 1958年，博世公司研制成功向进气管内喷射汽油的机械控制汽油喷射式发动
220S型轿车 上。
1967年，博世公司研制成功机械控制式（K-Jetronic）汽油喷射系统。
知识一 发动机电控技术的开展
1973年，美国通用汽车公司（GM）在生产的汽车上开始将分立元 件式电子点火控制器改用集成电路式（IC）点火控制器。
1978年，福特公司在EEC微机控制系统的基础上，增加了空燃比反 馈控制和怠速转速控制等控制内容，命名为EEC-Ⅱ系统国通用汽车公司研制成功了可以同时控制点火时刻、 空燃比、废气再循环和怠速转速的微机控制系统，命名为C 4系统。
1979年，德国博世公司在L型燃油喷射系统的基础上，将点火控制 与燃油喷射控制组合在一起，并采用数字式计算机进行控制，从而构成 当今广泛采用的Motronic控制系统。
模块一 发动机电控系统概述 (2)
电控发动机（理论课）电子教案编号课题发动机电控系统的类别、特点及发展趋势课时9编写日期年月日授课教师授课专业班次授课日期班年月日第周星期第节班年月日第周星期第节班年月日第周星期第节班年月日第周星期第节教学目标1、理解发动机电控系统的一般类型。
2、理解发动机电控系统的特点及发展趋势。
教学重点1、理解发动机电控系统的一般类型。
2、理解发动机电控系统的特点及发展趋势。
教学难点发动机电控系统的特点及发展趋势。
教学课型新课教具器材多媒体教学组织与过程一、发动机电控系统的类别发动机电控系统按不同的标准有多种分类方式，如图1—2—3所示。
图1—2—3 发动机电控系统的类型1.按喷射装置的控制方式分类(1)机械控制式(K型)汽油喷射系统(2)机电混合控制式(KE型)燃油喷射系统2.按汽油喷射位置分类(1)缸内喷射汽油机缸内喷射又称为汽油直接喷射，三菱汽车公司称为GDI，大众汽车公司称为FSI。
(2)进气管喷射进气管喷射属于低压喷射。
其喷油器安装在进气歧管或进气总管上,将汽油向进气管喷射。
有单点喷射和多点喷射之分。
3.按汽油的喷射方式分类(1)连续喷射单点喷射采用连续喷射。
(2)间歇喷射多点喷射采用间歇喷射。
一般发动机每转一周,在进气之前,各缸喷油一次。
4.按空气量的检测方式分类按空气量的检测方式,汽车发动机电控系统可以分为流量控制型、速度密度控制型和节流速度控制型。
(1)流量控制型(2)速度密度控制型利用发动机转速和进气管绝对压力,推算出每一循环吸入发动机的空气量,据此计算汽油的喷射量,称为速度密度控制型电控汽油喷射系统(D型),如图1—2—9所示。
(3)节流速度控制型利用节气门开度和发动机转速,推算每个循环吸入发动机的空气量,据此计算汽油的喷射量,称为节流速度控制型电控汽油喷射系统。
5.按汽油喷射压力分类(1)高压汽油喷射系统缸内喷射采用高压汽油喷射系统。
(2)低压汽油喷射系统进气管喷射采用低压汽油喷射系统。
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第二节
典型车系的系统认知与分类
一、控制系统的基本组成 二、典型车系结构 三、控制思想框架（目标问题） 四、主要传感器的类型及功用
一、控制系统的基本组成
1. 电子控制系统的基本概念 2. 电子控制系统的基本工作原理
3. 电控系统的类型(开环控制和闭环控制)
1. 电子控制系统的基本概念
3. 节气门位置传感器(TPS)
节气门位置传感器检测节气门的开度及开度变化， 如全关(怠速)、全开及节气门开闭的速率信号，此 信号输入ECU，用于燃油喷射控制及其他辅助控制 (如EGR、开闭环控制等)。
4. 凸轮轴位置传感器(CMP)
凸轮轴位置传感器给ECU提供曲轴转角基准位置信 号(G信号)，作为喷油正时控制和点火正时控制的 主控制信号。
喷射系统名称 D—Jetronic K—Jetronic 研究公司名称 德国波许公司 (Bosch) 开始应用时间／年 1967 1973 系统特点 测量进气压力计算喷油量 机械式连续多点喷射
L- Jetronic
1973
1979
进行喷油与点火综合控制
LH—Jetronic
12. 空调开关(A/C)
当空调开关打开，空调压缩机工作，发动机负荷加 大时，由空调开关向ECU输入信号，作为燃油喷射 控制和点火控制的修正信号。
13. 挡位开关（P、L、2） ECT
自动变速器由P/N挡位挂人其他挡位时，发动机负荷 将有所增加，挡位开关向ECU输人信号，作为燃油 喷射控制和点火控制的修正信号。当挂人P或N挡位 时，空挡位位置开关提供P／N挡位位置信号，防止 不在P／N挡位时发动机起动。
2.Motronic汽油喷射系统结构及说明
特点 多点燃油喷射、点火与供油工况同步控制、供油闭环控制 子系统 空气供给系统、燃油供给系统、控制系统、点火系统 空气供给系统 空气流量计（叶片式、进气温度传感器、油泵控制、旁通 道/CO调整）、节气门体（节气门位置传感器、附加空气 阀、怠速旁通调整道）、进气总管、进气歧管 燃油供给系统 燃油箱、电动汽油泵、汽油过滤器、主油压调节器、喷油 器、燃油分配管、回油管、减振器（位置） 控制系统（传感器、电控单元、执行器） 传感器：水温、氧、节气门位置、进气温度、空气流量计、 曲轴转角/转速 点火系统：曲轴转角/转速、电脑/点火模块、点火线圈、 分电器、火花塞
9. 氧传感器(02S)
氧传感器用来检测排气中的氧含量，向ECU输送空 燃比的反馈信号，进行喷油量的闭环控制。
10. 爆燃传感器(KS)
爆燃传感器用来检测汽油机是否爆燃及爆燃强度， 将此信号输入ECU，作为点火正时控制的修正(反 馈)信号。
11. 起动开关(STA)
发动机起动时，通过起动开关给ECU提供一个起动 信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。
3.丰田2JZ汽油喷射系统结构
三、 控制思想框架（目标问题）
1.控制思想框架 2.主要控制目标
3.主要控制目标控制量
1. 控制思想框架
汽车发动机电控燃油分配喷射系统方框图
2. 主要控制目标
电控燃油喷射、电控点火装置、怠速控制、 排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自 我诊断、备用功能。
3. 主要控制目标控制量
1981
采用热线式流量计的L型
KE—Jetronic Moto—Jetronic EFI 美国通电公司 （GM） 福特公司 （Ford） 美国克莱斯勒公司 (Chrysker) 日本日产公司 日本丰田公司 日本三菱公司
1982 1986 1979
机电混合控制连续多点喷射 单点燃油喷射 电子控制多点燃油喷射
7. 发动机冷却液温度传感器(THW)
冷却液温度传感器给ECU提供发动机冷却液温度信 号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。冷 却液温度传感器信号也是其他控制系统(如怠速控制 和废气再循环控制等)的控制信号。
8. 进气温度传感器(THA)
进气温度传感器的功用是给ECU提供进气温度信 号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。
电控燃油喷射 喷油量、喷射定时、燃料停供、然油泵 电控点火装置 点火时刻、通电时间、爆震防止 怠速控制 稳定、提升、起动、暖机 排放控制 EGR废气再循环、氧传感器及三元催化、稀薄 燃烧、二次空气喷射、活性碳罐电磁阀控制
进气控制： 动力控制阀（长度，温度）、旋涡控制阀（气室） 气门正时 增压控制： 涡轮增压 警告提示： 仪表指示和报警系统 自我诊断： 故障指示、故障码存储与输出、数据传输、信号模 拟等 备用功能： 元件失效保护、系统失效保护、安全保护
1. 学习方法 标准问题：实用原则+提高原则 方法问题：理论+实践（自我） 2. 学习内容 基础性（重点）+完整性（概念）+思 维 （发展）
第一模块
第一节
第二节
发动机电控系统结 构认识
电控发动机的发展
典型车系的系统认知与分类
第一节
电控发动机的发展
一、电控发动机的发展阶段 二、世界各国研制的汽油喷射系统 三、电控发动机的发展方向 四、中国汽车电子技术发展
DEFI(TBI)
CFI EEC-IV EFI ECCS TCCS EC)
1980 ·
1980 1982 1980 1979 1980 1980
电子控制节气门喷射(单点)
电子控制集中喷射(单点) 电子集中控制 电子控制多点燃油喷射 电子集中控制系统 集中控制(含自动变速控制) 单点喷射，涡流式流量计
四、主要传感器的类型及功用
11.起动开关(STA) 1.空气流量计(MAF) 2.进气管绝对压力传感器(MAP) 12.空调开关(A/C) 13.挡位开关（P、L、2）ECT 3.节气门位置传感器(TPS) 14.制动灯开关 （STP）ABS 4.凸轮轴位置传感器(CMP) 15.动力转向开关 （PS） 5.曲轴位置传感器(CKP) 16.巡航(定速)控制开关 (CCS) 6.车速传感器(SPD) 7.发动机冷却液温度传感器(THW) 8.进气温度传感器(THA) 9.氧传感器(02S) 10.爆燃传感器(KS)
控制：按照预先给定的目标，改变系统行为或 性能的方法学。 控制系统：依靠调节能量的方法使某些物理量 受到控制的系统。 电子控制系统：指采用计算机等电子设备作为 控制装置的自动控制系统。 主要组成：信号输入装置、电子控制单元(ECU) 和执行元件三大部分。
2. 电子控制系统的基本工作原理
传感器的功用 采集控制系统所需的信息，并将其转换成电信号通过线 路输送给ECU。 电子控制单元(ECU)的功用 给各传感器提供参考(基准)电压；接受传感器或其他装置 输入的电信号；并对所接受的信号进行存储、计算和分 析处理；根据计算和分析的结果向执行元件发出指令。 执行元件 具体执行某项控制功能的装置。
电控发动机技术课程内容
第一模块 发动机电控系统结构认识 第二模块 汽油机点火系统的控制 第三模块 汽油机燃油喷射系统的控制 第四模块 汽油机辅助系统的控制 第五模块 典型汽油机电控系统的整体分析 第六模块 汽油机电控系统常见故障诊断与检修 第七模块 柴油机电控技术的介绍
电控发动机技术课程教学思想
4. 第四阶段（90年以后）（自动控制） 自动防撞装置 、动力最优化系统、自动驾驶与 电子地图 5. 发展简图:ESA → EFI ,ECT→(ESA﹑EFI﹑ISC) →(ESA﹑EFI﹑ISC﹑ECT﹑ TRC) →动力最优
思考原则：替代＋寿命＋精度＋安全＋环保
二、世界各国研制的汽油喷射系统
1. 空气流量计(MAF)
在L型电控燃油喷射系统中，由空气流量计测量 发动机的进气量，并将信号输入ECU，作为燃油 喷射和点火控制的主控制信号。
2. 进气管绝对压力传感器(MAP)
在D型电控燃油喷射系统中，由进气管绝对压力 传感器测量进气管内气体的绝对压力，并将该信 号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制 信号。
三、电控发动机的发展方向
提高控制精度 采集信号的精确度；处理信号的精确度。 探索新材料 减少运动副间的摩擦，提高发动机效率。 使用代用燃料 使用清洁能源液化气、乙醇、H2等。 CAN BUS总线应用 总线控制不仅可以提高发动机及车辆的可靠 性而且可以解决大量的有色金属材料。
四、中国汽车电子技术发展
一、电控发动机的发展阶段
1. 第一阶段（74年以前）（模拟控制） 交流发电机 、电子点火装置 2. 第二阶段（74～82年）（独立控制） 电子燃油喷射系统 、电控定速/加速/怠速控制 、 电子正时、闭环排气控制、进气控制、故障自诊 断系统 3. 第三阶段（82～90年）（集成安全舒适） 集成线束 、牵引力控制 、电控悬架装置
二、典型车系结构
1.L-Jetronic汽油喷射系统结构及说明 2.Motronic汽油喷射系统结构及说明 3.丰田2JZ汽油喷射系统结构
1.L-Jetronic汽油喷射系统结构及说明
特点 多点燃油喷射、空气体积测量、供油闭环控制 子系统 空气供给系统、燃油供给系统、控制系统 空气供给系统（多少、浓度） 空气流量计（叶片式、进气温度传感器、油泵控制、旁通 道/CO调整）、节气门体（节气门位置传感器、附加空气 阀、怠速旁通调整道）、进气总管（冷喷嘴）、进气歧管 燃油供给系统 燃油箱、电动汽油泵、汽油过滤器、主油压调节器、喷油 器、燃油分配管、回油管、冷启动喷油器/热定时器 控制系统（传感器、电控单元、执行器） 传感器：水温、氧、节气门位置、进气温度、点火分电器、 空气流量计 执行器：喷油器、电动汽油泵、怠速空气阀
之
发动机电控技术
电控发动机技术
先讨论三个问题： 1. 为什么变？ 思考方向：故障率、环境温度变化、能源危机 2. 变了什么？ （机械控制—电子控制） 点火控制、怠速控制、喷油控制 3. 还能变什么？ 思考方向：环保、安全、舒适、节能