汽车发动机电控技术概述

制作： 闵思鹏
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汽车发动机电控技术
一、发动机电控技术的发展
始于20世纪60年代，分为三个阶段：
第一阶段：20世纪60年代中期到70年代中期
主要是为改善部分性能而对汽车电器产品进行的技术改造，如 在车上装了晶体管收音机；
第二阶段：20世纪70年代末期到90年代中期
为解决汽车安全、污染和节能三大问题，研制出电控汽油喷射 系统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统；
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巡航控制系统
功用：设定巡航控制模式后，ECU根据汽车运行工况和运行环境信息，自 动控制发动机工作，使汽车自动维持一定车速行驶。
警告提示
功用：由ECU控制各种指示和报警装置，一旦控制系统出现故障，该系统 能及时发出信号以警告提示 。
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降低排放污染；
改善发动机的加速和减速性能；
改善发动机的起动性能；
发动机故障发生率大大降低，自诊断与报警系统的应用， 提高了故障诊断的速度和准确性，缩短汽车因发动机故障 而停驶的时间。
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三、应用在发动机上的电子控制系统
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 增压控制系统
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第一章 汽车发动机电控技术概述
本章主要内容：
发动机电控技术的发展 电控技术对发动机性能的影响 应用在发动机上的电子控制系统 发动机电控系统的基本组成
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学习目标：
汽车发动机电控技术
了解电控发动机的优点； 了解电控发动机各控制系统的功能及主要控制内容； 了解电控发动机控制系统主要的输入信号和执行器。
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进气控制系统
功用：主要是根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的进气进行控制， 以提高发动机的充气效率，从而改善发动机动力性。
增压控制系统
功用：是对发动机进气增压装置的工作进行控制。在装有废气涡轮增压装 置的汽车上，ECU根据检测到的进气管压力，对增加装置进行控制，从而 控制增压装置对进气增压的强度。
电子控制单元（ECU）：给传感器提供参考电压，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：受ECU控制，具体执行某项控制功能的装置。
常用的执行元件有：喷油器、点火器、怠速控制阀、EGR阀、炭罐 电磁阀、油泵继电器、节气门控制电机、二次空气喷射阀、仪表显示 器等。
电控点火系统（ ESA）
功用：是点火提前角控制 。根据各相关传感器信号，判断发动机的运行 工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，从而改善发动机 的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。
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怠速控制系统（ ISC）
应急备用系统
功用：是当控制系统电脑发生故障时，自动启用备用系统（备用集成电 路），按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，以防车辆停驶在路途 中。
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四、发动机电控系统的基本组成
任何一种电子控制系统，其主要组成都可分为信号输入装置、 电子控制单元（ECU ）和执行元件三部分。
功用：是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否 工作、变速器是否挂入挡位等，通过怠速控制阀对发动机的进气量进行控 制，使发动机随时以最佳怠速转速运转。
排放控制系统
功用：主要是对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。排放控制的项 目主要包括：废气再循环（EGR）控制，活性炭罐电磁阀控制，氧传感器 和空燃比闭环控制，二次空气喷射控制等。
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自诊断与报警系统
功用：用来提示驾驶员发动机有故障；同时，系统将故障信息以设定的数 码（故障码）形式储存在存储器中，以便帮助维修人员确定故障类型和范 围。
失效保护系统
功用：主要是当传感器或传感器线路发生故障时，控制系统自动按电脑中 预先设定的参考信号值工作，以便发动机能继续运转。
传感器
执行器
电控燃油喷射系统基本原理影片
信号输入装置 （各种传感器）
电子控制单元 (ECU)
执行元件
电控系统的基本组成
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信号输入装置：各种传感器，用于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。
常用的传感器有：空气流量计、进气管绝对压力传感器、节气门位 置传感器、凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器、进气温度传感器、 冷却液温度传感器、车速传感器、爆燃传感器、起动开关、空调开关、 档位开关、制动灯开关等。
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传感器的类型及功用
空气流量计MAFS ：测量发动机的进气量，将信号输入ECU。
进气管绝对压力传感器MAPS：测量进气管内气体的绝对压力，将信号输 入ECU。
节气门位置传感器TPS ：检测节气门的开度及开度变化，信号输入ECU。
凸轮轴位置传感器CMPS ：提供曲轴转角基准位置信号。
巡航控制系统 警告提示 自诊断与报警系统 失效保护系统 应急备用系统 其他控制系统
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电子燃油喷射系统（ EFI）
功用：根据进气量确定基本喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传 感器、节气门位置传感器等）信号等对喷油量进行修正，使发动机在各种 运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济 性和排放性。
第三阶段：20世纪90年代中期以后
电子技术从发动机扩展到底盘、车身及柴油机多个领域，各种 电控系统日趋完善，汽车电子化已达到相当高的程度
电控系统控制：独立控制→集中控制→整车控制技术
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二、电控技术对发动机性能的影响
提高发动机的动力性；
提高发动机的燃油经济性；