(电子行业企业管理)汽车电子学精品

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1、电控技术对发动机性能的影响v 减少有害气体的排放 降低进气温度，减少排放 准确控制空燃比 废气再循环、二次空气喷射、最佳点火提前角等控制v 降低油耗量 配置稀薄混合气并燃烧. 提供在发动机不同工况时所需要的燃料 减速时可以切断燃油v 提高发动机功率 无进气阻力。进气管道中没有狭窄的喉管，空气流动阻力小，充气性能好，体积效率增大，输出功率大 ,燃料分配均匀.v 提高加速时的响应特性v 在冷却水温或进气恶化条件下，可以稳定运转v 提高低温起动性能. 控制系统根据发动机冷却液温度等信号修正进气量和喷油量，低温起动时增加燃料.为什么要点火提前 从火花塞点火到气缸内大部分混合气燃烧，并产生很高的爆发力需

2、要一定的时间，虽然这段时间很短，但由于曲轴转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度还是很大的。若在压缩上止点点火，则混合气一面燃烧，活塞一面下移而使气缸容积增大，这将导致燃烧压力低，发动机功率也随之减小。因此要在压缩接近上止点点火，即点火提前。把火花塞点火时，曲轴曲拐位置与活塞位于压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角称为点火提前角（spark advance angle）电控系统的基本组成：信号输入装置、电子控制单元（ECU）、执行机构。电控系统的类型：开环控制系统 PID控制系统 闭环控制系统 FUZZ控制系统.传感器的类型及功用（1）空气流量计（MAF）（2）进气管绝对压力传感器（MAP）（3

3、）节气门位置传感器（TPS）（4）凸轮轴位置传感器（CMPS）（5）曲轴位置传感器（CKPS）（6）进气温度传感器（IAT）（7）发动机冷却液温度传感器（ECT）（8）车速传感器（VSS）（9）氧传感器（O2S）（10）爆震传感器（KS）（11）起动开关（STA）（12）空调开关（A/C）（13）档位开关（14）制动灯开关（15）动力转向开关（16）巡航（定速）控制开关电子控制单元的基本功能 给传感器提供标准2V、5V、9V或12V电压， 接收各种传感器和其他装置输入的信息，并将输入的信息转换成微机所能接受的数字信号。 储存该车型的特征参数和运算中所需的有关数据信息。 确定计算输出指令所需的程

4、序，并根据输入信号和相关程序计算输出指令数值。 将输入信号和输出指令信号与标准值进行比较确定并储存故障信息。 向执行元件输出指令或根据指令输出自身已储存的信息（如故障信息等） 自我修正功能（学习功能）执行元件主要有： 喷油器 点火器 怠速控制阀 巡航控制电磁阀 节气门控制电动机 EGR阀 进气控制阀 二次空气喷射阀 活性炭罐排泄电磁阀 油泵继电器 风扇继电器 空调压缩机继电器 自诊断显示与报警装置 仪表显示器等怠速控制阀：发动机处于怠速工况时，节气门关闭，发动机进气靠怠速控制阀控制的进气通道完成。EGR阀(废气再循环阀)：排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混合气混合后进入气缸参与燃烧

5、。少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧，降低了燃烧时气缸中的温度，因NOX是在高温富氧的条件下生成的，故抑制了NOX的生成，从而降低了废气中的NOx的含量。但是，过度的废气参与再循环，将会影响混合气的着火、性能，从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机时，再循环的废气会明显地影响发动机性能。EGR阀(废气再循环阀)：因此应根据发动机结构、工况及工作条件的变化自动调整参与再循环的废气量，并选择NOx排放量多的发动机运转范围，进行适量的EGR控制。通常，EGR的控制指标采用EGR率表示，其定义如下： EGR率 = EGR气体流量/（吸入空气量+EGR气体流量）100%电控燃油油

6、喷射系统（Electric fuel injection,EFI）是利用各种传感器检测发动机的各种状态，经ECU的判断、计算，使发动机在不同工况下，均能获得合适浓度的可燃混合气。 电子控制喷油系统是通过空气流量计、绝对压力传感器和发动机转速信号来确定基本喷油量(由喷油时间决定），电子控制单元根据各种传感器的信号进行判断、计算、修正控制喷油器喷油的持续时间，使发动机获得该工况下运行所需的最佳可燃混合气浓度。 燃油喷射控制系统是由传感器、电子控制单元和执行器组成。其核心是电子控制单元。 电子控制单元通过进气歧管绝对压力传感器或空气流量计的信号计算进气量，并根据进气量和发动机的转速获得基本喷油持续时

7、间，然后通过冷动水温度、进气温度、节气门开启角度、电瓶电压等各种工作参数进行修正，得到发动机在这一工况下运行的最佳喷油持续时间。 喷油正时控制就是喷油器何时开始喷油。 单点喷射系统只有一只或两只喷油器，安装在节气门体上，发动机一旦工作就连续喷油。 多点燃油喷射系统每个气缸配有一只喷油器，安装在燃油分配管上。根据燃油喷射时序不同，又分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种喷射方式。同时喷射正时控制：发动机工作时,ECU根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器输入的基准信号发出喷油指令,控制功率管导通与截止,继而控制喷油器电磁线圈电流的通断,使各缸喷油器同时喷油和停止喷油。 曲轴每转一圈,各缸喷油器同时喷

8、油一次,一次喷油量为发动机一次燃烧需要燃油量的1/2,喷油正时与发动机工作循环无关。优点：控制电路和控制程序简单，通用性较好。缺点：各缸喷油时刻不可能最佳，已很少采用。 分组喷射正时控制：将喷油器喷油分组进行控制,一般将四缸发动机分成二组，六缸发动机分成三组，八缸发动机分成四组。 发动机工作时,由ECU控制各组喷油器轮流喷油。发动机每转一圈，只有一组喷油器喷油。顺序喷射正时控制：ECU根据凸轮轴位置传感器信号（G信号）、曲轴位置传感器信号（Ne信号）和发动机的作功顺序，确定各缸工作位置。当确定某缸活塞运行即至压缩行程上止点前某一位置时，ECU输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，该缸开始喷

9、油优点：各缸喷油时刻均可设计在最佳时刻。 已普遍采用。缺点：控制电路和控制软件较复杂。1、起动时的喷油量控制：目的： 发动机工况不同，对混合气浓度的要求也不相同。为使发动机在各种运行工况下，都能获得最佳的混合气浓度，以提高发动机的经济性和降低排放污染， 需要对喷油量进行控制。方式：当喷油器的结构和喷油压差一定时，喷油量的多少就取决于喷油时间。在汽油机电控燃油喷射系统中，喷油量的控制是通过对喷油器喷油时间(喷油触发脉冲宽度)的控制来实现的。在发动机冷起动时，ECU不是以空气流量传感器信号或进气压力信号作为计算喷油量的依据，而是根据冷却液温度传感器信号确定基本喷油量,然后根据进气温度及电压修正。

10、原因： 起动时，发动机转速很低且波动较大，导致反映进气量的空气流量信号或进气压力信号误差较大。实际喷油时刻晚于ECU发出喷油指令时刻，会使喷油量不足蓄电池电压越低，喷油滞后时间越长，电压修 正喷油时间（TB）越长2、起动后的喷油量控制： 总喷油量 = 基本喷油量 + 喷油修正量 + 喷油增量 基本喷油量由进气量传感器（空气流量传感器或歧管压力传感器）和曲轴位置传感器（发动机转速传感器）信号计算确定； 喷油修正量由与进气量有关的进气温度、大气压力、氧传感器等传感器信号和蓄电池电压信号计算确定；喷油增量由反映发动机工况的点火开关信号、冷却液温度和节气门位置等传感器信号计算确定（2）喷油修正量的控制

11、：进气温度的修正：目的：进气温度变化空气密度变化进气量变化。(体积相同时，温度升高，质量降低。) 对于采用进气压力传感器或体积流量传感器的喷射系统，在传感器信号相同的情况下，进入发动机的空气质量将随空气温度升高而减小。为此，需要ECU根据进气温度和大气压力的信号，对喷油量进行修正，使发动机在各种运行条件下，都能获得最佳的喷油量。 修正方式: 当进气温度高于20时，ECU将确定修正系数小于1，适当减少喷油量（缩短喷油时间）进行修正； 反之，当进气温度低于20时，ECU将确定修正系数大于1，适当增加喷油量（延长喷油时间）进行修正。 大气压力的修正：目的：大气压力变化空气密度变化进气量变化。为此，E

12、CU将根据大气压力传感器输入的信号，对喷油量（喷油时间）进行适当修正。修正方式: 当大气压力低于101kPa时，ECU将减小修正系数，使喷油量减少（缩短喷油时间）进行修正，避免混合气过浓和油耗过高。 反之，当大气压力高于101kPa时，ECU将适当增加喷油量（延长喷油时间）进行修正。空燃比（AF）的修正 ： 不同工况时，发动机空燃比不同,发动机不同转速和负荷时的最佳空燃比预先通过台架试验测试求得并存储在只读存储器ROM中。 发动机工作时，ECU根据曲轴位置传感器、空气流量传感器和节气门位置传感器等信号，从空燃比脉谱图中查询出最佳的空燃比修正系数对空燃比进行修正。空燃比反馈控制修正 (氧气含量修

13、正)目的： 试验证明：当混合气的空燃比控制在理论空燃比14.7）附近时，三元（HC、CO、NOx）催化转换器转换效率最高。 如果仅仅利用空气流量传感器和发动机转速传感器计算求得充气量，那么很难将空燃比控制在理论空燃比（14.7）附近。 修正方式: 许多电控发动机都配装了三元催化转换器和氧传感器，借助于安装在排气管上的氧传感器反馈的空燃比信号，对喷油脉冲宽度进行反馈优化控制，将空燃比精确控制在理论空燃比（14.7）附近，再利用三元催化转换器将排气中的三种主要有害成分HC、CO、NOX转化为无害成分。 在下述情况下， ECU对空燃比不进行反馈控制： 发动机起动工况； 发动机起动后暖机工况（4s）；

14、 发动机大负荷工况； 加速工况； 减速工况； 氧传感器温度低于正常工作温度； 氧传感器输入ECU的信号电压持续10s以上时间保持不变。电源电压的修正 ：目的： 喷油器的电磁线圈为感性负载，其电流按指数规律变化，因此当喷油脉冲到来时，喷油器阀门开启和关闭都将滞后一定时间。 蓄电池电压的高低对喷油器开启滞后时间影响较大，电压越低，开启滞后时间越长，在控制脉冲占空比相同的情况下，实际喷油量就会减小，为此必须进行修正。 修正方式： 修正喷油量时，ECU以14V电压为基准。 当蓄电池输入ECU的电压低于 14V时，ECU将增大喷油脉冲的占空比，即增大修正系数，使喷油器的喷油时间增长； 反之，当蓄电池电压升高时，ECU将减小占空比，即减小修正系数，使喷油时间缩短。（3）喷油增量的控制启动后喷油增量的修正 ：目的： 发动机冷车启动后，由于低温混合气雾化不良，燃油会在进气管上沉积而导致混合气变稀，发动机运转不稳甚至熄火。修正方式： 为此在启动后的短时间内，必须增加喷油量，使混合气加浓，保证发动机稳定运转而不致熄火。