汽车发动机电子控制系统

汽车发动机电子控制系统第一章汽车发动机电子控制系统（EECS/EEC）第一节发动机电子控制系统功用第二节发动机电子控制系统组成第三节电子控制燃油喷射系统第一节发动机电子控制系统功用发动机电子控制系统（EFI）EFI：ElectronicControlFuelInjectionSystem一、汽车发动机采用电子控制技术的目的：节约燃油降低排放二、发动机电子控制系统功用主要功能：空燃比控制（喷油量控制）点火时刻控制辅助功能：启动控制怠速转速控制极限转速控制排气再循环控制进气增压控制爆震控制燃油泵控制发电机电压控制系统自诊断控制第二节发动机控制系统组成一、发动机电子控制系统实例二、发动机电子控制系统组成（一）福特轿车EECⅣ系统1－油压调节器2－燃油分配管3－油箱4－燃油滤清器5－电动燃油泵6－怠速控制阀7－节气门位置传感器8－歧管压力传感器9－喷油器10－爆震传感器11－进气温度传感器12－冷却液温度传感器13－氧传感器14－点火线圈15－空气滤清器16－主继电器17－油泵继电器18－点火开关19－点火控制组件20－蓄电池21－三元催化器22－EEC4电控单元24－诊断触发端子（二）桑塔纳GLi、2000GLi轿车EECS组成图2－2桑塔纳GLi与桑塔纳2000GLi型轿车AFE型发动机M1.5.4型控制系统组成1－汽油箱；2－电动燃油泵；3－汽油滤清器；4－油压调节器；5－喷油器；6－回油管；7－真空管；8－动力腔（稳压箱）；9－进气压力与进气温度传感器；10－节气门位置传感器TPS；11－霍尔式曲轴位置传感器CPS；12－冷却液温度传感器CTS；13－爆震传感器；14－电子控制单元ECU；15－点火线圈；16－怠速转速控制阀ISC；17－氧传感器；18－空气滤清器（三）桑塔纳2000GSi轿车EECS组成图2－3桑塔纳2000GSi型轿车AJR型发动机M3.8.2型控制系统组成1-活性炭罐；2－热膜式空气流量传感器G70；3－节气门控制组件（节流阀体）J338；4－进气温度传感器G72；5－活性炭罐电磁阀N80；6－真空管；7－油压调节器；8－喷油器N30、N31、N32、N33；9－点火线圈及点火控制器总成N152；10－霍尔式凸轮轴位置传感器G40；11－氧传感器G39；12―冷却液温度传感器G62；13－1号爆震传感器G61及2号爆震传感器G66；14－发动机转速与曲轴转角传感器G28；15－燃油滤清器；16－回油管；17－电动燃油泵；18－燃油箱；19－多点喷射控制单元J220（四）捷达轿车发动机控制系统组成二、发动机电子控制系统的组成控制原理：采集发动机况信号，根据采集的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻以及最佳点火时刻等，从而提高发动机的动力性、燃油经济性和排放性能。发动机电子控制系统组成燃油喷油系统EFI：ElectronicFuelInjection点火控制系统MCI：MicrocomputerControlledIgnitionSystem空燃比控制系统AFC：Air/FuelRatioFeedbackControl怠速控制系统ISC：IdleSpeedControlSystem爆震控制系统EDC：EngineDetonationControl断油控制系统SFS：SeverFuelSupplySystem故障自诊断系统OBD-Ⅱ：OnBoardDiagnosisSystem-Ⅱ第三节电子控制燃油喷射系统ElectronicFuelInjection一、电子控制燃油喷射系统组成二、电子控制燃油喷射系统分类一、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（一）空气供给系统图2－5燃油喷射式发动机供气系统的结构（a）旁通空气式供气系统；（b）直供空气式供气系统1－空气滤清器；2－空气流量传感器；3－怠速转速控制阀；4－进气歧管；5－动力腔；6－节气门体（一）空气供给系统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（一）空气供给系统2.功用：向发动机提供必要的空气，并测量出进入气缸的空气量。3.分类(进气道形式分)：有旁通空气道无旁通空气道(1)空气通道－－无旁通空气道发动机工作或怠速时：进气口→空气滤清器→空气流量传感器→进气软管→节流阀体→动力腔→进气歧管→进气门。图2－5燃油喷射式发动机供气系统的结构(直供空气式)1－空气滤清器；2－空气流量传感器；4－进气歧管；5－动力腔；6－节气门体(2)空气通道－－有旁通空气道发动机工作时：进气口→空气滤清器→空气流量传感器→进气管→节气门→动力腔→进气歧管→发动机进气门→发动机汽缸。怠速时：进气口→空滤器→空气流量传感器→进气管→节气门前端旁通空气道入口→怠速控制阀→节气门后端旁通空气道出口→动力腔→进气歧管→进气门→汽缸。图2－5燃油喷射式发动机供气系统的结构(旁通空气式)1－空气滤清器；2－空气流量传感器；3－怠速转速控制阀；4－进气歧管；5－动力腔；6－节气门体（二）燃油供给系统图2－4燃油供给系统的结构1－汽油箱；2－电动燃油泵；3－输油管；4－回油管；5－喷油器；6－油压调节器；7－燃油分配管；8－汽油滤清器1.供油系统组成汽油箱电动燃油泵输油管回油管喷油器油压调节器燃油分配管汽油滤清器2.供油系统功用向发动机供给混合气燃烧所需的燃油3.供油油路汽油箱1→汽油泵2→输油管→汽油滤清器3→燃油分配管6→喷油器54.回油油路汽油箱1→汽油泵2→输油管→汽油滤清器3→燃油分配管6→油压调节器7→回油管8→油箱1（三）燃油喷射电子控制系统1.控制原理：采集发动机况信号，根据采集的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻以及最佳点火时刻等，从而提高发动机的动力性、燃油经济性和排放性能。2.常用传感器与开关信号（1）空气流量传感器AFS（AirFlowSensor）或歧管压力传感器MAP（ManifoldAbsolutePressureSensor）（2）曲轴位置传感器CPS（CrankshaftPositionSensor）（3）凸轮轴位置传感器CIS（CylinderIdentificationSensor）（4）节气门位置传感器TPS（ThrottlePositionSensor）（5）冷却液温度传感器CTS（CoolantTemperatureSensor）（6）进气温度传感器IATS（IntakeAirTemperatureSensor）（7）氧传感器或O2传感器（OxygenSensor）（8）车速传感器VSS（VehicleSpeedSensor）（9）空档安全开关信号NSW（NeutralStartSwitch）（10）点火开关信号IGN（Ignitionswitch）（11）空调A/C开关信号（AirConditioningSwitch）（12）蓄电池电压信号UBAT3.常用执行器（1）电动燃油泵（2）电磁喷油器（3）怠速控制阀或电动机（4）活性炭罐及其电磁阀（5）点火控制组件（控制器与点火线圈）二、燃油喷射系统分类(一)按控制方式分:机械式EFI系统机电结合式EFI系统电子式EFI系统1.机械式EFI系统K－Jetronic(1)利用杠杆机构操纵燃油分配器的柱塞移动，从而改变燃油计量槽开度的大小来控制喷油器的喷油量。1.机械式EFI系统K－Jetronic(2)柱塞:上移量小，喷油量小；上移量大，喷油量大。2.机电结合式EFI系统KE-JetronicECU根据传感器信号控制油液压差调节器，改变燃油分配器中燃油计量槽进口与出口之间的燃油压差，从而调节燃油供给量，达到调节不同工况混合气空燃比的目的。3.电子式EFI系统MotronicECU根据传感器信号确定喷油时间长短，从而控制喷油量。每次喷油持续时间为2ms～12ms。(二)按喷射部位分:1.缸内喷射：燃油直接喷射到缸内。图2－10（a）优点：实现稀薄混合气燃烧，降低油耗、排放。缺点：工作条件恶劣，对喷油器的技术条件和加工精度要求较高，喷油器工作寿命短。2.进气管喷射：燃油喷射在节气门或进气门附近（b）优点：发动机机体设计改动较小；工作条件好。2.进气管喷射(1)单点喷射:SPI或SPFI：SinglePointFuelInjectionSystem在节气门上方安装一只或两只喷油器喷油优点：系统制造成本低高尔夫、帕萨特SPI系统1－汽油箱；2－电动汽油泵；3－空气滤清器；4－汽油滤清器；5－油压调节器；6－喷油器；7－进气温度传感器；8－电控单元ECU；9－怠速控制阀；10－节气门位置传感器；11－氧传感器；12－冷却液温度传感器；13－曲轴位置传感器；14－蓄电池；15－点火开关；16－燃油喷射继电器2.进气管喷射(2)多点喷射:MPI或MPFI：Multi-PointFuelInjectionSystem每个汽缸进气门前方均设装一只喷油器。优点：各缸混合气均匀发展过程：D型L型LH型M型博世D型燃油喷射系统D：德文Druck－－压力特点：采用歧管压力传感器测量进气量博世L型燃油喷射系统L：德文Luftmengen－－空气流量特点:采用翼片式空气流量传感器测量进气量——测量精度较高博世LH型燃油喷射系统特点:①采用热丝式空气流量传感器测量进气量——测量精度高;②没有机械运动部件——进气阻力小。博世M型燃油喷射系统特点：①采用大规模集成电路——结构简单、体积小、控制精度高、响应速度快、控制功能强；②ECU同时控制点火提前角和燃油喷射——实现最佳匹配控制。(三)按喷油方式分:1.连续喷射系统——喷油器连续不断地喷射燃油的控制系统。2.间歇喷射系统——喷油器间歇地喷射燃油的控制系统。(1)同时喷射(2)分组喷射(3)顺序喷射(a)同时喷射(b)分组喷射(c)顺序喷射(1)同时喷射：各缸所有的喷油器同时开启并同时关闭，如图2－17（a）(2)分组喷射：将喷油器分组，由ECU分别发出喷油指令控制各组喷油器喷射燃油，如图2－17（b）(3)顺序喷射：ECU控制喷油器按进气行程的顺序轮流喷射燃油，图2－17（c）电控原理