【正文】 充分利用，從而提高發(fā)動機動力性。 (2)提高發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性 在各種運行工況和運行環(huán)境下，電控系統(tǒng)均能精確控制發(fā)動機工作所需的混合氣濃度，使燃燒更完全、燃油利用更充分，從而提高發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性。 (3)降低發(fā)動機的排放污染 電控系統(tǒng)對發(fā)動機在各種運行工況和運行環(huán)境下優(yōu)化控制，提高了燃燒質(zhì)量，同時各種排放控制系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用，都使發(fā)動機的排放污染大大降低 。 (4)改善發(fā)動機的加速和減速性能 在加速或減速運行的過渡工況下，電子控制單元的高速處理功能，使控制系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)，使汽車在加速或減速反應(yīng)更靈敏。 (4)改善發(fā)動機的起動性能 在發(fā)動機起動和暖機過程中，控制系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動機溫度變化，對進氣量和供油量進行精確控制，從而保證發(fā)動機順利起動和平穩(wěn)經(jīng)過暖機過程，可明顯改善發(fā)動機的低溫起動性能和熱機運轉(zhuǎn)性能。 此外，電控系統(tǒng)對發(fā)動機各種運行工況的優(yōu)化控制和電控系統(tǒng)的不斷完善，使發(fā)動機的故障發(fā)生率大大降低。自我診斷與報警系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了故障診斷的速常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 度和準(zhǔn)確性，縮短 了汽車因發(fā)動機故障而停駛的時間，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。 發(fā)動機電控系統(tǒng)簡介 發(fā)動機電控系統(tǒng)基本組成 電子控制系統(tǒng)（簡稱電控系統(tǒng)）是指采用計算機等電子設(shè)備作為控制裝置的自動控制系統(tǒng)。 任何一種電子控制系統(tǒng)，其主要組成都可分為信號輸入裝置（傳感器）、電子控制單元（ ECU）和執(zhí)行元件（執(zhí)行器）三部分 。 電子控制系統(tǒng)中的信號輸入裝置是各種傳感器。傳感器的功用是采集控制系統(tǒng)所需的信息，并將其轉(zhuǎn)換成電信號通過線路輸送給 ECU。 電子控制單元（ ECU）是一種綜合控制電子裝置，其 功用是給各種傳感器提供參考（基準(zhǔn)）電壓，接受傳感器或其他裝置輸入的電信號，并對所接受的電信號進行存儲、計算和分析處理，根據(jù)計算和分析的結(jié)果向執(zhí)行元件發(fā)出指令。 執(zhí)行元件是受 ECU 控制，具體執(zhí)行某項控制功能的裝置。 發(fā)動機電控系統(tǒng)的分類 電子控制系統(tǒng)有兩種基本類型：即開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)的控制方式比較簡單， ECU 只根據(jù)各種傳感器信號對執(zhí)行元件進行控制，而控制的結(jié)果是否達到預(yù)期目標(biāo)對其控制過程沒有影響。而閉環(huán)控制系統(tǒng)除具有開環(huán)控制的功能外，還是對其控制結(jié)果進行檢測，并將檢測結(jié)果（ 即反饋信號）輸入給 ECU，ECU 則根據(jù)反饋信號對其控制誤差進行修正，所以閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度比開環(huán)控制系統(tǒng)高。 應(yīng)用在發(fā)動機上的電子控制系統(tǒng) (1)電控燃油噴射系統(tǒng) 在汽油機電控燃油噴射（ EFI）系統(tǒng)中，噴油量控制是最基本的也是最重要的控制內(nèi)容，電子控制單元（ ECU）主要根據(jù)進氣量確定基本的噴油量，在根據(jù)其他傳感器（如冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等）信號對噴油量進行修正，使發(fā)動機在各種運行工況下均能獲得 最佳濃度的混合氣，從而提高發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和燃油排放性。除噴油量控制外，汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的功能還包括噴油正時控制、斷油控制盒燃油泵控制。 (2)汽油機電控點火系統(tǒng) 汽油機電控點火系統(tǒng)（ ESA）最基本的功能是點火提前角控制。系統(tǒng)該根據(jù)各常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 相關(guān)傳感器信號，判斷發(fā)動機的運行工況和運行條件，選擇最理想的點火提前角點燃混合氣，從而改善發(fā)動機的燃燒過程，以實現(xiàn)提高發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和降低排放污染的目的。此外，電控點火系統(tǒng)還具有通電時間控制和爆燃控制功能。 (3)怠速控制系統(tǒng) 汽油機怠速控制 (ISC)系統(tǒng)是發(fā) 動機輔助控制系統(tǒng)，其功能是在發(fā)動機怠速工況下，根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度、空調(diào)壓縮機是否工作、變速器是否掛入擋位等，通過怠速控制閥對發(fā)動機的進氣量進行控制，使發(fā)動機隨時以最佳怠速轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。 (4)排放控制系統(tǒng) 其功能主要是對發(fā)動機排放控制裝置的工作實行電子控制。排放控制的項目主要包括：廢氣再循環(huán)（ EGR）控制，活性炭罐電磁閥控制，氧傳感器和空燃比閉環(huán)控制，二次空氣噴射控制等。 (5)進氣控制系統(tǒng) 進氣控制系統(tǒng)的功能主要是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對發(fā)動機的進氣進行控制，以提高發(fā)動機的充氣效率，從而改善發(fā)動機動力 性。 (6)增壓控制系統(tǒng) 增壓控制系統(tǒng)的功能是對發(fā)動機進氣增壓裝置的工作進行控制。在裝有廢氣渦輪增壓裝置的汽車上， ECU 根據(jù)檢測到的進氣管壓力，對增加裝置進行控制，從而控制增壓裝置對進氣增壓的強度。 (7)巡航控制系統(tǒng) 駕駛員設(shè)定巡航控制模式后， ECU 根據(jù)汽車運行工況和運行環(huán)境信息，自動控制發(fā)動機工作，使汽車自動維持一定車速行駛。 (8)警告提示 由 ECU 控制各種指示和報警裝置，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)能及時發(fā)出信號以警告提示，如氧傳感器失效、油箱油溫過高等。 (9)自診斷與報警系統(tǒng) 在發(fā)動機控制系統(tǒng)中 ，電子控制單元（ ECU）都設(shè)有自診斷系統(tǒng)，對控制系統(tǒng)各部分的工作情況進行監(jiān)測。當(dāng) ECU 檢測到來自傳感器或輸送給執(zhí)行元件的故障信號時，立即點亮儀表盤上的“ CHECK ENGINE”燈（俗稱故障指示燈），用來提示駕駛員發(fā)動機有故障；同時，系統(tǒng)將故障信息以設(shè)定的數(shù)碼（故障碼）形式儲存在存儲器中，以便幫助維修人員確定故障類型和范圍。對車輛進行維修時，維修人員可通過特定的操作程序 (有些需借助專用設(shè)備）調(diào)取故障碼。故障排除后，必須通過特常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 5 定的操作程序清除故障碼，以免與新的故障信息混雜，給故障診斷帶來困難。 (10)失效保 護系統(tǒng) 失效保護系統(tǒng)的功能主要是當(dāng)傳感器或傳感器線路發(fā)生故障時，控制系統(tǒng)自動按電腦中預(yù)先設(shè)定的參考信號值工作，以便發(fā)動機能繼續(xù)運轉(zhuǎn)。例如，冷卻液溫度傳感器電路有故障，可能向 ECU 輸入低于﹣ 50℃或高于 139℃的冷卻液溫度信號，失效保護系統(tǒng)將自動按設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度信號（ 80℃）控制發(fā)動機工作，否則會引起混合氣過濃或過稀，導(dǎo)致發(fā)動機不能工作。 此外，當(dāng)發(fā)動機對工作影響較大的傳感器或電路發(fā)生故障時，失效保護系統(tǒng)則會自動停止發(fā)動機工作。例如，汽油機控制 ECU 收不到點火控制器返回的點火確認(rèn)信號時，失效保護系統(tǒng)則立即停止 燃油噴射，以防大量燃油進入氣缸而不能點火工作。 (11)應(yīng)急備用系統(tǒng) 應(yīng)急備用系統(tǒng)的功能是當(dāng)控制系統(tǒng)電腦發(fā)生故障時，自動啟用備用系統(tǒng)（備用集成電路），按設(shè)定的信號控制發(fā)動機轉(zhuǎn)入強制運轉(zhuǎn)狀態(tài)，以防車輛停駛在路途中。應(yīng)急備用系統(tǒng)只能維持發(fā)動機運轉(zhuǎn)的基本功能，但不能保護發(fā)動機性能。 除了上述控制系統(tǒng)外，應(yīng)用在發(fā)動機上電控系統(tǒng)還有 冷卻風(fēng)扇控制、配氣正時控制、發(fā)電機控制等。應(yīng)當(dāng)說明的是，上述各種控制系統(tǒng)在不同的汽車發(fā)動機上，只是或多或少地被采用。此外，隨著汽車技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動機控制系統(tǒng)的功 能必將日益增加。 常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 2 電控發(fā)動機系統(tǒng)組成 信號輸入裝置 在控制系統(tǒng)中，傳感器是采集并向 ECU輸送信息的裝置。目前廣泛應(yīng)用的發(fā)動機集中控制系統(tǒng)中，同一傳感器的信號，可用于需要此信號的、不同功能的子系統(tǒng)控制中。不同發(fā)動機的控制系統(tǒng)，其控制功能和控制所需的信息不同，使用傳感器種類也不完全相同。 信號輸入裝置的類型及功用 發(fā)動機集中控制系統(tǒng)所用的傳感器主要有以下十種： (1)空氣流量計（ MAFS） 在汽油機 L型電控燃油噴射系統(tǒng)中，由空氣流量計測量發(fā)動 機的進氣量，并將信號輸入 ECU，作為燃油噴射和點火控制的主控制信號。 (2)進氣管絕對壓力傳感器（ MAPS) 在汽油機 D型電控燃油噴射系統(tǒng)中，由進氣管絕對壓力傳感器測量進氣管內(nèi)氣體的絕對壓力，并將該信號輸入 ECU，作為燃油噴射和點火控制的主控制信號。 (3)節(jié)氣門位置傳感器（ TPS） 汽油機節(jié)氣門位置傳感器檢測節(jié)氣門的開度及開度變化，如全關(guān)（怠速）、全開及節(jié)氣開閉的速率（單位時間內(nèi)開閉的角度）信號，此信號輸入 ECU，用于燃油噴射控制及其他輔助控制（如 EGR、開閉環(huán)控制等）。 (4)凸輪軸位置傳感器（ CMPS） 凸輪軸位置傳感器給 ECU提供曲軸轉(zhuǎn)角基準(zhǔn)位置信號 (G信號），作為噴油正時控制和汽油機點火正時控制的主控制信號。 (5)曲軸位置傳感器（ CKPS） 曲軸位置傳感器有時稱轉(zhuǎn)速傳感器，用來檢測曲軸轉(zhuǎn)角位移，給 ECU提供發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和曲軸轉(zhuǎn)角信號，作為噴油正時控制和汽油機點火正時控制的主控制信號。 (6)進氣溫度傳感器（ IATS） 進氣溫度傳感器的功用是給 ECU提供進氣溫度信號，作為燃油噴射控制和汽油機點火控制的修正信號。 (7)發(fā)動機冷卻液溫度傳感器（ ECTS） 冷卻液溫度傳感器給 ECU提供發(fā)動機冷卻液溫度 信號，作為燃油噴射控制和汽常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 油機點火控制的修正信號。冷卻液溫度傳感器信號也是其他控制系統(tǒng)（如怠速控制和廢氣再循環(huán)控制等）的控制信號。 (8)車速傳感器（ VSS） 車速傳感器檢測汽車的行駛速度，給 ECU提供車速信號（ SPD信號），用于巡航控制和限速斷油控制，也是自動變速器的主控制信號。 (9)氧傳感器 主要在汽油機上使用的氧傳感器用來檢測排氣中的氧含量，向 ECU輸送空燃比的反饋信號，進行噴油量的閉環(huán)控制。 (10)爆燃傳感器（ KS） 主要在汽油機上使用的爆燃傳感器用來檢測汽油機是否爆燃及爆燃強度，將此信號輸入 ECU，作為點火正時控制的修正（反饋）信號。 電子控制單元 電子控制單元（ ECU）俗稱“電腦”，是發(fā)動機控制系統(tǒng)的核心，其功用是按照一定的程序?qū)Ω鞣N輸入信號進行運算、儲存、分析處理，然后輸出指令，控制執(zhí)行元件工作，以達到快速、準(zhǔn)確、自動控制發(fā)動機工作的目的。 電子控制單元的基本功能 發(fā)動機控制 ECU 的功能隨車型而異，但都必須有如下基本功能： (1)給傳感器提供標(biāo)準(zhǔn) 5V 電壓，接受傳感器和其他裝置的輸入信號，并將輸入的信息轉(zhuǎn)換成微機所能接受的數(shù)字信號。 (2)儲存該車型的特征參數(shù)和運算所需的有關(guān)數(shù)據(jù)信號。 (3)確定計算輸出指令所需的程序，并根據(jù)輸入信號和相關(guān)程序計算輸出指令數(shù)值。 (4)將輸入信號和輸出指令信號與標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，確定并存儲故障信息。 (5)向執(zhí)行元件輸出指令，或根據(jù)指令輸出自身已儲存的信息（如故障信息等）。 (6)自我修正功能（學(xué)習(xí)功能）。 在維修中如果懷疑 ECU 有故障，可通過檢測 ECU 各端子的工作參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)進行比較來確定，最好的方法是用一個已知無故障的 ECU 代替，若故障現(xiàn)象消失，說明原 ECU 有故障 。 ECU 發(fā)生故障一般無法修理，必須更換。 執(zhí)行元件 執(zhí)行元件受 ECU 控制并具體執(zhí)行某項控制功能的裝置。 常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 8 在發(fā)動機集中控制系統(tǒng)中，執(zhí)行元件主要有：噴油器、點火器、怠速控制閥、巡航控制電磁閥、節(jié)氣門控制電動機、 EGR 閥、進氣控制閥、二次空氣噴射閥、活性炭罐排泄電磁閥、油泵繼電器、風(fēng)扇繼電器、空調(diào)壓縮機繼電器、自診斷顯示與報警裝置、儀表顯示器等。隨著控制功能的增加，執(zhí)行元件也將相應(yīng)增加。 （ 1）噴油器 噴油器是電噴系統(tǒng)中的一個執(zhí)行元件，即接受發(fā)動機控制單元 (Electronic Control Unit 或者 Electronic Control Module，簡稱 ECU 或 ECM)的噴油信號，定時定量噴出汽油。其實，噴油器就是一個電磁閥，噴油器內(nèi)部有個電磁線圈，外面經(jīng)插座與 ECU相連，噴油器頭部的針閥與銜鐵連為一體。當(dāng)電磁線圈通電時，便產(chǎn)生吸力，將銜鐵和針閥吸起，打開噴油孔、燃油經(jīng)針閥頭部的軸針和噴孔之間的環(huán)形間隙高速噴出，并形成霧狀，與空氣很好地混合。使混合氣在氣缸內(nèi)的燃燒更充分，也正是噴油器在燃油霧化方面比化油器更好，才保證了電噴發(fā)動機的燃燒更完全、廢氣污染物排放更少。電磁線圈不通電時，磁力消 失，彈簧將銜鐵和針閻下壓，關(guān)閉噴孔停止噴油。 噴油器針閥的升程很小，一般為 ~，在百分之一秒左右的時間內(nèi)開啟和關(guān)閉，然而就是這 和百分之一秒保證了發(fā)動機的正常工作，因此，噴油器是一個精密裝置。如果汽油中含有雜質(zhì)，將會影響到噴油器的正常工作，為了避免噴油器被雜質(zhì)堵塞，除了要在供油管路中安裝燃油濾清器外，在每個噴油器尾部也都必須布置一個燃油濾清器。在設(shè)計制造方面，為了避免油管內(nèi)汽油在高溫下形成氣泡，影響噴油效果，噴油器在進氣管上的安裝位置必須能保證較好地隔絕從發(fā)動機傳來的熱量，供 油管路的布置也必須考慮到這一點。