汽車電器與電控技術(shù) 課件 04 執(zhí)行器與噴油控制（5講）

主講：舒華教授汽車電控技術(shù)

AutomobileElectronicControlTechnology中國(guó)人民解放軍軍事交通學(xué)院第11講汽車電控單元的結(jié)構(gòu)原理主講：舒華教授

第2章汽油機(jī)電控噴油技術(shù)

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2.4

汽車電控單元的結(jié)構(gòu)原理電控單元ECU：——是以單片機(jī)（單片微型計(jì)算機(jī)）為核心，具有強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理等功能的電子控制裝置。

分析處理傳感器采集到的各種信息，并向受控裝置（即執(zhí)行器或執(zhí)行元件）發(fā)出控制指令。

輸入回路

輸出回路

單片機(jī)（微機(jī)）ECU功用電路組成2.4

汽車電控單元的結(jié)構(gòu)原理2.4.1輸入回路

將傳感器和各種開關(guān)輸入的信號(hào)變換成單片機(jī)能識(shí)別與處理的數(shù)字信號(hào)?！盘?hào)處理：A/D轉(zhuǎn)換、整形濾波、分頻限幅、波形變換。

A/D轉(zhuǎn)換器

緩沖器A/D轉(zhuǎn)換器（Analogue/Data）模擬量→數(shù)字量→數(shù)字式CPU模擬信號(hào)：隨t連續(xù)變化的信號(hào)。進(jìn)氣溫度信號(hào)IATS冷卻液溫度信號(hào)CTS蓄電池電壓信號(hào)UBAT可變電阻式節(jié)氣門位置信號(hào)圖2-51ECU結(jié)構(gòu)與輸入回路的功用空氣流量信號(hào)（熱線式、熱膜式空氣流量傳感器、進(jìn)氣歧管壓力傳感器信號(hào)）功用組成2.4

汽車電控單元的結(jié)構(gòu)原理模擬信號(hào)：信號(hào)電壓（或電流）隨時(shí)間變化而連續(xù)變化的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：信號(hào)電壓（或電流）隨時(shí)間變化而非連續(xù)變化的信號(hào)。——脈沖信號(hào)或高、低電平信號(hào)。光電傳感器信號(hào)CPS霍爾傳感器信號(hào)CIS笛簧開關(guān)式車速信號(hào)VSS觸點(diǎn)式節(jié)氣門位置信號(hào)TPS氧傳感器信號(hào)O2起動(dòng)信號(hào)STA空擋起動(dòng)開關(guān)信號(hào)NSW空調(diào)開關(guān)信號(hào)A/C，等等。2.4

汽車電控單元的結(jié)構(gòu)原理2.4.1輸入回路2.4.2單片機(jī)——“麻雀雖小，五臟俱全”——指將中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（ROM，RAM）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、輸入/輸出（I/O）接口電路等計(jì)算機(jī)主要部件集成在一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī)。1.中央處理器CPU運(yùn)算器：數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算寄存器：暫存數(shù)據(jù)或指令控制器：按照監(jiān)控程序和

應(yīng)用程序使計(jì)算機(jī)各部分電路協(xié)調(diào)工作。2.4

汽車電控單元的結(jié)構(gòu)原理2.4.1輸入回路2.4.2單片機(jī)——“麻雀雖小，五臟俱全”1.中央處理器CPU運(yùn)算器：寄存器：控制器：圖2-53內(nèi)置兩只CAN控制器（CAN0、CAN1）的DS80C390型微處理器CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。CPUDS80C3902.4

汽車電控單元的結(jié)構(gòu)原理2.存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)程序指令和數(shù)據(jù)。（1）只讀存儲(chǔ)器ROM：ReadOnlyMemory特點(diǎn)：信息一旦寫入就不可更改，只能讀出——斷電時(shí)，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。——存儲(chǔ)控制程序和原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)。（2）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM：RandomAccessMemory特點(diǎn)：一是RAM中的信息既可隨時(shí)寫入或讀出，也可隨時(shí)改寫；

二是RAM中的信息會(huì)因斷電而丟失。

在汽車上，RAM存儲(chǔ)單片機(jī)工作時(shí)暫需存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)（如輸入/輸出數(shù)據(jù)、單片機(jī)運(yùn)算結(jié)果、故障代碼、空燃比修正數(shù)據(jù)等），這些數(shù)據(jù)需隨時(shí)調(diào)用或改寫。當(dāng)后備電源中斷、蓄電池正極或負(fù)極端子斷開時(shí)，RAM中數(shù)據(jù)就會(huì)丟失?！跈z修或更換蓄電池之前，必須先調(diào)取故障碼或采取必要的防斷電措施。功用特別提示：2.4

汽車電控單元的結(jié)構(gòu)原理2.4.1輸入回路2.4.2單片機(jī)1.中央處理器CPU2.存儲(chǔ)器3.輸入/輸出（I/O）接口

CPU與傳感器或執(zhí)行器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和下達(dá)控制指令的通道。4.總線（BUS）——單片機(jī)內(nèi)部傳遞信息的電路。在單片機(jī)內(nèi)部，CPU、ROM、RAM與I/O接口之間的信息交換都是通過(guò)總線來(lái)實(shí)現(xiàn)。分類：數(shù)據(jù)總線：傳送數(shù)據(jù)與指令。

地址總線：傳遞地址數(shù)碼。

控制總線：傳遞控制指令。功用2.4

汽車電控單元的結(jié)構(gòu)原理

功用

課程小結(jié)（11）主要介紹了：1.汽車電控單元ECU的電路組成（輸入回路、單片機(jī)和輸出回路）2.輸入回路的功用、結(jié)構(gòu)組成（A/D轉(zhuǎn)換器、緩沖器）3.單片機(jī)的功用、結(jié)構(gòu)組成（CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口、總線）4.輸出回路的功用、控制指令的占空比今天這一講內(nèi)容深?yuàn)W、要求簡(jiǎn)單。希望熟悉ECU的功用與結(jié)構(gòu)組成。接下來(lái)，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)講授內(nèi)容閱讀教材，并在網(wǎng)上完成課后作業(yè)。這次課就講到這里。好吧，同學(xué)們，下次課再會(huì)！第12講電控噴油系統(tǒng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)原理主講：舒華教授

第2章汽油機(jī)電控噴油技術(shù)

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2.5.1電動(dòng)燃油泵2.5電控噴油系統(tǒng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)原理2.5.2油壓調(diào)節(jié)器2.5.3電磁噴油器2.5

電控噴油系統(tǒng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)原理1.執(zhí)行器的功用2.執(zhí)行器的分類3.執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)組成4.執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5.執(zhí)行器的工作原理2.5.1電動(dòng)燃油泵的結(jié)構(gòu)原理1.電動(dòng)燃油泵的功用

向電磁噴油器提供油壓高于進(jìn)氣歧管壓力（250~300）kPa的燃油。設(shè)計(jì)供油量大于耗油量的目的：

（1）防止發(fā)動(dòng)機(jī)供油不足；（2）吸收供油系統(tǒng)熱量，防止油路產(chǎn)生氣阻。2.電動(dòng)燃油泵的分類——按油泵結(jié)構(gòu)分類滾柱式、葉片式、齒輪式：渦輪式、側(cè)槽式：——按安裝方式分類外裝式：油泵安裝在燃油箱外的輸油管路中內(nèi)裝式：不易產(chǎn)生氣阻和泄漏，有利于燃油輸送和電動(dòng)機(jī)冷卻，且噪聲較小。功用2.5.1電動(dòng)燃油泵的結(jié)構(gòu)原理1.電動(dòng)燃油泵的功用2.電動(dòng)燃油泵的分類3.電動(dòng)燃油泵的結(jié)構(gòu)組成電動(dòng)機(jī)：直流、永磁式油

泵：泵轉(zhuǎn)子＋泵體限壓閥：油壓超過(guò)320kPa時(shí)，閥門開啟燃油回流泄壓，防止油泵損壞。止回閥：使供油系統(tǒng)中保存的燃油具有一定壓力，以便于發(fā)動(dòng)機(jī)再次起動(dòng)。4.電動(dòng)燃油泵的工作原理當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)電路接通而轉(zhuǎn)動(dòng)→泵轉(zhuǎn)子便隨電動(dòng)機(jī)一同轉(zhuǎn)動(dòng)→將燃油從油箱經(jīng)輸油管和進(jìn)油口泵入燃油泵。

當(dāng)油泵內(nèi)油壓超過(guò)止回閥處彈簧彈力時(shí)，燃油便從出油口經(jīng)輸油管泵入燃油分配管，再分配給每只噴油器。2.5.1電動(dòng)燃油泵的結(jié)構(gòu)原理2.電動(dòng)燃油泵的分類3.電動(dòng)燃油泵的結(jié)構(gòu)組成4.電動(dòng)燃油泵的工作原理電動(dòng)機(jī)：直流、永磁式油

泵：泵轉(zhuǎn)子＋泵體——點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí)，油泵運(yùn)轉(zhuǎn)1~2s。若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于30r/min，油泵才連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于30r/min，即使點(diǎn)火開關(guān)接通，油泵也會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。5.滾柱式電動(dòng)燃油泵——滾柱泵組成：泵轉(zhuǎn)子、泵體、滾柱——形成油腔原理：利用容積變化來(lái)吸油和壓油。左側(cè)腔室容積增大，形成低壓油腔，燃油吸入泵體；右側(cè)腔室容積減小，形成高壓油腔，燃油壓出泵體流向電動(dòng)機(jī)→燃油分配管。2.5.1電動(dòng)燃油泵的結(jié)構(gòu)原理2.電動(dòng)燃油泵的分類3.電動(dòng)燃油泵的結(jié)構(gòu)組成4.電動(dòng)燃油泵的工作原理5.滾柱式電動(dòng)燃油泵6.齒輪式電動(dòng)燃油泵組成：內(nèi)齒輪、外齒輪、泵體原理：滾柱泵相似，利用容積變化來(lái)吸油和壓油。左側(cè)腔室容積增大，形成低壓油腔，燃油吸入泵體；右側(cè)腔室容積減小，形成高壓油腔，燃油壓出泵體流向電動(dòng)機(jī)→燃油分配管。2.5.1電動(dòng)燃油泵的結(jié)構(gòu)原理4.電動(dòng)燃油泵的工作原理5.滾柱式電動(dòng)燃油泵6.齒輪式電動(dòng)燃油泵7.平板葉片式電動(dòng)燃油泵組成：永磁式直流電動(dòng)機(jī)＋葉片泵泵體：平板葉片轉(zhuǎn)子：平板圓周上制有小槽，與泵體之間的空間形成腔室。原理：利用真空吸油、離心力甩油。——電機(jī)帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)→小槽在進(jìn)油口側(cè)產(chǎn)生真空→吸油；——當(dāng)小槽轉(zhuǎn)到出油口處時(shí)，在離心力和燃油壓力作用下，燃油壓出流向電動(dòng)機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小，油壓脈動(dòng)小，無(wú)磨損（使用壽命長(zhǎng)：大于5000h，即汽車以60km/h行駛里程可達(dá)30萬(wàn)公里）。2.5.2油壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)原理1.油壓調(diào)節(jié)器的功用

（1）調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)燃油壓力，使噴油器進(jìn)出油口之間的壓差保持恒定；

（2）緩沖噴油器斷續(xù)噴油和燃油泵供油時(shí)產(chǎn)生的壓力波動(dòng)。壓差設(shè)定：ΔP＝Ps＝Pf–Pi＝300kPaPs——彈簧彈力（300kPa）Pf——系統(tǒng)油壓Pi——進(jìn)氣歧管壓力（負(fù)值）2.油壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)調(diào)壓彈簧：彈簧彈力300kPa，決定壓差球閥

體：金屬膜片一體，膜片與殼體卷壓封裝，球閥用彈片托起或焊接閥

座：通回油口——經(jīng)回油管→燃油箱殼體接頭：進(jìn)油口—燃油分配管(噴油器進(jìn)油口)；歧管壓力接口—真空管(噴油器出油口)功用2.5.2油壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)原理1.油壓調(diào)節(jié)器的功用2.油壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)3.油壓調(diào)節(jié)原理Pf–Pi＝

Ps

當(dāng)電動(dòng)燃油泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃油不斷泵入燃油分配管，并從油壓調(diào)節(jié)器的進(jìn)油口進(jìn)入燃油腔。燃油壓力Pf作用到金屬膜片上，并隨泵油量的增加而增大。

當(dāng)燃油壓力Pf與歧管壓力Pi的合力大于彈簧預(yù)緊力Ps時(shí)，膜片向上拱曲，并帶動(dòng)球閥上移將閥門打開，部分燃油從閥門流回油箱，燃油壓力隨之降低。

當(dāng)燃油壓力降低到燃油壓力Pf與歧管壓力Pi的合力小于彈簧預(yù)緊力Ps時(shí)，膜片復(fù)位，并帶動(dòng)球閥將閥門關(guān)閉，燃油壓力隨泵油量增加而增大。調(diào)節(jié)過(guò)程

當(dāng)油壓Pf↑←——保持壓力↓↑膜片向上拱曲球閥閥門關(guān)閉↓↑球閥閥門打開膜片復(fù)位↓↑回油——————→Pf↓2.5.2油壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)原理4.油壓調(diào)節(jié)器的輸出特性

Pf–Pi＝

Ps＝300kPa＝ΔP

當(dāng)進(jìn)氣歧管壓力Pi隨節(jié)氣門開度變化而變化時(shí)，Pi對(duì)膜片產(chǎn)生一個(gè)吸力，使燃油壓力發(fā)生改變。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，Pi約為–54kPa，油壓Pf為：Pf＝Ps＋Pi＝300＋（–54）＝246kPa

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣歧管的壓力Pi約為–5kPa，燃油壓力Pf為：Pf＝Ps＋Pi＝300＋（–5）＝295kPa——當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，

Pf達(dá)到246kPa球閥就打開泄壓；當(dāng)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，

Pf達(dá)到295kPa球閥才打開泄壓。使燃油油壓與進(jìn)氣氣壓之壓力差保持300kPa不變。

，

保證噴油器噴油量的大小僅與噴油時(shí)間有關(guān)，而與系統(tǒng)油壓值和進(jìn)氣歧管的負(fù)壓值無(wú)關(guān)——便于控制噴油。ΔP＝300kPa目的輸出特性2.5.3電磁噴油器的結(jié)構(gòu)原理1.電磁噴油器的功用

計(jì)量燃油噴射系統(tǒng)的噴油量。2.電磁噴油器的分類按總體結(jié)構(gòu)分類軸針式：球閥式：片閥式：按電磁線圈阻值大小分類高阻型：13~18

低阻型：1~3

功用2.5.3電磁噴油器的結(jié)構(gòu)原理1.電磁噴油器的功用2.電磁噴油器的分類3.電磁噴油器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)閥

體：球閥、軸針、片閥閥

座：螺旋油道，球閥2~4個(gè)噴孔電磁線圈：高阻型13~18

、低阻型1~3

塑料殼體：帶線束插座復(fù)位彈簧：噴油后復(fù)位O形密封圈：上封油、下封氣結(jié)構(gòu)組成2.5.3電磁噴油器的結(jié)構(gòu)原理1.電磁噴油器的功用2.電磁噴油器的分類3.電磁噴油器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4.電磁噴油器的工作原理（占空比控制：脈沖指令）線圈通電→產(chǎn)生電磁吸力→閥體克服彈簧力上移→閥門打開→噴孔噴油開始；線圈斷電→電磁吸力消失→彈簧力使閥體復(fù)位→閥體落座→閥門關(guān)閉→噴油停止。噴油時(shí)間：2~10ms（實(shí)測(cè)：1.5~12.6ms）

閥體升程：0.1~0.2mm

噴霧形狀：小于35°圓錐霧狀結(jié)構(gòu)組成主要參數(shù)課程小結(jié)（12）主要介紹了：1.電控噴油系統(tǒng)電動(dòng)燃油泵的功用、分類、結(jié)構(gòu)組成與工作原理2.電控噴油系統(tǒng)油壓調(diào)節(jié)器的功用、結(jié)構(gòu)組成、調(diào)節(jié)工作與輸出特性3.電控噴油系統(tǒng)電磁噴油器的功用、分類、結(jié)構(gòu)組成與工作原今天這一講內(nèi)容簡(jiǎn)單易懂，難點(diǎn)是油壓調(diào)節(jié)器。希望同學(xué)們認(rèn)真看書復(fù)習(xí)，切實(shí)掌握重點(diǎn)。接下來(lái)，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)講授內(nèi)容閱讀教材，并在網(wǎng)上完成課后作業(yè)。這次課就講到這里。好吧，同學(xué)們，下次課再會(huì)！《汽車電器與電子控制技術(shù)》軍事交通學(xué)院舒華AutomobileElectricalEquipmentand

ElectronicControlTechnology中國(guó)人民解放軍第13講電控噴油系統(tǒng)的控制主講：舒華教授

第2章汽油機(jī)電控噴油技術(shù)

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2.6.1汽油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的控制原理2.6

汽油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的控制2.6.2汽油機(jī)電控噴油系統(tǒng)噴油器的控制2.6.3汽油機(jī)電控噴油系統(tǒng)噴油正時(shí)的控制2.6.4汽油機(jī)起動(dòng)時(shí)噴油量的控制2.6.5汽油機(jī)起動(dòng)后噴油量的控制2.6.6噴油提前角與噴油時(shí)間的控制過(guò)程2.6.

汽油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的控制2.6.1燃油噴射控制原理2.6.2噴油器的控制2.6.3噴油正時(shí)的控制2.6.4發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)噴油量的控制2.6.5發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后噴油量的控制——基本噴油量的確定——噴油修正量的確定——噴油增量的確定2.6.6噴油提前角與噴油時(shí)間的控制過(guò)程2.6.1電控燃油噴射的控制原理1.電控燃油噴射的控制目的：

節(jié)約燃油、減少排放→提高經(jīng)濟(jì)性和排放性。2.電控燃油噴射的控制原理：

在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，當(dāng)各種傳感器和開關(guān)信號(hào)輸入ECU后:（1）首先，由輸入接口電路（即輸入回路）進(jìn)行信號(hào)處理，將其變換成中央處理器（CPU）能夠識(shí)別和處理的數(shù)字信號(hào)；（2）然后，CPU根據(jù)輸入信號(hào)，利用ROM中的控制軟件對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算和邏輯判斷，并確定出具體的控制量（如噴油開始時(shí)刻、噴油持續(xù)時(shí)間等）；（3）最后，CPU通過(guò)輸出接口電路（即輸出回路）向執(zhí)行器（即噴油器）發(fā)出噴油控制指令，控制信號(hào)經(jīng)輸出電路進(jìn)行功率放大后，再驅(qū)動(dòng)噴油器噴油；與此同時(shí)，CPU還要控制噴油開始時(shí)刻、噴油持續(xù)時(shí)間等，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況時(shí)的噴油實(shí)時(shí)控制。目的2.6.1電控燃油噴射的控制原理在控制過(guò)程中，各種傳感器的工作情況：（1）凸輪軸位置傳感器CIS：向ECU提供反映活塞上止點(diǎn)位置的信號(hào)，以計(jì)算、確定和控制噴油提前角（即噴油提前時(shí)間）。（2）車速傳感器VSS：向ECU提供反映車速的信號(hào)，以判斷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在怠速（節(jié)氣門關(guān)閉、車速為零）、還是減速（節(jié)氣門關(guān)閉、車速不為零）狀態(tài)等：——如果運(yùn)行在怠速狀態(tài)，就由怠速控制系統(tǒng)進(jìn)行怠速轉(zhuǎn)速控制；——如果運(yùn)行在減速狀態(tài)，就由斷油控制系統(tǒng)確定是否停止供油。（3）曲軸位置傳感器CPS和空氣流量傳感器AFS

：CPS向ECU提供反映發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角的信號(hào)；空氣流量傳感器AFS或進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器MAP向ECU提供反映進(jìn)氣量多少的信號(hào)：ECU計(jì)算基本噴油量（即噴油持續(xù)時(shí)間——噴油時(shí)間）；ECU根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)控制噴油提前角和點(diǎn)火提前角等。CPSAFSMAP2.6.1電控燃油噴射的控制原理在控制過(guò)程中，各種傳感器的工作情況：（4）節(jié)氣門位置傳感器（TPS）：向ECU提供反映發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大小的信號(hào)，ECU根據(jù)TPS信號(hào)確定噴油增量——增加或減少噴油量。（5）冷卻液溫度傳感器（CTS）：向ECU提供發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度信號(hào)，以計(jì)算確定噴油修正量、判斷是否為冷機(jī)起動(dòng)等：——如為冷起動(dòng)，運(yùn)行冷起動(dòng)程序，并據(jù)溫度增大噴油量，保證發(fā)動(dòng)機(jī)可靠起動(dòng)。（6）進(jìn)氣溫度傳感器（IATS）：提供進(jìn)氣溫度信號(hào)，以計(jì)算確定噴油修正量。——空氣質(zhì)量與密度大小有關(guān)，空氣密度與其溫度有關(guān)（溫度越高，密度越?。?，

發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量必須用進(jìn)氣溫度信號(hào)進(jìn)行修正。歧管壓力型流量傳感器MAP體積流量型流量傳感器AFS2.6.1電控燃油噴射的控制原理在控制過(guò)程中，各種開關(guān)信號(hào)的工作情況：（1）點(diǎn)火起動(dòng)開關(guān)信號(hào)：點(diǎn)火開關(guān)接通信號(hào)IGN和起動(dòng)開關(guān)接通信號(hào)STA，用于ECU判定發(fā)動(dòng)機(jī)工作在起動(dòng)狀態(tài)還是正常工作狀態(tài)，運(yùn)行相應(yīng)的控制程序?！?dāng)點(diǎn)火開關(guān)“ON”擋時(shí)，ECU的IGN端子接收到高電平信號(hào)，ECU將自動(dòng)接通電動(dòng)燃油泵電路使油泵工作1~2s，以便發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)油路中具有足夠的燃油；——當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通“起動(dòng)（START）”擋時(shí)，ECU的STA端子將從點(diǎn)火開關(guān)接收到一個(gè)高電平信號(hào)，此時(shí)ECU將控制運(yùn)行起動(dòng)程序增大噴油量，以便起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。（2）蓄電池電壓信號(hào)UBAT：蓄電池正極直接連接ECU，不受任何開關(guān)控制?！?dāng)電源電壓變化時(shí)，ECU將改變噴油脈寬，修正噴油器噴油時(shí)間。——當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)，蓄電池向ECU和RAM等提供5~20mA電流，保存故障碼?！邳c(diǎn)火開關(guān)斷開時(shí)，ECU將控制燃油噴射主繼電器繼續(xù)接通2s，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)恢復(fù)到初始位置。2.6.2

電控噴油系統(tǒng)噴油器的控制占空比指令控制噴油。當(dāng)ECU發(fā)出高電平4.5~4.8V時(shí)：→VT導(dǎo)通→噴油器線圈電流接通→電磁吸力將閥門吸開→噴油器開始噴油；當(dāng)指令信號(hào)低電平0.1~0.3V時(shí)：→VT截止→噴油器線圈電流切斷→彈力使閥體關(guān)閉閥門→停止噴油?！谶M(jìn)氣管噴射系統(tǒng)中，噴油器將圓錐霧狀燃油噴射在進(jìn)氣門（多點(diǎn)噴射）或節(jié)氣門（單點(diǎn)噴射）附近，當(dāng)進(jìn)氣門打開時(shí)，將可燃混合氣吸入汽缸燃燒做功。——在缸內(nèi)直噴系統(tǒng)中，噴油器將高壓（10MPa以上）燃油直接噴射在火花塞附近與空氣混合形成可燃混合氣，從而實(shí)現(xiàn)分層燃燒。2.6.3

電控噴油系統(tǒng)噴油正時(shí)控制噴油正時(shí)：何時(shí)開始噴油。單點(diǎn)噴射系統(tǒng)：——在節(jié)氣門體上安裝1~2只噴油器，發(fā)動(dòng)機(jī)一旦工作就連續(xù)噴油。多點(diǎn)噴射系統(tǒng)：噴射時(shí)序不同分類同時(shí)噴射：分組噴射：順序噴射：1.同時(shí)噴射的控制：應(yīng)急運(yùn)行噴油器同時(shí)噴油和停止噴油?！S每轉(zhuǎn)一圈（360°）或兩轉(zhuǎn)（720°），各缸噴油器同時(shí)噴油一次?！獓娪驼龝r(shí)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣—壓縮—膨脹—排氣工作循環(huán)無(wú)關(guān)。2.6.3

電控噴油系統(tǒng)噴油正時(shí)控制1.同時(shí)噴射的控制2.分組噴射的控制四缸發(fā)動(dòng)機(jī)：兩組，1、3缸；4、2缸六缸發(fā)動(dòng)機(jī)：三組八缸發(fā)動(dòng)機(jī)：四組——發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU控制各組噴油器輪流噴油。發(fā)動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，只有一組噴油器噴油，連續(xù)噴射1~2次?！?、4兩缸的噴油時(shí)刻較佳。在排氣行程上止點(diǎn)前一定角度開始噴油，燃油在進(jìn)氣門前停留時(shí)間較短，混合氣霧化質(zhì)量比同時(shí)噴射大大改善。2.6.3

電控噴油系統(tǒng)噴油正時(shí)控制1.同時(shí)噴射的控制2.分組噴射的控制3.順序噴射的控制順序噴射：獨(dú)立噴油各缸噴油器按一定的順序獨(dú)立噴射燃油。1-3-4-2；1-5-3-6-2-4

發(fā)動(dòng)機(jī)工作一個(gè)循環(huán)（曲軸720°），各缸噴油器輪流噴油一次，像汽缸順序跳火一樣，各缸噴油器按照一定的順序依次噴射燃油。2.6.3

電控噴油系統(tǒng)噴油正時(shí)控制2.分組噴射的控制3.順序噴射的控制首先，ECU根據(jù)凸輪軸位置傳感器信號(hào)，判定哪一個(gè)汽缸的活塞即將運(yùn)行至排氣上止點(diǎn)；然后，根據(jù)曲軸位置傳感器的曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)，計(jì)算出該活塞位于排氣上止點(diǎn)前的具體角度，再適時(shí)發(fā)出噴油控制指令，使各缸噴油器適時(shí)噴油。凸輪軸位置傳感器信號(hào)：——排氣上止點(diǎn)前60°~90°（即BTDC60°~BTDC90°）日產(chǎn)車系六缸發(fā)動(dòng)機(jī)：BTDC70°大眾車系四缸發(fā)動(dòng)機(jī)：BTDC88°

各缸噴油時(shí)刻精確最佳→燃油霧化質(zhì)量好→提高燃油經(jīng)濟(jì)性和減小有害物質(zhì)的排放量——普遍采用。優(yōu)點(diǎn)課程小結(jié)（13）主要介紹了：1.汽車電控噴油系統(tǒng)的控制原理2.汽車電控噴油系統(tǒng)噴油器的控制3.汽車電控噴油系統(tǒng)噴油正時(shí)的控制

今天這一講是綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)，分析說(shuō)明電控噴油系統(tǒng)的控制原理與工作過(guò)程，內(nèi)容并不難理解。希望同學(xué)們認(rèn)真復(fù)習(xí)，融會(huì)貫通。接下來(lái)，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)講授內(nèi)容閱讀教材，并在網(wǎng)上完成課后作業(yè)。這次課就講到這里。好吧，同學(xué)們，下次課再會(huì)！第14講電控噴油系統(tǒng)噴油量的控制主講：舒華教授

第2章汽油機(jī)電控噴油技術(shù)

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2.6.4發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)噴油量的控制1.噴油量控制策略

當(dāng)起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很低（汽油機(jī)為30~50r/min，柴油機(jī)為150~200r/min）且波動(dòng)較大，空氣流量或進(jìn)氣壓力信號(hào)誤差較大。

起動(dòng)時(shí)，按照可編程只讀存儲(chǔ)器（ROM）中預(yù)先編制的起動(dòng)程序和預(yù)先設(shè)定的空燃比來(lái)控制噴油——噴油量的控制方式采用開環(huán)控制。2.控制過(guò)程：——判定起動(dòng)狀態(tài)→確定基本噴油量

曲軸位置信號(hào)：低于300r/min

節(jié)氣門位置信號(hào)：關(guān)閉狀態(tài)

點(diǎn)火開關(guān)接通STA：高電平信號(hào)基本噴油量：冷卻液溫度越低，噴油時(shí)間越長(zhǎng)，噴油量越大。開環(huán)控制判定條件2.6.5發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后噴油量的控制總噴油量＝基本噴油量＋噴油修正量＋噴油增量

發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能的影響參數(shù)很多，工況隨時(shí)變化，電子控制燃油噴射的數(shù)學(xué)模型十分復(fù)雜，用數(shù)學(xué)推導(dǎo)方式難以建立。采用數(shù)據(jù)圖譜（數(shù)據(jù)MAP）形式存儲(chǔ)在ROM中，利用ECU的查詢功能進(jìn)行控制。總噴油量控制方式2.6.5發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后噴油量的控制

在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造完成之后，通過(guò)對(duì)控制對(duì)象（如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等）進(jìn)行若干次臺(tái)架試驗(yàn)，測(cè)定不同工況下各種傳感器和執(zhí)行器的有關(guān)數(shù)據(jù)，確定出最佳控制參數(shù)，并以兩維或三維圖形形式存儲(chǔ)在ROM中的數(shù)據(jù)圖譜?！Ｌ剞I車空燃比數(shù)據(jù)圖譜：——基本噴油量Qb查詢：曲軸位置CPS節(jié)氣門位置TPS空氣流量AFS、MAP——噴油修正量確定：進(jìn)氣溫度、大氣壓力及電源電壓?！獓娪驮隽看_定：冷卻液溫度、節(jié)氣門位置信號(hào)及點(diǎn)火開關(guān)信號(hào)。數(shù)據(jù)MAP轉(zhuǎn)速n負(fù)荷Le流量QM2.6.6基本噴油量的確定

經(jīng)驗(yàn)公式2.6.6基本噴油量的確定2.噴油時(shí)間T的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：

T＝TBλKAFKFC（1＋KPT＋KCT＋KAS＋KAC）＋KBATTB——基本噴油時(shí)間；λ——空燃比；KFC——斷油修正系數(shù)(斷油控制系統(tǒng)控制。斷油時(shí)KFC＝0；不斷油時(shí)：KFC＝1)；KAF——空燃比反饋修正系數(shù)(空燃比反饋控制系統(tǒng)控制。開環(huán)控制時(shí)：KAF＝1)；KPT——進(jìn)氣壓力與進(jìn)氣溫度修正系數(shù)；KCT——冷卻液溫度修正系數(shù)；KAS——起動(dòng)后噴油增量修正系數(shù)；KAC——加速時(shí)噴油增量修正系數(shù)；KBAT——電源電壓修正系數(shù)。經(jīng)驗(yàn)公式2.6.6基本噴油量的確定1.噴油量Q與噴油時(shí)間T的關(guān)系2.噴油時(shí)間T的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：

T＝TBλKAFKFC（1＋KPT＋KAS＋KCT＋KAC）＋KBAT3.基本噴油時(shí)間TB（基本噴油量Qb）的確定基本噴油時(shí)間TB：

在標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)（溫度為20℃，壓力為101kPa）下，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工作循環(huán)的進(jìn)氣量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n和試驗(yàn)設(shè)定的空燃比（即目標(biāo)空燃比λ）確定。（1）空燃比（λ）的確定。

發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷時(shí)的最佳空燃比（λ=A/F）是在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)完畢后，經(jīng)過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)試獲得，并以三維數(shù)據(jù)圖譜（MAP）形式存儲(chǔ)在ROM中。2.6.6基本噴油量的確定（1）空燃比（λ）的確定。表2-4福特轎車電控發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況時(shí)的空燃比λ范圍——發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)曲軸位置傳感器CPS輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)以及空氣流量傳感器AFS和節(jié)氣門位置傳感器TPS輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào)，從空燃比數(shù)據(jù)MAP中查詢出最佳空燃比數(shù)值進(jìn)行控制。——部分負(fù)荷→閉環(huán)控制→經(jīng)濟(jì)λ＝A/F＝14.7

→提高經(jīng)濟(jì)性和排放性。發(fā)動(dòng)機(jī)工況空燃比發(fā)動(dòng)機(jī)溫度氧傳感器狀態(tài)起動(dòng)2:1~12:1由冷變涼無(wú)信號(hào)暖機(jī)2:1~15:1逐漸變熱無(wú)信號(hào)，直到發(fā)動(dòng)機(jī)溫度正常開環(huán)控制2:1~15:1冷或熱有信號(hào)但ECU不采用閉環(huán)控制14.7:1熱有信號(hào)且ECU采用急加速取決于駕駛員操作熱有信號(hào)但ECU不采用減速稀混合氣熱有信號(hào)但ECU不采用怠速取決于怠速控制系統(tǒng)熱有信號(hào)，怠速控制系統(tǒng)不工作時(shí)ECU采用2.6.6基本噴油量的確定

經(jīng)驗(yàn)公式2.6.6基本噴油量的確定

經(jīng)驗(yàn)公式課程小結(jié)（14）主要介紹了：1.發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)、起動(dòng)后噴油量的控制2.噴油量Q與噴油時(shí)間T的關(guān)系以及噴油時(shí)間T的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：

T＝TBλKAFKFC（1＋KPT＋KAS＋KCT＋KAC）＋KBAT3.基本噴油時(shí)間TB（基本噴油量Qb）的確定

今天這一講是電控噴油技術(shù)的核心內(nèi)容，即噴油量控制策略、控制方法，內(nèi)容并不難理解，關(guān)鍵在于融會(huì)貫通。接下來(lái)，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)講授內(nèi)容閱讀教材，并在網(wǎng)上完成課后作業(yè)。這次課就講到這里。好吧，同學(xué)們，下次課再會(huì)！第15講噴油修正量和噴油增量的控制主講：舒華教授

第2章汽油機(jī)電控噴油技術(shù)

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2.6.7噴油修正量KPTKBAT的確定

經(jīng)驗(yàn)公式2.6.7噴油修正量KPTKBAT的確定

數(shù)據(jù)MAP2.6.7噴油修正量KPTKBAT的確定1.進(jìn)氣溫度與大氣壓力的修正（修正系數(shù)KPT的確定）2.電源電壓的修正（修正系數(shù)KBAT的確定）∵噴油器的電磁線圈為感性負(fù)載，電流按指數(shù)規(guī)律變化?！喈?dāng)噴油控制脈沖到來(lái)時(shí)，噴油器閥門開啟和關(guān)閉都將滯后一定時(shí)間。——修正噴油量時(shí)，ECU以14V電壓為基準(zhǔn)?！?dāng)電源輸入ECU的電壓低于14V時(shí)，ECU將增大噴油脈沖的占空比，即增大修正系數(shù)，如圖2-75所示，使噴油器的噴油時(shí)間增長(zhǎng)；——當(dāng)電源電壓升高時(shí)，ECU將減小占空比，即減小修正系數(shù)，使噴油時(shí)間縮短。數(shù)據(jù)MAP2.6.8噴油增量的確定

T＝TBλKAFKFC（1＋KPT＋KAS＋KCT＋KAC）＋KBAT1.起動(dòng)后噴油增量的修正（修正系數(shù)KAS的確定）——發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)起動(dòng)后噴油增量比例的大小取決于起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，并隨起動(dòng)后時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸減小至1，如圖2-76所示?！诎l(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)起動(dòng)后，低溫混合氣霧化不良，燃油會(huì)在進(jìn)氣管上沉積而導(dǎo)致混合氣變稀，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)甚至熄火。為此在起動(dòng)后的短時(shí)間內(nèi)，必須增加噴油量，使混合氣加濃，保證發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)而不致熄火。修正系數(shù)KAS2.6.8噴油增量的確定T＝TBλKAFKFC（1＋KPT＋KAS＋KCT＋KAC）＋KBAT1.起動(dòng)后噴油增量的修正（修正系數(shù)KAS的確定）2.冷卻液溫度的修正（修正系數(shù)KCT的確定）——指暖機(jī)過(guò)程中冷卻液溫度的修正。在冷車起動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較低，燃油霧化較差，部分燃油凝結(jié)在進(jìn)氣管和汽缸壁上，會(huì)使混合氣變稀，燃燒不穩(wěn)定。——在暖機(jī)過(guò)程中，燃油增量的比例取決于冷卻水溫度傳感器測(cè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，并隨發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高而逐漸減小，如圖2-77所示?！狤CU根據(jù)CTS信號(hào)，增大占空比加濃混合氣。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫升高，逐漸減小占空比，直到水溫超過(guò)60℃后才停止加濃，噴油增量比例逐漸減小至1。修正系數(shù)KCT2.6.8噴油增量的確定T＝TBλKAFKFC（1＋KPT＋KAS＋KCT＋KAC）＋KBAT2.冷卻液溫度的修正（修正系數(shù)KCT的確定）3.加速時(shí)噴油增量的修正（修正系數(shù)KAC的確定）——當(dāng)汽車加速時(shí)，需要發(fā)動(dòng)機(jī)輸出較大轉(zhuǎn)矩，改善加速性能，必須增大噴油量。加速噴油增量比例大小和混合氣加濃時(shí)間，取決于加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度。冷卻液溫度越低，燃油增量比例越大，加濃持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，如圖2-78所示。

節(jié)氣門位置TPS信號(hào)和進(jìn)氣量AFS信號(hào)的變化速率。

加速時(shí)→節(jié)氣門開度迅速增大→TPS信號(hào)變化速率增大；

加速時(shí)→空氣流量突然增大→AFS信號(hào)電壓突然升高。修正系數(shù)KACECU判定加速2.6.9噴油提前角與噴油時(shí)間控制過(guò)程

控制時(shí)序控制波形2.6.9噴油提前角與噴油時(shí)間控制過(guò)程設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)1000r/min時(shí)，噴油提前角為6°(BTDC6°)，噴油時(shí)間為2ms°(12°)。1.噴油提前角的控制過(guò)程噴油提前角：指從噴油器噴油開始至活塞運(yùn)行到排氣上止點(diǎn)TDC的時(shí)間內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度。由四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)可知：當(dāng)?shù)?缸活塞運(yùn)行到壓縮上止點(diǎn)TDC時(shí)，第4缸活塞位于排氣上止點(diǎn)TDC位置；當(dāng)?shù)?缸活塞運(yùn)行到壓縮上止點(diǎn)TDC時(shí)，第1缸活塞位于排氣上止點(diǎn)TDC位置?！母装l(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸CIS和曲軸位置CPS傳感器輸出信號(hào)波形分析：1