to发动机电 第一章 发动机电控系统述 湖批职业技术学院机工程系
湖北职业技术学院 机电工程系 1 第一章 发动机电控系统概述
1.1电控系统的基本概念 1.1.1自动控制系统概述 自动控制的定乂:自动控制是采用控制装置使被控制对象(如机器设备的运行或 生产过程的进行)自动地按照给定的规律运行,使被控制对象的一个或数个物 理量(如电压、电流、速度、位置、温度、流量等)能够在一定的精度范围内 按照给定的规律变化 2、电子控制系统:釆用电子设备(如计算机)作为自动控制系统的控制装置 3、电子控制系统的基本形式:①开环控制 ②闭环控制 4、开环控制的组成与特点 (1)开环控制的组成 输入量 被控参数 控制器 执行机构 被控对象 (2)开环控制的特点 在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用
1、自动控制的定义:自动控制是采用控制装置使被控制对象(如机器设备的运行或 生产过程的进行)自动地按照给定的规律运行,使被控制对象的一个或数个物 理量(如电压、电流、速度、位置、温度、流量等)能够在一定的精度范围内 按照给定的规律变化。 2、电子控制系统:采用电子设备(如计算机)作为自动控制系统的控制装置。 3、电子控制系统的基本形式: ① 开环控制 ② 闭环控制 4、开环控制的组成与特点 （1）开环控制的组成: 1. 1 电控系统的基本概念 1.1.1 自动控制系统概述 （2）开环控制的特点: 在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用
1.1电控系统的基本概念 1.1.1自动控制系统概述 5、闭环控制的组成与特点 (1)闭环控制的组成 输入量 “物“执机构]一→[拉对象 参数 变换发送单元 测量元件 (2)闭环控制的特点 在控制器与被控对象之间,不仅存在着正向作用,而且存在着反馈作用,即系统 的输出量对控制量有直接影响。 (3)各部分的功能: 测量元件对被控对象的被控参数进行测量;变换发送单元将被测参数变成电压 (或电流)信号,并反馈给控制器;控制器将反馈回来的信号与给定值进行比较
5、闭环控制的组成与特点: （1）闭环控制的组成 1. 1 电控系统的基本概念 1.1.1 自动控制系统概述 （2）闭环控制的特点: 在控制器与被控对象之间,不仅存在着正向作用,而且存在着反馈作用,即系统 的输出量对控制量有直接影响。 （3）各部分的功能: 测量元件对被控对象的被控参数进行测量;变换发送单元将被测参数变成电压 (或电流)信号,并反馈给控制器;控制器将反馈回来的信号与给定值进行比较。 输入量 变换发送单元 测量元件 控制器 执行机构 被控对象 被控参数
1.1电控系统的基本概念 1.1.2微机闭环控制 1、微机控制系统的组成 如果把闭环控制中的控制器用微机来代替,就组成了微杋控制系统 2、微机控制系统的控制过程 ①数据采集:对被控参数的瞬时值进行检测,并输送给计算机 ②控制:对釆集到的表征被控参数的状态量进行分析,并按已定的控制规律确定 控制过程,适时地对执行机构发出控制信号。 ③上述过程不断重复,使整个系统能够按照一定的控制指标进行工作,并对被控 参数和设备本身出现的异常状态及时监督、迅速处理。 现代发动机电控系统属于微机控制系统,早期采用开环控制,现在大部分采用 闭环控制
1、微机控制系统的组成 如果把闭环控制中的控制器用微机来代替,就组成了微机控制系统。 2、微机控制系统的控制过程 ①数据采集：对被控参数的瞬时值进行检测,并输送给计算机 ②控制: 对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律确定 控制过程，适时地对执行机构发出控制信号。 ③上述过程不断重复，使整个系统能够按照一定的控制指标进行工作，并对被控 参数和设备本身出现的异常状态及时监督、迅速处理。 现代发动机电控系统属于微机控制系统,早期采用开环控制,现在大部分采用 闭环控制。 1. 1 电控系统的基本概念 1.1.2 微机闭环控制
1.2发动机电控系统的发展过程 1.2.1发动机电控技术发展 汽车电子技术发展始于20世纪60年代,分为三个阶段。目前发动机上常用的 电控系统有:电控燃油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系统、排放控制系统、 增压控制系统、警告提示系统、自我诊断与报警系统、失效保护系统和应急备用 系统。 1.2.2现代汽车电子控制系统的发展趋势 1、单独控制:早期的汽车电控系统多采用一个ECU控制汽车的某一个系统,如果有 多个系统就要采用多个ECU控制。 2、集中控制系统:利用微处理器使控制功能集中化,将多种控制功能集中到一个 ECU上,就可以不必设置多个传感器和ECU。现代汽车都采用集中控制系统
汽车电子技术发展始于20世纪60年代，分为三个阶段。目前发动机上常用的 电控系统有：电控燃油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系统、排放控制系统、 增压控制系统、警告提示系统、自我诊断与报警系统、失效保护系统和应急备用 系统。 1. 2 发动机电控系统的发展过程 1.2.1 发动机电控技术发展 1.2.2 现代汽车电子控制系统的发展趋势 1、单独控制:早期的汽车电控系统多采用一个ECU控制汽车的某一个系统,如果有 多个系统就要采用多个ECU控制。 2、集中控制系统:利用微处理器使控制功能集中化,将多种控制功能集中到一个 ECU上,就可以不必设置多个传感器和ECU。现代汽车都采用集中控制系统
1.3发动机电控系统的功能 1.3.1电控燃油喷射(EFI)系统 巸CU主要根据进气量确定基本的喷油量,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)信号对喷油量进行修正,使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的 混合气。电控燃油喷射主要包括喷油量、喷射正时、燃油停供和燃油泵的控制。 1.3.2电控点火装置(ESA) ESA的功能是点火提前角控制。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。 1.33怠速控制系统 发动机辅助控制系统 1.34排放控制系统 对发动机控制装置的工作实行电子控制
ECU主要根据进气量确定基本的喷油量，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）信号对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的 混合气。电控燃油喷射主要包括喷油量、喷射正时、燃油停供和燃油泵的控制。 1.3.2 电控点火装置(ESA) ESA的功能是点火提前角控制。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。 1.3.3 怠速控制系统 发动机辅助控制系统。 1.3.4 排放控制系统 对发动机控制装置的工作实行电子控制。 1. 3 发动机电控系统的功能 1.3.1 电控燃油喷射(EFI)系统
1.3发动机电控系统的功能 1.3.5进气控制系统 1.3.6增压控制系统 3.7巡航控制系统 1.3.8警告系统 1.3.9自诊断与报警系统 1.3.10失效保护系统 1.3.应急备用系统
1.3.6 增压控制系统 1.3.7 巡航控制系统 1.3.8 警告系统 1.3.9 自诊断与报警系统 1.3.10 失效保护系统 1.3.11 应急备用系统 1. 3 发动机电控系统的功能 1.3.5 进气控制系统
1.4发动机电控系统的基本组成及工作原理 1.4.1电控系统的基本组成与类型 1、组成 信号输入装置 电子控制单元 执行元件 各种传感器 有三部分组成 信号输入装置——各种传感器,采集控制系统的信号,并转换成电信号输送给ECU 电子控制单元—ECU,给各传感器提供参考电压,接受传感器信号,进行存储、计 算和分析处理后执行器发出指令 执行元件——由ECU控制,执行某项控制功能的装置。 2、类型 开环控制——ECU根据传感器的信号对执行器进行控制,而控制的结果是否达到预 期目标对其控制过程没有影响。 闭环控制——也叫反馈控制,在开环的基础上,它对控制结果进行检测,并反馈给 ECU,进行原先的控制修正
1、组成 1. 4 发动机电控系统的基本组成及工作原理 1.4.1 电控系统的基本组成与类型 有三部分组成： - 信号输入装置——各种传感器，采集控制系统的信号，并转换成电信号输送给ECU。 - 电子控制单元——ECU，给各传感器提供参考电压，接受传感器信号，进行存储、计 算和分析处理后执行器发出指令。 - 执行元件——由ECU控制，执行某项控制功能的装置。 2、类型 - 开环控制——ECU根据传感器的信号对执行器进行控制，而控制的结果是否达到预 期目标对其控制过程没有影响。 - 闭环控制——也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，并反馈给 ECU， 进行原先的控制修正
1.4发动机电控系统的基本组成及工作原理 1.4.2信号输入装置及输入信号 1、空气流量计(MAF):测量发动机吸入空气量,并将信号输入ECU,作为燃油喷射和点火控 制的主控制信号。 2、进气(歧管绝对)压力传感器(MAP):测量进气管压力,并将信号输入ECU,作为燃油喷射 和点火控制的主控制信号。 3、发动机转速与曲轴位置传感器:检测曲轴位置信号和曲轴转角信号,并输入ECU,作为燃 油喷射和点火控制的主控制信号。 4、凸轮轴位置传感器:也叫同步信号传感器,是一个气缸判别定位装置,是点火控制的主控 制信号 5、上止点位置传感器:向ECU提供1缸上止点位置信号,作为点火控制的主控制信号 6、缸序判别传感器:向ECU提供各缸工作顺序,作为点火控制的主控制信号。 7、冷却液温度传感器:给ECU提供冷却液温度信号,作为燃油喷射和点火控制的修正信号。 8、进气温度传感器:检测进气温度信号(修正信号)
1、空气流量计（MAF）:测量发动机吸入空气量，并将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控 制的主控制信号。 2、进气(歧管绝对)压力传感器（MAP）：测量进气管压力，并将信号输入ECU，作为燃油喷射 和点火控制的主控制信号。 3、发动机转速与曲轴位置传感器：检测曲轴位置信号和曲轴转角信号，并输入ECU，作为燃 油喷射和点火控制的主控制信号。 4、凸轮轴位置传感器：也叫同步信号传感器，是一个气缸判别定位装置，是点火控制的主控 制信号。 5、上止点位置传感器：向ECU提供1缸上止点位置信号，作为点火控制的主控制信号。 6、缸序判别传感器：向ECU提供各缸工作顺序，作为点火控制的主控制信号。 7、冷却液温度传感器:给ECU提供冷却液温度信号，作为燃油喷射和点火控制的修正信号。 8、进气温度传感器：检测进气温度信号（修正信号）。 1. 4 发动机电控系统的基本组成及工作原理 1.4.2 信号输入装置及输入信号
1.4发动机电控系统的基本组成及工作原理 1.4.2信号输入装置及输入信号 9、节气门位置传感器:检测节气门的开度及开度变化,信号输入ECU 10、氧传感器:检测排气中的氧含量,向ECU输入反馈信号。 l1、爆震传感器:检测汽油杋是否爆燃及爆燃强度 12、大气压力传感器:检测大气压力,修正喷油和点火控制。 13、车速传感器:控制发动机转速,实现超速断油控制,也是自动变速器的主控制信号。 14、起动信号:发动机起动时,给ECU提供一个起动信号。作为喷油量和点火提前角的修正信 号。 15、发电机负荷信号:发电机负荷增大时,作为喷油量和点火提前角的修正信号 16、空调作用信号:当空调开关打开,空调压缩机工作,发动机负荷加大时,由空调开关向 ECU输入信号 17、挡位开关信号和空挡位置开关信号:自动变速器由P八N挡挂入其他档时,发动机负荷增加, 向ECU输入信号。当挂入P/N挡时向ECU提供P∧N挡信号才能启动发动机
9、节气门位置传感器：检测节气门的开度及开度变化，信号输入ECU。 10、氧传感器：检测排气中的氧含量，向ECU输入反馈信号。 11、爆震传感器：检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。 12、大气压力传感器：检测大气压力，修正喷油和点火控制。 13、车速传感器：控制发动机转速，实现超速断油控制，也是自动变速器的主控制信号。 14、起动信号：发动机起动时，给ECU提供一个起动信号。作为喷油量和点火提前角的修正信 号。 15、发电机负荷信号：发电机负荷增大时,作为喷油量和点火提前角的修正信号。 16、空调作用信号：当空调开关打开，空调压缩机工作，发动机负荷加大时，由空调开关向 ECU输入信号。 17、挡位开关信号和空挡位置开关信号：自动变速器由P/N挡挂入其他档时，发动机负荷增加, 向ECU输入信号。当挂入P/N挡时向ECU提供P/N挡信号才能启动发动机。 1. 4 发动机电控系统的基本组成及工作原理 1.4.2 信号输入装置及输入信号