汽车电子学flms.docx
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1、电控技术术对发动动机性能能的影响响v 减少有害害气体的的排放 降低进气气温度,减减少排放放 准确控制制空燃比比 废气再循循环、二二次空气气喷射、最最佳点火火提前角等控制制v 降低油油耗量 配置稀薄薄混合气气并燃烧烧. 提供在发发动机不不同工况况时所需需要的燃燃料 减速时可可以切断断燃油v 提高发动动机功率率 无进气阻阻力。进进气管道道中没有有狭窄的的喉管,空空气流动阻阻力小,充充气性能能好,体体积效率率增大,输输出功率大大 ,燃料分分配均匀匀.v 提高加速速时的响响应特性性v 在冷却水水温或进进气恶化化条件下下,可以以稳定运运转v 提高低温温起动性性能. 控制系系统根据据发动机机冷却液液温度等
2、等信号修修正进气量和喷喷油量,低低温起动动时增加加燃料.为什么要要点火提提前 从火花塞塞点火到到气缸内内大部分分混合气气燃烧,并并产生很很高的爆爆发力需需要一定定的时间间,虽然然这段时时间很短短,但由由于曲轴轴转速很很高,在在这段时时间内,曲曲轴转过过的角度度还是很很大的。若若在压缩缩上止点点点火,则则混合气气一面燃燃烧,活活塞一面面下移而而使气缸缸容积增增大,这这将导致致燃烧压压力低,发发动机功功率也随随之减小小。因此此要在压压缩接近近上止点点点火,即即点火提提前。把把火花塞塞点火时时,曲轴轴曲拐位位置与活活塞位于于压缩上上止点时时曲轴曲曲拐位置置之间的的夹角称称为点火火提前角角(sppar
3、kk addvannce anggle)电控系统统的基本本组成:信号输输入装置置、电子子控制单单元(EECU)、执执行机构构。电控系统统的类型型:开环控制制系统 PPID控控制系统统 闭环控制制系统 FFUZZZ控制系系统.传感器的的类型及及功用(1)空空气流量量计(MMAF)(2)进进气管绝绝对压力力传感器器(MAAP)(3)节节气门位位置传感感器(TTPS)(4)凸凸轮轴位位置传感感器(CCMPSS)(5)曲曲轴位置置传感器器(CKKPS)(6)进进气温度度传感器器(IAAT)(7)发发动机冷冷却液温温度传感感器(EECT)(8)车车速传感感器(VVSS)(9)氧氧传感器器(O22S)(1
4、0)爆爆震传感感器(KKS)(11)起起动开关关(STTA)(12)空空调开关关(A/C)(13)档档位开关关(14)制制动灯开开关(15)动动力转向向开关(16)巡巡航(定定速)控控制开关关电子控制制单元的的基本功功能 给传感器器提供标标准2VV、5VV、9VV或122V电压压, 接收各各种传感感器和其其他装置置输入的的信息,并并将输入入的信息息转换成成微机所所能接受受的数字字信号。 储存该该车型的的特征参参数和运运算中所所需的有有关数据据信息。 确定计计算输出出指令所所需的程程序,并并根据输输入信号号和相关关程序计计算输出出指令数数值。 将输入信信号和输输出指令令信号与与标准值值进行比比较
5、确定定并储存存故障信信息。 向执行行元件输输出指令令或根据据指令输输出自身身已储存存的信息息(如故故障信息息等) 自我修修正功能能(学习习功能)执行元件件主要有有: 喷油器 点火器器 怠速控制制阀 巡航航控制电电磁阀 节气门门控制电电动机 EEGR阀阀 进气控制制阀 二次次空气喷喷射阀 活性炭罐罐排泄电电磁阀 油泵继继电器 风扇继电电器 空调调压缩机机继电器器 自诊断显显示与报报警装置置 仪仪表显示示器等怠速控制制阀:发动机处处于怠速速工况时时,节气气门关闭闭,发动动机进气气靠怠速速控制阀阀控制的的进气通通道完成成。EGR阀阀(废气气再循环环阀):排气中的的少部分分废气经经EGRR阀进入入进气
6、系系统,与与混合气气混合后后进入气气缸参与与燃烧。少少部分废废气进入入气缸参参与混合合气的燃燃烧,降降低了燃燃烧时气气缸中的的温度,因因NOXX是在高高温富氧氧的条件件下生成成的,故故抑制了了NOXX的生成成,从而而降低了了废气中中的NOOx的含量量。但是是,过度度的废气气参与再再循环,将将会影响响混合气气的着火火、性能能,从而而影响发发动机的的动力性性,特别别是在发发动机怠怠速、低低速、小小负荷及及冷机时时,再循循环的废废气会明明显地影影响发动动机性能能。EGR阀阀(废气气再循环环阀):因此应根根据发动动机结构构、工况况及工作作条件的的变化自自动调整整参与再再循环的的废气量量,并选选择NOO
7、x排放放量多的的发动机机运转范范围,进进行适量量的EGGR控制制。通常常,EGGR的控控制指标标采用EEGR率率表示,其其定义如如下: EGR率率 = EGGR气体体流量/(吸入入空气量量+EGGR气体体流量)1000%电控燃油油油喷射射系统(EElecctriic ffuell innjecctioon,EEFI)是是利用各各种传感感器检测测发动机机的各种种状态,经经ECUU的判断断、计算算,使发发动机在在不同工工况下,均均能获得得合适浓浓度的可可燃混合合气。 电子控控制喷油油系统是是通过空空气流量量计、绝绝对压力力传感器器和发动动机转速速信号来来确定基基本喷油油量(由由喷油时时间决定定),
8、电电子控制制单元根根据各种种传感器器的信号号进行判判断、计计算、修修正控制制喷油器器喷油的的持续时时间,使使发动机机获得该该工况下下运行所所需的最最佳可燃燃混合气气浓度。 燃油喷射射控制系系统是由由传感器器、电子子控制单单元和执执行器组组成。其其核心是是电子控控制单元元。 电子子控制单单元通过过进气歧歧管绝对对压力传传感器或或空气流流量计的的信号计计算进气气量,并并根据进进气量和和发动机机的转速速获得基基本喷油油持续时时间,然然后通过过冷动水水温度、进进气温度度、节气气门开启启角度、电电瓶电压压等各种种工作参参数进行行修正,得得到发动动机在这这一工况况下运行行的最佳佳喷油持持续时间间。 喷油正
9、时时控制就是是喷油器器何时开开始喷油油。 单点喷喷射系统统只有一一只或两两只喷油油器,安安装在节节气门体体上,发发动机一一旦工作作就连续续喷油。 多点燃燃油喷射射系统每每个气缸缸配有一一只喷油油器,安安装在燃燃油分配配管上。根根据燃油油喷射时时序不同同,又分分为同时时喷射、分分组喷射射和顺序序喷射三三种喷射射方式。同时喷射射正时控控制:发发动机工工作时,ECUU根据曲曲轴位置置传感器器和凸轮轮轴位置置传感器器输入的的基准信信号发出出喷油指指令,控控制功率率管导通通与截止止,继而而控制喷喷油器电电磁线圈圈电流的的通断,使各缸缸喷油器器同时喷喷油和停停止喷油油。 曲轴每每转一圈圈,各缸缸喷油器器同
10、时喷喷油一次次,一次次喷油量量为发动动机一次次燃烧需需要燃油油量的11/2,喷油正正时与发发动机工工作循环环无关。优点:控控制电路路和控制制程序简简单,通通用性较较好。缺点:各各缸喷油油时刻不不可能最最佳,已已很少采采用。 分组喷射射正时控控制:将将喷油器器喷油分分组进行行控制,一般将将四缸发发动机分分成二组组,六缸缸发动机机分成三三组,八八缸发动动机分成成四组。 发发动机工工作时,由ECCU控制制各组喷喷油器轮轮流喷油油。发动动机每转转一圈,只只有一组组喷油器器喷油。顺序喷射射正时控控制:EECU根根据凸轮轮轴位置置传感器器信号(GG信号)、曲曲轴位置置传感器器信号(NNe信号号)和发发动机
11、的的作功顺顺序,确确定各缸缸工作位位置。当当确定某某缸活塞塞运行即即至压缩缩行程上上止点前前某一位位置时,EECU输输出喷油油控制信信号,接接通喷油油器电磁磁线圈电电路,该该缸开始始喷油优点:各各缸喷油油时刻均均可设计计在最佳佳时刻。 已已普遍采采用。缺点:控控制电路路和控制制软件较较复杂。1、起动动时的喷喷油量控控制:目目的:发动机工工况不同同,对混混合气浓浓度的要要求也不不相同。为为使发动动机在各各种运行行工况下下,都能能获得最最佳的混混合气浓浓度,以以提高发发动机的的经济性性和降低低排放污污染, 需要对对喷油量量进行控控制。方式:当当喷油器器的结构构和喷油油压差一一定时,喷喷油量的的多少
12、就就取决于于喷油时时间。在在汽油机机电控燃燃油喷射射系统中中,喷油油量的控控制是通通过对喷喷油器喷喷油时间间(喷油油触发脉脉冲宽度度)的控控制来实实现的。在发动机机冷起动动时,EECU不不是以空空气流量量传感器器信号或或进气压压力信号号作为计计算喷油油量的依依据,而而是根据据冷却液液温度传传感器信信号确定定基本喷喷油量,然后根根据进气气温度及及电压修修正。 原原因: 起起动时,发发动机转转速很低低且波动动较大,导导致反映映进气量量的空气气流量信信号或进进气压力力信号误误差较大大。实际喷油油时刻晚晚于ECCU发出出喷油指指令时刻刻,会使使喷油量量不足蓄电池池电压越越低,喷喷油滞后后时间越越长,电
13、电压修 正喷油油时间(TTB)越越长2、起动动后的喷喷油量控控制: 总喷油油量 = 基本本喷油量量 + 喷油修修正量 + 喷喷油增量量 基本喷喷油量由由进气量量传感器器(空气气流量传传感器或或歧管压压力传感感器)和和曲轴位位置传感感器(发发动机转转速传感感器)信信号计算算确定; 喷油修修正量由由与进气气量有关关的进气气温度、大大气压力力、氧传传感器等等传感器器信号和和蓄电池池电压信信号计算算确定;喷油增量量由反映映发动机机工况的的点火开开关信号号、冷却却液温度度和节气气门位置置等传感感器信号号计算确确定(2)喷喷油修正正量的控控制:进气温温度的修修正:目的:进进气温度度变化空气密密度变化化进气
14、量量变化。(体积相相同时,温温度升高高,质量量降低。) 对于于采用进进气压力力传感器器或体积积流量传传感器的的喷射系系统,在在传感器器信号相相同的情情况下,进进入发动动机的空空气质量量将随空空气温度度升高而而减小。为为此,需需要ECCU根据据进气温温度和大大气压力力的信号号,对喷喷油量进进行修正正,使发发动机在在各种运运行条件件下,都都能获得得最佳的的喷油量量。 修正方式式: 当进气气温度高高于200时,EECU将将确定修修正系数数小于11,适当当减少喷喷油量(缩缩短喷油油时间)进进行修正正; 反之,当当进气温温度低于于20时,EECU将将确定修修正系数数大于11,适当当增加喷喷油量(延延长喷
15、油油时间)进进行修正正。 大气压压力的修修正:目的:大大气压力力变化空气密密度变化化进气量量变化。为为此,EECU将将根据大大气压力力传感器器输入的的信号,对对喷油量量(喷油油时间)进进行适当当修正。修正方式式: 当大气气压力低低于1001kPPa时,EECU将将减小修修正系数数,使喷喷油量减减少(缩缩短喷油油时间)进进行修正正,避免免混合气气过浓和和油耗过过高。 反之,当当大气压压力高于于1011kPaa时,EECU将将适当增增加喷油油量(延延长喷油油时间)进进行修正正。空燃比比(AF)的的修正 : 不同工工况时,发发动机空空燃比不不同,发发动机不不同转速速和负荷荷时的最最佳空燃燃比预先先通
16、过台台架试验验测试求求得并存存储在只只读存储储器ROOM中。 发动机机工作时时,ECCU根据据曲轴位位置传感感器、空空气流量量传感器器和节气气门位置置传感器器等信号号,从空空燃比脉脉谱图中中查询出出最佳的的空燃比比修正系系数对空空燃比进进行修正正。空燃比比反馈控控制修正正 (氧氧气含量量修正)目的: 试验证证明:当当混合气气的空燃燃比控制制在理论论空燃比比14.7)附附近时,三三元(HHC、CCO、NNOx)催催化转换换器转换换效率最最高。 如果仅仅仅利用用空气流流量传感感器和发发动机转转速传感感器计算算求得充充气量,那那么很难难将空燃燃比控制制在理论论空燃比比(144.7)附附近。 修正方式
17、式: 许多电电控发动动机都配配装了三三元催化化转换器器和氧传传感器,借借助于安安装在排排气管上上的氧传传感器反反馈的空空燃比信信号,对对喷油脉脉冲宽度度进行反反馈优化化控制,将将空燃比比精确控控制在理理论空燃燃比(114.77)附近近,再利利用三元元催化转转换器将将排气中中的三种种主要有有害成分分HC、CCO、NNOX转转化为无无害成分分。 在下述情情况下, ECUU对空燃燃比不进进行反馈馈控制: 发动机起起动工况况; 发动机起起动后暖暖机工况况(4ss); 发动机大大负荷工工况; 加速工况况; 减速工况况; 氧传感器器温度低低于正常常工作温温度; 氧传感器器输入EECU的的信号电电压持续续1
18、0ss以上时时间保持持不变。电源电电压的修修正 :目的: 喷油器的的电磁线线圈为感感性负载载,其电电流按指指数规律律变化,因因此当喷喷油脉冲冲到来时时,喷油油器阀门门开启和和关闭都都将滞后后一定时时间。 蓄电池池电压的的高低对对喷油器器开启滞滞后时间间影响较较大,电电压越低低,开启启滞后时时间越长长,在控控制脉冲冲占空比比相同的的情况下下,实际际喷油量量就会减减小,为为此必须须进行修修正。修正方式式: 修正喷喷油量时时,ECCU以114V电电压为基基准。 当蓄电电池输入入ECUU的电压压低于 14VV时,EECU将将增大喷喷油脉冲冲的占空空比,即即增大修修正系数数,使喷喷油器的的喷油时时间增长
19、长; 反之,当当蓄电池池电压升升高时,EECU将将减小占占空比,即即减小修修正系数数,使喷喷油时间间缩短。(3)喷喷油增量量的控制制启动后后喷油增增量的修修正 :目的: 发动机机冷车启启动后,由由于低温温混合气气雾化不不良,燃燃油会在在进气管管上沉积积而导致致混合气气变稀,发发动机运运转不稳稳甚至熄熄火。修正方式式: 为此在在启动后后的短时时间内,必必须增加加喷油量量,使混混合气加加浓,保保证发动动机稳定定运转而而不致熄熄火。喷喷油增量量比例的的大小取取决于启启动时发发动机的的温度,并并随启动动后时间间的增长长而逐渐渐减小至至1。 冷却液液温度的的修正: 冷却液液温度的的修正是是指暖机机过程中
20、中冷却液液温度的的修正。 目的: 在冷车起起动结束束后的暖暖机过程程中,发发动机温温度较低低,燃油油雾化较较差,部部分燃油油凝结在在进气管管和气缸缸壁上,会会使混合合气变稀稀,燃烧烧不稳定定。因此此在暖机机过程中中;必须须增加喷喷油量,其其燃油增增量的比比例取决决于冷却却水温度度传感器器。 修正方式式: ECU根根据水温温传感器器信号,通通过加大大喷油脉脉 冲宽度(占占空比)进进行暖车车加浓。随随着发动动机冷 却水温的的升高,喷喷油脉冲冲的占空空比将逐逐渐减小小, 直到发动动机冷却却水温超超过600后才停停止加浓浓,喷 油增量比比例逐渐渐减小至至1。 加速时时喷油增增量的修修正: 目的: 当汽
21、车车加速时时,为了了保证发发动机能能够输出出足够的的扭矩,改改善加速速性能,必必须增大大喷油量量。 修正方式式: 在发动机机运转过过程中,EECU将将根据节节气门位位置传感感器信号号和进气气量传感感器信号号的变化化速率,判判定发动动机是否否处于加加速工况况。 汽车加加速时,节节气门增增大,与与此同时时,空气气流量突突然增大大,歧管管压力突突然增大大,进气气量传感感器信号号突然升升高,EECU接接收到这这些信号号后,立立即发出出增大喷喷油量的的控制指指令,使使混合气气加浓。 燃油增增量比例例大小与与加浓时时间取决决于加速速时发动动机冷却却液的温温度。冷冷却液温温度越低低,燃油油增量比比例越大大,
22、加浓浓持续时时间越长长。三、燃油油停供控控制1、减速速断油控控制:(1)目目的:当汽车在在高速行行驶中突突然松开开油门踏踏板减速速时,发动动机将在在汽车惯惯性力的的作用下下高速旋旋转。由于节气气门已经经关闭,进进入气缸缸的空气气很少,如如不停止喷喷油,混混合气将将会很浓浓而导致致燃烧不不完全,排气气中的有有害气体体成分将将急剧增增加。当条件满满足时,EECU立立即发出出停止喷喷油指令令,控制制喷油器器停止喷喷油。 当喷油油停止、发发动机转转速降低低到燃油油复供转转速或怠怠速触点点断开时时,ECCU 即即发出指指令,控控制喷油油器恢复复供油。 燃油停停供转速速和复供供转速与与冷却液液温度和和发电
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