应用在发动机上的电控系统及工作原理【带图】

一 电控燃油喷射系统EFI

二 电控点火系统ESA

三 进气控制系统

由空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气管、进气室、进气歧管、怠速控制(IAC)阀以及各种传感器、配线、控制气体量及真空度的软管组成

进气系统将一定量的新鲜空气经空气滤清器过滤和空气流量计的测定后，进入发动机进气室，然后经由每缸的进气歧管被吸入发动机燃烧室。流入进气室的空气量由位于节气门体内的节气门开度和发动机转速确定。

四 怠速控制系统ISC

原理：

当发动机怠速运行时，节气门处于全关位置，即进入发动机的空气量不再由节气门进行调节。怠速控制的实质就是通过怠速执行器调节进气量，同时配合喷油量及点火提前角的控制，改变怠速工况燃料消耗所发出的功率，以稳定或改变怠速转速。

系统组成：

由各种传感器、信号控制开关、电控单元ECU、怠速控制阀和节气门旁通空气道等组成。ECU接收各相关传感器所发出的信号，通过分析判别后，对怠速控制阀（ ISCV）发出相应指令，进而控制节气门旁路中的空气流量，使发动机怠速运转总是处于最佳的转速下。

控制方式：

怠速控制的方式包括开环控制和闭环控制两种。一般来说，在起动、暖机、急减速等工况时多采用开环控制，而在稳定怠速工况，多采用闭环控制 。闭环控制的反馈信号为发动机转速信号。在对怠速空气量进行闭环控制时，多采用比例积分微分PID控制方式

五 增压控制系统

涡轮增压的原理

最早的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车上的，这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面，发动机就能够获得更大的功率。

众所周知发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的，由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，因此发动机所产生的功率也会受到限制，如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，从而提高燃烧作功能力。因此在目前的技术条件下，涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。

发动机增压的种类
1、机械增压系统：这个装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里。其优点是涡轮转速和发动机相同，因此没有滞后现象，动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面，因此还是消耗了部分动力，增压出来的效果并不高。
2、气波增压系统：利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统增压性能好、加速性好但是整个装置比较笨重，不太适合安装在体积较小的轿车里面。
3、废气涡轮增压系统：这就是我们平时最常见的涡轮增压装置了，增压器与发动机无任何机械联系，实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与祸轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%—30%。但是废气涡轮增压器技术也有其必须注意的地方，那就是泵轮和涡轮由一根轴相连，也就是转子，发动机排出的废气驱动泵轮，泵轮带动涡轮旋转，涡轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧，所以增压器的工作温度很高，而且增压器在工作时转子的转速非常高，可达到每分钟十几万转，如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承，由机油来进行润滑，还有冷却液为增压器进行冷却。
4、复合增压系统：即废气涡轮增压和机械增压并用，这种装置在大功率柴油机上采用比较多，其发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小，只是结构太复杂，技术含量高，维修保养不容易，因此很难普及。

六 排气控制系统

1）三元催化转化器（TWC），主要安装在汽油车上。

2）曲轴箱强制通风系统（PCV）

3）废气再循环系统（EGR）

4）二次空气喷射，主要用于汽油车

七 自我诊断与报警系统

装有ECU控制系统的汽车发动机，都具有故障自诊断系统。可以用它来对汽车内传动系统、控制系统备个部分工作状态进行自动检查和监测。当汽车出现故障时，装在仪表板上的故障指示灯就会闪亮以警告车主汽车可能出问题了，按一下按钮，故障代码(一般用二位或三位数字代表不同的故障)就在仪表板上显示出来。同时此故障信号将被存入存储器，即使点火开关断开、故障排除、故障指示灯熄灭，故障信号仍将保留在存储器中以供维修人员来判断汽车的故障所在。故障排除后，断开ECU的电源30秒故障码将会被清除(由于备种汽车型号的不同，清除故障码的方法不尽相同)。

八 失效保护系统

简单的说就是在电控系统工作时，微电脑检测到某些传感器 、执行器及其控制电路出现故障时，微电脑将控制发动机按预先内存的程序继续工作或停止工作以保护发动机。失效保护系统依靠ECU内的软件完成其功能。在电控系统工作时，ECU检测到某传感器内，或其控制电路出现故障时，ECU将按设定的标准信号替代故障信号控制发动机继续运转，或停止运转以保护发动机，确保车辆安全，这便是失效保护。;;; 而当发动机ECU内微处理器或少数重要传感器出现故障时，ECU按预存的程序控制燃油喷射系和点火正时，使电控系统维持最基本的控制功能，使发动机维持运转，汽车能维持基本行驶，这就是应急备用功能，它由ECU的备用IC（集成电路）来完成。

失效应急设定的标准信号失效应急设不定期的标准信号如下表

1、冷却液温度信号THW;;;;;;; 当冷却液温度传感器或其电路发生故障时，ECU可能会收到超过正常范围（低于-50℃或高于130℃）的温度信号。;;; 此时，失效保护系统给ECU提供设定的冷却液温度信号，通常按冷却液温度为80 ℃控制发动机工作，防止混合气过浓或过稀。

2、进气温度信号THA;;; 当进气温度传感器或其电路发生故障时，ECU可能会收到超过正常范围（低于-50℃或高于130℃）的温度信号。;;; 此时，失效保护系统给ECU提供设定的进气温度信号，通常按进气温度为20℃控制发动机工作，防止混合气过浓或过稀。

3、节气门位置信号（线性型）;;; 当节气门位置传感器或其电路产生断路或短路故障时，使线性型变为开关型，不能反应节气门位置。;;; 此时，失效保护系统使ECU按设定的节气门位置传感器信号控制发动机工作。失效保护系统中，通常按节气门开度为00或250设定标准的节气门位置传感器信号。

4 、爆震传感器信号;;; 当爆燃传感器或其电路发生故障时，或ECU内爆燃控制系统出现故障时，无论是否产生爆燃，点火提前角都无法由爆燃控制系统进行反馈控制，这将导致发动机无法正常工作。;;; 此时，失效保护系统使ECU将点火提前角固定在一个适当值。

5 、点火确认信号IGF;; 当点火系出现故障或IGT不能触发IGF，ECU未能收到点火确认信号。;; 此时，失效保护系统使ECU立即切断燃油喷射，使发动机停止运转。

6 、凸轮轴位置传感器信号;;; 凸轮轴位置传感器 及其G1、G2信号电路中出现短路或断路时，气缸和曲轴转角不能识别，会导致发动机失速或不能起动。;;; 此时，若ECU仍能收到G信号，失效保护系统使ECU按保留的G信号判别曲轴基准角。若不能收到G信号，则只能利用应急备用系统维持发动机运转。

7 、空气流量计信号;;; 当空气流量计或其电路发生故障，ECU无法按进气量计算基本喷油时间，将引起发动机失速或不能起动。;;; 此时，失效保护系统使ECU根据起动信号和节气门位置传感器信号按固定的喷射时间控制发动机工作。

8 、进气歧管绝对压力传感器 信号;;; 在D型电控燃油喷射系统中，如果进气管绝对压力传感器或其电路发生故障，ECU无法按进气量计算基本喷油时间，将引起发动机失速或不能起动。;;; 此时，失效保护系统使ECU按设定的固定值控制喷油量，或启动应急备用系统维持发动机运转。

九 应急备用系统

当发动机ECU（电控单元）的内部系统（如中央CPU、输入／输出<I/O>接口、存储器）或少数重要的传感器、执行器出现故障，ECU内的控制系统出现瘫痪导致车辆无法行驶时，备用lC便把燃油喷射和点火正时控制在预先设定的范围内工作，作为一种备用功能使汽车能维持基本行驶。