《汽車電子控制技術》電子教案.doc

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《汽車電子控制技術》課程 教案 學院 職業(yè)技術學院 專業(yè) 汽車維修工程教育 教師 王忠良 河北師范大學 職業(yè)技術學院機械系 章節(jié) 第一章汽車電子控制技術概論 日期 重點 汽車電子控制系統(tǒng)的分類 難點 汽車電子控制系統(tǒng)的組成 第一節(jié) 電子技術在汽車上的應用 汽車是由發(fā)動機、底盤、車身和電氣設備四部分組成。 汽車電氣設備包括汽車電器系統(tǒng)與汽車電子控制系統(tǒng)兩部分。 汽車電子控制系統(tǒng)由傳感器、電器開關、電子控制單元和執(zhí)行器等組成，包括發(fā)動機電子控制系統(tǒng)、底盤電子控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)。電子控制技術最早應用在發(fā)動機上，汽油機電子控制技術成為電子技術應在汽車上的主要標志。 第二節(jié) 汽車電子控制技術的發(fā)展 汽車電子控制技術發(fā)展的根本原因有兩個方面：一是電子技術水平不斷提高，這是汽車電子控制技術發(fā)展的基礎；二是全球能源緊缺、環(huán)境保護和交通安全問題，促使汽車油耗法規(guī)、排放法規(guī)的不斷提高。汽車油耗法規(guī)和排放法規(guī)促進了汽車發(fā)動機電子控制技術的發(fā)展，汽車安全法規(guī)促進了汽車底盤和車身電子控制技術的發(fā)展。 一、汽車電子控制技術發(fā)展歷程 （一）發(fā)動機機電子控制技術的發(fā)展 汽油機電子控制技術的發(fā)展歷程是伴隨著汽油機燃油供給技術的發(fā)展而來的。為適應降低汽油機燃油消耗和有害物排放量的要求，汽油機燃油供給技術經(jīng)歷了從機械控制汽油噴射到現(xiàn)在的發(fā)動機集中管理系統(tǒng)，以及目前正在迅猛發(fā)展的缸內(nèi)直噴技術。 1934年，德國懷特（Wright）兄弟發(fā)明了向發(fā)動機進氣管內(nèi)連續(xù)噴射汽油來配制混合氣的技術，并研制成功第一架采用燃油噴射式發(fā)動機的軍用戰(zhàn)斗機。 1952年，德國Bosch公司研制成功了第一臺機械控制缸內(nèi)噴射汽油機，并成功地安裝在戴姆勒—奔馳（Daimler—Benz）300 L型賽車上。 1958年，Bosch公司研制成功了機械控制進氣管噴射汽油機，并成功地安裝在梅賽德斯—奔馳（Mercedes—Benz）220S型轎車上。 從20世紀50年代開始，美國、歐洲和日本先后頒布了對汽車有害排放進行限制的各種法規(guī)，70年代的能源危機導致了對汽車燃油消耗進行限制的法規(guī)。這些法規(guī)的頒布，推動了以環(huán)保和節(jié)能為主要目標的電子控制汽油噴射技術的發(fā)展，同時也加快了汽車電子控制技術發(fā)展的進程。 1953年美國本迪克斯公司（Bendix）開始研制由真空管電子控制系統(tǒng)控制的汽油噴射裝置，并在1957年研制成功。該系統(tǒng)根據(jù)進氣壓力，由設在各個節(jié)氣門前的噴油器與進氣行程同步噴油，遺憾的是該專利技術并未被推廣應用。 1967年，德國博世（Bosch）公司根據(jù)美國本迪克斯公司的專利技術，開始批量生產(chǎn)利用進氣歧管絕對壓力信號和模擬式計算機來控制發(fā)動機空燃比A/F的D型燃油噴射系統(tǒng)（D-Jetronic），裝備在德國大眾（Voldswagen）汽車公司生產(chǎn)的VW-1600型和奔馳280SE型轎車上，率先達到了當時美國加利福尼亞州的排放法規(guī)要求，開創(chuàng)了汽油發(fā)動機電子控制燃油噴射技術的新時代。D型燃油噴射系統(tǒng)是用電子電路控制噴油器閥門的開啟時刻與開啟時間。 1973年，德國Bosch公司在D型燃油噴射系統(tǒng)（D-Jetronic）的基礎上，改進發(fā)展成為L型燃油噴射系統(tǒng)（L-Jetronic）。L型噴射系統(tǒng)利用了翼片式空氣流量傳感器直接測量進氣管內(nèi)進入發(fā)動機的空氣的體積流量，與利用進氣歧管絕對壓力來間接測量進氣量的D型噴射系統(tǒng)相比，檢測精度和控制精度大大提高。 在電控汽油噴射系統(tǒng)開發(fā)和不斷完善的過程中，汽油機電控點火系統(tǒng)的研究開發(fā)也取得了重大進展。1973~1974年，美國通用（General）汽車公司生產(chǎn)的汽車裝上了集成電路IC點火控制器，次年高能點火裝置HIC點火控制器投入實際應用。 1976年，美國克萊斯勒（Chrysler）汽車公司研制成功微機控制點火系統(tǒng)，取名為“電子式稀混合氣燃燒系統(tǒng)ELBS”。該系統(tǒng)由模擬計算機對點火進行控制，根據(jù)大氣壓力、進氣溫度、發(fā)動機冷卻液溫度、發(fā)動機負荷與轉速等信號計算出最佳點火時刻，控制200多個參數(shù)，對實際點火提前角進行最佳控制。 1977年，美國通用汽車公司研制成功了數(shù)字式點火控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由中央處理器（CPU）、存儲器（RAM，ROM）和模／數(shù)（A／D）轉換器等組成，是一種真正的計算機控制系統(tǒng)。1978年，美國通用汽車公司研制成功了同時具有控制點火時刻控制、空燃比反饋控制、廢氣再循環(huán)控制、怠速轉速控制、故障自診斷和帶故障運行控制功能的電子控制系統(tǒng)。 1979年，德國Bosch公司在L-Jetronic系統(tǒng)的基礎上，將電控點火系統(tǒng)和電控燃油噴射系統(tǒng)組合在一起，采用數(shù)字計算機進行控制，開發(fā)出了M—Motronic系統(tǒng)，即發(fā)動機集中管理系統(tǒng)。 1979年，日本日產(chǎn)（Nissan）汽車公司研制成功了集點火時刻控制、空燃比控制、廢氣再循環(huán)控制和怠速轉速控制與一體的發(fā)動機集中控制系統(tǒng)ECCS，該系統(tǒng)具有自診斷功能，裝備在公子Cedric牌和光榮Gloria牌轎車上。 1980年，日本豐田（TOYOTA）公司開發(fā)出了具有汽油噴射控制、點火控制、怠速轉速和故障自診斷功能的豐田計算機控制系統(tǒng)TCCS。同年，三菱MITSUBISHI汽車公司研制成功了采用卡爾曼渦流式空氣流星傳感器的電子控制燃油噴射系統(tǒng)ECI。 1981年，Bosch公司在L-Jetronic系統(tǒng)基礎上，開發(fā)出了LH-Jetronic系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用新穎的熱線式空氣流量傳感器，能直接測出進入發(fā)動機空氣的質量流量。1987~1989年，Bosch公司又相繼開發(fā)出了用于中小型乘用車的電控單點汽油噴射系統(tǒng)，即Mono-Jetronic系統(tǒng)和Mono-Motronic系統(tǒng)。 20世紀90年代，為了滿足更加嚴格的排放指標和根據(jù)“京都議定書”確定的分階段降低汽車CO排放量的要求，世界各主要汽車公司除了逐步增加發(fā)動機集中管理系統(tǒng)的控制功能，以滿足當時排放法規(guī)的要求外，還加大了能滿足未來法規(guī)要求的其他技術開發(fā)力度，尤其是缸內(nèi)直噴技術。1995年，日本三菱（MITSUBISHl）汽車公司公布了電控缸內(nèi)直噴汽油機（即GDI系統(tǒng)），采用汽油缸內(nèi)直噴技術，可以實現(xiàn)汽油機的分層稀薄燃燒。然而由于當時技術并不成熟，因此也造成該系統(tǒng)的低速NOx排量相當驚人，而隨即被許多注重環(huán)保的國家拒于門外。2001年，Volkswagen/Audi集團研制出獨有的FSI（Fuel?Stratified?Injection）缸內(nèi)直噴系統(tǒng)。另外，還有凱迪拉克的SIDI雙模直噴發(fā)動機、奔馳的CGI直噴發(fā)動機、馬自達的DISI直噴系統(tǒng)等。在此期間，Bosch公司也開發(fā)成功了具有節(jié)氣門控制功能的ME-Motronic系統(tǒng)和采用缸內(nèi)直噴技術的MED-Motronic系統(tǒng)。 我國在轎車汽油機電子控制技術應用方面起步較晚，1994年上海大眾推出采用D-Jetronic電控汽油噴射系統(tǒng)的桑塔納2000型轎車。2000年，我國政府規(guī)定：5人座以下的化油器式發(fā)動機汽車自2001年1月1日起停止生產(chǎn)，電控燃油噴射發(fā)動機得到快速發(fā)展。 （二）電子控制防抱死制動技術的發(fā)展 汽車防抱死制動系統(tǒng)（ABS）是汽車上的一種主動安全裝置，其作用是在汽車制動時，防止車輪抱死在路面上滑拖，以提高汽車制動過程中的方向穩(wěn)定性、轉向控制能力和縮短制動距離。 早在20世紀30年代，制動防滑裝置就運用在鐵路機車的制動中，防止車輪抱死后在鋼軌上滑行造成局部摩擦。 1920年，英國人霍納摩爾研制成功了ABS技術，并于1932年申請了第一個防滑專利。 1947年，在美國飛機上開始采用ABS，并很快成為飛機上的標準裝備。 1954年，美國福特（Ford）公司率先在林肯（Lincoln）轎車上采用ABS技術。 1958年，杜爾（Dunlop）輪胎公司研制成功四輪兩通道低選控制式Maxa-ret ABS，并安裝在載貨汽車上。 1960年，哈理·福格森·雷斯（Harry Ferguson Reserch）公司將Maxa-ret ABS改造成四通道控制式ABS，并于1966年安裝在野馬V-8型汽車上，使汽車制動性能大幅度提高。 1970年，羅伯特·博世（Robert Bosch）公司開始研發(fā)ABS。到目前博世公司一直進行ABS的研發(fā)，是世界上最大的ABS生產(chǎn)公司。 1975年，美國聯(lián)邦機動車安全標準對重型載貨汽車和客車配備ABS提出了要求。 1978年，梅賽德斯-奔馳（Mercedes-Benz）和寶馬（BMW）汽車公司首次在450SEL等轎車的部分產(chǎn)品中安裝由博世公司生產(chǎn)的ABS-Ⅱ系統(tǒng)。ABS-Ⅱ系統(tǒng)采用數(shù)字計算機和電磁閥，其控制頻率達到每秒10次以上，能夠明顯提高汽車的制動性能。 1985年，博世公司對ABS-Ⅱ系統(tǒng)進行了結構簡化和系統(tǒng)優(yōu)化，研制出了經(jīng)濟型防抱死制動系統(tǒng)ABS-ⅡE系統(tǒng)；1990年，德爾科（Delco）公司開發(fā)出更為經(jīng)濟的四輪防抱死制動系統(tǒng)ABS-Ⅵ系統(tǒng)。 進人90年代后， ABS的裝車率大幅度提高，加之法規(guī)的推動作用，ABS已成為汽車上標準裝備或選擇裝備。 除博世公司外，生產(chǎn)ABS的公司還有德國的瓦布克（WABCO）公司和戴維斯（TEVES）公司、美國的德爾科（Delco）公司和本迪克斯（Bendix）公司。 我國對ABS的研究始于80年代初，上海汽車制動系統(tǒng)有限公司引進并合資生產(chǎn)的ABS產(chǎn)品已于1997年2月投產(chǎn)。吉林大學、重慶公路研究所等單位也一直從事ABS的研制工作。 （三）電子控制自動變速器技術的發(fā)展 自動變速器是在機械式變速器、液力變矩器和電子控制技術的基礎上發(fā)展而成的。 19世紀初在歐洲發(fā)明了液力傳動技術，并應用在船舶上。1930年，液力變矩器應用在公共汽車上。 1938年，美國通用（General）公司研制了將行星齒輪變速器與液力耦合器結合在一起的液力自動變速器，這是現(xiàn)代轎車自動變速器的雛形。1939年安裝在通用公司生產(chǎn)的奧茲莫比爾（Oldsmobile）轎車上。 1942年，美國通用公司研制的自動變速器上采用了雙導輪、可閉鎖的綜合式變矩器。 1969年，雷諾（Renault）汽車裝備了采用電子計算機控制的液力自動變速器，標志著電子控制自動變速器的出現(xiàn)。 1978年，美國克萊斯勒（Chrysler）公司生產(chǎn)了帶鎖止式液力變矩器的自動變速器。 自1981年起，美國、日本一些汽車公司相繼開發(fā)出各種采用微處理機的微機控制自動變速系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動變速器的智能控制。 1983年，德國博世（Bosch）公司研制成功發(fā)動機和自動變速器共用的電子控制單元，實現(xiàn)了對動力總成的聯(lián)合控制。 自20世紀80年代后期開始，豐田（TOYOTA）等汽車公司開發(fā)了AT智能控制系統(tǒng)，如豐田汽車公司的ECT-I（intelligent electronic system）。 電子控制自動變速器也存在結構復雜、零件精度要求高、制造難度大，傳動效率低等缺點。 近年來，機械式自動變速器（AMT）、無級自動變速器（CVT）也得到快速發(fā)展。和液力自動變速器相比，機械式自動變速器具有更高的傳動效率，無級自動變速器可以實現(xiàn)傳動比的連續(xù)改變，從而實現(xiàn)傳動系與發(fā)動機工況的最佳匹配。 二、汽車電子控制技術發(fā)展趨勢 汽車采用車載局域網(wǎng)LAN技術是汽車電子控制技術發(fā)展的必然趨勢。 第三節(jié) 汽車電子控制系統(tǒng)的分類 一、按控制對象分類 分為： （1）發(fā)動機電子控制系統(tǒng) （2）底盤電子控制系統(tǒng) （3）車身電子控制系統(tǒng) 二、按控制目標分類 分為（見表1-5）： （1）動力性控制系統(tǒng) （2）經(jīng)濟性控制系統(tǒng) （3）排放性控制系統(tǒng) （4）安全性控制系統(tǒng) （5）舒適性控制系統(tǒng) （6）操縱性控制系統(tǒng) （7）通過性控制系統(tǒng) 第四節(jié) 汽車電子控制系統(tǒng)的組成 一、汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成 但就總體結構而言，發(fā)動機電子控制系統(tǒng)都是由傳感器、電子控制單元（Electronic Control Unit，簡稱ECU）和執(zhí)行器3部分組成。 （一）傳感器 傳感器是將各種非電量（物理量、化學量、生物量等）按一定規(guī)律轉換成便于傳輸和處理的另一種物理量（一般為電量）的裝置。 （二）電子控制單元 電子控制單元是以單片微型計算機（即單片機）為核心所組成的電子控制裝置，具有強大的數(shù)學運算、邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理等功能。電子控制單元的主要任務是：向各種傳感器提供它們所需的基準電壓；接收傳感器或其他裝置輸入的信號，并將它們轉換為微機能夠處理的數(shù)字脈沖信號；儲存輸入的信息，運用內(nèi)部已有的程序對輸入信息進行運算分析，輸出執(zhí)行命令；根據(jù)發(fā)動機性能的變化，自動修正預置的標準值；將輸入信息與設定的標準值進行比較，如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，確定故障位置，并把故障信息儲存在存儲器中。 （三）執(zhí)行器 執(zhí)行器又稱執(zhí)行元件，是電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構。執(zhí)行器的功能是接受電控單元發(fā)出的指令，完成具體的執(zhí)行動作。 二、汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的組成 圖1-5所示為桑塔納2000GSi、3000型轎車采用的莫特朗尼克（Motronic）M3.8.2型發(fā)動機電子控制系統(tǒng)。圖1-6所示為該電子控制系統(tǒng)的組成，圖1-7所示為該電子控制系統(tǒng)各組成部件的安裝位置。 （一）傳感器與開關信號 1. 傳感器 傳感器有空氣流量傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、怠速節(jié)氣門位置傳感器和節(jié)氣門位置傳感器（兩只傳感器與節(jié)氣門控制組件J338制作成一體）、冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、氧傳感器、爆震傳感器和車速傳感器。節(jié)氣門控制組件J338又稱為節(jié)流閥體，由怠速節(jié)氣門位置傳感器G88、節(jié)氣門位置傳感器G69、怠速控制電機V60和怠速控制閥F60組成。怠速節(jié)氣門位置傳感器G88安裝在節(jié)流閥體內(nèi)并與怠速電機V60連接在一起；節(jié)氣門位置傳感器G69安裝在節(jié)氣門軸上。兩只節(jié)氣門位置傳感器的功用都是檢測節(jié)氣門開度信號并輸入電控單元J220。在M3.8.2型發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中，發(fā)動機怠速時的進氣量采用了直接控制節(jié)氣門開度的方式進行控制，所以發(fā)動機在怠速范圍內(nèi)工作時，電控單元J220將根據(jù)怠速節(jié)氣門位置傳感器G88提供的信號調(diào)節(jié)怠速時的節(jié)氣門開度；當發(fā)動機在怠速以外的工況時，電控單元J220將根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器G69提供的信號進行控制。 2. 開關信號 開關信號有以下幾種： ①點火開關信號IGN。當點火開關處于“點火（IG）”擋位時，向電控單元輸入一個高電平信號。 ②起動開關信號STA。當點火開關處于“起動（ST）”擋位時，向電控單元輸入一個高電平信號。 ③空調(diào)開關信號A/C。當空調(diào)開關接通時，向電控單元提供提供接通空調(diào)系統(tǒng)的信號。 ④電源電壓信號UBAT。向電控單元提供蓄電池端電壓信號。 ⑤空擋安全開關信號NSW，在裝備自動變速器的汽車上，用于檢測自動變速器的檔位選擇開關是否處于空擋位置。 （二）執(zhí)行器 執(zhí)行器有電動燃油泵、電磁噴油器、怠速控制電動機（在節(jié)氣門控制組件J338內(nèi)），活性炭罐電磁閥、點火控制器和點火線圈。 章節(jié) 第二章 汽車發(fā)動機燃油噴射技術 日期 重點 燃油噴射電子控制系統(tǒng)的結構原理 難點 燃油噴射電子控制系統(tǒng)的控制過程 第一節(jié) 汽車發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)的組成 汽車發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)的組成主要由空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和燃油噴射電子控制系統(tǒng)三個子系統(tǒng)組成。 一、空氣供給系統(tǒng) 功能：向發(fā)動機提供混合氣燃燒所需的空氣，并測量出進入氣缸的空氣量。 分類：旁通式和直供式 供氣系統(tǒng)的結構特點：進氣道長且設有動力腔（諧振腔）。利用空氣動力效應?？諝鈩恿π饬鲬T性效應與氣流壓力波動效應。 可變進氣系統(tǒng)：高轉速、大負荷時配用粗而短的進氣歧管，中低轉速和中、小負荷時配用細而長的進氣歧管。 二、燃油供給系統(tǒng) 功能：向發(fā)動機提供混合氣燃燒所需的燃油。 三、電子控制系統(tǒng) 組成：傳感器與控制開關、ECU和執(zhí)行器 第二節(jié) 汽車發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)的分類 一、按噴射系統(tǒng)的控制方式分類 按汽油噴射系統(tǒng)的控制方式不同，汽油機燃油噴射系統(tǒng)可分成機械控制式汽油噴射系統(tǒng)、機電結合式汽油噴射系統(tǒng)和電子控制式汽油噴射系統(tǒng)。 1．機械控制式汽油噴射系統(tǒng) 機械控制式汽油噴射系統(tǒng)是指利用機械機構實現(xiàn)燃油連續(xù)噴射的汽油噴射系統(tǒng)。機械控制式汽油噴射系統(tǒng)，也稱K-Jetronic系統(tǒng)，1967年由德國Bosch公司推出。 2．機電結合式汽油噴射系統(tǒng) 機電結合式汽油噴射系統(tǒng)是指由機械機構與電子控制裝置結合實現(xiàn)燃油噴射的汽油噴射系統(tǒng)。機電結合式汽油噴射系統(tǒng)也稱KE-Jetronic系統(tǒng)，它是K-Jetronic系統(tǒng)的改進型，德國Bosch公司于1982年推向市場。 3．電子控制式汽油噴射系統(tǒng) 電子控制式汽油噴射系統(tǒng)是指由電控單元直接控制燃油噴射的系統(tǒng)。現(xiàn)代電噴汽油機已全部采用電子控制式汽油噴射系統(tǒng)，但汽油機電控系統(tǒng)發(fā)展的初期，都是僅具有單一電控汽油噴射控制功能，現(xiàn)已全部被發(fā)動機集中管理系統(tǒng)所代替。 二、按噴油器的噴射部位分類 按噴油器噴射燃油的部位不同，汽油機燃油噴射系統(tǒng)可分為進氣管噴射系統(tǒng)和缸內(nèi)噴射系統(tǒng)兩種類型。其中進氣管噴射又可分為單點噴射（SPI、TBI或CFI）和多點噴射（MPI）兩種類型，多點噴射又可分為壓力型（即D型）和流量型（即L型）多點噴射系統(tǒng)兩種類型。 1．缸內(nèi)噴射系統(tǒng) 缸內(nèi)噴射系統(tǒng)又稱為缸內(nèi)直接噴射系統(tǒng)，其主要特點是：噴油器安裝在汽缸蓋上，噴油器以較高的燃油壓力（約3~4MPa）把汽油直接噴入發(fā)動機汽缸內(nèi)，并與空氣混合形成可燃混合氣。 “缸外混合”的缺點是顯而易見的，進入燃燒室的混合氣只能夠通過氣門的開、閉來被動控制，對發(fā)動機工況變化的適應性差。 采用缸內(nèi)噴射方式，能夠根據(jù)發(fā)動機工況隨時調(diào)整空燃比，根據(jù)發(fā)動機工況采取不同的噴油方式，通過合理組織缸內(nèi)的氣體流動可以實現(xiàn)分層稀薄燃燒，有利于進一步降低發(fā)動機有害物排放和燃油消耗量。 例如奧迪（大眾）FSI技術便采用了兩種不同的注油模式，即分層注油和均勻注油模式。發(fā)動機低速或中速運轉時采用分層注油模式。此時節(jié)氣門為半開狀態(tài)，空氣由進氣管進入汽缸，由于活塞頂部制作成特殊的形狀，進入汽缸的空氣在活塞頂部火花塞附近形成渦流。當壓縮過程接近尾聲時，少量的燃油由噴油器噴出，形成可燃混合氣。此時在火花塞周圍的混合氣濃度較高，而燃燒室的其他地方則濃度較低，實現(xiàn)了分層燃燒。分層注油方式可以充分提高發(fā)動機的經(jīng)濟性。當節(jié)氣門完全開啟、發(fā)動機高速運轉時，采用均勻注油模式。此時，大量空氣高速進入汽缸形成較強渦流并與汽油均勻混合，從而促進燃油充分燃燒，實現(xiàn)了均勻燃燒，提高了發(fā)動機的動力輸出。這樣，ECU根據(jù)發(fā)動機工況改變注油模式，始終保持最適宜的供油方式，使燃油得到充分利用，提高了燃油經(jīng)濟性和發(fā)動機動力性，降低了污染物排放。 但是采用缸內(nèi)噴射方式，為了布置噴油器，汽缸蓋要重新設計，同時也增加了汽缸蓋結構的復雜性，使制造成本增加。另外，采用缸內(nèi)噴射方式，需要能耐高溫、耐高壓，動態(tài)響應速度快，可靠、壽命長的噴油器。 目前，大眾（VAG）、寶馬（BMW）、奔馳（Mercedes-Benz）、通用（GM）以及豐田（Toyota Lexus）等公司已經(jīng)開始使用缸內(nèi)噴射系統(tǒng)。 2．進氣管噴射系統(tǒng) 進氣管噴射系統(tǒng)（也稱缸外噴射）的特點是：噴油器安裝在進氣總管或者進氣歧管上，噴油器把汽油噴入進氣總管或者進氣歧管，噴入的汽油在進氣管中與空氣混合形成可燃混合氣，在進氣行程被吸入汽缸。采用進氣管噴射方式時，噴油器不與高溫高壓的燃氣接觸，并且發(fā)動機改動很小。 對于進氣管噴射系統(tǒng)，按噴油器的安裝部位不同，又分為單點噴射系統(tǒng)和多點噴射系統(tǒng)。 （1）單點噴射系統(tǒng) 單點噴射系統(tǒng)（Single Point Fuel Injection System，縮寫為SPFI或SPI）也稱節(jié)氣門體噴射或集中噴射系統(tǒng)，是指在多缸發(fā)動機節(jié)流閥體（即節(jié)氣門體）的節(jié)氣門上方安裝一只或并列安裝兩只噴油器的燃油噴射系統(tǒng)。 （2）多點噴射系統(tǒng) 多點噴射系統(tǒng)（Multi-Point Fuel Injection System，縮寫為MPFI或MPI）是指在發(fā)動機每個汽缸進氣門前方的進氣歧管上均設計安裝一只噴油器的燃油噴射系統(tǒng)。 多點噴射系統(tǒng)在發(fā)展過程中，曾經(jīng)研制出幾種典型的基本型式，這幾種型式可分為D型、L型、LH型和M型燃油噴射系統(tǒng)，它們代表著不同年代燃油噴射系統(tǒng)的設計思想和技術水平。其中D和L分別來源于德文的Druck（壓力）和Luftmengen（空氣流量）。LH型和M型是在L型基礎上改進而成的多點噴射系統(tǒng)。 二、按噴油器噴射方式分類 按噴油器噴射方式分類，汽油機燃油噴射系統(tǒng)可以分為連續(xù)噴射系統(tǒng)和間歇噴射系統(tǒng)兩種類型。 1．連續(xù)噴射系統(tǒng) 連續(xù)噴射系統(tǒng)是指在發(fā)動機運行期間，噴油器連續(xù)不斷地噴射燃油的燃油噴射系統(tǒng)。這種噴射方式不需要考慮噴油定時和各缸的噴油順序，因此其控制非常簡單，但混合氣的均勻性、空燃比控制精度及過渡工況的響應特性都較差。連續(xù)噴射方式用在Bosch公司的機械控制汽油噴射系統(tǒng)（K—Jetronic系統(tǒng)）和機電結合式汽油噴射系統(tǒng)（KE—Jetronic系統(tǒng)）中。 2．間歇噴射系統(tǒng) 間歇噴射系統(tǒng)是指在發(fā)動機運轉期間，噴油器間歇噴射燃油的燃油噴射系統(tǒng)。目前，絕大多數(shù)電子控制燃油噴射系統(tǒng)都屬于間歇噴射系統(tǒng)，如上海桑塔納2000GSi、愛麗舍、夏利等轎車發(fā)動機。間歇噴射系統(tǒng)按照各缸噴油器的噴油時序不同，分為同時噴射、分組噴射和順序噴射三種方式。 （1）同時噴射 同時噴射是指各缸噴油器開始噴油和停止噴油的時刻完全相同。 （2）分組噴射 分組噴射是指把發(fā)動機所有汽缸分成2組（四缸機）或3組（六缸機），ECU用兩個或三個控制電路控制各組噴油器。 （3）順序噴射 順序噴射又稱次序噴射，是指在發(fā)動機運行期間，噴油器按各缸的工作順序，依次把汽油噴入各缸的進氣歧管。 第三節(jié) 燃油噴射電子控制系統(tǒng)的結構原理 一、空氣流量傳感器 作用：檢測進入汽缸的空氣流量?？諝饬髁總鞲衅鲗⒖諝饬髁孔?yōu)殡娦盘栞斎隕CU，ECU根據(jù)空氣流量傳感信號決定基本噴油量和點火時間。 （一）空氣流量傳感器分類 根據(jù)檢測進氣量的方式不同，空氣流量傳感器分為D型（即壓力型）和L型（即空氣流量型）兩種類型。 “D”型來源于德文“Druck（壓力）”的第一個字母，是利用壓力傳感器檢測進氣歧管內(nèi)的絕對壓力，測量方法屬于間接測量法。裝備“D”型傳感器的系統(tǒng)稱為“D”型燃油噴射系統(tǒng)，控制系統(tǒng)利用該絕對壓力和發(fā)動機轉速來計算吸入汽缸的空氣量。 “L”型來源于德文“Luftmengen（空氣流量）”的第一個字母，是利用流量傳感器直接測量吸入進氣管的空氣流量。汽車采用的“L”型傳感器分為體積流量型（如翼片式、渦流式）傳感器和質量流量型（如熱絲式和熱膜式）傳感器。 （二）翼片式空氣流量傳感器 1．翼片式空氣流量傳感器的結構 安裝在空氣濾清器與節(jié)氣門之間的進氣管路上 翼片式空氣流量傳感器主要由翼片組件和電位計組件兩部分組成。翼片組件和電位計組件是同軸結構，軸端有盤形回位彈簧。 1）翼片組件 由計量翼片和緩沖翼片構成。 計量翼片轉過的角度取決于空氣流速和回位彈簧的預緊力矩，當進氣的作用力與彈簧的回轉力平衡時，計量翼片便穩(wěn)定在某一角度。 空氣流量傳感器進氣通道的旁邊還有一個旁通氣道。旁通氣道的流通截面積可由一個CO調(diào)整螺釘進行調(diào)整。 汽油泵開關設置在空氣流量傳感器內(nèi)，由滑臂控制。 2）電位計組件 當翼片帶動電位計轉動時，電位計上的滑臂便在電阻片上滑動，使輸出電阻變化。 3）工作電路與接線插座 圖2-19 4）進氣溫度傳感器 圖2-19 2．翼片式空氣流量傳感器的工作原理 電阻轉變成ECU接收的電壓信號的方法有兩種（即空氣流量信號的選擇方法有兩種）： 方法一：如圖所示。用（VC－VS）/VB作為傳感器的輸出信號。 采用（VC－VS）/VB作為傳感器的輸出信號可以消除蓄電池電壓VB的波動對測量結果的影響。 方法二：如圖所示。直接用傳感器滑臂上的輸出電壓作為傳感器的輸出信號電壓。該電路中的電源電壓由ECU的穩(wěn)壓電路提供。 （三）渦流式空氣流量傳感器 1．渦流式空氣流量傳感器的測量原理 在穩(wěn)定的流體中放置一圓柱狀物體后，在其下游的流體就會產(chǎn)生相互平行的兩列渦旋，而且渦旋交替出現(xiàn)，這種物理現(xiàn)象叫卡爾曼渦流。 流速與渦流頻率之間具有如下關系： 2．渦流式空氣流量傳感器的分類 根據(jù)渦流頻率的檢測方法不同，汽車用渦流式空氣流量傳感器分為光電式和超聲波式兩種類型。 3．光電檢測渦流式空氣流量傳感器的結構原理 如圖2-23所示。光電式空氣流量傳感器主要由整流柵、渦流發(fā)生器、發(fā)光二極管、光敏晶體管、反射鏡等組成。其中發(fā)光二極管、光敏晶體管、反射鏡構成了渦流頻率的檢測器。 4．超聲波檢測渦流式空氣流量傳感器的結構原理 如圖2-25所示。超聲波式空氣流量傳感器主要由整流柵、渦流發(fā)生器、超聲波發(fā)生器、超聲波接收器、集成電路、進氣溫度傳感器、大氣壓力傳感器等組成。其中超聲波發(fā)生器、超聲波接收器、集成電路用于檢測卡爾曼渦流的頻率。 設置旁通空氣道的目的是為了調(diào)節(jié)傳感器的氣體流通截面積，以適應不同排量發(fā)動機的需要。 當由發(fā)射器發(fā)射的超聲波通過進氣流到達到超聲波接收器時，由于渦流的影響，使接收器接收到超聲波信號的時間（即單個波的相位）和時間之差（即相鄰波之間的相位差）發(fā)生變化，而且此時間和時間之差的變化與渦流頻率成正比。集成電路據(jù)此可計算出渦流的頻率。 當進氣流中沒有渦流時，接收器接收到的超聲波的相位、相位差和發(fā)射器發(fā)射的超聲波完全相同。 當進氣流中有渦流時，有的超聲波由于受到渦流的加速作用而提前到達接收器，有的超聲波由于受到渦流的減速作用而遲后到達接收器。 每通過一個渦流，便出現(xiàn)一個超聲波提前到達的、遲后到達的變化過程，集成電路根據(jù)這一變化輸出一個脈沖波。 特點：傳感器輸出的信號是與渦流頻率同步的脈沖數(shù)字信號，其響應速度是空氣流量傳感器中最快的，幾乎能同步反映空氣流速的變化，因此特別適用于數(shù)字式計算機處理。這種傳感器還具有測量精確度高、進氣阻力小、無磨損等優(yōu)點，但其價格高，因此只有少數(shù)高檔轎車使用。 另外，卡爾曼渦流式傳感器測量的是體積，因此應根據(jù)進氣溫度和大氣壓力對其進行修正，所以使用卡爾曼渦流式傳感器的汽車上，均裝配進氣溫度傳感器和大氣壓力傳感器。 （四）熱線式和熱膜式空氣流量傳感器 1．熱線式和熱膜式空氣流量傳感器的結構 1）熱線式空氣流量傳感器的結構特點 熱線式空氣流量傳感器主要由熱線鉑絲電阻RH、溫度補償電阻RK（又叫冷線）、控制電路板（包括RA、RB兩個固定電阻）、防護網(wǎng)以及空氣流量傳感器外殼等組成。傳感器工作時控制電路將熱線鉑絲加熱到高于進氣溫度100~120℃，這也是將鉑絲稱為熱線的原因。 2）熱膜式空氣流量傳感器的結構特點 發(fā)熱元件采用平面形鉑金屬薄膜電阻器。采用蒸發(fā)工藝沉積。 2．熱線式和熱膜式空氣流量傳感器的測量原理 熱線式空氣流量傳感器是利用空氣流過熱線時的冷卻效應制成的。 鉑絲熱線的電阻值與其本身的溫度成正比。在環(huán)境溫度一定時，給惠斯通橋形電路供電，電橋會達到平衡。當有空氣流過取樣管中的鉑絲熱線時，進氣會帶走熱線的熱量，使其溫度降低，熱線的電阻值隨即也降低，橋形電路的平衡被破壞。為重新達到平衡，使熱線電阻恢復到原來數(shù)值，就必須增大電流，使熱線溫度提高。當空氣流量大時，帶走的熱量就越多，熱線電阻的變化就越大，為重新達到平衡所需增加的電流值也就越大。電流的變化又使固定電阻RA兩端的電壓U0發(fā)生變化，此變化的電壓就是熱線式空氣流量傳感器的傳感信號。 3．溫度補償原理 溫度補償電阻RK（也叫冷線），也安裝在取樣管內(nèi)，其電阻值也隨進氣溫度的變化而變化，從而抵消了環(huán)境溫度對橋形電路平衡的影響。發(fā)動機工作時，傳感器中的控制電路調(diào)節(jié)作用在鉑絲熱線和溫度補償電阻上的加熱電流（50~120mA），使鉑絲熱線和溫度補償電阻上的溫度之差始終保持在100~120℃，也只有在此溫度差時惠斯通橋形電路才能達到平衡。 （五）空氣流量傳感器性能比較 見表2-2 二、進氣歧管絕對壓力傳感器 （一）功用與類型 作用：把進氣管內(nèi)節(jié)氣門后方的進氣壓力轉換成電信號。發(fā)動機工作時，節(jié)氣門后進氣歧管內(nèi)的絕對壓力，反映了發(fā)動機的負荷狀況，間接反映了發(fā)動機的進氣量。該信號與轉速信號輸送到ECU后用于確定基本噴油量。 分類：壓阻效應式、電容式和電感式。 （二）壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器 1. 壓阻效應 單晶硅材料在受到應力作用后其電阻率發(fā)生明顯變化的現(xiàn)象稱為壓阻效應。 優(yōu)點：靈敏度高、尺寸小、成本低、動態(tài)響應和抗振性好 2. 壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器的結構 安裝位置：直接安裝在進氣管上，固定在機艙內(nèi)前圍板上，固定在機艙一側支架上 組成：硅膜片、混合IC（集成電路）、真空室、殼體和線束插接器 內(nèi)部結構：硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管接頭和引線電極等。 硅膜片為壓力轉換元件，由單晶硅制成。硅膜片為邊長3mm的正方形，其中部采用光刻腐蝕的方法制成一個直徑為2mm、厚度約為50μm的薄膜片。在薄膜片上，采用集成電路加工技術和臺面擴散層（擴散硼）加工出4個阻值相等的應變電阻片，這4個應變電阻片利用低阻擴散層（P型擴散層）連接成惠斯通橋形電路。 惠斯通橋形電路的輸出信號，再由混合集成電路中的溫度補償電路、信號放大電路和A/D（模擬/數(shù)字轉換）電路處理后，輸送給ECU。 硅杯、殼體和底座構成的腔室為真空室，殼體的頂部設有排氣孔，利用排氣孔將該腔室抽真空后，再用錫焊密封排氣孔，從而形成真空室。真空室為基準壓力室，基準壓力為0。 3. 壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器的工作原理 當接通點火開關時，惠斯通橋形電路便加上電源電壓UCC。發(fā)動機不工作時，惠斯通橋形電路中4個應變電阻片的電阻相等，電橋平衡，電橋的輸出電壓U0為零。當發(fā)動機工作時，硅膜片在進氣歧管內(nèi)壓力的作用下產(chǎn)生機械應變，進而產(chǎn)生應力，應變電阻片的阻值在硅膜片應力的作用下就會發(fā)生變化，惠斯通電橋失去平衡，在電橋的輸出端即得到輸出電壓U0。 通過特殊加工，使4個電阻應變片處于特殊的位置，即在受到膜片拉應力的作用下，應變電阻R2、R4增加（即產(chǎn)生正向增量ΔR），應變電阻R1、R3減?。串a(chǎn)生負向增量－ΔR）。如圖2-19所示，當惠斯通橋形電路的電源電壓為UCC時，電橋的輸出電壓U0為： U0=（R+ΔR）UCC/[（R+ΔR）+（R－ΔR）]－（R－ΔR）UCC/[（R+ΔR）+（R－ΔR）] = UCC（ΔR/R） 三、曲軸與凸輪軸位置傳感器 曲軸與凸輪軸位置傳感器是電控汽油噴射系統(tǒng)中必不可少的傳感器。當ECU控制噴油器噴油時，首先必須知道哪缸的活塞即將到達排氣上止點；當ECU控制火花塞跳火時，首先必須知道哪缸的活塞即將到達壓縮上止點，然后再根據(jù)曲軸轉角信號控制噴油和點火。 （一）曲軸與凸輪軸位置傳感器的功用與分類 曲軸位置傳感器CPS（Crankshaft Position Sensor）又稱為發(fā)動機轉速與曲軸轉角傳感器，其功用是采集曲軸轉動角度和發(fā)動機轉速信號，并將信號輸入控制單元，進行點火控制和噴油控制。曲軸轉動角度信號用于確定點火時刻和噴油時刻，發(fā)動機轉速信號用于確定噴油量和點火提前角。 凸輪軸位置傳感器CPS(Camshaft Position Sensor)又稱為汽缸判別傳感器CIS(Cylinder Identification Sensor)和相位傳感器，為了區(qū)別于曲軸位置傳感器CPS，凸輪軸位置傳感器一般都用CIS表示。凸輪軸位置傳感器的功用是采集配氣凸輪軸的位置信號，并將信號輸入ECU，以便ECU識別1缸壓縮上止點，從而進行順序噴油控制、點火控制和爆震控制。 根據(jù)工作原理分類：電磁感應式、霍爾式和光電式 （二）光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器 1.結構特點 圖2-37所示，日產(chǎn)轎車光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器，該傳感器安裝在分電器內(nèi)部，主要由發(fā)光二極管、光敏晶體管、信號盤（又稱轉盤）以及整形電路組成。 2.工作原理 發(fā)動機工作時，信號盤隨著分電器軸同步旋轉，信號盤上的縫隙便連續(xù)切斷從發(fā)光二極管照向光敏晶體管的光束。當發(fā)光二極管發(fā)出的光線穿過信號盤上的縫隙照射到光敏晶體管上時，光敏晶體管導通；當發(fā)光二極管發(fā)出的光線被信號盤遮擋住時，光敏晶體管截止。 發(fā)動機每轉過兩圈，信號盤轉過一周，在與細縫隙相對應的光敏晶體管上感應出360個脈沖電壓信號，這就是曲軸位置傳感器輸出信號。 信號盤轉過一周的同時，也在與粗縫隙相對應的光敏晶體管上感應出6個脈沖電壓信號，這就是凸輪軸位置傳感器輸出信號。設計安裝保證每個脈沖信號產(chǎn)生在對應汽缸活塞的壓縮行程，而且脈沖信號的下降沿還表示該活塞的瞬時位置是上止點前70°。6條粗縫中較寬的一條粗縫，其輸出高電平寬度比其他5個脈沖寬，它除了向ECU提供活塞行程和位置信息外，還表示這些信息屬于基準汽缸(1缸)。 （三）磁感應式曲軸與凸輪軸位置傳感器 1．基本結構與工作原理 圖2-40所示。主要結構：轉子（即觸發(fā)齒輪）、永久磁鐵、鐵心、感應線圈 發(fā)動機運轉時，帶動轉子轉動，磁路中的氣隙便不斷發(fā)生變化，穿過感應線圈的磁通量也不斷變化，從而在感應線圈中感應出電信號。 2．桑塔納與捷達轎車用磁感應式曲軸位置傳感器 如圖2-43所示。曲軸位置傳感器安裝在曲軸箱內(nèi)靠近飛輪一側的缸體上，主要由信號發(fā)生器和信號轉子組成。信號轉子為齒盤式，在其圓周上均勻間隔地制作有58個凸齒、57個小齒缺和一個大齒缺。大齒缺輸出基準信號，對應發(fā)動機汽缸1或汽缸4壓縮上止點前一定角度。大齒缺所占的弧度相當于兩個凸齒和三個小齒缺所占的弧度。 3．豐田轎車TCCS系統(tǒng)磁感應式曲軸與凸輪位置傳感器 圖2-45所示。豐田公司2JZ-GE六缸發(fā)動機電磁感應式曲軸與凸輪軸位置傳感器。傳感器裝在分電器內(nèi)部。傳感器分上、下兩部分。上部分由固定在分電器軸上的No.1正時轉子和固定在分電器殼體內(nèi)的G1、G2耦合線圈組成，G1、G2耦合線圈相隔180°安裝，產(chǎn)生G信號；下部分由固定在分電器軸上的No.2正時轉子和固定在分電器殼體內(nèi)的Ne耦合線圈組成，產(chǎn)生Ne信號。 Ne信號由等間隔24個輪齒的轉子（No.2正時轉子）和Ne耦合線圈產(chǎn)生 分電器軸轉過一圈（曲軸轉兩圈），G轉子的凸緣便交替經(jīng)過耦合線圈G1和G2，在兩個耦合線圈各產(chǎn)生一個電脈沖信號。G1耦合線圈產(chǎn)生正向脈沖信號（下降沿）時表示第六缸處于壓縮行程上止點前10°，G2耦合線圈產(chǎn)生正向脈沖信號（下降沿）時表示第一缸處于壓縮行程上止點前10°。 （四）霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器 1．霍爾式傳感器的工作原理 霍爾效應原理：把一個通有電流的霍爾半導體基片（即霍爾元件）放置在與電流方向垂直的磁場中時，在垂直于電流和磁場的方向上就會產(chǎn)生一個微量電壓，我們把該電壓稱為霍爾電壓?；魻栯妷篣H與通過的電流I和外加磁場的強度B成正比。 霍爾式傳感器有兩個突出優(yōu)點：一是輸出電壓信號近似于方波信號；二是輸出電壓高低與被測物體的轉速無關。 圖2-49所示為工作原理。 2．桑塔納與捷達轎車霍爾式凸輪軸位置傳感器 霍爾式凸輪軸位置傳感器安裝在配氣凸輪軸的前端、配氣凸輪軸同步帶輪腹板的背面。 如圖2-51所示。凸輪軸位置傳感器由帶有半周（180°）葉片的信號輪2和霍爾效應式信號發(fā)生器3組成。 曲軸轉兩圈，配氣凸輪軸轉一圈，信號發(fā)生器輸出各占360°曲軸轉角的高、低電平信號。當高電平上升沿出現(xiàn)時，表示正在向上止點運動的是第1、4缸活塞，且1缸正在進行的是壓縮行程，4缸為排氣行程。 由于相對安裝位置的關系，判缸信號在時間上先于曲軸位置傳感器的上止點信號。因此，ECU根據(jù)凸輪軸位置傳感器產(chǎn)生的判缸信號、曲軸位置傳感器產(chǎn)生上止點信號及曲軸轉角時間基準和已經(jīng)確定的各缸工作順序，就可對噴油正時及噴油持續(xù)時間、點火正時及閉合角等進行控制。 3．切諾基吉普車霍爾式凸輪軸位置傳感器 切諾基吉普車發(fā)動機控制系統(tǒng)的汽缸識別信號由霍爾式凸輪軸位置傳感器提供，該傳感器又稱為同步信號傳感器，安裝在分電器內(nèi)，主要由脈沖環(huán)（信號轉子）、霍爾信號發(fā)生器組成。 脈沖環(huán)上制有凸起的葉片，占180°分電器軸轉角（相當于360°曲軸轉角）。沒有葉片的部分也占180°分電器軸轉角。 （五）差動霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器 1．差動霍爾式傳感器的結構特點 差動霍爾式傳感器又稱雙霍爾式傳感器，其基本工作原理與霍爾式傳感器相同，傳感器的輸出電壓由兩個霍爾信號疊加而成。差動霍爾式傳感器主要由帶凸齒的信號轉子和霍爾信號發(fā)生器組成，如圖2-54所示。 因為輸出信號為疊加信號，所以在同樣的條件下增大了傳感器的輸出信號。這樣，轉子凸齒與信號發(fā)生器之間的氣隙可以增大（一般增大到1mm±0.5mm，普通霍爾式傳感器僅為0.2mm~0.4mm），從而便可將信號轉子設制成像電磁感應式傳感器轉子一樣的齒盤式結構。其突出優(yōu)點是信號轉子便于安裝。 2．切諾基吉普車差動霍爾式曲軸位置傳感器 切諾基吉普車2.5L（四缸）、4.0L（六缸）電子控制燃油噴射式發(fā)動機采用了差動霍爾電路的霍爾式曲軸位置傳感器。 2.5L四缸電子控制發(fā)動機的飛輪上制有8個齒缺，如圖2-37a所示。8個齒缺分成兩組，每4個齒缺為一組，兩組之間相隔角度為180°，同一組中相鄰兩個齒缺之間間隔角度為20°。4.0L六缸電子控制發(fā)動機的飛輪上制有12個齒缺，如圖2-37b所示。12個齒缺分成三組，每4個齒缺為一組，相鄰兩組之間相隔角度為120°，同一組中相鄰兩個齒缺之間間隔角度也為20°。 四缸發(fā)動機每轉一圈產(chǎn)生兩組共8個脈沖信號；六缸發(fā)動機每轉一圈產(chǎn)生三組共12個脈沖信號。 在每組信號輸入ECU時，可以知道有兩個汽缸的活塞即將到達上止點位置。在四缸發(fā)動機控制系統(tǒng)中，利用一組信號，ECU可知汽缸1、4活塞接近上止點；利用另一組信號可知汽缸2、3活塞接近上止點。 四、節(jié)氣門位置傳感器 （一）節(jié)氣門位置傳感器的功用與分類 節(jié)氣門位置傳感器TPS（Throttle Position Sensor）的作用是把汽油機運轉過程中節(jié)氣門開度轉換成電壓信號。該信號輸入ECU后用于判別發(fā)動機工況（怠速工況、加速工況、減速工況、小負荷工況、大負荷工況等），并根據(jù)發(fā)動機不同工況對混合氣濃度的需求來控制噴油時間。另外，在自動變速器汽車上，節(jié)氣門位置傳感器信號還用于確定變速器換擋時刻和變矩器鎖止時刻。 常見的節(jié)氣門位置傳感器有觸點式、可變電阻式、觸點與可變電阻結合式三種。 （二）觸點式節(jié)氣門位置傳感器 1結構 觸點式節(jié)氣門位置傳感器由轉盤、活動觸點、怠速觸點、全開觸點（功率觸點）等組成。 2輸出特性 當節(jié)氣門完全關閉時，活動觸點與右側的怠速觸點接合，怠速觸點處于閉合狀態(tài)（即怠速觸點ON），以此表示節(jié)氣門完全關閉，發(fā)動機處于怠速狀態(tài)； 當節(jié)氣門開度大于50％時，活動觸點與全開觸點接合，全開觸點處于閉合狀態(tài)（即全開觸點ON），以此表示節(jié)氣門開度大于50％，發(fā)動機處于大負荷狀態(tài)； 當節(jié)氣門開度小于50％時，活動觸點與兩個固定觸點都不接合，即怠速觸點OFF，全開觸點OFF，以此表示節(jié)氣門開度較小，發(fā)動機處于中小負荷狀態(tài)。 （三）組合式節(jié)氣門位置傳感器 1結構 由滑動電刷、電阻片、怠速觸點組成 2輸出特性 當節(jié)氣門關閉或開度小于1.2°時，怠速觸點閉合，IDL輸出低電平；當節(jié)氣門開度大于1.2°時，怠速觸點斷開，IDL輸出高電平。 當節(jié)氣門開度變化時，VTA與E2之間電壓隨之變化。 五、溫度傳感器 （一）溫度傳感器的功用 水溫傳感器的作用是把冷卻水溫度轉換為電信號，用于修正噴油量和修正點火提前角。 進氣溫度傳感器的作用是把進氣溫度轉換為電信號輸入ECU，用于修正噴油量。 （二）溫度傳感器分類 1按結構與物理性能分類 分為熱敏電阻式、雙金屬片式、熱敏鐵氧體式、蠟式等。雙金屬片式和蠟式溫度傳感器屬于結構型傳感器，熱敏電阻式和熱敏鐵氧體式溫度傳感器屬于物性（物理性能）型傳感器。 現(xiàn)代汽車廣泛采用熱敏電阻式溫度傳感器。 2按檢測對象分類 分為冷卻液溫度、進氣溫度、排氣溫度、燃油溫度、空調(diào)溫度傳感器 （三）熱敏電阻式溫度傳感器 根據(jù)特性不同，熱敏電阻可分為正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻、負溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻、臨界溫度熱敏電阻（CTR）。 1結構 主要元件是負溫度系數(shù)的熱敏電阻。 熱敏電阻是用半導體材料摻入適量金屬氧化物，在1000℃下燒結而成的。加工熱敏電阻時，摻入的金屬氧化物的比例及燒結溫度不同，得到的熱敏電阻的特性也不同。用于測量水溫、進氣溫度的熱敏電阻的工作溫度范圍是－30℃~130℃，而用于測量排氣溫度的熱敏電阻的工作溫度范圍是600℃~1000℃。 2特性與電路 熱敏電阻的特性是：水溫越低，電阻越大，水溫越高，電阻越小。 電路：圖2-64 （四）熱敏鐵氧體式溫度傳感器 熱敏鐵氧體材料的物理性能：磁性隨變化而變化的磁性材料。當環(huán)境溫度低于臨界溫度時，熱敏鐵氧體材料可以被磁化成一個強磁體；當環(huán)境溫度高于臨界溫度時，熱敏鐵氧體材料變成導磁性較弱的物體。 1結構 圖2-65 2工作原理 當環(huán)境溫度低于臨界溫度時，熱敏鐵氧體材料可以被磁化成一個強磁體，笛簧開關的觸點由于磁化而閉合； 當環(huán)境溫度高于臨界溫度時，熱敏鐵氧體材料磁性消失，磁阻大大增加，兩觸點臂內(nèi)磁通方向一致，產(chǎn)生斥力而斷開。 六、開關控制信號 開關量信號是表示發(fā)動機處于某種狀態(tài)的定性參數(shù)，以是或否的方式傳輸?shù)紼CU。 （一）蓄電池電壓信號 蓄電池電壓變化時，對噴油持續(xù)時間、點火閉合角進行修正。 （二）點火開關信號 點火開關接通時，ECU控制進行預動作。 （三）起動信號 向ECU提供起動機電路接通工作的信號。 （四）空擋起動開關信號 空擋起動開關信號NSW又稱停車/空擋開關，是表示自動變速器擋位選擇開關所處位置的信號。 在裝有自動變速器（A/T）汽車車上，空擋起動開關只有處于P或N位時才能起動發(fā)動機。 （五）空調(diào)開關信號 空調(diào)開關信號A/C是表示空調(diào)壓縮機是否進入工作狀態(tài)的信號。當發(fā)動機處于怠速工況時，ECU根據(jù)空調(diào)壓縮機是否工作來調(diào)整發(fā)動機怠速轉速。 七、電控單元 發(fā)動機ECU是發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的中樞，其作用是由內(nèi)存的程序對傳感器輸入的信號進行處理、分析、運算、判斷，然后向執(zhí)行器輸出控制指令，控制執(zhí)行器的工作，使發(fā)動機按預定的工況工作。 發(fā)動機ECU主要由輸入回路（包括模擬/數(shù)字轉換器）、單片微型計算機、輸出回路等組成，由于單片微型計算機是ECU的主要組成，因此人們常把發(fā)動機ECU稱作ECU或微處理機。 （一）輸入回路 輸入回路的作用是對輸入信號進行預處理。其預處理的主要內(nèi)容是先將傳感器輸入信號中的雜波去除掉、正弦波轉變?yōu)榫匦尾ǎ缓笤賹⑵滢D換成輸入電平， 輸入回路包括A/D轉換器和數(shù)字輸入緩沖器兩部分。A/D轉換器：將模擬信號轉換成數(shù)字信號，或將數(shù)字信號轉換成模擬信號。數(shù)字輸入緩沖器：對數(shù)字信號進行預處理，以便單片機能夠接收和運算處理。 傳感器輸出的信號有模擬信號和數(shù)字信號兩種。信號電壓隨時間連續(xù)變化的信號稱為模擬信號，信號電壓不隨時間連續(xù)變化信號稱為數(shù)字信號。 （二）單片機 單片微型計算機是將中央處理器CPU（Cental Processing Unit）、存儲器M（Memory）、定時器/計數(shù)器、輸入/輸出（I/O）接口電路等主要計算機部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。 中央處理器CPU 存儲器 輸入/輸出（I/O）接口電路 總線 （三）輸出回路 輸出回路的作用是將微機輸出的控制指令轉換成能夠驅動執(zhí)行器工作的控制信號。 八、電動燃油泵 電動汽油泵的作用是將燃油從油箱吸出，并以足夠的泵油量和泵油壓力向燃油系統(tǒng)供油。 （一）電動燃油泵分類 安裝位置：內(nèi)裝式電動汽油泵，外裝式電動汽油泵 結構：滾柱式、葉片式、齒輪式、渦輪式、側槽式 （二）電動燃油泵的結構組成 永磁式直流電動機、油泵、限壓閥、單向閥和泵殼 （三）滾柱式電動燃油泵 滾柱式電動汽油泵主要由永磁式電動機、滾柱式油泵、單向閥、溢流閥、緩沖器等組成。 由于轉子被偏心安裝，使腔室的容積在轉動過程中不斷變化。 （四）齒輪式電動燃油泵 齒輪式電動燃油泵又叫轉子泵。 轉子泵由帶有若干個外齒的主動齒輪和比主動齒輪多一個內(nèi)齒的從動齒輪及油泵殼體等組成。內(nèi)轉子固定在電動機驅動軸上，外轉子在油泵殼體內(nèi)可自由轉動，內(nèi)外轉子的軸心有一定的偏心距。 （五）葉片式電動燃油泵 葉片式電動燃油泵又叫渦輪式電動汽油泵。 渦輪式電動汽油泵主要由永磁電動機、渦輪泵、單向閥（止回閥）、溢流閥等組成。 汽油泵工作時，輪緣圓周溝槽內(nèi)的燃油與渦輪一起高速旋轉，渦輪輪緣上每一個葉片溝槽的前后因液體的摩擦作用存在一個壓力差，由許多葉片溝槽產(chǎn)生的遞升壓力差使燃油的壓力升高，具有較高壓力的燃油被帶至油泵后蓋出油道排出。排空燃油后處于低壓的葉片溝槽在經(jīng)過油泵前蓋進油道時，從油箱吸入汽油，如此周而復始地連續(xù)不斷地把燃油從油箱送到油道。 九、燃油分配管總成 燃油分配管總成由燃油分配管、油壓調(diào)節(jié)器和電磁噴油器組成。 （一）燃油分配管 功用：固定噴油器和油壓調(diào)節(jié)器，并分配汽油。 （二）油壓調(diào)節(jié)器 功用：自動調(diào)節(jié)燃油壓力，使燃油供給系統(tǒng)的壓力（即系統(tǒng)油壓）與進氣歧管壓力之差保持在恒定值（一般為0.25~0.3MPa）。 1結構 彈簧、閥體、閥門和鋁合金殼體。 2調(diào)壓原理 實際上是膜片式溢流閥。 3輸出特性 燃油供給系統(tǒng)的壓力（即系統(tǒng)油壓）與進氣歧管壓力之差保持在恒定值。 （三）電磁噴油器 功用：計量噴油器。 1分類 按噴油器總體結構，分為軸針式噴油器、球閥式噴油器和片閥式噴油器。 按電磁線圈的電阻值，分為低阻噴油器和高阻噴油器。低阻噴油器電磁線圈的線徑較粗，匝數(shù)較少，電阻值較小，一般為0.6～3Ω。高阻噴油器采用線徑較細，匝數(shù)較多的電磁線圈（或內(nèi)裝附加電阻），電阻較大，約為12～17Ω。 2結構特點 球閥式噴油器：球閥閥體、閥座、電磁線圈、復位彈簧。自動定心，導桿較短、質量小。 軸針式噴油器：針閥閥體、閥座、電磁線圈、復位彈簧。導桿較長、質量大。 片閥式噴油器：閥體與上述兩種有所不同。閥體由質量較輕的片閥、導桿和帶孔閥座組成。動態(tài)流量較大，較強的抗堵能力。 3工作原理 電磁吸力吸引閥體。 第四節(jié) 燃油噴射電子控制系統(tǒng)的控制過程 汽油機燃油噴射系統(tǒng)的控制包括噴油器控制、噴油正時控制和噴油量控制。 一、燃油噴射系統(tǒng)的控制原理 圖2-84所示。 二、噴油器的控制 圖2-85所示 三、噴油正時控制 噴油正時控制是指ECU對噴油開始時刻的控制。 在連續(xù)汽油噴射系統(tǒng)中，噴油器在發(fā)動機運行期間連續(xù)不斷地噴射燃油，這種噴射方式不需要考慮噴油定時和各缸的噴油順序。在間歇汽油噴射系統(tǒng)中，噴油正時控制有同步噴射和異步噴射兩種控制方式。 同步噴射方式的噴射開始時刻與曲軸轉角位置有關，ECU根據(jù)曲軸的轉角位置信號輸出噴油脈沖信號，在固定的曲軸轉角開始噴油。在發(fā)動機運轉過程中，同步噴射始終在進行。同步噴射方式按噴油時序不同，又可分為同時噴射、分組噴射和順序噴射。 異步噴射方式的噴射開始時刻與曲軸轉角位置無關，ECU根據(jù)需要進行異步噴射的信號或過程輸出噴油脈沖信號。因此，異步噴射方式是一種臨時的補償性噴射，是同步噴射的補充。發(fā)動機處于冷起動、加速等非穩(wěn)定工況時，電控汽油噴射控制系統(tǒng)除了同步噴射外，還增加異步噴射，對同步噴射的噴油量進行增量修正。 1同時噴射：同時噴射是指各缸噴油器開始噴油和停止噴油的時刻