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1、电子控制燃油喷射系统的组成 及工作原理电子控制燃油喷射系统的组成及工作原理一、电子控制燃油喷射系统的控制内容及功能1、电子控制燃油喷射 （EFI）电子控制燃油喷射主要包括喷油量、喷射定时、燃油停供及燃油泵的控制。1）喷油量控制ECU将发动机转速和负荷信号作为主控信号，确定基本喷油量（喷油电磁阀开启的时间长短），并根据其它有关输入信号加以修正，最后确定总喷油量。2）喷油定时控制在电控间歇喷射系统中，当采用与发动机转动同步的顺序独立喷射方式时，ECU不仅要控制喷油量，还要根据发动机各缸的发火顺序，将喷射时间控制在一个最佳时刻。3）减速断油及限速断油控制a. 减速断油控制汽车行驶中，驾驶员快收油门踏
2、板时，ECU将会切断燃油喷射控制电路，停止喷油，以降低减速时HC及CO的排放量。当发动机转速降至一定的特定转速时，又恢复供油。b. 限速断油控制发动机加速时，发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速，ECU将会在临界转速时切断燃油喷射控制电路，停止喷油，防止超速。4）燃油泵控制当点火开关打开后，ECU将控制汽油泵工作 2 3秒，以建立必须的油压。此时若不启动发动机，ECU将切断汽油泵控制电路，汽油泵停止工作。在发动机启动过程和运转过程中，ECU控制汽油泵保持正常运转。2、电控点火装置（ESA）点火装置的控制主要包括点火提前角、通电时间和爆震控制等方面。1 ）点火提前角控制ECU中首先
3、存储发动机在各种工况及运行条件下最理想的提火提前角。发动机运转时，ECU根据发动机转速和负荷信号，确定基本点火提前角，并根据其它有关信号进行修正，最后确定 点火提前角，并向电子点火控制器输出信号，以控制点火系的工作。2）通电时间（闭角）控制与恒流控制为保证点火线圈初级电路有足够大的断开电流，以产生足够高的次级电压，同时也要防止通电时间过长线圈过热损坏，ECU可根据蓄电池电压及转速等信号，控制点火线圈初级电路的通电时间。在高能点火装置中还增加了恒流控制电路，以使在极短时间内初级电流迅速增长到额定值， 减少转速对次级电压的影响，改善点火特性。3 ）爆震控制当ECU收到爆震传感器输岀的信号后，ECU
4、对信号进行滤波处理并判断发动机有无爆震现象。在检测到爆震时，立即把点火时刻变成滞后角；在无爆震时，则采用提前角反馈控制形 式。此项控制是点火时刻控制中的追加功能。3、怠速控制（ISC）发动机在汽车运转、空调压缩机工作、变速器挂入档位、发电机负荷加大等不同怠速运转工况下，由ECU控制怠速控制阀，使发动机都能处在最佳怠速下运转。4、排放控制排放控制项目主要有：废气再循环控制（EGR）、氧传感器及三元催化开环闭环控制、二次空气喷射控制、活性碳罐电磁阀控制等。1） EGR废气再循环控制当发动机温度达到一定温度时，根据发动机负荷和转速，ECU控制EGR阀作用，废气进行再循环，以降低 NOx排放量。2 ）
5、开环和闭环控制在装有氧传感器及三元催化器的发动机中，ECU根据发动机的工况及氧传感器反馈的空燃比信号，确定开环控制与闭环控制方式。3）二次空气喷射控制ECU根据发动机的工作温度，控制新鲜空气喷入排气歧管或三元催化器中，以减少排气污染。4）活性碳罐排泄电磁阀控制ECU根据发动机工作温度、转速、负荷等信号，控制活性碳罐排泄电磁阀的工作，以降低油箱中的汽油蒸发污染。5、进气控制1）动力阀控制发动机在不同负荷下，ECU控制真空电磁阀，以控制动力阀的开闭来改变进气流量，从而改善发动机的输出扭矩与动力。2）涡流控制阀ECU根据发动机的负荷和转速信号，去控制真空电磁阀，以控制涡流控制阀的开闭，改善 发动机大
6、负荷的充气效率，提高输岀扭矩和动力。6、增压控制ECU根据进气压力传感器（MAP）检测的进气压力信号去控制释压电磁阀，以控制排放通路 切换阀，改变排气通路的走向，从而控制废气涡轮增压器进入工作或停止工作。7、警告提示ECU控制各种指示和警告装置，显示有关控制系统的工作状况，当控制系统出现故障时能 及时发出警告信号。如氧传感器失效、催化剂过热、油箱油温过高等。8、自我诊断与报警系统当控制系统岀现故障时，ECU将会点亮组合仪表上的“检查发动机”（CHECK ENGINE）灯，提醒驾驶员注意发动机已出现故障，并将故障信息储存到ECU中，通过一定程序，能将故障码及有关信息资料调岀供检修用。9、传感器故
7、障预诊参考系统 （失效保护）当ECU检测到传感器或线路故障时，即会自动按ECU预先的程序提供设定值，以便发动机仍能保持运转，但此时性能将有所下降。10、主电脑故障备用控制系统当ECU发生故障时，则会自动启动备用系统，使发动机转入强制运转状态，以便驾驶员将 车辆开到检修厂进行修理。二、电子控制燃油喷射系统的基本组成EFI系统主要由信号输入装置、电子控制单元（ECU）、执行器等组成。如图1所示。1、信号输入装置及输入信号EFI系统的信号主要是通过各种传感器或其它装置将各种信号输入ECU的。EFI系统的传感器和输入信号主要有下列种类:斡建信号电干控制反悽洁号图1电子控制燃油喷射系统的组成1）空气流量
8、计（MAF在L型EFI系统中，由空气流量计测量发动机吸入的空气量，并将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主信号。2） 进气歧管绝对压力传感器（MAP）在D型EFI系统中，由进气歧管绝对压力传感器测量进气管压力，并将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主信号。3 ）转速和曲轴位置传感器曲轴位置传感器检测曲轴转角信号（转速信号）输入ECU，作为点火和燃油喷射的主控制信号。4）凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器向ECU输入凸轮轴位置信号，是点火控制的主控制信号。5）上止点位置传感器上止点位置传感器向ECU提供一缸上止点位置信号，作为点火控制的主控制信号。6 ）缸序判别传感器缸序判别传感器向
9、ECU提供各缸工作顺序信号，作为点火控制的主控制信号。7）冷却水温度传感器检测发动机冷却水温度，向ECU输入冷却水温度信号，作为燃油喷射和点火正时的修正信号，同时也是其它控制系统的控制信号。8 ）进气温度传感器检测进气温度，向 ECU输入进气温度信号，作为燃油喷射和点火正时的修正信号。9）节气门位置传感器节气门位置传感器检测节气门的开度状态，如怠速（全关）、全开及节气门开闭的速率信号,输入ECU，控制燃油喷射及其它控制系统，如EGR、开闭环控制等。10 ）氧传感器检测发动机排气中氧含量，向ECU输入空燃比反馈信号，进行喷油量的闭环控制。11）爆震传感器爆震传感器向ECU输入爆震信号，经 ECU
10、处理后，控制点火提前角，抑制发动机爆震现 象产生。12 ）大气压力传感器检测大气压力，向 ECU输入大气压力信号，修正喷油和点火控制。13）车速传感器检测车速，向ECU输入车速信号，实现超速断油控制。在发动机和自动变速器共同控制时，也是自动变速器的主控制信号。14 ）起动信号发动机起动时，由起动系向ECU提供一个起动信号， 作为喷油量、点火提前角的修正信号。15 ）发电机负荷信号当发电机负荷因用电量较大的电器设备而增大时，向ECU输入此信号，作为喷油量与点火提前角的修正信号。16）空调作用信号（A/C）当空调开关打开，空调压缩机进入工作，发动机负荷加大时，由空调开关向ECU输入空调作用信号，作
11、为对喷油量及点火提前角控制的修正信号。17）档位开关信号和空档位置开关信号自动变速器由P/N档挂入其它档位时，发动机负荷将有所增加， 档位开关向ECU输入信号， 作为对喷油量及点火提前角控制的修正信号。当挂入P或N档时，空档位置开关提供 P/N档位置信号，防止不在 P/N档时发动机起动。18 ）蓄电池电压信号当ECU检测到蓄电池和电源系的电压过低时，将对供油量进行修正，以补偿由于电压过低时造成喷油压力过低所带来的影响。19 ）离合器开关信号在离合器接合和分离过程中，由离合器开关向ECU输入离合器工作状态信号，作为喷油量与点火提前角的修正信号。20)刹车开关信号在制动时，由刹车开关向 ECU提供
12、制动信号，作为对喷油量、点火提前角和自动变速器等的 控制信号。21 )动力转向开关信号采用动力转向装置的汽车，当方向盘由中间位置向左右转动时，由于动力转向油泵工作而使发动机负荷加大，此时动力转向开关向 ECU输入修正信号，调整喷油量及点火提前角。22) EGR阀位置传感器EGR阀位置传感器向 ECU提供EGR阀的位置信号。23) 巡航(定速)控制开关信号当进入巡航控制状态时，由巡航控制开关向ECU输入巡航控制状态信号，由ECU对车速进行自动控制。随着控制功能的扩展，输入信号也将不断增加。从上述所列传感器及输入信号中可以看出，EFI系统所用的传感器及输入信号有很多都是相同的。这就意味着可以减少大
13、量的传感器数目， 一个传感器或一个输入信号，可以多次重复使用，作为几个控制系统的输入信号。2、电子控制单元(ECU)ECU是一种电子综合控制装置，它所具备的基本功能如下：(1) (1)接受传感器或其它装置输入的信息，给传感器提供参考(基准)电压：2V、5V、9V、12V将输入的信息转变为微机所能接受的信号。(2) (2)存储、计算、分析处理信息，计算岀输岀值所用的程序，存储该车型的特点参数，存储运算中的数据(随存随取)，存储故障信息。(3) (3)运算分析。根据信息求岀执行命令数值；将输岀信息与标准值对比，查岀故障。(4)输岀执行命令。把弱信号变为强的执行命令，输岀故障信息。(5) (5)自我
14、修正功能(自适应功能)。在EFI系统中，ECU不仅用来控制燃油喷射系统，同时还具有点火提前角控制、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、自诊断、失效保护和备用控制系统等多项控制功用。由于使 用微机，与以往的模拟电路控制相比，信号处理的速度和容量都大大提高，因此就可以实现多 功能的高精度集中控制如图2所示，ECU主要由输入 回路、A/D转换器（模/数转换器）、微 型计算机和输岀回路四部分组成。1 ）输入回路输入ECU的传感器信号有两种：一 种是模拟信号（如图3a所示），如热 线式空气流量计的输出信号和水温 传感器的输出信号等；另一种是数字 信号（如图3b所示），如卡门涡流式 空气流量计的输出信
15、号和转速传感 器的输出信号等。信号的类型不同， 输入ECU后的处理方法也不一样。从传感器输岀的信号输入ECU后，首先通过输入回路，其中数字信号直接输入微机，模拟信号则由 A/D 转换器转换成数字信号之后再输入 微机。输入回路的作用是将传感器输图2 ECU构成1.传感器 2.模拟信号3.输入回路4.A/D转换器 5输出回路6.执行元件7.微机 8.数字信号9.R0M-RAM 记忆装置wnnnL,°f L图3 传感器输入信号的种类（a）模拟信号（b）数字信号入的信号，在除去杂波和把正旋波转变为矩型波后，再转换成输入电平。如图4所示。12V-*SV/W ATLTL图4 输入回路的作用1除去
16、杂波2输入回路2） A/D转换器（模拟/数字转换器）ECU图5 模拟信号转换处理1空气流量计2输入回路3 A/D转换器 4微机由传感器输入的模拟信号，微机不能直接处理，故要用A/D转换器将模拟转换成数字信号，再输入微机。图5是空气流量计输岀模拟信号由A/D转换器处理的示意图。3 ）微型电子计算机微机的功用是根据发动机工作的需要，把各种传感器送来的信号用内存的'数据（微机处理的顺序）和数据进行运算处理，并把处理结果如燃油控制信号、点火控制信号等送往输出回路。微机的内部结构是由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输岀装置等组成。a. 中央处理器中央处理器 CPU的功用是读岀命令并执行数据处
17、理任务。CPU是由进行数据算术运算和逻辑运算的运算器、暂时存储数据的寄存器、按照程序进行各装置之间信号传送及控制任务的 控制器等组成。b. 存储器存储器的功用是记忆存储程序和数据，一般由几个只读存储器ROM和随机存取存储器RAM组成。ROM是读岀专用存储器， 存储内容一次写入后不能改变，但可以调岀使用。 即使切断电源，ROM存储器存储的内容也不会丢失，故适用于各种程序和数据的长期保留。近年可编程只读存 储器（EPROM）已在汽车微机中得到应用，该存储器可由紫外线将其记忆内容消去，并可改写存 储内容。随机存储器RAM即能读岀也能写入数据记忆在任意地址上。但是如果切断电源， 存储的数据就丢失。所以
18、 RAM只适用于暂时保留过程中的处理数据。c. 输入/输出装置输入/输岀装置的功用是根据CPU的命令一般称之为I/O接口。4 ）输出回路由微机输岀的是电压很低的数字信号， 用 这种信号一般是不能直接驱动执行元件。 输出 回路的功用就是将微机输岀的数字信号转换 成可以驱动执行元件的输岀信号。输岀回路多采用大功率三极管， 由微机输出的信号控制其 导通和截止，从而控制执行元件的搭铁回路。 如图6所示。在外部传感器和执行器之间执行数据传送任务,1微机3、执行器JLJI图6输岀回路2输出回路3喷油器执行器是受ECU控制、具体执行某项具体控制功能的装置。一般是由ECU控制执行器的电磁线圈的搭铁回路。也有的是由ECU控制的某些电子控制电路，如电子点火控制器等。在EFI系统中，执行器主要有下列各种形式：1）点磁式喷油器、2）点火控制器（点火模块）、3）怠速控制阀或怠速电机、4） EGR阀、5）进气控制阀、6）二次空气喷射阀、7）活性碳罐排泄电磁阀、8）车速控制电磁阀、9）汽油泵继电器、10）电子风扇继电器、11）空调继电器、12） 自动变速器档位电磁阀、13）增压器释压电磁阀、14）自诊断显示与报警装置、15）故障备用程序起动、16）仪表显示器等。