第五章发动机控制系统电子控制器的结构与原理
发动机电控系统的组成及工作原理
发动机电控系统的组成及工作原理示例文章篇一：哇塞！一听到“发动机电控系统”这个词，是不是感觉有点懵？嘿嘿，其实我一开始也不太懂，但是后来老师给我们讲了，我就好像突然开了窍一样！你想想看，发动机就像是汽车的心脏，那电控系统呢，就像是指挥这个心脏跳动的大脑！它可太重要啦！发动机电控系统主要是由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器这几个部分组成的。
传感器就像是我们的眼睛和耳朵，能感知发动机的各种情况，比如进气量啦、水温啦、转速啦等等。
这不就跟我们在学校里，要时刻留意老师的表情和动作，才能知道接下来该怎么做是一个道理嘛！ECU 呢，那可是整个系统的核心大脑！它接收传感器传来的各种信息，然后快速地进行分析和处理，就像我们的班长一样，迅速做出决定，下达指令。
“哎呀，这个进气量不够，得加大点儿！”“水温太高啦，得启动风扇降温！”执行器呢，就是听ECU 指挥干活的小伙伴。
比如说喷油器，ECU 说该喷多少油，它就得乖乖照做。
这就好比我们听老师的话，老师让干啥就干啥。
有一次，我们班搞活动，我就觉得这跟发动机电控系统的工作有点像。
我就像是传感器，到处观察情况，然后告诉班长（ECU），班长迅速决定怎么做，然后让其他同学（执行器）去执行任务。
你说，这是不是很有趣？再说了，要是没有这个电控系统，发动机可就乱套啦！就像我们上体育课，没有体育老师指挥，大家都乱哄哄的，那怎么能行呢？所以啊，发动机电控系统可真是个神奇又重要的东西！它让发动机能更高效、更稳定地工作，就像给汽车装上了一双有力的翅膀，带着我们飞快地奔跑在大路上！我觉得，了解发动机电控系统的组成和工作原理，能让我们对汽车有更深的认识，说不定以后还能自己动手修修车呢！你难道不这么认为吗？示例文章篇二：哎呀，我的天呐！发动机电控系统？这听起来是不是有点复杂？其实啊，一点儿也不难理解！就像我们人的身体有好多器官一起工作，发动机电控系统也有好多部分一起合作，让汽车跑得又快又稳。
发动机控制系统的基本组成、原理和类型
一、控制系统的基本组成控制系统是指控制对象与控制器的总称。
（一）控制对象控制服务的对象，称控制对象。
发动机是发动机控制系统的控制对象，它受两种干扰量的作用：一种是外界条件（如P1*、T1*）的作用，这种作用量称干扰作用量；另一种是通过调准机构改变的控制量的作用，这种作用称控制作用量（如：油门转角a）。
（二）控制器用来完成控制的装置，称控制器。
例如控制发动机转速的装置，称为转速控制器。
控制器由多个元件组成。
不同的控制器有不同的元件，但都有敏感元件、放大随动装置和执行机构这三个基本部分。
1.敏感元件敏感元件又称测量元件，它感受被控参数或引起被控参数变化的干扰量的变化。
例如，感受被控参数转速变化的离心飞重，就是转速敏感元件;感受引起被控参数转速变化的干扰作用量P1*变化的膜盒，就是压力敏感元件。
2.放大随动装置放大随动装置由放大元件和随动装置两部分组成。
在控制器中，由于放大元件与随动装置是联合使用的，有着密切的联系，因此，通常把它们一起称为放大随动装置。
将敏感元件感受的变化信号加以放大的元件称为放大元件。
例如分油活门便是转速控制器的放大元件，它将离心飞重感受到的转速变化转变成位移而去控制油孔开度，使控制器进行工作。
利用外界能源，借放大元件的输出信号推动执行机构工作的元件，称为随动装置。
例如随动活塞便是转速控制器的随动装置，它是借分油活门的油孔开度变化，利用工作油液的压力去推动斜盘的。
3.执行机构执行机构也称控制机构，用来改变控制量的大小。
发动机转速控制系统中的油门开关、柱塞式油泵的斜盘都是执行机构。
控制器除了具有上述三个基本元件外，还常常设有一些其它元件。
如比较元件、计算元件和校正元件等，在此不再叙述。
为了简单形象地表现控制系统的结构特点及相互关系，常用方块图表示控制系统的各组成部分，用带箭头的线段表示输入量或输出量，这祥组成的图形称为方块图。
又称结构简图，如图1-2所示** ——― 捶・暮检拄才拿田】-2方块田。
汽车电子控制单元的结构原理.pptx
数字信号
汽车电子控制技术
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汽车电子控制技术
图5-1 电子控制器ECU内部结构图
8
汽车电子控制技术
2、单片机
单片机是将中央处理器CPU（Central Processing Unit）存储器M（Memory）、定时器/计数器、输入/输 出（I/O）接口电路等主要计算机部件集成在一块集成电 路芯片上的微型计算机。虽然单片机只是一块芯片，但 其已经具有微型计算机的组成与功能，故称为单片微型 计算机，简称单片机或微机。目前，汽车电控系统采用 的单片机均为数字式单片机。
• 20、No man is happy who does not think himself so.——Publilius Syrus认为自己不幸福的人就不会幸福。2020年8月5日星期三11时1分19秒11:01:195 August 2020
发动机工作时，微机运行速度相当快，如点火正时控 制，每秒钟可以修正上百次，因此控制精度很高，点火时 刻十分准确。
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ห้องสมุดไป่ตู้
汽车电子控制技术
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• 1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist) 天才只意味着终身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:03
8.520.8.5Wednesday, August 5, 2020
• 14、 Where there is a will , there is a way . ( Thomas Edison , American inventor )有志者，事竟成。11:01:1911:01:1911:018/5/2020 11:01:19 AM
发动机电控系统的组成及作用
发动机电控系统的组成及作用发动机电控系统是现代内燃机车辆中的重要部分，它由多个组件组成，包括传感器、执行器、控制器等，这些组件通过电子信号的传输和处理，协调发动机的工作状态，以提高发动机的效率、可靠性和环保性能。
以下将详细介绍发动机电控系统的组成及作用。
1.传感器：传感器是发动机电控系统的重要组成部分，它们可以感知发动机各种物理量的变化，并将其转化为电信号输入到控制器中。
常见的发动机传感器包括进气压力传感器、进气温度传感器、曲轴位置传感器、氧传感器等。
通过传感器提供的实时数据，控制器可以实时监控发动机的运行状态，并根据需要进行调整。
2.执行器：执行器是发动机电控系统的另一个重要组成部分，它们通过控制流体或电力等方式，调整发动机的工作参数，以实现对发动机的控制。
常见的发动机执行器包括喷油器、进气门控制器、点火线圈等。
通过执行器的控制，可以实现对发动机的点火时间、燃油喷射量以及气缸进气门的开闭时间等参数的精确控制。
3.控制器：控制器是发动机电控系统的核心部件，它接收传感器的输入信号，根据事先编程好的逻辑和算法进行信号处理和控制决策，然后输出控制信号给执行器，以调整发动机的工作状态。
控制器通常采用微处理器或单片机等集成电路实现。
现代的发动机电控系统一般使用专用的电控单元（ECU）作为控制器，它可以实现高速、高精度的信号处理和控制功能。
4.电源系统：电源系统为发动机电控系统提供电力供应，确保各个组件正常工作。
其中主要包括蓄电池和发电机。
蓄电池负责提供电力给发动机电控系统，在发动机熄火时，蓄电池为电控系统提供电力供应；发电机则在发动机运行时，向蓄电池充电，并维持系统的电力供应稳定。
5.诊断系统：诊断系统是发动机电控系统中的重要组成部分，它通过对发动机工作状态的监测和故障码的记录，能够帮助技师准确定位和排除故障。
现代发动机电控系统通常配备了OBD（On-board Diagnostic）接口，可以通过连接诊断仪器，实现故障码的读取和系统参数的实时监测，以提供技术支持和便捷的维修服务。
发动机电控系统整体认知讲诉课件
要点三
电路故障
某发动机电控系统出现通讯故障，导 致ECU无法正常接收传感器信号和控 制执行器工作。经检查，发现是线路 连接不良。重新连接线路并排除接触 不良点后，故障排除。
THANKS
感谢观看
A 执行器种类与功能
发动机电控系统中的执行器包括喷 油器、点火线圈、节气门等，它们 根据ECU的指令调整发动机运行状
态。
B
C
D
故障诊断与安全保护
当执行器出现故障时，ECU能够及时诊断 并采取相应措施，保证发动机安全运行。
控制精度与响应性
ECU对执行器的控制精度和响应性有很高 要求，通过精确计算和控制算法，确保执 行器按照预定目标工作。
可变气门升程技术
通过改变气门升程，实现对进气量和排气量的精确控制。该技术可进一步提高发动机的燃烧效率和动力输出。
智能气门控制系统
采用先进的传感器和算法，实时监测发动机工况，并自动调整气门正时和升程。智能气门控制系统可提 高发动机的响应速度和稳定性。
混合动力与电动汽车电控系统
混合动力系统
结合传统燃油发动机和电动机的优势，实现更高效、更环保的动力输出。混合动力电控系统需精确协调发动机、 电动机、电池等多个部件的工作，以实现最佳的动力性和经济性。
柴油发动机电控系统通常采用高压共 轨技术，实现燃油的高压喷射，提高 燃油雾化质量和燃烧效率。
柴油发动机电控系统采用多次喷射策 略，将燃油分多次喷入气缸，降低燃 烧噪音和排放。
柴油发动机电控系统通过废气再循环 技术，将部分废气引入进气歧管，降 低燃烧室温度，减少氮氧化物（NOx ）的生成。
实例三：发动机电控系统故障案例解析
04
发动机电控系统故障诊断与维 修
常见故障类型与原因
简述电控发动机的控制原理及应用
简述电控发动机的控制原理及应用1. 电控发动机的控制原理电控发动机是指利用电子控制模块对发动机的点火、喷油、进气和排放等相关参数进行控制的一种发动机。
其控制原理主要包括以下几个方面：1.1 发动机传感器电控发动机通过使用一系列传感器来获取与发动机运行相关的参数，这些参数包括水温、气温、氧气浓度、空气流量、曲轴转速等。
传感器将这些参数转化为电信号并传输给电子控制模块。
1.2 电子控制模块电子控制模块是电控发动机的核心控制单元，通过接收传感器传来的参数信号，并参考预设的控制策略，控制发动机的点火、喷油、进气和排气等相关参数。
电子控制模块还负责对故障进行诊断和故障码的存储。
1.3 发动机执行机构电子控制模块通过发动机执行机构来控制发动机的运行状态。
其中，点火系统负责控制火花塞的点火时机，喷油系统负责控制喷油器的喷油时机和喷油量，进气系统负责控制节气门的开启程度，排气系统负责控制排气阀的工作状态。
2. 电控发动机的应用电控发动机在汽车工业中得到了广泛的应用，它可以提供更好的燃烧效率和排放控制，并具有以下优点：2.1 燃油经济性电控发动机通过对点火、喷油等参数进行精确控制，可以提高燃烧效率，降低燃油消耗，从而达到更好的燃油经济性。
2.2 排放控制通过电子控制模块的精确计算和控制，电控发动机可以有效控制尾气排放，减少有害气体的排放量，达到环保要求。
2.3 动力性能电控发动机可以根据驾驶需求，实时调整点火、喷油等参数，提供更好的动力响应和加速性能。
2.4 故障诊断功能电子控制模块具有自诊断和故障码存储功能，可以即时检测和诊断发动机故障，提高维修效率。
3. 电控发动机的未来发展随着电子技术的不断发展和进步，电控发动机在未来将会得到更广泛的应用，并有望实现以下方面的进一步发展：3.1 新能源汽车随着新能源汽车的兴起，电控发动机将在电动汽车和混合动力汽车中得到广泛应用，实现更高效的能量转换和管理。
3.2 智能化控制未来电控发动机将通过与智能化交通系统的连接，实现更智能化的控制策略，提高驾驶安全性和车辆的故障诊断能力。
发动机电子控制系统课件
发动机电子控制系统课件
压力脉动衰 减器结构图
发动机电子控制系统课件
脉动缓冲器
(Fuel Pulsation Damper)
概要
在喷油器喷油时，油路
中
阀门
油压会产生微小波动，
缓冲器的作用就是减小
这种波动，并降低噪音.
(ⅰ)工作原理
利用膜片和弹簧的减
分配管
震效果降低压力波动.
弹簧 膜片
发动机电子控制系统课件
热膜式 空气流 量传感
器
热膜式空气流量计
(Hot-Film Air Flow Sensor)
☺热模式空气流量计比热线式空气流量 计有以下优点. 1.无白金热线和冷线，精密电阻器，所 以价格便宜. 2.无自清功能，所以无功能下降情况. 3.响应性优. 4.无需空气密度的修正.
的位移。计算机据此作为判断发动机运转工况的依据。
节气门体结构图
发动机电子控制系统课件
节气门位置传 器的安装位置
发动机电子控制系统课件
节气门位置传感器有开关型和线性可变电阻型两种。 1）线性可变电阻型节气门位置传感器
线性可变电阻型节气门位置传感器的结构
发动机电子控制系统课件
节气门位置传感器 的电压输出特性
因此，在单位时间内通过立柱后方某点的旋涡数 量与空气流速成正比，即通过测量单位时间内 旋涡的数量就可计算出空气流速和流量。
测量单位时间内旋涡数量的方法有两种：一种是 在卡涡旋式空气流量传感器后半部的两侧设置 一对超声波发生器和接收器；另一种是在空气 流量传感器内设置一对发光二极管和光敏三极 管。
发动机电子控制系统课件
发动机电子控制系统课件
3）卡门涡旋式空气流量传感器
简述发动机电子控制系统的组成和其工作原理
简述发动机电子控制系统的组成和其工作原理
发动机电子控制系统的组成主要是由输入设备、处理器、输出设备等组成。
输入设备：系统使用传感器监测发动机的参数数据，传感器测量的参数包括发动机的转速、气缸的压力、气缸的温度等，这些参数数据作为系统的输入，传输给处理器。
处理器：处理器由一系列电子元件组成，它运行各种控制、管理、操作程序，根据从传感器收到的参数数据，经过特定算法和计算，控制系统动作，输出控制信号和控制指令。
输出设备：输出设备就是电子控制系统的最后一步，它把处理器计算出的控制指令或控制信号给到发动机的各种伺服系统，使其达到最佳的工作性能。
发动机电子控制系统的工作原理：当发动机启动或运行时，发动机电子控制系统就开始工作，传感器通过测量发动机的参数数据，把这些参数数据传递给处理器，处理器运行程序，并根据传感器收集的参数，进行处理与计算，根据处理后的结果，输出控制信号和控制指令，最终控制发动机的各种伺服系统，使其达到最佳的运行性能。
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控制单元输入回路
各种传感器的信号输入ECU后，首先进 入输入回路进行处理，传感器输入的信 号不同，处理的方法也不同。
模拟信号
数字信号
图5-1 电子控制器ECU内部结构图
二、单片机
单片机是将中央处理器CPU（Central Processing Unit）存储器M（Memory）、定时器/计数器、输入/输 出（I/O）接口电路等主要计算机部件集成在一块集成电 路芯片上的微型计算机。虽然单片机只是一块芯片，但 其已经具有微型计算机的组成与功能，故称为单片微型 计算机，简称单片机或微机。目前，汽车电控系统采用 的单片机均为数字式单片机。
ECU采集和处理各种传感器的输入信号，根据 发动机工作的要求（喷油脉宽、点火提前角 等），进行控制决策的运算，并输出相应的控 制信号。当前电控发动机中除了控制喷油外， 还控制点火、EGR、怠速和增压发动机的废气 阀等，由于共用一个ECU对发动机进行综合控 制，所以也被称为发动机管理系统。
二、汽车发动机电子控制器ECU的组成
三、输出回路
输出回路是单片机与执行器之间的中继站，其功用是 根据微机发出的指令，控制执行器动作。微机对采样信 号进行分析、比较、运算后，由预定的程序形成控制指 令并通过输出端子输出，由于微机只能输出微弱的电信 号（如喷油脉冲、点火信号等），电压一般为5V，不能 直接驱动执行元件，因此必须通过输出回路对控制指令 进行功率放大，译码或D/A转换，变成可以驱动各种元件 的强电信号。当执行器（如EFI旁通电磁阀、ECT锁止继 动阀、ECT蓄压器背压调节阀等）需要线圈的平均电流 逐渐增大或逐渐减小。因为占空比频率较高，所以流过 执行器电磁线圈的平均电流不会脉远变化。
电子控制器ECU（Electronic Control Unit）又称为 电子控制组件或电子控制单元，通常称为车载ECU，简 称ECU，是以单片机为核心而组成的电子控制装置，具 有很强的 运算和逻辑判断功能，ECU是汽车电子控制系 统的控制中心。
汽车电子控制器ECU主要由输入回路、单片微型计 算机（单片机）和输出回路三部分组成。输入回路和输 出回路一般都与单片机一起制作在一个金属盒内，固定 在车内不易受到碰撞的部位，如仪表下面或座椅下面等 等。
下一步是将预先存储在ROM中的最佳试数据引入 CPU，将传感器输入的信息与其进行比较。CPU将来自传 感器的各种信息依次取样，与最佳试验数据进行逻辑运算， 通过比较作出判定结果并发出指令信号，经I/O接口电路、 输出回路控制执行器动作。如果是喷油器驱动信号，就控 制喷油开始时刻、喷油持续时间，完成控制喷油功能；如 果是点火器驱动信号，就控制点火导通角和点火时刻，完 成控制点火功能。如果执行器需要线性电流量驱动，单片 机就控制占空比来控制输出回路导通与截止，使流过执行 器电磁线圈的平均电流线性增大与减少。
第三节 电子控制器ECU工作过程
发动机启动时，电子控制器ECU进入工作状态，某 些运行程序或操作指令从存储器ROM中调入中央处理单 元CPU。这些程序可以控制燃油喷射、点火时刻、怠速 转速等等。在CPU的控制下，一个个指令按照预先编制 的程序有条不紊地进行循环。
在程序运行过程中，所需要的发动机工况信息由各种 传感器提供。当曲轴位置传感器CPS检测的发动机转速与 转角信号（脉冲信号）、进气歧管压力传感器MAP检测 的负荷信号输入回路进行信号处理。
控制单元的组成
组成：输入回路、模/数转换器、微型计算机（微机）和输出回路。
第二节 电子控制器ECU结构原理
一、输入回路
输出回路又称为输入接口，由A/D转换器和数字输入 缓冲器两部分组成，缓冲器电路。主要包括整形电路、 波形变换电路、限幅电路和滤波电路等等，内部结构框 图如图5-1所示。输入回路的功用是将传感器输入的各种 信号变换成微机能够接收数字信号。
发动机工作时，微机运行速度相当快，如点火正时控 制，每秒钟可以修正上百次，因此控制精度很高，点火时 刻十分准确。
第五章 发动机控制系统 电子控器的结构与原理
本章主要内容：
电子控制器ECU的功用与组成 电子控制器ECU结构原理 电子控制器ECU工作工程
第一节 电子控制器ECU的功用与组成
一、电子控制器ECU的功用
发动机控制系统ECU的功用是：接收各种传感器输 出的发动机工况信号，根据ECU内部预先编制的控制程 序和存储的试验数据，通过数学计算机和逻辑判断确定 适应发动机工况的点火提前角、喷油时间等参数，并将 这些数据转变为电信号控制各种执行元件动作，从而使 发动机保持最佳运行状态。发动机除了上述控制功能之 外，还具有故障自诊功能（又称为备用功能）。