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第一章
发动机电控系统概述
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1、自动控制的定义:自动控制是采用控制装置使被控制对象(如机器设备的运行或生产过程的进行)自动地按照给定的规律运行,使被控制对象的一个或数个物理量(如电压、电流、速度、位置、温度、流量等)能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。
2、电子控制系统:采用电子设备(如计算机)作为自动控制系统的控制装置。
3、电子控制系统的基本形式: ①开环控制
②闭环控制
4、开环控制的组成与特点
(1)开环控制的组成:
1. 1 电控系统的基本概念
自动控制系统概述
(2)开环控制的特点:
在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用。
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5、闭环控制的组成与特点:
(1)闭环控制的组成
1. 1 电控系统的基本概念
自动控制系统概述
(2)闭环控制的特点:
在控制器与被控对象之间,不仅存在着正向作用,而且存在着反馈作用,即系统的输出量对控制量有直接影响。
(3)各部分的功能:
测量元件对被控对象的被控参数进行测量;变换发送单元将被测参数变成电压(或电流)信号,并反馈给控制器;控制器将反馈回来的信号与给定值进行比较。
输入量
测量元件
变换发送单元
执行机构
控制器
被控对象
被控参数
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1、微机控制系统的组成
如果把闭环控制中的控制器用微机来代替,就组成了微机控制系统。
2、微机控制系统的控制过程
①数据采集:对被控参数的瞬时值进行检测,并输送给计算机
②控制: 对采集到的表征被控参数的状态量进行分析,并按已定的控制规律确定控制过程,适时地对执行机构发出控制信号。
③上述过程不断重复,使整个系统能够按照一定的控制指标进行工作,并对被控参数和设备本身出现的异常状态及时监督、迅速处理。
现代发动机电控系统属于微机控制系统,早期采用开环控制,现在大部分采用闭环控制。
1. 1 电控系统的基本概念
微机闭环控制
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汽车电子技术发展始于20世纪60年代,分为三个阶段。目前发动机上常用的电控系统有:电控燃油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系统、排放控制系统、增压控制系统、警告提示系统、自我诊断与报警系统、失效保护系统和应急备用系统。
1. 2 发动机电控系统的发展过程
发动机电控技术发展
现代汽车电子控制系统的发展趋势
1、单独控制:早期的汽车电控系统多采用一个ECU控制汽车的某一个系统,如果有多个系统就要采用多个ECU控制。
2、集中控制系统:利用微处理器使控制功能集中化,将多种控制功能集中到一个ECU上,就可以不必设置多个传感器和ECU。现代汽车都采用集中控制系统。
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ECU主要根据进气量确定基本的喷油量,再根据其他传感器(如冷却液温度传感器、节气门位置传感器)信号对喷油量进行修正,使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气。电控燃油喷射主要包括喷油量、喷射正时、燃油停供和燃油泵的控制。
电控点火装置(ESA)
ESA的功能是点火提前角控制。根据各相关传感器信号,判断发动机的运行工况和运行条件,选择最理想的点火提前角点燃混合气,从而改善发动机的燃烧过程。
怠速控制系统
发动机辅助控制系统。
排放控制系统
对发动机控制装置的工作实行电子控制。
1. 3 发动机电控系统的功能
电控燃油喷射(EFI)系统
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增压控制系统
巡航控制系统
警告系统
自诊断与报警系统
失效保护系统
应急备用系统
1. 3 发动机电控系统的功能
进气控制系统
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1、组成
1. 4 发动机电控系统的基本组成及工作原理
电控系统的基本组成与类型
有三部分组成:
- 信号输入装置——各种传感器,采集控制系统的信号,并转换成电信号输送给ECU。
- 电子控制单元——ECU,给各传感器提供参考电压,接受传感器信号,进行存储、计算和分析处理后执行器发出指令。
- 执行元件——由ECU控制,执行某项控制功能的装置。
2、类型
- 开环控制——ECU根据传感器的信号对执行器进行控制,而控制的结果是否达到预期目标对其控制过程没有影响。
- 闭环控制——也叫反馈控制,在开环的基础上,它对控制结果进行检测,并反馈给ECU, 进行原先的控制修正。
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1、空气流量计(MAF):测量发动机吸入空气量,并将信号输入ECU,作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。
2、进气(歧管绝对)压力传感器(MAP):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控制信号。
3、发动机转速与曲轴位置传感器:检测曲轴位置信号和曲轴转角信号