发动机电控5.docx

图 2-66 主继电器的结构 1—线圈;2—滑阀(可动铁心);3—调整块;4—触点 2.4.2 继电器1. 主继电器主继电器的作用是使包括ECU在内的电控燃油喷射系统的各部件不受电源干扰和电压脉冲 的影响主继电器一般多采用滑阀型，图2-66所示是主继电器的结构图，图2-67 (a)所示 为不装步进电动机式怠速控制阀的主继电器电源电路当点火开关接通时，电流流过主继电 器内的线圈，滑阀(可动铁心)被吸引，触点闭合，电源通过主继电器为ECU的+B和+B］ 端供电电源总是与ECU的Batt端相连，以便在点火开关关闭后，ECU存储器中存储的故 障诊断代码和数据仍能保存图2-67 (b)所示是装有步进电动机式怠速控制阀的主继电器 电源电路，主继电器由ECU控制当点火开关接通时，电源与ECU的IG、S/W端相通， 主继电器控制电路通过ECU的M -REL端将主继电器接通，主继电器触点闭合，电源为ECU 的+B和+B B1端供电主继电器根据车辆型号的不同，可分为“单触点式”和“双触点式” 两种采用双回路点火开关的汽车，使用单触点式主继电器，具体接线如图2-68 (a)所示 采用单回路点火开关的汽车，使用双触点式主继电器，其具体接线如图2-68 (b)所示，这 些电路图对检修电路极有参考价值。

图 2-67 主继电器的电源电路1—点火开关;2—主继电器;3—ECU图 2-68 主继电器接线图1—点火开关;2——般电器设备;3—接ECU和电动汽油泵;4—单触点式主继电器;5—接喷油器和火花塞2. 断路继电器 断路继电器是控制电动汽油泵的继电器，该继电器的作用是使电动汽油泵只有在发动机运转 时才工作，即当点火开关接通，但发动机不运转时，油泵停止泵油这主要是为了安全，如 当撞车时，若无此控制功能，就有可能喷出高压油如图 2-69 所示为断路继电器的结构和 电路图，当电控燃油喷射系统采用叶片式空气流量计时，其油泵开关控制电路如图 2-69(b) 所示，当发动机起动时，点火开关的起动装置端子(STA)接通，断路继电器内的线圈W2 通电，触点 K 闭合，电源向电动汽油泵供电发动机起动后，被吸入发动机内的空气使空 气流量计的叶片转动，通过一杠杆装置使空气流量计内的电动汽油泵开关接通，断路继电器 的线圈W］通电，此时，即使起动装置端子(STA)断开，触点K也仍然处于接通状态当 发动机由于某种原因停止工作时，空气流量计内的电动汽油泵开关断开，线圈W］断电，触 点K断开，于是电动汽油泵停止工作，燃油停止压送。

另外，在断路继电器内部设有电阻R 和电容器C，它们的作用是当发动机突然减速时，节气门几乎完全关闭，空气流量计内瞬间 无气流通过，电动汽油泵电源开关将会脱开，但此时电容器C通过电阻R缓慢放电，使触 点 K 保持闭合，电动汽油泵继续泵油，从而可以防止发动机瞬间熄火当发动机起动时， 点火开关的起动装置端子(STA)接通，断路继电器内的线圈W2通电，其触点闭合，电源 向电动汽油泵供电，电动汽油泵运转在发动机起动后，发动机转速信号输入ECU使功率 三极管导通，断路继电器内的线圈W1通电，电源向电动汽油泵供电若ECU使功率三极 管断开，电源则停止向油泵供电，此种控制方式较前种控制方式更为可靠图 2-69 断路继电器的结构和电路图1—可动片;2—线圈;3—触点 K2.4.3发动机控制单元(ECU) 发动机控制单元根据各种传感器送来的信号，确定满足发动机运转状态所需的燃油喷射量， 并根据该喷射量去控制喷油器的喷射时间图2-70是ECU的构成框图，输入ECU的传感 器信号有两种:一种是模拟信号，如叶片式空气流量计和水温传感器的输出信号等;另一种是 数字信号，如节气门位置传感器和转速传感器的输出信号等信号的形态不同，输入 ECU 内的处理方法也不一样。

图2-70 ECU的构成框图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—ROM-RAM记忆装置2.5 电控系统喷油器与供油正时控制 燃油喷射式发动机所需燃油靠喷油器供给各种类型 汽车执行元件喷油器的控制电路大同小异，如图 2-71 所示为桑塔纳2000系列轿车喷油器的 控制电路图2-71桑塔纳2000系列轿车喷油器的控制电路(括号内代号为桑塔纳2000GSi型轿车ECU插座端子代号)各种传感器的信号输入ECU后，ECU根据数学计算和逻辑判断结果，发出脉冲信号指令 控制喷油器喷油当脉冲信号的高电平“1”加到驱动三极管VT基极时，VT导通，喷油器 线圈电流接通，产生电磁吸力将阀门吸开，喷油器开始喷油;当脉冲信号的低电平“0”加到 驱动三极管VT基极时，VT截止，喷油器线圈电流切断，在回位弹簧弹力的作用下阀门关 闭，喷油器停止喷油由于控制信号为脉冲信号，因此阀门不断地开闭使喷出的燃油雾化很 好雾状燃油喷射在进气门附近，与吸入空气混合形成可燃混合气当进气门打开时，再吸 入汽缸燃烧做功2.5.1 供油正时的控制 供油正时就是指喷油器何时开始喷油。

发动机燃油喷射系统按喷油器安装部位分为单点燃油 喷射系统(SPFI或SPI)和多点燃油喷射系统(MPFI或MPI)两类单点燃油喷射系统只 有一只或两只喷油器，安装在节气门体上，发动机一旦工作就连续喷油多点燃油喷射系统 每个汽缸配有一只喷油器，安装在燃油分配管上根据燃油喷射时序的不同，多点燃油喷射 系统又可分为同时喷射的控制、分组喷射的控制和顺序喷射的控制三种喷射方式1•同时喷射的控制多点燃油同时喷射就是各缸喷油器同时喷油，其控制电路如图2-72 (a) 所示，各缸喷油器并联在一起，电磁线圈中的电流由一只功率三极管VT驱动控制发动机 工作时， ECU 根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器输入的基准信号发出喷油指令，控 制功率三极管VT导通或截止，再由功率三极管控制喷油器电磁线圈中的电流接通或切断， 使各缸喷油器同时喷油或停止喷油曲轴每转1 圈(360°)或2圈(720°)，各缸喷油器 同时喷油一次，喷油器控制信号波形如图2-72 (b)所示由于各缸同时喷油，因此供油正 时与发动机进气一压缩一做功一排气工作循环无关，如图2-72 (c)所示图 2-72 多点燃油同时喷射控制电路与正时关系各缸喷油器同时喷油的优点是控制电路和控制程序简单，且通用性较好。

其缺点是各缸喷油时刻不可能都是最佳因此，仅早期研制的燃油喷射系统采用，现代汽车已很少采用2. 分组喷射的控制 多点燃油分组喷射就是将喷油器喷油分组进行控制，一般将四缸发动机分成两组，六缸发动 机分成三组，八缸发动机分成四组四缸发动机分组喷射的控制电路如图2-73(a)所示 发动机工作时，由ECU控制各组喷油器轮流喷油发动机每转1圈，只有一组喷油器喷油， 每组喷油器喷油时连续喷射1〜2次，供油正时关系如图2-73 （b）所示分组喷射方式虽 然不是最佳的喷油方式，但由正时关系图可见， 1、4 两缸的喷油时刻较佳，其混合气雾化 质量比同时喷射大大改善切诺基吉普车2.5 L四缸发动机和夏利2000型轿车8A -FE型发 动机采用了分组喷射的控制方式3. 顺序喷射的控制 多点燃油顺序喷射控制就是各缸喷油器按照一定的顺序喷油由于各缸喷油器独立喷油，因 此也叫独立喷射，控制电路如图2-74 （a）所示图 2-73 多点燃油分组喷射控制电路与正时关系 在顺序喷射的控制中，发动机工作一个循环（曲轴转 2 圈 720°），各缸喷油器按照特定的 顺序依次喷油一次，供油正时关系如图2-74 （d）所示图 2-74 多点燃油顺序喷射控制电路与正时关系 实现顺序喷射控制的一个关键问题是需要知道活塞即将到达排气上止点的是哪一个汽缸。

为 此，在顺序喷射系统中，ECU需要一个汽缸判缸信号（简称判缸信号）ECU根据曲轴位置（转角）信号和判缸信号，确定出是哪一个汽缸的活塞运行至排气上止点前某一角度时，发 出喷油控制指令，接通该缸喷油器电磁线圈电流，使喷油器开始喷油顺序喷射的优点是各 缸喷油时刻均可设计在最佳时刻，燃油雾化质量好,有利于提高燃油经济性和降低废气（HC、 CO、NOx）的排放量其缺点是控制电路和控制软件比较复杂，广泛应用于现代汽车上 国产桑塔纳2000GLi、2000GSi,捷达AT、GTX,红旗CA7220E等型轿车均采用了顺序喷 射控制方式在顺序喷射的控制中，喷油顺序与点火顺序同步，点火时刻在压缩上止点前开 始，喷油时刻在排气上止点前开始例如桑塔纳2000GLi、2000GSi,捷达AT、GTX,红旗 CA7220E等型轿车的点火顺序为1-3-4-2，喷油顺序也为1-3-4-2;切诺基吉普车4.0 L六缸电 控发动机的点火顺序为 1-5-3-6-2-4，喷油顺序也为 1-5-3-6-2-4，各缸喷油器分别由微机进行 控制，驱动回路数与汽缸数相等2.5.2 喷油量的控制 发动机工况不同，对混合气浓度的要求也不相同。

特别是冷起动、怠速、急加减速等特殊工 况，对混合气浓度都有特殊要求因此，喷油量的控制大致可分为起动控制、基本喷油量控 制、加减速控制、怠速控制和空燃比反馈控制等1. 发动机起动时喷油量的控制发动机起动时，起动机驱动发动机运转，其转速很低（50 r/min左右）且波动较大，导致反 映进气量的空气流量信号或进气压力信号误差较大因此，在发动机冷起动时， ECU 不是 以空气流量传感器信号或进气压力信号作为计算喷油量的依据的，而是按照可编程只读存储 器中预先编制的起动程序和预定空燃比控制喷油起动控制采用开环控制，ECU首先根据 点火开关、曲轴位置传感器和节气门位置传感器提供的信号，判定发动机是否处于起动状态， 以便决定是否按起动程序控制喷油，然后根据冷却液温度传感器信号确定基本喷油量当点 火开关接通起动挡位时，ECU的STA端便接收到一个高电平信号，此时ECU再根据曲轴 位置传感器和节气门位置传感器信号判定是否处于起动状态如果曲轴位置传感器信号表明 发动机转速低于300 r/min,且节气门位置传感器信号表明节气门处于关闭状态，则判定发 动机处于起动状态，并控制运行起动程序在燃油喷射系统具有“清除溢流”功能的汽车上， 当发动机转速低于300 r/min时，如果节气门开度大于80%,那么ECU将判定为“清除溢流” 控制，喷油器将停止喷油。

图 2-75 冷起动时的冷却液温度与基本喷油量的关系图 当冷起动时，发动机温度很低，喷入进气管的燃油不易蒸发，吸入汽缸内的可燃混合气浓度 相对减小为了保证具有足够浓度的可燃混合气，ECU还要根据冷却液温度传感器信号反 映的温度高低来控制喷油器的喷油量，温度越低，喷油量越大;温度越高，喷油量越小，以 使冷态发动机能够顺利起动冷却液温度与基本喷油量的关系如图2-75 所示2. 发动机起动后喷油量的控制 在发动机运转过程中，喷油器的总喷油量由基本喷油量、喷油修正量和喷油增量三部分组成， 如图 2-76 所示基本喷油量由进气量传感器（空气流量传感器或歧管压力传感器）和曲轴 位置传感器（发动机转速传感器）信号计算确定;喷油修正量由与进气量有关的进气温度、 大气压力、氧传感器等传感器信号和蓄电池电压信号计算确定;喷油增量由反映发动机工况 的点火开关信号、冷却液温度和节气门位置等传感器信号计算确定图 2-76 喷油量控制示意图（1） 基本喷油量的控制基本喷油量（或基本喷油时间）是在标准大气状态（温度为20°C, 压力为101 kPa）下，根据发动机每个工作循环的进气量、发动机转速和设定的空燃比来确 定的。

进气量传感器（空气流量传感器或歧管压力传感器）和发动机转速传感器（曲轴位置 传感器）是燃油喷射系统中最重要的两个传感器，特别是进气量传感器，其精度高低将直接 影响喷油时间的计算精度，从而影响发动机的动力性和经济性。