电控系统休眠是指在发动机熄火一段时间后，整车进入一种用电量非常小的状态，因而也称为低能耗模式。一般来说，当汽车锁上车门35s以后，或者未锁车门不进行任何操作10min以后，电控系统自动进入休眠状态，此时数据总线系统由150mA运行电流转为6～8mA休眠电流，供电子防盗系统用电。电控系统休眠模式的“魔力”来源于多路数据传输系统网关的软件设计，休眠模式所有的控制过程都在CAN网络内不动声色地进行着。......
2023-08-30
汽车发动机电控系统功能解析
【摘要】：图3.12电控燃油喷射系统工作原理框图图3.13喷油器喷射的3 种形式1）启动时的喷油量控制在发动机冷启动时，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，而是按照可编程只读存储器中预先编制的启动程序和预定空燃比控制喷油。对采用进气压力传感器和体积流量传感器的喷射系统，在传感器信号相同的情况下，进入发动机的空气质量将随空气温度升高而减小。
电控燃油喷射系统的工作原理框图，如图3.12 所示。
（1）喷油正时控制
喷油正时是喷油器何时开始喷油，如图3.13 所示。
（2）喷油量的控制
目的：发动机工况不同，对混合气浓度的要求也不相同。为使发动机在各种运行工况下，都能获得最佳的混合气浓度，以提高发动机的经济性和降低排放污染，需要对喷油量进行控制。
方式：当喷油器的结构和喷油压差一定时，喷油量的多少就取决于喷油时间。在汽油机电控燃油喷射系统中，喷油量的控制是通过对喷油器喷油时间（喷油触发脉冲宽度）的控制来实现的。
图3.12 电控燃油喷射系统工作原理框图
图3.13 喷油器喷射的3 种形式
1）启动时的喷油量控制
在发动机冷启动时，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，而是按照可编程只读存储器中预先编制的启动程序和预定空燃比控制喷油。然后根据冷却液温度传感器信号确定基本喷油量。
原因：启动时，发动机转速很低且波动较大，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。
2）启动后的喷油量控制
总喷油量= 基本喷油量+ 喷油修正量+ 喷油增量
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。
①基本喷油量的控制。基本喷油量是在标准大气状态（温度为20 ℃，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n 和设定的空燃比（即目标空燃比A/F）确定。
②喷油修正量的控制。
a.进气温度的修正。
目的：进气温度变化→空气密度变化→进气量变化（体积相同时，温度升高，质量降低）。
对采用进气压力传感器和体积流量传感器的喷射系统，在传感器信号相同的情况下，进入发动机的空气质量将随空气温度升高而减小。为此，需要ECU 根据进气温度和大气压力的信号，对喷油量进行修正，使发动机在各种运行条件下，都能获得最佳的喷油量。
修正方式：当进气温度高于20 ℃时，ECU 将确定修正系数小于1，适当减少喷油量（缩短喷油时间）进行修正；反之，当进气温度低于20 ℃时，ECU 将确定修正系数大于1，适当增加喷油量（延长喷油时间）进行修正。
b.大气压力的修正。
目的：大气压力变化→空气密度变化→进气量变化（体积相同时，压力降低，质量增加）。为此，ECU 将根据大气压力传感器输入的信号，对喷油量（喷油时间）进行适当修正。
修正方式：当大气压力低于101 kPa 时，ECU 将减小修正系数，使喷油量减少（缩短喷油时间）进行修正，避免混合气过浓和油耗过高。反之，当大气压力高于101 kPa 时，ECU 将适当增加喷油量（延长喷油时间）进行修正。
c.空燃比（A/F）的修正：不同工况时，发动机空燃比不同。发动机不同转速和负荷时的最佳空燃比预先通过台架试验测试求得并存储在只读存储器ROM 中。
发动机工作时，ECU 根据曲轴位置传感器、空气流量传感器和节气门位置传感器等信号，从空燃比脉谱图中查询出最佳的空燃比修正系数对空燃比进行修正。
d.空燃比反馈控制修正。
目的：试验证明，当混合气的空燃比控制在理论空燃比14.7∶1 附近时，三元（HC、CO、NOx）催化转换器转换效率最高。
如果仅仅利用空气流量传感器和发动机转速传感器计算求得充气量，那么很难将空燃比控制在理论空燃比14.7∶1 附近。
修正方式：许多电控发动机都配装了三元催化转换器和氧传感器，借助于安装在排气管上的氧传感器反馈的空燃比信号，对喷油脉冲宽度进行反馈优化控制，将空燃比精确地控制在理论空燃比14.7∶1 附近，再利用三元催化转换器将排气中的3 种主要有害成分HC、CO 和NOx转化为无害成分。
在下列情况中，ECU 对空燃比不进行反馈控制：发动机启动工况；发动机启动后暖机工况；发动机大负荷工况；加速工况；减速工况；氧传感器温度低于正常工作温度；氧传感器输入ECU 的信号电压持续10 s 以上时间保持不变。
e.电源电压的修正。
目的：喷油器的电磁线圈为感性负载，其电流按指数规律变化，因此，当喷油脉冲到来时，喷油器阀门开启和关闭都将滞后一定时间。
蓄电池电压的高低对喷油器开启滞后时间影响较大，电压越低，开启滞后时间越长，在控制脉冲占空比相同的情况下，实际喷油量就会减少，为此必须进行修正。
修正方式：修正喷油量时，ECU 以13.8 V 电压为基准。
当蓄电池输入ECU 的电压低于13.8 V 时，ECU 将增大喷油脉冲的占空比，即增大修正系数，使喷油器的喷油时间增长；反之，当蓄电池电压升高时，ECU 将减小占空比，即减小修正系数，使喷油时间缩短。
3）喷油增量的控制
①启动后喷油增量的修正。
目的：发动机冷车启动后，由于低温混合气雾化不良，燃油会在进气管上沉积而导致混合气变稀，发动机运转不稳甚至熄火。
修正方式：为此在启动后的短时间内，必须增加喷油量，使混合气加浓，保证发动机稳定运转而不致熄火。喷油增量比例的大小取决于启动时发动机的温度，并随启动后时间的增长而逐渐减小至1。
②冷却液温度的修正。冷却液温度的修正是指暖机过程中冷却液温度的修正。
目的：在冷车启动结束后的暖机过程中，发动机温度较低，燃油雾化较差，部分燃油凝结在进气管和汽缸壁上，会使混合气变稀，燃烧不稳定。因此，在暖机过程中；必须增加喷油量，其燃油增量的比例取决冷却水温度传感器。
修正方式：ECU 根据水温传感器信号，通过加大喷油脉冲宽度（占空比）进行暖车加浓。随着发动机冷却水温的升高，喷油脉冲的占空比将逐渐减小，直到发动机冷却水温超过60 ℃后才停止加浓，喷油增量比例逐渐减小至1。
③加速时喷油增量的修正。
目的：当汽车加速时，为了保证发动机能输出足够的扭矩，改善加速性能，必须增大喷油量。
修正方式：在发动机运转过程中，ECU 将根据节气门位置传感器信号和进气量传感器信号的变化速率，判定发动机是否处于加速工况。
汽车加速时，节气门突然开大，节气门位置传感器信号的变化速率增大，与此同时，空气流量突然增大，歧管压力突然增大，进气量传感器信号突然升高，ECU 接收到这些信号后，立即发出增大喷油量的控制指令，使混合气加浓。
燃油增量比例大小与加浓时间取决加速时发动机冷却液的温度。冷却液温度越低，燃油增量比例越大，加浓持续时间越长。
（3）燃油停供控制
1）减速断油控制
目的：当汽车在高速行驶中突然松开加速踏板减速时，发动机将在汽车惯性力的作用下高速旋转。
由于节气门已经关闭，进入汽缸的空气很少，如不停止喷油，混合气将会很浓而导致燃烧不完全，排气中的有害气体成分将急剧增加。
减速断油条件：节气门位置传感器的怠速触点闭合；冷却液温度已经达到正常温度；发动机转速高于某一转速。该转速称为燃油停供转速，其值由ECU 根据发动机温度、负荷等参数确定。
当3 个条件全部满足时，ECU 立即发出停止喷油指令，控制喷油器停止喷油。
当喷油停止、发动机转速降低到燃油复供转速或怠速触点断开时，ECU 即发出指令，控制喷油器恢复供油。
燃油停供转速和复供转速与冷却液温度和发电机负荷有关。冷却液温度越低、发动机负荷越大（如空调接通），燃油停供转速和复供转速就越高。
2）限速断油控制
目的：当发动机转速超过允许的极限转速时，ECU 就控制喷油器中断燃油喷射，防止发动机超速运转而损坏机件。
修正方式：在发动机运行过程中，ECU 随时都将曲轴位置传感器测得的发动机实际转速与存储器中存储的极限转速进行比较。
当实际转速达到或超过极限转速80～100 r/min 时，ECU 就发出停止喷油指令，控制喷油器停止喷油，限制发动机转速进一步升高。喷油器停止喷油后，发动机转速将降低。当发动机转速下降至低于极限转速80～100 r/min 时，ECU 将控制喷油器恢复喷油。
当打开点火开关后，ECU 将使燃油泵工作2～3 s，用于建立必需的油压。若此时发动机不启动，ECU 将会切断电动燃油泵控制电路，使燃油泵停止工作。在发动机启动和运转过程中，ECU 控制燃油泵保持正常运转。
1）油泵开关控制电路
控制电路：安装叶片式空气流量传感器的喷射系统中，常采用此控制电路。油泵开关设在空气流量传感器内。
工作原理：
①点火开关ST、L2通电，开路继电器ON，油泵ON。
②启动后，点火开关IG、油泵开关ON、L1通电，开路继电器ON，油泵ON。
③发动机停转，油泵开关OFF、L1断电，开路继电器OFF，油泵OFF，如图3.14 所示。
图3.14 L 型EFI 系统燃油泵控制电路
2）ECU 控制油泵电路
控制电路工作原理：
①点火开关ST、L2通电，开路继电器ON，油泵ON。
②启动后，点火开关IG、ECM 中的VT 导通，L1通电，开路继电器ON，油泵ON。
③发动机停转，VT 截止，L1断电，开路继电器OFF，油泵OFF，如图3.15 所示。
3）燃油泵转速的控制
①利用串联电阻控制油泵转速。
图3.15 D 型EFI 系统燃油泵控制电路
发动机低速或中小负荷时，ECU 控制油泵控制继电器B 接通和A 断开，电阻器串入，油泵低速运转；发动机高速或大负荷时，ECU 控制油泵控制继电器B 断开和A 接通，电阻器被旁路，油泵高速运转，如图3.16 所示。
图3.16 电阻器式燃油泵转速控制电路
②利用油泵控制模块ECU 控制油泵转速。
低速或中小负荷时，发动机ECU 向油泵ECU 的FPC 端输入低电平，油泵ECU 的FP端向油泵提供9 V 低电压，油泵低速运转；启动、高速或大负荷时，发动机ECU 向油泵ECU 的FPC端输入高电平，油泵ECU 的FP端向油泵提供12 V 高电压，油泵高速运转，如图3.17 所示。
图3.17 燃油泵控制模块转速控制电路
【任务实施】
（一）实施要求
1.会对燃油供给系统的主要部件进行检修，如燃油滤清器的维护与保养燃油泵的检修，燃油压力调节器的检修，喷油器的检修。
2.会更换燃油泵并进行分解检修。
3.会清洗喷油器并对其电路进行检修。
4.轿车台架6 台，每台6～8 人，若干万用表、示波器、故障诊断仪（KT600）、教材、仪器说明书、汽车维修手册及多媒体课件。
（二）实施步骤
1.在实训台架上找出燃油供给系统的各组成部件，结合实物了解并掌握各组成部件的故障原理。
2.在实训台架上对燃油滤清器进行检查维护及更换。
3.看懂燃油泵控制电路图，用万用表检测燃油泵本身电阻并测量燃油泵控制电路参数并记录，判定出故障部位。
4.在实训台架上了解并掌握燃油压力调节器的结构及原理。
5.在实训台架上了解并掌握脉动阻尼器的结构。
6.对喷油器进行积炭的清洗。
【项目小结】
（1）燃油供给系统分L 型供给系统和D 型供给系统两种。L 型与D 型的区别在于：L 型用空气流量计检测进入汽缸空气流量，而D 型是用进气压力传感器间接测量进入汽缸的空气流量。
（2）空气供给系统主要由空气滤清器、空气流量计、进气压力传感器、节气门位置传感器、进气温度传感器等组成。需要定期对空气供给系统进行查漏维护和定期对空气滤清器进行检查、清洁与更换。
（3）电动燃油泵把汽油从油箱中泵出，经过燃油滤清器滤去杂质，再通过燃油总管分配各个喷油器。燃油压力脉动阻尼器可以减小燃油管路中油压的波动（由于燃油泵输出压力周期性变化、喷油器喷油时引起油压变化）燃油压力调节器保证喷油器两端压差恒定，使喷油量只受喷油时间长短的影响，提高喷油量控制精度。
【知识拓展】
混合气的基本知识
可燃混合气是指汽油与空气按照一定比例的混合物。通常有以下两种表示方法：
1.过量空气系数α
燃烧1 kg 燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧所需的空气质量之比。
α=1 标准混合气
α>1 实际空气>理论空气 稀混合气
α<1 实际空气<理论空气 浓混合气
2.空燃比（A/F）
空燃比是指空气质量与燃油质量之比。
理论上，1 kg 汽油完全燃烧需要14.7 kg 的空气。
故空燃比A/F=14.7 称为标准混合气；A/F>14.7 称为稀混合气；A/F<14.7 称为浓混合气。
可燃混合气浓度对汽油机性能影响表，见表3.1。
表3.1 可燃混合气浓度对汽油机性能影响表
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