单元四 项目三 任务2ECM的构造与控制功能 （课件）-高二《汽车发动机构造与维修》同步教学（北京工业大学出版社）

学习目标 ECM的构造与控制功能 任务2 知识 目标 能力 目标 1．了解控制器ECM的结构及作用； 2．掌握ECM的控制功能和控制方式。 1.理解ECM的控制功能和控制方式。 知识链接 ECM的构造与控制功能 任务2 在整个系统中，电子控制系统（ECM）是核心部分，具有强大的数学运算、逻辑判断、数据处理及数据管理等功能。其作用主要体现在以下几个方面： （1）接收传感器等其他装置输入的信息，给传感器提供参考电压（2V、5V、9V或12V）。 （2）处理、存储、计算和分析信息数据及故障信息。 （3）根据输入的有关信息求出输出值（指令信号），并且将它与标准值对比，进行故障判断。 （4）把弱信号（指令信号）变为强信号（控制信号）。 （5）当电控系统出现故障时，输出故障信息。 （6）实行学习控制（自我修正输出值）。 知识链接 ECM的构造与控制功能 任务2 ECM是以微型计算机为核心组成的电子控制装置，并在内存中存储事先编制的程序或控制软件，即ECM由硬件和软件两部分组成。 1．硬件 ECM的硬件按照功能可分为输入电路、微型计算机和输出电路三个部分，如图4-72所示。从传感器输送过来的信号，首先进入输入处理电路进行预处理，一般是在去除杂波和把正弦波变为矩形波后转换成输入电平。对于CPU不能直接处理的模拟信号，A/D转换器将其转换为数字信号后再输入。输出处理电路将CPU发出的指令转变成控制信号来驱动执行器工作，一般有控制信号的生成和放大等功能。 图4-72 ECM硬件组成 知识链接 ECM的构造与控制功能 任务2 2．软件 ECM的软件包括控制程序和数据两部分，最主要的是主控程序。主控程序的主要任务是实现整个系统初始化、协调系统工作时序、设定控制模式，包括常用工况及其他工况下喷油信号和点火信号的输出程序，软件中还有转速和负荷的处理程序、中断处理程序等。 知识链接 ECM的构造与控制功能 任务2 3．工作过程 发动机启动时，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。 知识链接 ECM的构造与控制功能 任务2 当脉冲信号、模拟信号等输入ECM后，首先通过输入回路进行信号处理。如果是数字信号，就根据CPU的安排经缓冲器和I／O接口电路直接进入CPU；如果是模拟信号，则首先经过模／数（ A/D ）转换器转换成数字信号，以便数字式单片机处理，然后才能经I∕O接口电路输入CPU。大多数信息暂时存储在RAM中，根据控制指令再从RAM传送到CPU。ECM将预先存储在ROM中的最佳试验数据引入CPU，再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。 知识链接 ECM的构造与控制功能 任务2 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或减小。 发动机工作时，计算机运行速度相当快，如点火时刻控制，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。 知识链接 ECM的构造与控制功能 任务2 二、控制功能 汽车发动机控制系统是一个综合控制系统，具有多种控制功能。燃油喷射控制和点火控制是发动机控制系统的主要功能，进气控制、排放控制、故障自诊断与失效保护等均为辅助控制功能。 知识链接 ECM的构造与控制功能 任务2 1．喷油控制 燃油喷射控制主要包括喷油量控制、喷射正时控制，还包括断油控制和燃油泵控制等。 (1)喷油量控制 发动机控制系统根据空气流量传感器提供的进气量信号确定基本喷油量，再根据其它传感器信号对喷油量进行修正，能有效控制混合气空燃比，使发动机在各种工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而实现提高功率、降低油耗、减少排气污染等功效。 (2)喷油正时控制 当发动机采用顺序独立喷射方式时，发动机控制系统还要根据各缸的点火顺序，将燃油喷射时间控制在最佳时刻。 知识链接 ECM的构造与控制功能 任务2 (3)断油控制 断油控制是发动机控制系统在某些特殊工况下暂时中断燃油喷射，以满足发动机运行时的特殊需要，包括发动机超速断油控制、减速断油控制和清除溢流控制、减转矩断油控制等。 (4)燃油泵控制 燃油泵控制是指当点火开关打开后，发动机控制系统将控制燃油泵工作2-