发布于 10-16 10:56:24
尽管电子控制燃油喷射装置种类繁多，但不同类型的电子控制燃油喷射系统的结构和工作原理大致相同。在结构上，都是由许多传感器（如水温传感器、空气流量计等）、执行器（如电动燃油泵、喷油器等）、微机及控制电路等组成。在工作原理上，都是由微机根据各个传感器的信号，经过计算后按照设定的控制程序，通过各种执行器控制喷油量、进气量、点火提前角等，从而控制发动机的运行，保证获得与发动机各种工况相匹配的最佳混合气成分和点火时刻。相同的控制原则决定了各类电控系统具有相同的组成和类似的结构。
①能提供发动机在各种工况下最合适的混合气浓度，使发动机在各种工况条件下保持最佳的动力性、经济性和排放性能。
②电控燃油喷射系统配排放物控制系统后，大大降低了HC、CO和NOx三种有害气体的排放。
③增大了燃油的喷射压力，因此雾化比较好。
④汽车在不同地区行驶时，对大气压力或外界环境温度变化引起的空气密度的变化，发动机控制ECU能及时准确做出补偿。
⑤汽车加减速行驶的过渡运转阶段，燃油控制系统能迅速做出反应。
⑥有减速断油功能，既能降低排放，又能节省燃油。
⑦在进气系统中，由于没有像化油器那样的喉管部位，因而进气阻力小。
⑧发动机冷机启动容易，暖机性能提高。
电控燃油喷射系统的分类方法见表3-12。
表3-12 电控燃油喷射系统的分类方法
图3-82 多点喷射系统
图3-83 单点喷射系统
1.喷油正时控制
喷油分为同步喷油和异步喷油。
同步喷油是指发动机各缸工作循环，在既定的曲轴位置进行喷油，其有规律性。
异步喷油是指与发动机的工作不同步，无规律性，是在同步喷油的基础上，为改善发动机的性能额外增加的喷油。
（1）同步喷油正时控制
①顺序喷射正时控制 特点是喷油器驱动回路数与气缸数目相等。
ECU根据凸轮轴位置传感器（G信号）、曲轴位置传感器（Ne信号）和发动机的做功顺序，确定各缸工作位置。当确定各缸活塞运行至排气行程上止点某一位置时，ECU输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，该缸开始喷油，如图3-84所示。
图3-84 顺序喷射控制电路
② 分组喷射正时控制 特点是把所有喷油器分成2～4组，由ECU分组控制喷油器。
以各组最先进入做功的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油，如图3-85所示。
图3-85 分组喷射控制电路
③同时喷射正时控制 特点是所有各缸喷油器由ECU控制同时喷油和停油。
喷油正时控制是以发动机最先进入做功行程的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油，如图3-86所示。
图3-86 同时喷射控制电路
（2）异步喷油正时控制
①启动时异步喷油正时控制 在同步喷油基础上，为改善发动机的启动性能，再增加一次异步喷油。
在启动开关处于接通状态时，ECU接受到第一个凸轮轴位置传感器信号（Ne信号）后，接收到第一个曲轴位置传感器信号（G信号）时，开始进行启动时的异步喷油。
② 加速时异步喷油正时控制 为了改善加速性能，ECU根据节气门位置传感器中怠速信号从接通到断开时，增加依次固定量的喷油。
2.喷油量控制
目的是使发动机在各种运行工况下，都能获得最佳的喷油量，以提高发动机的经济性和降低排放污染。当喷油器的结构和喷油压差一定时，喷油量的多少取决于喷油时间。
（1）启动时的同步喷油量控制 在发动机转速低于规定值或点火开关接通位于STA（启动）挡时，喷油时间的确定如图3-87和图3-88所示，ECU根据冷却液传感器信号（THW信号）和冷却液温度-喷油时间确定基本喷油时间，根据进气温度传感器（THA信号）对喷油时间做修正（延长或缩短）。然后再根据蓄电池电压适当延长喷油时间，以实现喷油量的进一步的修正，即电压修正。
图3-87 启动时的基本喷油时间
图3-88 喷油时间的确定
（2）启动后的同步喷油量控制
喷油持续时间=基本喷油持续时间×喷油修正系数+电压修正值
D型EFI根据发动机转速信号和进气管绝对压力信号确定基本喷油时间。
L型EFI根据发动机转速信号和空气流量计信号确定基本喷油时间。
喷油修正系数如下。
① 启动后加浓修正 根据冷却液温度确定喷油时间的初始修正值。
② 暖机加浓修正 在达到正常温度之前，根据冷却液温度信号进行喷油时间修正。
③ 进气温度修正 根据进气温度传感器提供的进气温度信号（THA信号），对喷油时间进行修正；低于20℃时空气密度大，ECU适当增加喷油时间；相反高于20℃时适当减少喷油时间。
④ 大负荷工况喷油量修正 根据PIM信号和VS信号以及节气门位置传感器输送的全负荷信号（PSW信号）或VTA信号判断发动机负荷状况，大负荷时适当增加喷油时间。
⑤ 过渡工况喷油量修正 主要根据PIM信号或VS信号、Ne信号、SPD信号、VTA信号、NSW信号判断过渡工况，对喷油时间进行修正。
⑥ 怠速稳定性修正 ECU根据PIM信号和Ne信号对喷油量进行修正，随着进气管绝对压力增大或怠速降低，适当增加喷油时间；反之，减少喷油时间。
（3）异步喷油量控制 发动机启动和加速时的异步喷油量是固定，各缸喷油器有一个固定的喷油持续时间，同时向各缸增加一次喷油。
3.燃油停供控制
（1）减速断油控制 当汽车减速时，ECU将会切断燃油喷射控制电路，停止喷油，以降低碳氢化合物及一氧化碳的排放量。
（2）限速断油控制 加速时，发动机超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速时，ECU将切断燃油喷射控制电路，停止喷油，防止超速。
4.燃油泵控制
根据发动机的转速和负荷来控制燃油泵以高速或低速运转。
发动机电子控制燃油喷射系统由电子控制系统、燃油供给系统、空气供给系统、排放控制系统、电控点火系统组成。
博世公司的电控燃油喷射系统的组成如图3-89所示。采用这种汽油喷射系统的小轿车很多，如凌志LS400、尼桑MAXIMA、马自达626以及1991年后生产的奔驰600SE等。不同车型的汽油喷射系统的主要区别在于微机的控制方式、控制范围及内部控制程序不完全相同，各种传感器、执行器的配置和构造也各不相同。
图3-89 博世公司的电控燃油喷射系统的组成
1.电子控制系统
汽油机电子控制系统由感测控制信号的传感器、以计算机为核心的电控单元和实现控制意图的执行器三部分组成，如图3-90所示。传感器是系统中信息的输入部分，它用于感测控制系统外部的信息，并将得到的信息转换为电信号后传输给电控单元，输入信息是引起控制系统发生变化的原因。电控单元是控制系统的中枢，是系统中的信息处理部分，它通过处理、分析和计算输入信息形成控制指令，并将形成的控制决定传输给执行器，处理是控制系统对输入的响应过程。执行器则是控制系统的输出部分，它将电控单元形成的控制指令转变为实现控制目标的物理运动，输出是系统根据输入产生的结果。
图3-90 汽油机电子控制系统的组成
（1）信号输入装置及输入信号 发动机控制系统的信号输入主要是通过各种传感器或其他控制装置将各种控制信号输入ECU的。发动机控制系统用的传感器和输入信号主要有如表3-13所示的种类。
表3-13 发动机控制系统用的传感器和输入信号种类
随着控制功能的扩展，输入信号也将不断增加。从上述所列传感器及输入信号中可以看出，发动机集中控制系统所用的传感器及输入信号有很多都是相同的。这就意味着，在发动机集中控制系统中，可以减少大量的传感器数目，一个传感器或一个输入信号，可以多次重复使用，作为几个控制系统的输入信号。
（2）电子控制单元（ECU） ECU是一种电子控制装置，它所具备的基本功能如下。
① 接收传感器或其他装置输入的信息，给传感器提供参考（基准）电压；将输入的信息转变为微机所能接收的信号。
② 存储、计算、分析处理信息；计算输出结果；存储该车型的特征参数；存储运算中的数据（随存随取）、存储故障信息。
③ 运算分析。根据信息参数求出执行命令数值；将输出的信息与标准值对比，查出故障。
④ 输出执行命令。把弱信号变为强的执行命令；输出故障信息。
⑤ 自我修正功能（自适应功能）。
ECU的构成如图3-91所示。ECU主要由输入回路、A/D转换器（模/数转换器）、微型计算机（微机）和输出回路四部分组成。
图3-91 ECU的构成
1～9—模块
（3）执行器 执行器是受ECU控制，具体执行某项控制功能的装置。发动机电子控制系统常用的执行器有表3-14所示的几种。
表3-14 执行器的种类
随着控制功能的增加，执行器也将相应增加。
2.燃油供给系统
电控发动机的燃油供给系统主要由燃油箱、燃油滤清器、燃油分配管、压力调节器、喷油器及回油管组成，有些发动机还装有汽油压力缓冲器，如图3-92所示。
图3-92 燃油供给系统的组成
燃油供给系统的功用是向发动机气缸供给燃烧所需的适量燃油。在发动机工作中，汽油经滤网被电动油泵吸出并加压，经燃油滤清器过滤后送至燃油分配管，在压力调节器的控制下使油压与进气歧管内的气压差始终保持恒定不变，电控单元（ECU）控制喷油器适时开启，将定量的燃油喷入进气歧管，多余的燃油经回油管流回到油箱。
3.空气供给系统
空气供给系统的作用是测量和控制发动机的进气量。目前，测量发动机进气量的方式主要有质量流量方式和速度密度方式两种。
空气供给系统由于进气量的测量方式不同，在测量元件和它的安装位置上也有所区别，但其他部分则基本相同，基本由空气滤清器、空气流量计或进气歧管压力传感器、节气门位置传感器、怠速控制装置等组成。
（1）质量流量方式空气供给系统 电控发动机质量流量方式空气供给系统如图3-93所示。在气缸真空吸力的作用下，空气经过空气滤清器过滤，流经空气流量计、节气门体（或怠速控制阀）、进气总管、进气歧管，与喷油器喷出的汽油混合后被吸入气缸内燃烧。
图3-93 电控发动机质量流量方式空气供给系统
根据测量原理的不同，空气流量计常见的有叶片式、卡门漩涡式、热式等。其中热式空气流量计能测出空气质量流量，避免了海拔高度（压力）引起的误差，并且其响应时间短，测量精度高，现已成为电控汽油喷射系统较流行的空气流量计。如图3-94所示为常见的热膜式和热线式空气流量计。
图3-94 常见的热膜式和热线式空气流量计
（2）速度密度方式空气供给系统 如图3-95所示为电控发动机速度密度方式空气供给系统。在气缸真空吸力的作用下，空气经过空气滤清器过滤，流经节气门体（或怠速控制阀）、进气总管、进气歧管，与喷油器喷出的汽油混合后被吸入气缸内燃烧。
图3-95 速度密度方式空气供给系统
进气歧管压力传感器用于测量发动机进气歧管内的绝对压力，位于节气门后方，通过真空管与进气总管相连或直接安装在进气总管上。通过测量进气管的气体的绝对压力信号，由ECU换算出每个工作循环发动机吸入的空气质量，并根据这一信号和发动机工况所需的空燃比计算出汽油的基本喷射量。
4.电控点火系统
发动机电控点火系统的功用是在发动机不同转速和负荷工况下，提供处于最佳点火提前角位置且能量足够的电火花。
目前，常见发动机电控点火系统主要有两种类型：有分电器式电控点火系统和无分电器式电控点火系统。为了提高点火能量和减少点火系统产生的电磁干扰，无分电器式电控点火系统正在逐步取代有分电器式电控点火系统。
无分电器式电控点火系统完全取消了传统的分电器，点火提前角完全由发动机的ECU控制，由点火线圈产生的高压电直接传到火花塞，故也称为直接点火系统，如图3-96所示。
图3-96 直接点火系统基本组成
无分电器式电控点火系统目前常见的有同时点火方式和独立点火方式两种。
同时点火方式由两缸合用一个点火线圈，每次高压都使配对的两缸火花塞同时跳火，线圈采用高压二极管配电的二极管分配方式。同时点火方式和独立点火方式相比，独立点火方式的点火模块结构相对复杂，线圈多，但火花塞寿命长，点火更可靠，目前应用较多。
5.排放控制系统
汽油机排放污染物主要是CO、HC、NOx等，污染物的来源有三个方面：排气、蒸发、曲轴箱窜气。为了减少排放污染，现代汽车采取了许多措施来加以控制。
（1）燃油蒸发控制系统（EVAP） 燃油蒸发控制系统的功用是阻止汽油箱内的汽油蒸气泄漏到大气中污染环境。同时，收集的汽油蒸气可适时送入进气管，与空气混合后进入燃烧室燃烧，提高发动机的燃油经济性。
燃油蒸发控制系统的组成如图3-97所示。当汽油箱内的汽油蒸气压力高于外界压力时，汽油蒸气经蒸气管进入活性炭罐内，汽油分子被活性炭罐内的活性炭吸附，剩下的空气经过活性炭罐的出气孔排入大气中。当汽油箱内的汽油蒸气压力低于外界压力时，空气经活性炭罐、蒸气管进入油箱，以平衡油箱压力。
图3-97 燃油蒸发控制系统的组成
活性炭罐上方有一个出口通过真空软管和活性炭罐清污电磁阀与发动机进气歧管相连，活性炭罐清污电磁阀由ECU控制。当发动机在正常运转状态时，ECU控制活性炭罐清污电磁阀开启，依靠进气管真空吸力作用，外界空气从活性炭罐的出气孔进入，经活性炭至真空管被吸入发动机。流动的空气使吸附在活性炭表面的汽油分子重新蒸发并被吸入发动机，一方面使汽油得到充分利用；另一方面恢复了活性炭的吸附能力。
（2）三元催化转换器（TWC） 三元催化转换器的功用是将汽车尾气中有害物CO、HC和NOx转化成为CO2、H2O和N2，有效减少排放污染。三元催化转换器由壳体、减振层和涂有铂、铑等贵重金属催化剂的蜂窝状陶瓷载体构成，如图3-98所示。
图3-98 三元催化转换器
（3）废气再循环系统（EGR） 废气再循环系统的功用是降低发动机NOx的排放量，其基本结构如图3-99所示。
图3-99 废气再循环系统
NOx是在高温和富氧条件下生成的，燃烧温度越高生成的NOx越多。发动机在热机状态下中高速运转时，气缸内的燃烧状况非常良好，燃烧温度较高，大大加剧了NOx的生成量。此时，由ECU控制EGR阀打开，通过废气再循环系统将一部分废气引入进气管。废气量的增加使发动机燃烧速率降低，燃烧温度也随之降低，能有效减少NOx的排放量。
空气供给系统的作用是测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量，其组成如图3-100所示。以L型系统为例，空气经空滤器后，用空气流量计测量，通过节气门体进入进气总管，再分配到各进气歧管。在进气歧管内，从喷油器喷出的汽油和空气混合后被吸入气缸内燃烧。
图3-100 空气供给系统的组成
在冷却液温度较低时，为加快发动机暖机过程，设置了快怠速装置，由空气阀来控制块怠速所需要的空气，这时经空气流量计后的空气，绕过节气门体经空气阀直接进入进气总管。可以通过怠速调整螺钉调节怠速转速，用空气阀控制快怠速转速，也可由ECU操纵怠速控制阀（ISC）控制怠速。
1.空气流量计
发动机电子控制系统中很重要的一项控制内容就是最佳空燃比控制。为达到这样的目的，必须对发动机进气空气流量进行精确测量。空气流量信号是用来确定基本喷油量的主要依据之一。按其结构形式可以分为以下四种。
（1）叶片式空气流量计 叶片式空气流量计安装在空气过滤器和节气门之间。它的作用是检测吸入空气量的多少，并把检测结果转换成电信号。
叶片式空气流量计由两大部分组成，一是担任检测任务的叶片部分；二是担任转换任务的电位计。
叶片式空气流量计的结构如图3-101所示。叶片由测量叶片和缓冲叶片组成，两者铸成一体。叶片转轴安装在壳体上，转轴一端装有螺旋回位弹簧。当螺旋回位弹簧的弹力与吸入空气气流对测量叶片的推力平衡时，叶片即处于稳定位置。测量叶片随进气量的变化在空气主通道内发生偏转，缓冲叶片在缓冲室内与其同步偏转，缓冲室对叶片起阻尼作用。其设计目的在于，当发动机吸入空气量急剧变化和气流脉动时，减少叶片的脉动，使叶片运转平稳。
图3-101 叶片式空气流量计的结构
1—电位计；2—接线插头；3—缓冲室；4—缓冲叶片；5—CO调整螺钉；6—旁通道；7—测量叶片；8—进气温度传感器；9—回位弹簧
电位计安装在空气流量计壳体上方，内装有平衡配重、滑臂、回位弹簧、调整齿圈和印制电路板等。电位计部分的结构如图3-102所示，螺旋回位弹簧的一端固定在叶片转轴上，另一端固定在调整齿圈上。调整齿圈用卡簧定位，其上有刻度标记。改变调整齿圈的固定位置，可调整回位弹簧的预紧力，使用中用以调整空气流量计的输出特性。叶片转轴上端固装着平衡配重和滑臂，随叶片一起动作，滑臂与印制电路板上的镀膜电阻接触，并在其上滑动。
图3-102 电位计部分的结构
叶片式空气流量计的工作原理如图3-103所示。来自空气滤清器的空气通过空气流量计时，空气推力使测量板打开一个角度，当吸入空气推开测量板的力与弹簧变形后的回位力相平衡时，叶片停止转动。与测量板同轴转动的电位计检测出叶片转动的角度，将进气量转换成电压信号VS送给ECU。ECU则根据空气流量计输出的US/UB电压比信号，测量发动机的进气量。US/UB信号与空气流量成反比，且线性下降。
图3-103 叶片式空气流量计的工作原理
1—电位计滑臂；2—可变电阻；3—接进气管；4—测量叶片；5—旁通空气道；6—接空气滤清器
当吸入的空气流量减小时，叶片转角α减小，US电压值上升，则US/UB的电压比值随之增大。
利用US/UB电压比作为空气流量计的输出，其目的在于：当加到电位计上的电源电压UB发生变化时，因信号US与UB成比例变化，所以作为空气流量计的输出信号US/UB仍可保持不变，即不受电源电压的影响，以此确保空气力量计的测量精度。
（2）卡门漩涡式空气流量计 所谓卡门漩涡，是指在流体中放置一个圆柱状或三角状物体时，在这物体的下游就会产生两列旋转方向相反并交替出现的漩涡。
卡门漩涡式空气流量计直接用电子方法测量进气量，与叶片式空气流量计相比，具有体积小、重量轻、进气道简单、进气阻力小等优点。
如图3-104和图3-105所示分别为反光镜检测方式和超声波检测方式的卡门漩涡式空气流量计的结构原理。
图3-104 反光镜检测方式卡门漩涡式空气流量计的结构原理
1—空气进口；2—管路；3—光敏晶体管；4—板弹簧；5—导孔；6—漩涡发生器；7—整流栅
图3-105 超声波检测式卡门漩涡空气流量计的结构原理
1—超声波信号发生器；2—超声波发射探头；3—涡流稳定板；4—涡流发生器；5—整流器；6—空气辅助通道；7—超声波接收探头；8—转换电器
①使用反光镜检测法 检测部分结构由镜片、发光二极管和光电晶体管组成。
空气流经过发生器时，压力发生变化，经压力导向孔作用在反光镜上，使反光镜发生振动，从而将反光二极管投射的光发射给光电管，对反射光进行检测。
② 使用超声波检测法 检测部分结构由超声波信号发生器、超声波发射探头、涡流稳定板、涡流发生器、整流器、超声波接收探头和转换电路组成。
卡门漩涡造成空气密度变化，受其影响，信号发生器发出的超声波到达接收器的时机或变早或变晚，测出其相位差，利用放大器使之形成矩形波，矩形的脉冲频率为卡门漩涡的频率。
③ 工作原理 当通过空气通道的空气流速变化时，将影响卡门漩涡的频率，空气流速v与卡门漩涡频率f之间存在着如下关系。
式中 d——涡流发生器外径尺寸；
St——斯特罗巴尔数，约为0.2。
只要合理设计进气管道和涡流发生器的尺寸，则斯特罗巴尔数St在空气测量范围内几乎为定值，所以，通过测量卡门漩涡的频率就可以计算出空气流速v。再将空气通道的有效截面积与空气流速v相乘，就可知道吸入空气的体积流量。
（3）热线式空气流量计 如图3-106所示，热线式空气流量计主要由采样管、白金热线、进气温度传感器、控制回路及空气力量计外壳等组成。根据白金热线在壳体内安装位置的不同，可分为主流测量方式和旁通测量方式两种结构形式。
图3-106 主流测量方式热线空气流量计的结构
热线式空气流量传感器的基本原理如图3-107所示。在空气通路中放置一根直径很小的铂丝，工作时经通电后发热，所以这个铂丝也称热线或热丝。当发动机启动后，空气流经铂丝周围时带走其热量，使其温度下降，热线电阻变化导致电桥失去平衡，此时与铂丝相连的桥式电路将改变电流，以保持铂丝温度恒定。即当空气流量变化时，流过铂丝的电流也随之发生变化。将这种变化的信号输入ECU，即可测得空气流量。
图3-107 热线式空气流量传感器的基本原理
在这种流量传感器的前后端均装有金属防护网，前面的用于进气整流，后面的用于防止发动机回火时把铂丝烧坏。防护网用卡箍固定在壳体上。流量传感器的铂丝和进气温度传感器都安装在主气道中的取样管内，称为主通式热线空气流量传感器（即主流测量方式，还有旁通测量方式）。热线式空气流量传感器在使用一段时间后，由于铂丝表面受空气尘埃污染，造成热辐射能力降低而影响传感器的测量精度，因此控制电路中设计有“自洁电路”来实现自洁功能。每当ECU接收到发动机熄火的信号时，ECU将控制自洁电路接通，将铂丝加热到1000℃左右，并持续1s时间，使黏附在铂丝上的尘埃烧掉。另一种防止铂丝污染的方法是提高其表面温度，一般将保持温度设定在200℃以上，以便烧掉污染物。
由图3-107可知，取样管置于主空气通道中央，两端有防护网，白金热线电阻RH布置在一个支承环内，其阻值随温度变化而变化，热线支承环前后端分别安装作为温度补偿的冷线电阻和作为单臂电桥臂的精密电阻RA，电桥另外一个臂是安装在控制电路板上的精密电阻RB。RH、RK、RA、RB共同组成单臂电桥；电桥的两个对角线分别接控制电路的输入端和输出端。当无空气流动时，电桥处于平衡状态，控制电路输出某一加热电流至热线电阻RH；当有空气流动时，由于RH的热量被空气吸收而变冷，其电阻值发生变化，电桥失去平衡，如果保持热线电阻和吸入空气的温差不变并为一个定值，就必须增加流过热线电阻的电流IH。
热丝式空气流量传感器大多是模拟电压信号传感器，多数热丝式空气流量传感器在空气流量增大时，输出电压也随之升高。热丝式空气流量传感器内部温度补偿电路比较复杂，输出电压信号被送到ECU，ECU根据这个信号来计算发动机负荷，判定燃油供给量和点火正时等。
（4）热膜式空气流量计 如图3-108所示，热膜式空气流量计的结构和工作原理与热线式空气流量计基本相同，只是将发热体由热线改为热膜。热膜是由发热金属铂固定在薄的树脂膜上构成的。这种结构可使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力，增加了发热体的强度，提高了空气流量计的可靠性。避免了海拔高度引起的误差，再加上该空气流量计响应时间短，测量精度高，因此，已成为现代汽车电子燃油喷射系统较流行的空气流量计。
图3-108 热膜式空气流量计
2.进气歧管绝对压力传感器
进气歧管绝对压力传感器用于D型汽油喷射系统。它在汽油喷射系统中所起的作用和空气流量传感器相似。进气歧管绝对压力传感器根据发动机的负荷状态测出进气歧管内绝对压力（真空度）的变化，并转换成电压信号，与转速信号一起输送到电控单元（ECU），作为确定喷油器基本喷油量的依据。
进气歧管绝对压力传感器检测的是节气门后方的进气歧管的绝对压力，它根据发动机转速和负荷的大小检测出歧管内绝对压力的变化，然后转换成信号电压并送至电控单元（ECU），ECU依据此信号电压的大小，控制基本喷油量的大小。
进气歧管绝对压力传感器种类较多，有压敏电阻式、电容式等。由于压敏电阻式具有响应时间短、检测精度高、尺寸小且安装灵活等优点，因而被广泛用于D型喷射系统中。如通用汽车公司、丰田汽车公司、克莱斯勒汽车公司生产的汽车，以及国产桑塔纳2000GLi型轿车等都使用半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器，该传感器的结构如图3-109所示，它由压力转换元件和把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路构成。
图3-109 半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的结构
压力转换元件是利用半导体的压电效应制成的硅膜片。硅膜片的一面是真空室，另一面导入进气歧管压力。硅膜片为边长3mm的正方形，它的中部经光刻腐蚀形成直径约2mm、厚约5μm的薄膜。薄膜周围有四个应变电阻，以惠斯登电桥方式连接，如图3-110所示。
图3-110 半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的工作原理
由于硅膜片的一侧是真空室，所以进气歧管压力越高，硅膜片的变形越大，它的应变与压力成正比。附着在薄膜上的应变电阻的阻值与压力成正比变化，这样就可以利用惠斯登电桥把硅膜片的变形变成电信号。因为输出的电信号很微弱，所以用混合集成电路进行放大后输出。
3.节气门位置传感器
节气门位置传感器安装在节气门上，用来检测节气门的开度。它通过杠杆机构与节气门联动，进而反映发动机的不同工况。此传感器可把发动机的不同工况检测后输入电控单元（ECU），从而控制不同的喷油量。它有三种形式：开关量输出节气门位置传感器（桑塔纳2000型轿车和天津三峰客车）、线性输出节气门位置传感器（北京切诺基）、综合式节气门位置传感器（国产奥迪100型V6发动机）。
（1）开关量输出节气门位置传感器 开关量输出或称开关式节气门位置传感器由一个可动触点和两个固定触点——功率触点及怠速触点构成，如图3-111所示。
图3-111 开关量输出型节气门位置传感器的结构
1—节气门轴；2—满负荷触点；3—动触点；4—怠速触点
节气门全关闭时，可动触点与怠速触点接触，可检测节气门的全关闭状态。当节气门开度达50°以上时，可动触点与功率触点接触，可检测节气门大开度状态。在中间开度时可动触点同哪一个触点都不接触。
开关式节气门位置传感器与线性输出型传感器相比，结构简单且价廉，但节气门开度的检测精度差。
（2）线性输出节气门位置传感器 传感器有两个与节气门联动的可动电刷触点。一个触点可在电阻体上滑动，利用变化的电阻值，测得与节气门开度对应的线性输出电压，根据输出的电压值，可知节气门开度。另一个电刷触点在节气门全关闭时与怠速触点IDL接触。IDL信号主要用于断油控制和点火提前角的修正。节气门开度输出信号VTA则使ECU对喷油量进行控制，以获得相应的功率。随着节气门开度的增大，节气门开度输出电压线性增大，如图3-112所示。
图3-112 线性输出节气位置传感器的等效电路和输出特性
1—电阻膜；2—节气门开度输出动触点；3—怠速动触点
（3）综合式节气门位置传感器 皇冠3.0轿车2JZ-GE型发动机用综合式节气门位置传感器的构造如图3-113所示，它由一个电位计和一个怠速触点组成。综合式节气门位置传感器与电控单元（ECU）的连接电路如图3-114所示，传感器内电阻r的两端一直加有ECU输送来的5V电压，动触点a根据节气门开度的状况在电阻r上滑移，由此改变ECU的VTA端子的电压。这一电压信号经A/D转换器变成数字信号，再输入到计算机中去。从图3-114中可以看出，传感器通过VTA电阻R2端子与E2端子相连，但是因为R1、R2都大于r，所以电流的流经途径是VC端子→电阻r→E2端子，VTA端子的电位并不受电阻R1、R2的影响。
图3-113 皇冠3.0轿车2JZ-GE型发动机用综合式节气门位置传感器的构造
图3-114 综合式节气门位置传感器与电控单元（ECU）的连接电路
当节气门全闭时，触点闭合，IDL端的电位为0，这样就把节气门全闭的这种情况通知了计算机。收到VTA端子、IDL端子传来的信号之后，计算机根据这些信号判断出车辆的行驶状态，再决定进行过渡时期空燃比修正，或是输出增量修正，或是切断油路，或是进行怠速稳定修正。
燃油供给系统的作用是供给发动机燃烧过程所需的燃油。如图3-115所示，燃油供给系统主要由燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、喷油器等组成。燃油从燃油箱中被燃油泵吸出，先由燃油滤清器将杂质滤除后再通过输油管送到各个喷油器。喷油器则根据ECU发出的指令，将计量后的燃油喷入各个进气歧管或稳压室中，与流入发动机内的空气进行混合，形成可燃混合气。
图3-115 燃油供给系统的组成
此外，利用压力调节器可将喷油压力控制在250～300kPa的范围内，而将多余的燃油从调节器经回油管送回油箱。为了消除燃油泵泵油时或喷油器喷油时引起管路中的油压产生微小扰动，因此，在有些发动机供油系统中还装有脉动阻尼器，用于吸收管路中油压波动时的能量，以此抑制管路中油压的脉动，提高系统的喷油精度。
1.燃油泵的结构和原理
燃油泵的作用是把燃油从油箱内吸出并通过喷油器供给发动机各气缸。
在现代轿车中采用了各种不同的燃油喷射系统，它们的供油方式也有所不同，但必须安有电动燃油泵。它的主要任务是供给燃油系统足够的且有一定压力的燃油。电动燃油泵的结构如图3-116所示。
图3-116 电动燃油泵的结构
由于机械膜片式燃油泵受到结构限制，其安装位置既要远离热源又要直列式固装，不可横置。而电动式燃油泵位置可以任意选择，并具有不产生气阻特点。
泵体是电动燃油泵泵油的主体，根据其结构不同可分滚柱式和平板叶片式。最常见的是滚柱式电动燃油泵。
电动燃油泵安装在燃油箱外，还有少数车型在燃油箱内、外各安装一个电动燃油泵，两者串联在油路上。
（1）滚柱泵 它由泵体、永磁电动机和外壳三部分所组成。永磁电动机通电即带动泵体旋转，将燃油从进油口吸入，流经电动燃油泵内部，再从出油口压出，给燃油系统供油。燃油流经电动燃油泵内部，对永磁电动机的电枢起到冷却作用，又称湿式燃油泵。
电动燃油泵的电动机部分包括固定在外壳上的永久磁铁和产生电磁力矩的电枢以及安装在外壳上的电刷装置。电刷与电枢上的换向器相接触，其引线接到外壳上的接柱上，将控制电动燃油泵的电压引到电枢绕组上。电动燃油泵的外壳两端卷边铆紧，使各部件组装成一个不可拆卸总成。
燃油泵的附加功能由安全阀和单向阀完成。安全阀可以避免燃油管路阻塞时压力过分升高，而造成油管破裂或燃油泵损伤现象发生。单向阀设置目的，是为了在燃油泵停止工作时密封油路，使燃油系统保持一定残压，以便发动机下次启动容易。
工作原理（图3-117）：当转子旋转时，位于其凹槽内的滚柱在离心力的作用下，紧压在泵体内表面上，在相邻两个滚柱之间形成了一个空腔。在燃油泵运转过程中，一部分空腔的容积不断增大，成为低压油腔，将汽油吸入，而另一部分空腔容积不断减小，成为高压泵油腔，受压汽油流过电动机，通过出油口压出。
图3-117 滚柱泵的工作原理
（2）齿轮泵 齿轮泵的结构如图3-118所示，主要由主动齿轮、从动齿轮和泵套组成，后两者与主动齿轮偏心，且从动齿轮可以在泵套内自由转动，其工作原理与滚柱泵相似。当油泵运转时，叶轮周围小槽内的汽油随着叶轮一起旋转。这时由于离心力的作用，使汽油出口处的油压增高，同时在进口处产生一定的真空度，使汽油从进口处被吸入并泵向出口处。这种油泵的泵油量大，最大泵油压力较高，可达600kPa以上。在各种工况下，它都能保持较稳定的供油压力，而且运转噪声小，叶轮无磨损，使用寿命长。
图3-118 齿轮泵的结构
它也设有限压阀，在出油口还设有一个单向阀。由于该汽油泵的油压脉动小，已能达到普通滚柱泵带油压缓冲器的水平，因此不用装油压缓冲器。电动汽油泵的油泵和电动机都浸在汽油中。在油泵运转时，汽油不断穿过油泵和电动机，使之得到润滑和冷却。
（3）涡流泵 涡流泵又可称为再生泵，其结构如图3-119所示，主要由叶片、叶轮及泵壳等组成。当电动机驱动叶轮旋转时，位于叶轮外侧叶片沟槽前后因液体的摩擦作用会产生压力差，将多个叶片沟槽的压力差循环叠加后使燃油升压，升压后的燃油通过电动机内部经单向阀从出油口压出。
图3-119 涡轮泵的结构
由于涡轮泵泵油压力波动较小，外形尺寸小，重量轻，工作可靠，并可直接安装在燃油箱内，故被内置式的燃油供给系统广泛采用。
2.燃油压力调节器的结构和原理
（1）基本结构和原理 燃油压力调节器的功能是调节喷油压力。喷油器喷出的油量是用改变喷油信号持续时间来进行控制的。由于进气歧管内真空度是随发动机工况而变化的，即使喷油信号的持续时间和喷油压力保持不变，工况变化时喷油量也会发生少量的变化，为了得到精确的喷油量，必须使油压A和进气歧管真空度B的总和保持不变。燃油压力调节器的工作特性如图3-120所示。
图3-120 燃油压力调节器的工作特性
1kg/cm2=0.098MPa
电控汽油喷射系统中的汽油压力调节器一般安装在供油总管上，其结构如图3-121所示，采用膜片式结构。
图3-121 油压调节器的结构
当发动机工作时，若进气歧管负压增加，则可使作用在调节器膜片弹簧室侧的压力减小，在系统油压作用下，膜片上移，打开阀门，使多余部分的燃油从回油管流回油箱，系统油压随之相应减小，从而使得喷油器的喷油绝对压力不随进气歧管真空度的变化而发生变化，即保持恒定。其大小主要取决于弹簧力。
当发动机停止工作时，油泵将停转，油压调节器在弹簧张力作用下使阀门关闭。因此，在油泵单向阀与调节器阀门的作用下依然可使油路中的系统油压保持一定的残余压力。
（2）通用别克车汽油压力调节器 带有真空控制的复合式的汽油压力调节器位于汽油分配管回油侧。该装置的目的是使MFI系统和施加在各喷油器的汽油压力保持恒定。
调节器有一个由膜片释放阀分隔开的真空腔。该膜片的一侧为汽油，另一侧为发动机进气歧管的压力（真空）。一个校准弹簧位于真空腔内。当加压汽油作用于膜片的底端，对顶端的弹簧作用力形成抵抗时，汽油的压力得以调节。发生调节时，膜片释放阀移动，打开或关闭汽油腔内的节流孔，这也控制了返回汽油箱的汽油数量。汽油分配管的压力受控于回位弹簧的校准值和作用于膜片顶端的发动机真空。
当点火开关处于“ON”状态，发动机处于怠速状态时，许多MFI系统在274～322kPa之间工作，当然有些系统要求更高的压力。
因为喷油器末端在歧管内，所以歧管压力的变化可能影响通过喷油器的汽油。通过发动机真空来改变汽油压力并补偿这种变化，这样使通过喷油器的压降保持不变。例如，节气门全开时的加速作用引起的歧管压力增加会导致汽油压力的增加。在喷油器的末端，增加的汽油压力可与增加的歧管压力相平衡。ECU（通用汽车公司称为PCM）也增加喷油器脉冲宽度，这样可以提供节气门全开时所需的额外汽油。
3.汽油滤清器及脉动减振器
（1）汽油滤清器 其作用是滤掉燃油中的固体杂物（氧化铁、粉尘等），防止燃油系统堵塞，减少机械磨损，延长发动机使用寿命。
汽油滤清器还具有以下性能：过滤效率高、寿命长、压力损失小、耐压性能好、体积小、重量轻。
汽油滤清器安装在汽油泵的出口一侧，滤清器内部经常受到200～300kPa的汽油压力，因此耐压强度要求在500kPa以上，如图3-122所示。
图3-122 汽油滤清器与滤芯元件的结构
常用类型如下。
①线式滤纸汽油滤清器 在此类汽油滤清器内部，折叠的滤纸和塑料或金属滤器的两端连接，污油进入后，由滤清器外壁经过层层滤纸过滤后到达中心，洁净的燃油流出。
②海螺旋式滤纸汽油滤清器 和线式滤纸汽油滤清器不同，它的滤纸是包裹在中心管上的。污油进入后，直接经滤纸过滤后流出。杂质颗粒被滞留在滤纸沟槽内。这种汽油滤清器的性能更卓越，应用于中高档轿车。
汽油过滤器是一次性的，应根据车辆行驶里程，一般每行驶40000km更换1次。若使用的汽油杂质成分较多，则应缩短更换周期。
（2）汽油压力脉动减振器 当喷油器喷射汽油时，在输送管道内会产生汽油压力脉动，汽油压力脉动减振器是使汽油压力脉动衰减，
以减弱汽油输送管道中的压力脉动传递，降低噪声。
在早期的汽油喷射系统中，汽油压力脉动减振器大多安装在回油管道上，位于汽油箱到汽油压力调节器之间。后来又将汽油压力脉动减振器安装在供油总管（油架）上，或者设置在电动汽油泵上。其功用相同，只是安装部位不同而已。目前的供油系统中只安装汽油压力调节器的较多。
如图3-123所示为安装在回油管道上的汽油压力脉动减振器的结构。其内部分为膜片室和汽油室，中间以膜片隔开，并在膜片室内设计有弹簧，将膜片压向汽油室。由汽油泵输送出来的汽油压力作用于膜片及弹簧，使汽油室的容积变化而吸收油压的脉动。汽油压力高时，弹簧被压缩，汽油压力低时，弹簧膜片将汽油加压使其稳定输送。
图3-123 汽油压力脉动减振器的结构
汽油压力脉动减振器通常在250kPa的压力下使用，但是由于喷油器工作时会产生压力脉动，所以它的常用工作范围可达300kPa左右。
4.喷油器
EFI系统中使用的喷油器是电磁式的，喷油器通过绝缘垫圈安装在进气歧管或进气道附近的缸盖上，并用输油管将其位置固定，根据ECU提供的喷射信号进行燃油喷射。在把电信号转换成燃油流量信号的同时，使燃油雾化、喷射。
（1）对喷油器的要求
① 具有良好的雾化能力和适当的喷雾形状，以保证发动机的冷启动性、怠速稳定性，并满足降低排放污染的要求。
② 具有良好的流量特性，以适应多种排量发动机的使用。
③ 具有良好的防积炭功能。
④ 使用寿命长。
⑤ 结构简单。
（2）喷油器的种类 根据汽油喷射类型不同，喷油器可分为MPI喷油器（图3-124）和SPI喷油器（图3-125）；按结构形式，喷油器可分为从喷油器上部供油方式（图3-124）和从喷油器下部供油方式（图3-125）；按喷油器喷口形式来区分，可分为针阀形和孔形两种（图3-124），针阀形喷油器的喷口不易堵塞，而孔形喷油器的喷口喷出的燃油雾化好，它一般有1～2孔，由于制造厂家不同，有的做成球阀，有的做成锥形阀。以喷油器的阻值来区分有低阻喷油器和高阻喷油器两种，低阻喷油器的电阻值为2～3Ω，高阻喷油器的电阻值为13～16Ω。喷油器插头形状、喷口形式及阻值见表3-15。
图3-124 上部供油方式MPI喷油器
图3-125 下部供油方式SPI喷油器
1—燃油出口；2—燃油入口
表3-15 喷油器插头形状、喷口形式及阻值
虽然喷油器的种类及结构略有差异，但其工作原理都基本相同。
（3）喷油器的结构与工作 如图3-126所示是喷油器的构造，在筒状外壳内装有电磁线圈、柱塞、回位弹簧和针阀等。柱塞和针阀装成一体，在回位弹簧压力作用下，针阀紧贴阀座，将喷孔封闭。另外，为防止油中所含杂质影响针阀动作，设有滤清器；为适应不同应用场合，设有调整针阀行程的调整垫片。
图3-126 喷油器的构造
当ECU将开启针阀的电信号通过驱动电路作用于电磁阀线圈时，柱塞和针阀在电磁线圈吸力作用下向右移动，当其凸缘部被吸引碰到调整垫片时，针阀全开，燃油通过沿箭头的通路喷射出去。喷射结束后，电磁线圈断电，回位弹簧将针阀关闭，喷油器停止喷油。
喷射量的大小除与针阀行程、喷口面积以及喷射环境压力与燃油压力的压差等因素有关以外，主要与针阀的开启时间，即电磁线圈的通电时间有关。
（4）喷油器的喷雾特性 喷油器所喷燃油的雾化情况和油束形状对发动机工作影响很大，如果油束形状合理，雾化效果好，那么发动机就会获得冷启动性好、怠速平稳、排污少的效果。雾化质量与喷油压力、喷射位置、喷油器结构、积炭情况等因素有关。
对SPI系统，由于喷油器安装在节气门附近，燃油喷出后，在进气管中有较长时间的雾化过程，故所需燃油压力较低；而对于MPI系统，喷油器一般安装在进气管或者气缸盖上，因为是朝向进气门喷射燃油，雾化时间短，为保证良好的雾化，应使油压相应提高。为提高雾化质量，针阀式喷油器利用端部精加工而成的锥形，使燃油以10°～40°的喷雾角喷出，锥形端的尖锐边缘促使燃油雾化。雾化装置多采用轴针式，在近年来出现的两个进气门的发动机上，双孔喷油器（图3-127）也被广泛应用，双孔喷油器可向两个进气门发动机的各个气门均匀喷射燃油。
图3-127 双孔式喷油器的结构（2TZ-FE型发动机）
5.冷启动喷油器
冷启动喷油器是一种装在进气总管中央部位进行燃油辅助喷射的电磁阀式喷油阀，它可以改善发动机的低温启动性能，与一般喷油器的主要区别：一是它只用于发动机启动时，因而要求工作电压较低；二是要求其喷雾微粒化且喷雾角较大。后一项是衡量冷启动喷油器性能的重要指标。
冷起动喷油器的结构如图3-128所示，冷启动喷油器由燃料入口连接器、电线接头、电磁线圈、可动磁芯、漩涡喷油嘴等组成。在喷射管道内部，可动磁芯在弹簧力作用下把橡胶阀推向阀座使阀孔关闭。当电磁线圈通电时，在电磁力的吸引下，可动磁芯克服弹簧力被拉向图中箭头方向。可动磁芯一被拉开，阀门即打开，燃油涌出阀孔，在漩涡喷嘴部位形成旋转流，并以微粒和锥角形式从喷孔喷射出去。
图3-128 冷起动喷油器的结构
冷启动喷油器安装在节气门下游的进气总管上，而且选择了可向各缸均分配燃油的位置[图3-129（a）]，为了提高向各缸分配燃油的均匀性，有的冷启动喷油器上设有两个漩涡式喷嘴，其结构如图3-130所示，其安装如图3-129（b）所示。
图3-129 冷启动喷油器的安装
1—冷启动喷油器；2—进气；3—进气总管；4—进气歧管
图3-130 两个漩涡式喷嘴的冷启动喷油器的结构
从用途上讲，冷启动喷油器的重要指标是最低工作电压和合乎规定的喷雾角及喷射量，其基本特性见表3-16。
表3-16 冷启动喷油器特性
对冷启动喷油器喷油时间的控制有两种方法：一种是利用温度时间开关（也叫热敏时控开关，又叫冷启动喷油器定时开关）控制；另一种是用ECU控制。
6.汽油分配管总成
汽油分配管总成安装在上部进气通风系统的下面。发动机分配管由铸铝制成。汽油分配管包括喷油器的内装管接头、供油管和压力调节器。汽油分配管总成用螺栓固定安装在进气歧管下部的四个固定座上。汽油分配管与喷油器相连接，并向喷油器分配汽油。
汽油压力塞在汽油分配管的右侧，用于维修时的检查和释放系统压力。另外，汽油分配管有一个小鼓式膨胀室用于消除由旋转的汽油泵叶片和喷油器喷射周期引起的脉动压力。
汽油由汽油泵流出，经脉冲缓冲器，流入左侧组的汽油分配管。压力调节器保持正常的系统压力（233～257kPa），多余汽油从调节器出油口流回油管，返回汽油箱。
为阻止脏物或其他杂质进入汽油通道，应在拆卸汽油分配管前先洗去喷射器周围的脏物或油渍。管接头应加盖，喷油器口应予以遮盖，勿将汽油通道浸在可溶液体中清洗。
汽油分配管总成中的脏物可以引起一个或几个喷油器的出油不足。如果一个喷油器受到限制，ECU会尽可能予以补偿，直到氧传感器显示故障已被校正为止，同时ECU会储存信息。汽油分配管阻塞会导致发动机性能降低和过热。如果有喷射器被阻塞，发动机将会转速不稳。
电控汽油喷射系统最突出的优点是能实现空燃比的高精度控制。其一，采用多点喷射（MPI）方式独立向各缸喷油，使各缸空燃比偏差减少；其二，在闭环控制系统中，由氧传感器反馈控制可进一步精确控制空燃比；其三，在汽车运行地区气压、气温、空气密度变化，加速减速行驶过渡运转阶段，空燃比均可及时得到适当的修正。另外点火控制、怠速控制等辅助系统的采用，使各种工况都有最佳空燃比。电控汽油喷射主要控制项目包括汽油泵控制、喷油器控制、喷油量控制。
1.汽油泵控制
电控汽油喷射系统汽油泵控制的基本要求是，当点火开关打开后，ECU将控制汽油泵工作2～5s，以建立必需的油压。此时若不启动发动机，ECU将切断汽油泵的控制电路，汽油泵停止工作。在发动机启动过程和运转过程中，ECU控制汽油泵保持正常运转。
汽油泵的转速由外加电压决定。通常汽油泵总是在一定的转速下运转，因而输出油量不变。但在发动机高速、大负荷工况下需油量大，有必要提高汽油泵转速以增加泵油量。当发动机工作在低速、中小负荷工况时，应使汽油泵低速运转以减少泵的磨损及不必要的电能消耗，故在一些发动机中对汽油泵设置了转速控制机构。常见汽油泵控制电路如下所述。
（1）采用汽油泵开关控制的汽油泵控制电路 此控制电路应用在叶片式空气流量计的L型电控汽油喷射系统中，其控制电路如图3-131所示。
图3-131 汽油泵控制电路（L型）
点火开关接通启动端（STA），汽油泵开关继电器内线圈L2通电，继电器触点闭合，电源向汽油泵电动机供电，汽油泵开始工作。发动机启动后，吸入的空气流使空气流量计内的叶片转动，空气流量计内的汽油泵开关接通，继电器线圈L1通电。这时，即使启动开关（STA）断开，其继电器触点仍呈接通状态。当发动机由于某种原因停止转动时，空气流量计的汽油泵开关断开，继电器线圈L1断电，继电器触点断开，汽油泵停止工作。
（2）ECU控制的汽油泵控制电路 此种控制电路应用于D型电控汽油喷射系统、热式空气流量计及卡门漩涡式空气流量计。如桑塔纳2000GLi（D型）、GSi（L型热膜式空气流量计），其控制电路如图3-132所示。
图3-132 汽油泵控制电路（D型）
发动机启动时，点火开关的启动端（STA）接通，继电器线圈L2通电，其触点闭合，汽油泵通电工作。发动机运转时，发动机转速信号（Ne）输入ECU，ECU内三极管VT导通，继电器线圈L1通电。因此，只要发动机运转，继电器触点总是闭合的。ECU通过发动机转速信号来检测发动机运转状态。如发动机停止转动，三极管VT截止，继电器L1断电，其触点断开，汽油泵停止工作。
（3）具有转速控制的汽油泵控制电路
① 电阻式 如图3-133所示为电阻式汽油泵转速控制电路。它是在汽油泵控制电路中，增设一个电阻（降压电阻）和汽油泵控制继电器（或称电阻旁路继电器）。发动机工作时，ECU根据发动机转速和负荷，对汽油泵控制继电器进行控制，汽油泵控制继电器则控制电阻是否串入在汽油泵控制电路中，以此控制汽油泵电动机上的不同电压，进而实现汽油泵转速变化。
图3-133 电阻式汽油泵转速控制电路
发动机在低速或中小负荷下工作时，汽油泵控制继电器触点B闭合，电阻串入汽油泵电路中，汽油泵低速运转。当发动机处于高速、大负荷下工作时，ECU输出信号，切断汽油泵控制继电器线圈电路，便继电器触点A闭合，此时电阻被旁路，汽油泵电动机直接与电源接通，汽油泵处于高速运转状态。
② 专设控制汽油泵用ECU式 该种方式为了对汽油泵进行控制，特别是对汽油泵转速的控制，专设一个控制汽油泵工作的电子控制ECU（图3-134）。
图3-134 汽油泵控制电路（专设汽油泵ECU式）
汽油泵ECU对汽油泵转速（泵油量）的控制，也是通过控制加到汽油泵电动机上的不同电压来实现的。
当发动机在启动阶段或高转速、大负荷下工作时，发动机ECU向汽油泵ECU的“FPC”端输入一个高电平信号，此时汽油泵ECU的“FP”端向汽油泵电动机供应较高的电压（相当于蓄电池的电压），使汽油泵高速运转。发动机启动后，在怠速或小负荷下工作时，发动机ECU向汽油泵ECU的“FPC”端输入一个较低电平信号，此时ECU的“FP”端，向汽油泵电动机供应低于蓄电池的电压（约9V），使汽油泵低速运转。
当发动机的转速低于最低转速（如120r/min）时，汽油泵ECU断开汽油泵电路，使汽油泵停止工作，尽管此时点火开关处于接通状态，汽油泵也不工作。
③ 发动机ECU直接控制式 随着发动机功率的增大，汽油泵的泵油量也必然增大，因而导致汽油泵消耗的电功率和汽油泵的噪声都比较大。为了尽可能减少电能的消耗和噪声污染，近年来研制成功一种由发动机ECU直接控制汽油泵的工作电压（驱动电压），如图3-135所示。
图3-135 汽油泵控制电路（ECU直接控制）
发动机工作时，发动机ECU原则上根据汽油消耗量、需要的回油量和供油装置的温度等，通过内部的控制回路IC，控制功率三极管VT进行高频率（约20kHz）的导通和截止，控制A点的平均降压值（分压值），使汽油泵保持在所需的工作电压。汽油泵工作电压与发动机负荷成正比变化。发动机ECU在进行实际控制时，汽油泵的工作电压主要随发动机转速和喷油脉宽变化（图3-136）。
图3-136 汽油泵工作电压特性
如图3-135所示中的二极管VD为反馈二极管。在功率三极管VT工作中截止的瞬间，反馈电流经过二极管构成回路，此时不仅可以平缓工作电流，也可节省电功率。采用这种方式，电功率可节省40%，汽油泵运转噪声也降低很多。
2.喷油器控制
（1）喷油器的控制和驱动方式 汽油喷射系统如图3-137所示。
图3-137 汽油喷射控制系统
发动机工作时，ECU根据有关信号，经运算判断后输出控制信号，控制大功率三极管导通与截止。当大功率管导通时，即接通喷油器电磁线圈电路，产生电磁吸力。当电磁吸力超过针阀弹簧力和油压力的合力时，磁芯被吸动，针阀随之离开阀座，即阀门打开，喷油器开始喷油。当大功率三极管截止时，则喷油器电磁线圈电路被切断，电磁力消失，当针阀弹簧力超过衰减的电磁力时，弹簧力又使针阀返回到阀座上，使阀门关闭，喷油器停止喷油。
喷油器的驱动分为电流驱动与电压驱动两种方式。电流驱动只适用于低阻喷油器，电压驱动既可用于低阻喷油器，又可用于高阻喷袖器。
在电流驱动回路中无附加电阻，低阻喷油器直接与蓄电池连接，通过ECU中的晶体管对流过喷油器电磁线圈的电流进行控制。由于无附加电阻，回路阻抗小，开始导通时，大电流使针阀迅速打开，喷油器有良好的响应性。
在电压驱动回路中使用低阻喷油器时，必须在回路中加入附加电阻。为使喷油器响应性好，在低阻喷油器中减少了电磁线圈匝数以减小电感，在回路中加入附加电阻，可以防止匝数减少后线圈中电流加大，造成线圈发热而损坏。
（2）冷启动喷油器的控制 冷启动喷油器装于进气总管的中央部位，其作用是改善发动机的低温启动性能。
冷启动喷油器是在发动机低温启动时才投入工作的电磁式喷油器，同样其喷油量取决于喷油时间，而其喷油时间既可以由冷启动喷油器限时开关控制，也可以由ECU控制。
冷启动喷油器限时开关控制原理是，冷启动喷油器限时开关是个温控开关，用螺纹连接方式安装在发动机冷却水道中，开关内部有一对常闭触点，其活动触点臂由双金属片制成。在双金属片周围缠有两组加热线圈，双金属片加热后弯曲，从而将触点断开，发动机暖机后，原来常闭的这对触点应为常开状态。发动机冷机时，限时开关触点闭合，冷启动时，点火开关处于STA位置，冷启动喷油器电磁线圈通电，电流经蓄电池（+）→点火开关（STA）→冷启动喷油器的电磁线圈及限时开关→双金属片及触点→搭铁→蓄电池（-）构成回路，冷启动喷油器喷油[图3-138（a）]。同时，也有电流流经加热线圈1和2，两加热线圈使双金属片受热，当其弯曲到触点断开时，冷启动喷油器停止喷油。
启动后，启动开关断开，点火开关由STA位置转至ON位置，冷启动喷油器停止喷油。与此同时，加热线圈1和2均断电，但此时发动机冷却液温度使双金属片弯曲，触点保持断开，即发动机正常运转中，启动喷油器限时开关的触点保持常开状态[图3-138（b）、（c）]。
图3-138 温度-时间开关及与冷启动喷油器的工作
1—电线接头；2—钉形壳体；3—双金属片；4—加热线圈；5—搭铁触点；6—蓄电池；7—点火开关；8—加热线圈1；9—加热线圈2；10—温度-时间开关
如图3-139所示为ECU与限时开关协同控制电路。单独使用限时开关控制时，冷启动喷油器喷油范围如图3-140阴影部分A所示，它确定的是基本喷油量。为改善发动机冷机启动性能，启动更迅速，热机混合气浓度过渡更平缓，在一些车上不但设限时开关控制基本喷油量，还由ECU根据冷却液温度传感器监测到的冷却液温度对冷启动喷油量进行修正。图3-140所示中阴影B即表示用ECU控制冷启动喷油器喷油的范围。
图3-139 ECU与限时开关协同控制电路
图3-140 冷启动喷油器喷油范围
有不少车已取消了限时开关，冷启动喷油器的工作完全由ECU控制，控制精度更高。由于冷启动喷油器装在进气总管上，不可避免地对各缸供油的均匀性产生影响，故现代车辆有取消冷启动喷油器的趋势。
3.喷油量控制
电磁喷油器的喷油量取决于电磁阀打开的时间（喷油器喷射持续时间），也就是取决于ECU提供的喷油脉冲信号宽度（简称喷油脉宽）。喷油量的控制亦即喷油脉宽的控制，目的是使发动机可燃混合气的空燃比符合要求。喷油量的控制实际上是由ECU根据发动机运转的工况及影响因素，对输出控制信号进行控制的，使发动机具有良好的经济性和动力性，排放污染大为降低。ECU通过进气压力传感器信号（D型）或空气流量计信号（L型）计量进气量，并根据计算出的进气量与目标空燃比比较。
（1）启动工况 启动时的喷油脉宽通常不采用根据进气量（或进气压力）和发动机转速计算确定，这与起动机启动后的控制不同。在发动机启动时，转速波动大，无论D型系统中的进气压力传感器还是L型系统中的空气流量计，都不能精确地确定进气量，进而影响合适的喷油脉宽的确定。
在发动机转速低于规定值或点火开关接通STA时，喷油脉宽的确定如图3-141所示。由冷却液温度传感器信号ECU查出冷却液温度-喷油脉宽图的基本喷油脉宽；根据进气温度信号对喷油脉宽进行修正（延长或减短）；根据蓄电池电压相应延长喷油脉宽信号，以实现喷油量的进一步修正，即电压修正。喷油器的实际打开时刻晚于ECU控制其打开的时间，即存在一段滞后（图3-142），故喷油器打开的实际时间较ECU计算出的需要打开的时间短，此时间差称为无效喷射时间。蓄电池电压越低，滞后时间越长。因此ECU根据蓄电池电压延长喷油脉宽信号，修正喷油量，使实际喷油时间更接近于ECU计算值。
图3-141 喷油脉宽的确定
图3-142 喷油滞后
（2）启动后喷油控制 发动机转速超过预定值时，ECU确定的喷油脉宽信号满足下式。
喷油脉宽=基本喷油脉宽×喷油修正系数+电压修正值
式中，喷油修正系数是修正系数的总和。
L型电控汽油喷射系统的基本喷油脉宽根据空气质量和发动机转速确定。
D型电控汽油喷射系统的基本喷油脉宽由发动机转速信号和进气管绝对压力信号确定。
根据进气管绝对压力信号确定喷油量，是以进气量与进气管压力成正比为前提的，这一前提只在理论上成立。实际工作中，进气脉动使充气效率变化，进行再循环的排气量的波动也影响进气量。故由三维图计算的仅为基本喷油量，ECU还须根据发动机转速信号（Ne）对喷油量进行修正。
L型电控汽油喷射系统的基本喷油脉宽由发动机转速、进气量确定。这个基本喷油脉宽是实现既定空燃比的喷油时间。
① 启动后加浓 发动机完成启动后，点火开关由“STA”位置转到“ON”位置，或发动机转速已达到或超过预定值，ECU额外增加喷油量，使发动机保持稳定运行。喷油量的初始修正值根据冷却液温度确定，然后随着温度升高按某一固定速度下降，逐步达到正常。
② 暖机加浓 冷机时汽油蒸发性差，为使发动机迅速进入最佳工作状态，必须供给浓混合气。
在冷却液温度低时，ECU根据冷却液温度传感器信号相应增加喷油量（图3-143），冷却液温度在-40℃时加浓量约为基本喷射量的2倍。
图3-143 暖机加浓修正曲线
暖机加浓还出现在怠速触点信号接通或断开时。当节气门位置传感器中的怠速触点接通或断开时，根据发动机转速，喷油量有少量变化。
③ 进气温度修正 进气密度随发动机的进气温度变化而变化，ECU根据进气温度传感器提供的信号修正喷油持续时间，使空燃比满足需求。通常以20℃为进气温度信息的标准温度，进气温度低，空气密度增大，低于20℃时，ECU增加喷油量，使混合气不致过稀；进气温度高，空气密度减少，高于20℃时，ECU使喷油量减少，以防混合气偏浓。增加或减少的最大修正量约为10%。由进气温度修正曲线可见，在进气温度为-20～60℃之间进行修正（图3-144）。
图3-144 进气温度修正曲线
④ 大负荷加浓 发动机在大负荷工况下运转时，要求使用浓混合气体以获得大功率。ECU根据发动机负荷增加喷油量。
发动机负荷状况可以根据节气门开度或进气量的大小确定，故ECU可根据进气压力传感器、空气流量计、节气门位置传感器输送的信号判断发动机负荷状况，决定相应增加的喷油量。大负荷的加浓量为正常喷油量的10%～30%。有些发动机的大负荷加浓量还与冷却液温度信号有关。
⑤ 过渡工况空燃比控制 发动机在过渡工况下运行时（汽车加速或减速行驶），为获得良好的动力性、经济性，空燃比应做相应变化，即需要适量调整喷油量。
ECU判定相应工况的信号有进气管绝对压力（PIM）或进气量（VS）、发动机转速（Ne）、车速（SPD）、节气门位置（TPS）、空挡启动开关（NSW）和冷却液温度（THW）等。
⑥ 怠速稳定性修正（D型） 在D型系统中，决定基本喷油脉宽的进气管压力，在过渡工况时，进气管压力信号相对滞后于发动机转速，造成发动机转速上升时，输出转矩不足。为了提高发动机怠速运转时的稳定性，ECU根据进气管绝对压力信号（PIM）和发动机转速信号（Ne）对喷油量进行修正。即随压力增大或转速降低，增加喷油量；反之，则减少喷油量（图3-145）。
图3-145 怠速稳定修正曲线
（3）其他情况的喷油控制方式
①断油控制
a.减速断油 发动机在高速下运行急减速时，节气门完全关闭，为避免混合气过浓以及燃料经济性、排放性能变差，ECU发出信号使喷油器停止喷油。当发动机转速降到某预定转速之下或节气门重新打开时，喷油器再投入工作（图3-146）。
图3-146 减速断油控制
冷却液温度低或空调机工作需要增加输出功率时，断油或重新恢复喷油的转速较高。
b.发动机超速断油 为避免发动机超速运行，当发动机转速超过额定转速时，ECU控制喷油器停喷。
c.汽车超速行驶断油 某些汽车在运行速度超过限定值时，停止喷油。由ECU根据节气门位置、发动机转速、冷却液温度、空调开关、停车灯开关及车速信号实现断油控制。
②加速喷油控制 当发动机由怠速向起步过渡时，由于汽油供给惯性的原因，会出现瞬时混合气过稀现象。为改善起步加速性能，在有些电控汽油喷射系统中，ECU根据节气门位置传感器的怠速触点信号从接通到断开，增加一次固定喷油脉宽的喷油。
