电控柴油机喷射系统主要由传感器、开关、ECU（计算机）和执行器等部分组成，如图2-59所示。其任务是对喷油系统进行电子控制，实现对喷油量以及喷油定时随运行工况变化的实时控制。电控系统采用转速、温度、压力等传感器，将实时检测的参数同步输入ECU并与ECU已储存的参数值进行比较，经过处理计算，按照最佳值对喷油泵、废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制，驱动喷油系统，使柴油机运作状态达到最佳。
图2-59 柴油发动机电控系统的组成和原理
（二）柴油机电控系统控制原理
1.概述
（1）喷油量控制 柴油机在运行时的喷油量是根据两个基本信号来确定的，分别是燃油控制旋钮和柴油机转速。喷油泵调节齿杆位置则是由喷油量整定值、柴油机转速和具有三维坐标模型的预先存储在控制器内的喷油泵速度特性所确定。在运行中，系统一直校验和校正调节齿杆的实际位置和设定值之间的差异，以获得正确的喷油量，提高发动机的功率。
（2）喷油定时控制 喷油定时是根据柴油机的负荷和转速两个信号确定，并根据冷却液的温度进行校正。
控制器把喷油定时的设定值与实际值加以比较，然后输出控制信号使定时控制阀动作，以确定通至定时器的油量。油压的变化又使定时器的活塞移动，喷油定时就被调整到设定值。当发生故障时，定时器使喷油定时处在最滞后的位置。
（3）怠速两种控制方式 怠速有两种控制方式，分别是手动控制和自动控制。借助于选择开关可选定怠速控制方式。
选定手动控制时，转速由怠速控制旋钮来调整。选择自动控制时，随着冷却液温度逐渐升高，转速从暖车前的800r/min降至暖车后的400r/min。这种方法可缩短车辆在冬季的暖车时间。
（4）巡航控制 巡航控制是由机械速度、柴油机转速、加速踏板位置、巡航开关传感器和电子调速器的控制来实现。一个快速、精密的电子调速器执行器，根据控制器的指令自动进行巡航控制，使发动机始终处于最佳工作状态。在原有的电子调速器基础上，只需增加几个开关和软件就可实现这项功能。
（5）柴油消耗量指示器 指示器接收柴油机转速信号和喷油泵调节齿杆位置信号。在工作过程中，柴油消耗状态由安装在仪表板上的绿、黄、红三色发光二极管显示出来，以作为经济行驶的指示。负荷信号由调节齿杆位置信号提供，而不是由加速踏板位置信号提供。所以，即使在巡航控制状态下行驶时，该指示器也能精确地指示油耗量。
2.喷油量控制原理
控制原理：电子控制系统的喷油量控制原理如图2-60所示。根据各种传感器的信息，ECU计算出目标喷油量。为了得到目标喷油量，计算出喷油装置需要多长的供油时间，并向驱动单元发送驱动信号。根据ECU送来的驱动信号。喷油装置中的电磁阀开启或关闭，控制喷油装置供油开始、供油结束的时间，或只控制供油结束时间，从而控制喷油量。
图2-60 目标喷油量控制图
（1）基本喷油量控制 不同的发动机要求不同的转矩特性。为了得到不同的转矩特性通常是通过控制喷油量来实现的。基本喷油量特性如图2-61所示，等速特性与发动机负荷无关，始终保持恒定的转速。该特性广泛地应用于发电机用发动机中。在机械式调速系统中调速率约为3%，负荷变化，转速随之变化。但在电控燃油系统中，通过发动机转速的反馈控制，可以得到恒定不变的转速。
图2-61 基本喷油量特性图
（2）怠速转速控制 在怠速工况下，发动机产生的转矩和发动机自身的摩擦转矩平衡，维持稳定的转速。如果在低温下工作，润滑油的黏度大，发动机的摩擦阻力大，怠速工况下，发动机转速不稳，乘车者感到不舒服。而且，发动机起动时容易失速。相反，如果发动机怠速转速高，则发动机噪声大，燃油消耗率高。为了克服上述问题，即使发动机负荷转矩发生了变化，还要保证维持目标转速所需要的喷油量，这就是怠速转速自动控制功能。
怠速转速的控制流程图如图2-62所示，发动机的实际转速和发动机的目标转速由发动机冷却液的温度、空调压缩机的负荷状态进行比较决定，根据两者的差值求得回复到目标转速时所必需的喷油量从而进行反馈控制。
图2-62 怠速转速的控制示意图
（3）起动油量控制 加速调节开关和发动机转速决定基本喷油量，冷却液温度等决定补偿喷油量，比较两者的关系之后，控制起动喷油量，如图2-63所示。
（4）不均匀油量补偿控制 在发动机中，由于各缸爆发压力不均匀，曲轴旋转速度变化引起发动机振动。特别是在低转速的怠速状态下，各缸喷油量不均匀，各缸内燃烧的差异等引起各缸间的转速不均匀。因此，为了减少转速波动，需要检出各个气缸的转速波动情况。为了使转速均匀平稳，则需要逐缸调节喷油量，使喷到每一个气缸内的燃油量最佳化。这就是不均匀油量补偿控制，如图2-64所示。
图2-63 起动喷油量的控制示意图
图2-64 各缸喷油量不均匀性的补偿控制示意图
（5）恒定速度控制 不要操纵加速调节开关而维持定速的控制过程就是恒定速度控制，如图2-65所示。(www.xing528.com)
3.喷油时间的控制
控制原理：电子控制燃油喷射系统中喷油时间的控制经过了三次改革，如图2-66所示。根据各个传感器的信息，在ECU的演算单元中计算出目标喷油时间。喷油装置中的电磁阀从ECU接收到驱动信号，控制流入或流出提前器的工作油。由于工作油对提前机构的作用，改变了燃油压送凸轮的相位角，或提前，或延迟，从而控制喷油时间，如果将ECU中目标喷油时间值用数据表示成三维图形（MAP图），则可得到自由的喷油时间特性。目标喷油时间采用如图2-67所示的方法进行计算。
为了实现发动机的最佳燃烧，必须根据运行工况和环境条件经常地调节喷油时间。根据发动机的转速决定基本喷油时间，同时，还要根据发动机的负荷、冷却液温度、进气压力等对基本进气时间进行修正，决定目标喷油时间。
图2-65 恒定车速控制示意图
图2-66 喷油时间控制示意图
图2-67 目标喷油时间计算示意图
4.喷油压力的控制
控制原理：共轨式燃油系统中喷油压力的控制方法如图2-68所示。根据各个传感器的信息，ECU演算单元经过演算后定出目标喷油压力。根据装在共轨上的压力传感器的信号，ECU计算出实际喷油压力。并将其值和目标压力值比较，然后发出命令控制供油泵升高或降低压力。将ECU中的目标喷油压力特性用具体数据表示成三维图形，即所谓MAP图，可以得到最佳喷射压力特性。
图2-68 喷油压力控制示意图
5.喷油率的控制
控制原理：最新电控燃油系统中喷油率的控制，特别是预喷射的控制可以用图2-69进行说明。在发动机压缩行程中，需要若干次驱动喷油装置的电磁阀才能完成，根据传感器的信息，ECU演算单元计算出喷油参数。喷射参数中最重要的是，预喷射油量和预喷射时间间隔。这些参数值根据发动机的运行情况具有其相应的最佳值。将这些最佳值作为目标最佳预喷油量和目标最佳预喷油时间，具体数据表示在三维图形中，即可实现喷油率最佳控制。
6.附加功能
（1）自我故障诊断功能 故障自诊断功能就是由ECU监视、发现电子控制系统中故障产生的位置，并向驾驶员、修理人员提供故障信息的功能。目前，故障诊断仪已是市场上不可缺少的维修工具之一，且其诊断项目已经扩展到构成系统的零部件。将车辆线束中已经准备好的专用插头插入ECU的故障诊断仪的插座内，大部分系统都是使车辆仪表板中的校验指示灯发光，说明故障内容。最近，将专用故障诊断装置插入上述插座内，则可以显示出更加具体详细的诊断信息，如图2-70所示。
图2-69 喷油率控制示意图
图2-70 电控喷油装置故障诊断装置
（2）故障应急功能 传感器的故障诊断和故障应急功能如下。
①传感器的故障可以由软件来判定。如果传感器发出了异常数据，或者从发动机方面送来了不可能的信号，则可判定传感器故障。温度传感器的故障诊断实例如图2-71所示，在正常的温度范围Twa～Twb内，温度传感器的输出电压值为Va～Vb伏，如果电压输出值超出上述设计值之外，则ECU就会判定传感器信号系统内产生了断路或短路。而且，在显示故障的同时，将预先记忆在发动机内的控制用温度值（℃）作为代用值送入ECU存储器内，用以防止因信号异常、控制混乱而导致汽车不能行驶。
②ECU故障诊断和故障应急功能。
ECU内的CPU一旦产生了故障，则不能正常处理控制程序，不能进行正常演算。发动机控制系统中最关键的部件是CPU，一旦CPU产生了故障，车辆就绝对不能行驶了。因此，在大多数系统中都有故障应急功能，随时监视CPU是否产生了故障，一旦出现异常，则立即切换到备用回路，继续工作。系统构成示意图如图2-72所示。在发动机控制系统和变速控制系统ECU之间通过数据通信的方法，将二者结合在一起，就可以作为一个ECU工作。发动机控制系统就是一个电子控制燃油系统，当速度变化时，变速ECU得到若干指示，从而用来控制发动机的转速。这样，通过各个子系统的ECU之间的数据通信，就可以研制出新的车辆综合控制系统。
图2-71 温度传感器的故障诊断实例
图2-72 高压共轨式燃油喷射系统
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