汽車發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)課件第1章 電控汽油發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)

第1章電控汽油發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車上重要的動(dòng)力裝置形式，其性能的好壞直接影響汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性及排放性能等。電控汽油發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)能充分利用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的優(yōu)勢，極大限度地優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等性能，降低汽車尾氣中有害物質(zhì)的排放量。目前，電控汽油發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)是一個(gè)綜合型控制系統(tǒng)，除了包含兩個(gè)主要的控制功能：電控汽油噴射系統(tǒng)、電控點(diǎn)火系統(tǒng)，還包括進(jìn)氣控制系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)、故障自診斷系統(tǒng)等輔助控制功能。1.1電控汽油噴射系統(tǒng)

電控汽油噴射系統(tǒng)的控制內(nèi)容主要包括噴油量控制與噴油時(shí)刻控制，將具有一定壓力的汽油適時(shí)噴射到進(jìn)氣歧管或氣缸內(nèi)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能提供適量的、霧化良好的汽油，獲得最佳空燃比的可燃混合氣，從而實(shí)現(xiàn)提高動(dòng)力性、降低油耗、減少排氣污染等功能。

電控汽油噴射系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.進(jìn)氣阻力小。進(jìn)氣管道中沒有了喉管的阻礙作用，進(jìn)氣歧管設(shè)計(jì)自由度大，使發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率得以提高，從而有效地提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。1.1.1電控汽油噴射系統(tǒng)概述

2.霧化效果好。汽油以一定壓力噴出，霧化質(zhì)量高，有助于形成空燃比適當(dāng)、各缸均勻的混合氣，充分發(fā)揮汽油的效能，降低油耗和排氣污染。尤其在發(fā)動(dòng)機(jī)處于低溫、低速時(shí)，仍具有良好的霧化效果，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)性能和汽車爬坡性能。3.空燃比控制精度高。電控汽油噴射系統(tǒng)可直接或間接測量發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，進(jìn)而計(jì)量出發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒所需的供油量，同時(shí)根據(jù)冷卻液溫度、尾氣中氧含量等參數(shù)進(jìn)行適時(shí)修正，以此精確控制發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況下的空燃比，有效提高其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及排放性能。4.動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。由于汽油以一定的壓力直接噴射到進(jìn)氣歧管或氣缸內(nèi)，其對節(jié)氣門的響應(yīng)速度快，可以消除發(fā)動(dòng)機(jī)變工況時(shí)汽油供給的遲滯現(xiàn)象，有利于提高汽車的加速性能。5.便于協(xié)調(diào)控制。汽車各個(gè)電子控制系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制，可使汽車的安全性、舒適性、動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步提高。例如，電控汽油噴射系統(tǒng)與電控點(diǎn)火系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)等之間的協(xié)調(diào)控制。。1.按噴油器控制方式分類

按照噴油器控制方式不同，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)噴射系統(tǒng)可分為機(jī)械控制式、機(jī)電控制式及電子控制式三種。2.按噴油器安裝位置分類

按照噴油器安裝位置不同，電控汽油噴射系統(tǒng)可分為缸外噴射與缸內(nèi)噴射兩種形式。3.按噴油器的數(shù)目分類

按照噴油器的數(shù)目不同，電控汽油噴射系統(tǒng)可分為單點(diǎn)噴射（SPI）與多點(diǎn)噴射(MPI)兩種形式。1.1.2電控汽油噴射系統(tǒng)分類

4.按噴油器的噴射方式分類

按照噴油器的噴射方式不同，電控汽油噴射系統(tǒng)可分為連續(xù)噴射和間歇噴射兩種形式。間歇噴射又可分為同時(shí)噴射、分組噴射和順序噴射三種形式。5.按進(jìn)氣量檢測方式分類

按照進(jìn)氣量檢測方式不同，電控汽油噴射系統(tǒng)可分為間接檢測和直接檢測兩種形式。6.按控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分類

按照控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同，電控汽油噴射系統(tǒng)可分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種形式。1.空氣供給系統(tǒng)

空氣供給系統(tǒng)的作用是控制和計(jì)量發(fā)動(dòng)機(jī)工作所需要的空氣量。1.1.3電控汽油噴射系統(tǒng)組成與原理2.汽油供給系統(tǒng)

汽油供給系統(tǒng)的作用是供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程所需要的汽油，并對汽油進(jìn)行過濾和霧化。

（1）汽油泵

汽油泵的作用是將汽油從油箱內(nèi)吸入、壓出，為汽油供給系統(tǒng)提供源源不斷的具有一定壓力的汽油。

（2）汽油壓力調(diào)節(jié)器

電控汽油噴射系統(tǒng)工作時(shí)，噴油器的噴油量由噴油器的噴油壓力及開啟時(shí)間確定，其中噴油壓力是指噴油器的前后壓力差值，數(shù)值上等于系統(tǒng)油壓與進(jìn)氣歧管壓力之差。汽油壓力調(diào)節(jié)器的作用是使噴油器的系統(tǒng)油壓或噴油壓力保持穩(wěn)定，以保證控制單元（ECU）通過控制噴油器的噴油時(shí)間即可準(zhǔn)確控制汽油噴射量。

按照調(diào)節(jié)方式的不同，汽油壓力調(diào)節(jié)器有絕對壓力調(diào)節(jié)和相對壓力調(diào)節(jié)兩種形式。

（3）噴油器

噴油器實(shí)質(zhì)上即為一個(gè)電磁閥，其是汽油供給系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵部件，根據(jù)ECU發(fā)出的噴油脈沖信號，精確控制汽油噴射量，同時(shí)將汽油噴射后霧化。

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，噴油器有幾種分類形式。根據(jù)噴油器的燃料送入方式，可分為頂供式噴油器和底供式噴油器；根據(jù)噴油器的用途，可分為單點(diǎn)式噴油器和多點(diǎn)式噴油器；根據(jù)噴油器的阻值大小，可分為低阻型噴油器和高阻型噴油器；根據(jù)噴油器的噴口特點(diǎn)，可分為軸針式、球閥式及片閥式噴油器。

3.電子控制系統(tǒng)

電子控制系統(tǒng)主要由傳感器、電子控制單元（ECU）及執(zhí)行器三個(gè)部分組成，其作用是電子控制單元根據(jù)傳感器采集到的信號計(jì)算、確定最佳噴油量和最佳噴油時(shí)刻，發(fā)出指令控制執(zhí)行元件動(dòng)作實(shí)現(xiàn)最佳噴油的控制。

（1）傳感器

傳感器是一種信號檢測與轉(zhuǎn)換裝置，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)部位，其功能是檢測發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的各種電量、物理量和化學(xué)量參數(shù)。電控汽油噴射系統(tǒng)中常見的傳感器有空氣流量計(jì)、進(jìn)氣歧管壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、曲軸位置傳感器及氧傳感器等。

①空氣流量計(jì)

空氣流量計(jì)通常安裝在空氣濾清器后面，其作用是將吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量轉(zhuǎn)換成電信號送至ECU。空氣流量計(jì)信號是確定基本噴油量的主要依據(jù)之一，按照其測量原理可分為體積流量式和質(zhì)量流量式。

體積流量式空氣流量計(jì)測得的數(shù)據(jù)為每秒鐘多少毫升的空氣量，一般還要根據(jù)進(jìn)氣溫度和大氣壓力修正為質(zhì)量流量，主要有翼片式與卡門旋渦式兩種。其中，翼片式空氣流量計(jì)現(xiàn)已基本淘汰。

質(zhì)量流量式測得的數(shù)據(jù)直接為每秒鐘多少克的空氣量，目前使用較多，主要包括熱線式與熱膜式兩種。

②進(jìn)氣歧管壓力傳感器

進(jìn)氣歧管壓力傳感器一般安裝在節(jié)氣門后方進(jìn)氣管道上，其作用與空氣流量計(jì)相同，用于測量發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量。與空氣流量計(jì)不同的是進(jìn)氣歧管壓力傳感器依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷變化測量進(jìn)氣歧管壓力的相應(yīng)值，

采用間接測量方式測算發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量。

進(jìn)氣歧管壓力傳感器根據(jù)信號產(chǎn)生的原理不同，可分為壓敏電阻式、電容式、可變電感式及表面彈性波式等類型。其中，電容式和壓敏電阻式在當(dāng)今D型電控汽油噴射系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛。。

③節(jié)氣門位置傳感器

節(jié)氣門位置傳感器通常安裝在節(jié)氣門體上，可以將節(jié)氣門開度、怠速、加減速等信號轉(zhuǎn)換成電信號傳送給ECU，以便ECU可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種典型工況對噴油量及噴油時(shí)刻進(jìn)行最優(yōu)控制。節(jié)氣門位置傳感器有開關(guān)量輸出和線性輸出兩種形式。

④溫度傳感器

判定發(fā)動(dòng)機(jī)的熱狀態(tài)、計(jì)算進(jìn)氣質(zhì)量流量及排氣凈化處理等，需要對發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度及排氣溫度等進(jìn)行連續(xù)精確地測量，因此電控汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)置有一些溫度傳感器。其中，進(jìn)氣溫度傳感器與冷卻液溫度傳感器普遍采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻式溫度傳感器，分別安裝于進(jìn)氣管道、冷卻液管道上，用于感知進(jìn)氣溫度和冷卻液溫度。

溫度傳感器有繞線電阻式、熱敏電阻式、擴(kuò)散電阻式、半導(dǎo)體晶體管式、金屬芯式及熱電偶式等類型，在電控汽油噴射系統(tǒng)中應(yīng)用較多的是繞線電阻式和熱敏電阻式溫度傳感器。

⑤氧傳感器

氧傳感器安裝于排氣管上，是發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制的反饋信號，用于檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際空燃比，由此判斷實(shí)際可燃混合氣的濃和稀，向ECU提供空燃比的反饋信號，從而控制空燃比收斂于理論值附近的狹窄范圍內(nèi)，提高三元催化轉(zhuǎn)換器的凈化效果，降低排氣污染。

氧傳感器主要有傳統(tǒng)的氧化鋯式和氧化鈦式兩種類型，此外還有可用于稀薄燃燒控制的寬量程氧傳感器。

⑥曲軸位置傳感器

曲軸位置傳感器是電控汽油噴射系統(tǒng)的最重要傳感器之一，一般安裝于分電器內(nèi)或曲軸的前后端或凸輪軸的前后端，可提供發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角信號、氣缸（活塞）行程位置信號及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號，以此確定發(fā)動(dòng)機(jī)的基本噴油量、噴油時(shí)刻及點(diǎn)火時(shí)刻。按照檢測原理的不同，曲軸位置傳感器可分為光電式、電磁式及霍爾式三種類型，由于電磁式、霍爾式傳感器抗污能力及高速時(shí)信號識別能力強(qiáng)，因此應(yīng)用較為廣泛。

（2）電子控制單元

電子控制單元（ECU）是電控汽油噴射系統(tǒng)的核心部件，其功能是根據(jù)各種傳感器和控制開關(guān)輸入的信號參數(shù)，對汽油噴射量和噴油時(shí)刻進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得最佳空燃比。ECU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由輸入回路、A/D轉(zhuǎn)換器、微型計(jì)算機(jī)及輸出回路等四部分組成，其控制核心為微型計(jì)算機(jī)。

汽油噴射控制主要是指噴油正時(shí)控制和噴油量控制。噴油正時(shí)主要依據(jù)曲軸位置傳感器和霍爾傳感器信號進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)最佳時(shí)刻噴射燃油（例如排氣行程上止點(diǎn)前70°曲軸轉(zhuǎn)角），其控制原理與點(diǎn)火時(shí)刻控制相似，將在后續(xù)章節(jié)介紹。噴油量控制即為噴射持續(xù)時(shí)間控制，其目的是根據(jù)電子控制單元所設(shè)定的目標(biāo)空燃比來精確控制噴油量，使混合氣達(dá)到最佳空燃比。

發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，汽油噴射持續(xù)時(shí)間控制主要分為兩大類：一類是發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后噴油量控制；一類是起動(dòng)時(shí)噴油量控制，兩者的控制模型不完全相同。1.1.4電控汽油噴射系統(tǒng)控制原理1.起動(dòng)后噴油量控制

電子控制單元首先根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量和轉(zhuǎn)速信號確定基本噴油量，再根據(jù)水溫傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、氧傳感器等信號進(jìn)行修正，確定出最佳的噴油持續(xù)時(shí)間，并發(fā)出指令控制噴油器動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳空燃比狀態(tài)下工作。

（1）基本噴油量控制

基本噴油量是指發(fā)動(dòng)機(jī)在正常的工作溫度下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)為獲得最佳空燃比所需要的噴油量。由于噴油器的特征參數(shù)與噴油壓力差相對恒定，噴油器的噴油量與噴油持續(xù)時(shí)間成正比，因此基本噴油量控制實(shí)質(zhì)就是基本噴油時(shí)間控制?；緡娪蜁r(shí)間的確定方法主要有公式計(jì)算法和數(shù)值查尋法兩種。

①公式計(jì)算法

基本噴油時(shí)間是以一個(gè)進(jìn)氣行程中吸入氣缸內(nèi)的空氣質(zhì)量為依據(jù)來進(jìn)行計(jì)量的。如果已知某氣缸進(jìn)氣行程吸入氣缸的空氣質(zhì)量（Ga）與目標(biāo)空燃比（A/F），則可以確定該氣缸此時(shí)所需要的理論燃油質(zhì)量（Gf）。因此，只要獲得發(fā)動(dòng)機(jī)每一轉(zhuǎn)吸入氣缸的空氣質(zhì)量、氣缸數(shù)以及目標(biāo)空燃比（A/F），計(jì)算得到基本噴油量，從而進(jìn)一步獲得基本噴油時(shí)間。

②數(shù)值查尋法

數(shù)值查尋法是將由試驗(yàn)獲得的特定工況下發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、空氣流量（或進(jìn)氣歧管壓力）與最佳基本噴油時(shí)間的關(guān)系數(shù)據(jù)事先存儲在電子控制單元的只讀存儲器ROM中。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，控制單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與空氣流量（或進(jìn)氣歧管壓力），從ROM中查尋相應(yīng)數(shù)據(jù)即可獲得基本噴油時(shí)間。如果發(fā)動(dòng)機(jī)的工作在非特定工況，ECU則根據(jù)該工況周圍的四個(gè)特定工況點(diǎn)的基本噴油時(shí)間，通過插值法獲得該工況的基本噴油時(shí)間。

（2）噴油量修正控制

噴油量修正控制的目的是使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種情況下都能獲得最佳空燃比，使發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最佳狀態(tài)。噴油量修正控制主要有以下幾個(gè)方面：①起動(dòng)后燃油加濃修正

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)在溫度較低，燃油霧化不良的情況下能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，須進(jìn)行起動(dòng)后燃油加濃修正。在點(diǎn)火開關(guān)從“起動(dòng)”位置轉(zhuǎn)到“點(diǎn)火”位置的瞬間，電子控制單元作出起動(dòng)后燃油加濃修正控制。ECU根據(jù)冷卻液溫度信號確定起動(dòng)后燃油加濃修正系數(shù)的初始值，再根據(jù)時(shí)間或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)遞減燃油加濃修正系數(shù)。

②暖機(jī)時(shí)燃油加濃修正

發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)起動(dòng)后，即進(jìn)入暖機(jī)階段。暖機(jī)時(shí)燃油加濃修正也是燃油氣化不足的一種補(bǔ)充措施。但是，起動(dòng)后燃油加濃修正數(shù)十秒后即告結(jié)束，而暖機(jī)時(shí)燃油加濃修正則一直持續(xù)進(jìn)行，直到冷卻液溫度達(dá)到規(guī)定值。暖機(jī)時(shí)燃油加濃修正系統(tǒng)伴隨著冷卻液溫度的上升而減小。③高溫時(shí)燃油加濃修正

高溫時(shí)燃油加濃修正的目的是提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱起動(dòng)性能。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高時(shí)，燃油管內(nèi)的汽油就會(huì)蒸發(fā)產(chǎn)生汽油蒸氣，致使噴油器的實(shí)際噴油量減少。因此，為了解決高溫起動(dòng)時(shí)混合氣稀化問題，需要進(jìn)行高溫時(shí)燃油加濃修正，增加燃油噴射量。ECU根據(jù)起動(dòng)信號和冷卻液溫度作出燃油加濃修正控制。

④加速時(shí)燃油加濃修正ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號做出加速時(shí)燃油加濃修正控制，根據(jù)空氣流量計(jì)或進(jìn)氣歧管壓力傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器及冷卻液溫度傳感器的信號確定加速噴油修正量。⑤減速時(shí)燃油減量修正ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號作出減速時(shí)燃油減量修正控制，根據(jù)空氣流量計(jì)或進(jìn)氣壓力傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器及冷卻液溫度傳感器的信號確定減速噴油修正量。修正系數(shù)與負(fù)荷變化率、冷卻液溫度關(guān)系與加速時(shí)燃油加濃修正相似，只是一個(gè)是加濃修正，一個(gè)是減量修正。

⑥大負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速燃油加濃修正

當(dāng)節(jié)氣門開度大于設(shè)定值時(shí)，ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號做出大負(fù)荷燃油加濃修正控制；當(dāng)節(jié)氣門開度小于設(shè)定值時(shí)，大負(fù)荷燃油加濃修正立即取消。高轉(zhuǎn)速燃油加濃修正的控制目的與大負(fù)荷燃油加濃修正相似。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號做出高轉(zhuǎn)速燃油加濃修正控制。⑦燃油停供修正

燃油停供修正的實(shí)質(zhì)是ECU停止給噴油器發(fā)送噴油脈沖信號，噴油器停止供油。進(jìn)行燃油停供修正的情況有兩種：一種是汽車減速時(shí)停止供油，以降低燃油消耗和排放污染。另一種是在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高時(shí)停止供油，即超速燃油停供，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。⑧蓄電池電壓變化時(shí)燃油量修正

當(dāng)蓄電池電壓降低時(shí)，噴油器的無效噴射時(shí)間增加，噴油量相對減??；相反，當(dāng)蓄電池電壓升高時(shí)，噴油器的無效噴射時(shí)間減少，噴油量相對增大。為了消除因蓄電池電壓變化而導(dǎo)致的噴油量偏差現(xiàn)象，ECU根據(jù)蓄電池電壓的變化對噴油器的通電時(shí)間進(jìn)行修正。⑨理論空燃比反饋修正

為了有效地利用三元催化轉(zhuǎn)換裝置，需要對空燃比進(jìn)行精確控制，使其維持在理論空燃比附近。當(dāng)氧傳感器的信號電壓一直較高時(shí)，則說明此時(shí)混合氣較濃，ECU會(huì)適當(dāng)減少噴油時(shí)間；當(dāng)氧傳感器的信號電壓一直較低時(shí)，則說明此時(shí)混合氣較稀，ECU會(huì)適當(dāng)增加噴油時(shí)間。使發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比始終保持在理論空燃比附近較窄的范圍內(nèi)。

但是，在有些情況下是不適宜采用理論空燃比反饋修正的。如發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度較低，需要提供較濃的混合氣，若此時(shí)仍進(jìn)行反饋修正，使空燃比在理論空燃比附近，則會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難；又如發(fā)動(dòng)機(jī)在急加速時(shí)，也需要較濃的混合氣，若仍進(jìn)行反饋修正，則會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)加速不良。⑩自適應(yīng)燃油量修正

自適應(yīng)燃油量修正也稱為學(xué)習(xí)空燃比修正，目的是進(jìn)一步提高空燃比控制精度。自適應(yīng)燃油量修正就是通過計(jì)算實(shí)際空燃比與目標(biāo)空燃比的偏離量，給出燃油量修正系數(shù)，并將符合當(dāng)前情況的燃油修正量反映到噴射時(shí)間上，使空燃比的控制得以提高。

2.起動(dòng)時(shí)噴油量控制

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，由于進(jìn)氣量少、轉(zhuǎn)速波動(dòng)大，無論是空氣流量計(jì)還是進(jìn)氣歧管壓力傳感器，都不能精確測量進(jìn)氣流量，因此起動(dòng)時(shí)通常不根據(jù)吸入的空氣質(zhì)量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來計(jì)算基本噴油時(shí)間，而是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度確定基本噴油時(shí)間，再根據(jù)進(jìn)氣溫度、蓄電池電壓信號對基本噴油量進(jìn)行修正，以此得到起動(dòng)時(shí)的噴油持續(xù)時(shí)間。由于溫度低時(shí)，噴入的燃油不易氣化，從而使附著在進(jìn)氣管和氣缸壁上的燃油增加，實(shí)際進(jìn)入氣缸的燃油減少，因此為了使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠順利起動(dòng)，基本噴油時(shí)間隨溫度的降低而呈增加趨勢。

1.2電控點(diǎn)火系統(tǒng)1.點(diǎn)火系統(tǒng)的基本要求

為保證汽油發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況和使用條件下均能準(zhǔn)確、可靠地點(diǎn)火，點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)滿足下列的基本要求。

（1）具有足夠大的點(diǎn)火電壓

火花塞的點(diǎn)火電壓，即次級電壓，應(yīng)高于火花塞的擊穿電壓。擊穿電壓是指能擊穿火花塞電極間隙的基本電壓。

擊穿電壓的影響因素包括：火花塞間隙、氣缸內(nèi)混合氣的壓力與溫度、電極的溫度和極性、發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況等。

1.2.1電控點(diǎn)火系統(tǒng)概述

（2）具有足夠高的點(diǎn)火能量

要使混合氣可靠點(diǎn)燃，火花塞產(chǎn)生的電火花必須具有一定的能量。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化范圍寬廣，所需的點(diǎn)火能量變化較大。為了提高經(jīng)濟(jì)性及減少有害排故物，當(dāng)前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用稀薄燃燒技術(shù)，在工作時(shí)盡量提供空燃比（A/F）大于17的稀混合氣。由于稀混合氣難于點(diǎn)燃，因此需要增加火花的能量。基于上述原因，為了保證可靠點(diǎn)火，一般需要點(diǎn)火系統(tǒng)可靠提供50～80mJ，最大可達(dá)150mJ的點(diǎn)火能量，即所謂高能點(diǎn)火系統(tǒng)。

（3）具有適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火時(shí)刻

最佳點(diǎn)火提前角隨發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、工況及使用條件而變化。幾乎所有發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行與結(jié)構(gòu)參數(shù)均能夠?qū)c(diǎn)火提前角產(chǎn)生影響，包括轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、汽油辛烷值、壓縮比、混合氣的成分、進(jìn)氣壓力、火花塞的數(shù)量等。綜上所述，點(diǎn)火提前角受制于燃燒速度和燃料性能，所有引起燃燒速度和燃料性能變化的因素，必將同時(shí)影響最佳點(diǎn)火提前角的數(shù)值。

因此，發(fā)動(dòng)機(jī)對點(diǎn)火提前角的要求是多變的、復(fù)雜的、隨機(jī)的和相互制約的。而且，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的許多措施，比如稀薄燃燒技術(shù)和追求“微爆”的臨界工況，均會(huì)對點(diǎn)火系統(tǒng)提出新的要求。電控點(diǎn)火系統(tǒng)控制的目的即是在集中控制的框架下，對上述因素變化在點(diǎn)火系統(tǒng)中引起的反應(yīng)實(shí)施控制，追求發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的最佳效應(yīng)。

2.電控點(diǎn)火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

（1）在所有的工況及各種環(huán)境條件下，均可自動(dòng)獲得理想的最佳點(diǎn)火提前角，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性及工作穩(wěn)定性等特性均處于最佳匹配狀態(tài)。

（2）在整個(gè)工作范圍內(nèi)，均可提供足夠高的點(diǎn)火能量，提高了點(diǎn)火的可靠性，有效的減少了能源消耗和廢氣有害成分。

（3）配合稀薄燃燒技術(shù)，在整個(gè)工作范圍內(nèi)提供所需點(diǎn)火能量。

（4）配合閉環(huán)反饋控制技術(shù)，與燃料供給系統(tǒng)實(shí)行綜合控制，可使點(diǎn)火提前角控制在剛好不發(fā)生爆震的臨界狀態(tài)。以此獲得較高的燃燒效率，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)各種性能的提高。

1.2.2電控點(diǎn)火系統(tǒng)組成與原理

電控點(diǎn)火系統(tǒng)由電源、傳感器、ECU、點(diǎn)火模塊、點(diǎn)火線圈、分電器（有分電器式點(diǎn)火系統(tǒng)）及火花塞等組成。

電控點(diǎn)火系統(tǒng)工作時(shí)，ECU不斷地采集發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度等信號，根據(jù)存儲器ROM內(nèi)存儲的相關(guān)程序和數(shù)據(jù)，確定該工況下的最佳點(diǎn)火提前角和通電時(shí)間，并向點(diǎn)火控制模塊發(fā)送指令。點(diǎn)火控制模塊根據(jù)ECU的點(diǎn)火指令，控制點(diǎn)火線圈初級回路的導(dǎo)通和截止。當(dāng)初級繞組通電時(shí)，點(diǎn)火能量以磁場的形式被存儲起來；當(dāng)初級繞組斷電時(shí)，就會(huì)在次級繞組中產(chǎn)生較高的感應(yīng)電動(dòng)勢，使相應(yīng)的火花塞跳火工作，點(diǎn)燃可燃混合氣。對于閉環(huán)控制的系統(tǒng)，ECU還可以根據(jù)爆震傳感器的信號判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震程度，并將點(diǎn)火提前角控制在輕微爆震的范圍內(nèi)，使發(fā)動(dòng)機(jī)能獲得較高的燃燒效率。

無分電器式電控點(diǎn)火系統(tǒng)（DLI）是在微機(jī)控制的基礎(chǔ)上，將點(diǎn)火系統(tǒng)中的分電器總成用電子控制裝置取而代之后制造而成。它利用電子配電控制技術(shù)將點(diǎn)火線圈的次級繞組直接與火花塞相連，即把點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電直接送給火花塞進(jìn)行點(diǎn)火，由此實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)火系統(tǒng)全電子化的目標(biāo)。DLI系統(tǒng)的ECU不僅具有根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況對點(diǎn)火提前角進(jìn)行控制的功能，同時(shí)還具備電子配電功能，即可控制點(diǎn)火線圈組中的點(diǎn)火線圈導(dǎo)通與截止的時(shí)序，以此控制火花塞依次擊穿點(diǎn)火的時(shí)序，完成點(diǎn)火控制過程。DLI系統(tǒng)根據(jù)配電方式不同，又可分為單獨(dú)點(diǎn)火、雙缸同時(shí)點(diǎn)火及二極管配電點(diǎn)火三種類型。1.2.3電控點(diǎn)火系統(tǒng)控制原理

電控點(diǎn)火系統(tǒng)的控制內(nèi)容主要包括點(diǎn)火時(shí)刻控制（即點(diǎn)火提前角控制）、通電時(shí)間控制、電子配電控制及爆震控制等，其中爆震控制為點(diǎn)火時(shí)刻控制的反饋控制。1.點(diǎn)火提前角控制

影響點(diǎn)火提前角的因素很多，而且關(guān)系復(fù)雜，難以找到精確的數(shù)學(xué)模型，所以實(shí)際中通常是采用實(shí)驗(yàn)的方法來確定發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工作狀態(tài)下的最佳點(diǎn)火時(shí)刻。實(shí)驗(yàn)時(shí)先將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷劃分若干個(gè)小區(qū)，形成一個(gè)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷構(gòu)成的點(diǎn)陣，通過實(shí)驗(yàn)獲得不同轉(zhuǎn)速、負(fù)荷時(shí)所對應(yīng)的點(diǎn)火提前角的最佳值，以此繪出點(diǎn)火提前角的三維控制脈譜(MAP)圖

點(diǎn)火提前角控制一般包括起動(dòng)時(shí)點(diǎn)火提前角控制和起動(dòng)后點(diǎn)火提前角控制兩個(gè)方面。

（1）起動(dòng)時(shí)點(diǎn)火提前角控制

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷（進(jìn)氣壓力或進(jìn)氣流量）變化較大，無法正確計(jì)算點(diǎn)火提前角，因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)且轉(zhuǎn)速在400r/min以下時(shí)，通常將點(diǎn)火提前角固定在初始點(diǎn)火提前角，即此時(shí)的實(shí)際點(diǎn)火提前角等于初始點(diǎn)火提前角。

但是，也有一些發(fā)動(dòng)機(jī)為了提高起動(dòng)性能，起動(dòng)時(shí)的點(diǎn)火時(shí)刻并不是初始點(diǎn)火提前角，而是由ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度和轉(zhuǎn)速對點(diǎn)火提前角進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?/p>

（2）起動(dòng)后點(diǎn)火提前角控制

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，點(diǎn)火開關(guān)提供的起動(dòng)信號消失，ECU隨即進(jìn)入起動(dòng)后點(diǎn)火提前角控制程序。起動(dòng)后點(diǎn)火提前角控制主要包括基本點(diǎn)火提前角控制和修正點(diǎn)火提前角控制兩個(gè)方面，基本點(diǎn)火提前角控制包括怠速和正常行駛兩種情況；修正點(diǎn)火提前角控制主要包括怠速暖機(jī)修正、怠速穩(wěn)定修正、過熱修正、空燃比反饋修正等。

①基本點(diǎn)火提前角

基本點(diǎn)火提前角通常以二維表的形式儲存在ECU的ROM存儲器中，分為怠速與正常行駛兩種情況。②點(diǎn)火提前角修正

通過上述方法得到基本點(diǎn)火提前角后，再通過修正方可得到最終實(shí)際控制的最佳點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火提前角修正一般分為：怠速暖機(jī)修正怠速穩(wěn)定修正過熱修正空燃比反饋修正極限提前和推遲控制

此外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的后備系統(tǒng)工作時(shí)，點(diǎn)火提前角通常被設(shè)定為初始點(diǎn)火提前角；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆震時(shí)，也應(yīng)對點(diǎn)火提前角進(jìn)行適當(dāng)修正，以消除爆震。

2.通電時(shí)間控制

當(dāng)點(diǎn)火線圈的初級電路接通后，初級電流是按照指數(shù)規(guī)律增長的，因此初級電路被斷開瞬間初級電流所能達(dá)到的數(shù)值與初級電路接通的時(shí)間長短有關(guān)。只有通電時(shí)間達(dá)到一定值時(shí)，初級電流才能達(dá)到飽和，從而使次級電壓達(dá)到最大值，因此必須保證足夠的通電時(shí)間。但是通電時(shí)間過長，也會(huì)使點(diǎn)火線圈過熱，造成電能消耗增大甚至點(diǎn)火線圈損壞，所以最佳通電時(shí)間的確定要兼顧上述兩個(gè)方面的要求。

影響初級繞組通電時(shí)間的主要因素有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與蓄電池電壓。由于通電時(shí)間是以曲軸轉(zhuǎn)角來度量的，對于不同的轉(zhuǎn)速，單位曲軸轉(zhuǎn)角所代表的的絕對時(shí)間各不相同。

同時(shí)，當(dāng)蓄電池電壓發(fā)生變化時(shí)，點(diǎn)火線圈初級電流的上升速率也會(huì)發(fā)生變化，這就導(dǎo)致在相同的通電時(shí)間里初級電流的大小會(huì)有所變化，因此有必要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與蓄電池電壓對通電時(shí)間進(jìn)行修正。

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)輸入的蓄電池電壓和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號，從通電時(shí)間數(shù)據(jù)表中查出相應(yīng)的數(shù)值，通過點(diǎn)火線圈驅(qū)動(dòng)電路對初級繞組通電時(shí)間進(jìn)行控制。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，適當(dāng)增加通電時(shí)間，以防止初級繞組通電電流值減小、次級電壓下降而造成點(diǎn)火困難。當(dāng)蓄電池電壓較高時(shí)，減小初級電路的通電時(shí)間，以防止因初級電流過大而造成電能消耗增大甚至點(diǎn)火線圈損壞；當(dāng)蓄電池電壓較低時(shí)，則增加初級電路的通電時(shí)間，以保證能形成足夠大的初級電流，提供足夠的點(diǎn)火能量。3.電子配電控制

（1）輸入信號

曲軸位置傳感器由G1、G2及Ne所對應(yīng)的三個(gè)線圈組成，用于判別氣缸行程及檢測曲軸轉(zhuǎn)角的位置，以此確定點(diǎn)火提前角和通電時(shí)間。Gl信號產(chǎn)生的原理與普通電磁式信號發(fā)生器的工作原理相同，只要G1線圈信號出現(xiàn)，即表示第六缸處于壓縮行程上止點(diǎn)位置，主要用于確定點(diǎn)火時(shí)刻基準(zhǔn)。G2線圈與Gl線圈相位相差360°曲軸轉(zhuǎn)角，因此當(dāng)G2信號出現(xiàn)時(shí)，即表示第一缸活塞處于壓縮行程上止點(diǎn)位置，其作用與G1信號相同。Ne信號傳感器轉(zhuǎn)子有24個(gè)齒，每轉(zhuǎn)一圈將產(chǎn)生24個(gè)脈沖信號，其周期長度為30°曲軸轉(zhuǎn)角。將此脈沖信號整形后，再通過電路將24個(gè)脈沖進(jìn)行720脈沖分頻，即可產(chǎn)生1°曲軸轉(zhuǎn)角信號，主要用于計(jì)量點(diǎn)火提前角和點(diǎn)火線圈的通電時(shí)間。

（2）輸出信號ECU依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、冷卻液溫度、起動(dòng)開關(guān)等信息，精確計(jì)算點(diǎn)火提前角，并向點(diǎn)火控制模塊發(fā)出IGd1、IGd2及IGt信號。其中，IGt為點(diǎn)火信號，用于各缸點(diǎn)火提前角的控制，而信號IGd1和IGd2為判缸信號。點(diǎn)火控制模塊可據(jù)此判定氣缸的點(diǎn)火次序，依次完成對點(diǎn)火線圈點(diǎn)火過程的控制。

由于EFI系統(tǒng)中噴油器驅(qū)動(dòng)信號也來自于曲軸位置傳感器。若點(diǎn)火系統(tǒng)出故障使火花塞不點(diǎn)火，而曲軸位置傳感器工作正常，噴油器會(huì)照常噴油，因此會(huì)造成汽油進(jìn)入氣缸，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)異常，或繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)三元催化轉(zhuǎn)換器過熱。為了避免這種現(xiàn)象發(fā)生，設(shè)定當(dāng)完成點(diǎn)火過程后，點(diǎn)火控制模塊應(yīng)及時(shí)向ECU返回點(diǎn)火確認(rèn)信號IGf，若其3～5個(gè)工作循環(huán)均無IGf信號反饋時(shí)，ECU便以此判定點(diǎn)火系有故障，發(fā)出指令強(qiáng)行斷油，使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。

4.爆震控制

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是利用火花塞點(diǎn)燃混合氣，通過火焰?zhèn)鞑サ姆绞竭M(jìn)行燃燒，以此完成可燃混合氣在氣缸內(nèi)的膨脹做功過程。如果氣缸壓力、氣體溫度異常升高，則可能造成部分混合氣不等火焰?zhèn)鞑ザ孕兄鹑紵?，從而在氣缸?nèi)瞬時(shí)形成多個(gè)燃燒火源促使溫度升高，產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力波，這種現(xiàn)象稱為爆震。爆震會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲過大、機(jī)構(gòu)損壞及火花塞電極或活塞產(chǎn)生熔損現(xiàn)象等危害，因此有必要對發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震現(xiàn)象進(jìn)行抑制。通常，抑制爆震現(xiàn)象的措施主要有采用抗爆性好的燃料、改進(jìn)燃燒室的結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)冷卻液的冷卻效果、推遲點(diǎn)火時(shí)刻等，其中推遲點(diǎn)火時(shí)刻對取消爆震的效果最為明顯。

（1）爆震與點(diǎn)火時(shí)刻關(guān)系

爆震產(chǎn)生和發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)刻密切相關(guān)，如圖1.61所示。如果點(diǎn)火時(shí)刻早，燃燒的最高壓力會(huì)過高，則爆震容易發(fā)生。通常發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的點(diǎn)火時(shí)刻將處在產(chǎn)生爆震對應(yīng)的點(diǎn)火時(shí)刻附近（MBT曲線）。傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)除根據(jù)油料品質(zhì)選擇點(diǎn)火提前角外，并無其他爆震控制系統(tǒng)。點(diǎn)火時(shí)刻設(shè)定遠(yuǎn)離爆震界限，點(diǎn)火時(shí)刻滯后，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和功率下降，燃料消耗增加。

（2）爆震傳感器

爆震傳感器用于檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震趨勢與程度，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)刻的閉環(huán)控制，從而有效地抑制爆震現(xiàn)象的發(fā)生。此外，由于閉環(huán)控制系統(tǒng)可將發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程控制在輕微爆震狀態(tài)，故能有效地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能。爆震傳感器是點(diǎn)火閉環(huán)控制系統(tǒng)中不可缺少的信號反饋元件。

發(fā)動(dòng)機(jī)爆震檢測方法通常有氣缸壓力法、機(jī)體振動(dòng)法及燃燒噪聲法。其中氣缸壓力檢測法，精度最佳，但傳感器直接接觸爆震源，耐久性差且安裝困難。燃燒噪聲檢測法采用非接觸式檢測法，故耐久性很好，但精度和靈敏度偏低。采用檢測發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體振動(dòng)法的爆震傳感器有磁致伸縮和壓電式兩種類型，壓電式又分共振型和非共振型結(jié)構(gòu)。

（3）爆震控制原理

爆震現(xiàn)象一般是ECU根據(jù)爆震傳感器信號進(jìn)行判別的。爆震傳感器通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體上，它將發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的振動(dòng)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，并輸入ECU作為判別爆震現(xiàn)象的控制信號。由于爆震傳感器輸出的電壓信號中還包含有各種頻率的其它電壓信號，因此需要用識別電路來鑒別爆震信號。ECU首先利用濾波電路對爆震傳感器送來的信號進(jìn)行濾波處理，將特定頻率范圍內(nèi)的爆震信號與其他信號分離，再將濾波后的信號峰值與爆震判別基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，判別發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震以及爆震的強(qiáng)度。1.3輔助控制系統(tǒng)

在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸容積的情況下，增加進(jìn)入氣缸的空氣量及噴油量，可以增加可燃混合氣的總量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與功率。目前，提高進(jìn)入氣缸空氣量的進(jìn)氣控制系統(tǒng)主要包括：進(jìn)氣諧波增壓控制系統(tǒng)、廢氣渦輪增壓控制系統(tǒng)、可變氣門控制系統(tǒng)及電子控制節(jié)氣門系統(tǒng)等。1.進(jìn)氣諧波增壓控制系統(tǒng)2.廢氣渦輪增壓系統(tǒng)3.可變氣門控制系統(tǒng)4.電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)1.3.1進(jìn)氣控制系統(tǒng)1.3.2怠速控制系統(tǒng)

怠速是指節(jié)氣門關(guān)閉，加速踏板完全松開，且發(fā)動(dòng)機(jī)對外無功率輸出并保持最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的工況。在汽車使用中，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間約占3O%，怠速轉(zhuǎn)速的高低直接影響燃油消耗和排放污染。怠速轉(zhuǎn)速過高，燃油消耗增加。怠速轉(zhuǎn)速過低，當(dāng)電器負(fù)荷增大(如打開空調(diào)或車載音響)、自動(dòng)變速器掛入檔位、動(dòng)力轉(zhuǎn)向開啟時(shí)，由于負(fù)載增加，容易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)甚至熄火，另外，也會(huì)增加排放污染。

在怠速工況下，駕駛?cè)藷o法控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制(ISC)的目的就是在保證發(fā)動(dòng)機(jī)排放要求且運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定的前提下，由ECU自動(dòng)控制怠速工況下的空氣供給量，維持發(fā)動(dòng)機(jī)以穩(wěn)定怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，以降低燃油消耗量，即實(shí)現(xiàn)對熱機(jī)怠速工況進(jìn)氣量和空燃比的閉環(huán)反饋控制。在怠速工況時(shí)，空氣通過節(jié)氣門縫隙或旁通節(jié)氣門的怠速空氣道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，并由空氣流量傳感器(或進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器)對進(jìn)氣量進(jìn)行檢測，ECU根據(jù)各傳感器信號控制噴油器，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著電控技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，怠速控制已成為發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)的基本控制內(nèi)容之一。

1.怠速控制系統(tǒng)組成與分類

（1）怠速控制系統(tǒng)組成

怠速控制系統(tǒng)主要由傳感器、ECU和執(zhí)行元件三部分組成。傳感器的功用是檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況和負(fù)載設(shè)備的工作狀況，ECU則根據(jù)各種傳感器的輸入信號確定一個(gè)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并與實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制執(zhí)行元件工作，以調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，使發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速達(dá)到所確定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。

（2）怠速控制系統(tǒng)分類

怠速控制的實(shí)質(zhì)就是對怠速工況下的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，而怠速進(jìn)氣量實(shí)際上是指發(fā)動(dòng)機(jī)最小進(jìn)氣量。最小進(jìn)氣量有兩種限制方式：節(jié)氣門直動(dòng)式和旁通空氣式。

2.節(jié)氣門直動(dòng)式怠速控制系統(tǒng)

節(jié)氣門直動(dòng)式實(shí)現(xiàn)怠速控制的結(jié)構(gòu)形式較多。怠速執(zhí)行機(jī)構(gòu)由直流電動(dòng)機(jī)、減速齒輪、絲杠等部件組成。怠速執(zhí)行的傳動(dòng)軸與節(jié)氣門操縱臂的全閉限制器相接觸。當(dāng)ECU控制直流電動(dòng)機(jī)通電時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，通過減速齒輪使旋轉(zhuǎn)力矩增大，然后又通過絲杠變角位移為傳動(dòng)軸的直線運(yùn)動(dòng)。通過傳動(dòng)軸的旋入或旋出調(diào)節(jié)節(jié)氣門處空氣通路截面，實(shí)現(xiàn)怠速轉(zhuǎn)速控制。

3.旁通空氣式怠速控制系統(tǒng)

如前所述，旁通空氣式怠速控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)電磁閥、占空比控制電磁閥等。

（1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)式怠速控制閥

（2）旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥

（3）占空比控制電磁閥型怠速控制閥

（4）開關(guān)型怠速控制閥1.3.3排放控制系統(tǒng)

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排入大氣中的有害成分主要是一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)、氮氧化合物(NOx)等。對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放的控制和凈化，各國都進(jìn)行了大量的研究工作，除了對發(fā)動(dòng)機(jī)本身的改進(jìn)之外，現(xiàn)代汽車采取了多種排放控制系統(tǒng)來減少汽車的排氣污染，主要有燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)、三元催化轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)及二次空氣噴射控制系統(tǒng)等。1.3.4故障自診斷系統(tǒng)

現(xiàn)代汽車每一個(gè)電子控制系統(tǒng)(特別是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng))，都配置有相應(yīng)地故障自診斷子系統(tǒng)。顧名思義，故障自診斷就是電子控制系統(tǒng)監(jiān)測自身的運(yùn)行情況，自行及時(shí)地找出系統(tǒng)故障，并采取相應(yīng)地控制措施。1.故障自診斷系統(tǒng)組成

故障自診斷系統(tǒng)主要由傳感器監(jiān)測電路、執(zhí)行器監(jiān)測電路、軟件程序、故障診斷通信接口TDCL(Troub1eDiagnosticCommunicationLink)以及各種故障指示燈等組成。

2.故障自診斷系統(tǒng)功能

自診斷系統(tǒng)的功能包括三個(gè)方面：一是監(jiān)測控制系統(tǒng)工作情況，一旦發(fā)現(xiàn)某只傳感器或執(zhí)行器參數(shù)異常，就立即發(fā)出報(bào)警信號；二是將故障內(nèi)容編成代碼(稱為故障碼)存儲在隨機(jī)存儲器RAM中，以便維修時(shí)調(diào)用或供設(shè)計(jì)參考；三是啟用相應(yīng)的后備功能(又稱為“回家功能”)，使控制系統(tǒng)處于應(yīng)急狀態(tài)運(yùn)行。（1）發(fā)出報(bào)警信號（2）存儲故障碼（3）啟用后備功能

3.第二代故障自診斷系統(tǒng)(OBD-Ⅱ)

自診斷系統(tǒng)自1979年在美國通用汽車公司正式使用以來，經(jīng)歷了一個(gè)發(fā)展過程，隨著電子控制技術(shù)的發(fā)展，自診斷系統(tǒng)日益復(fù)雜和完善。

與OBD-I相比，OBD-Ⅱ在保持以前診斷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對電控裝置的監(jiān)測范圍更廣，并具有以下主要特點(diǎn)：采用統(tǒng)一形狀的16端子診斷座，并安裝在駕駛室儀表板下方；采用統(tǒng)一的故障代號及含義；具有數(shù)據(jù)傳輸與分析功能；具有行車記錄功能；具有由儀器直接清除故障碼功能。

4.故障自診斷測試內(nèi)容

故障自診斷測試的內(nèi)容主要包括讀取與清除故障碼、數(shù)據(jù)流分析、監(jiān)控執(zhí)行器和編程匹配等。

（1）讀取與清除故障碼

（2）數(shù)據(jù)流分析

（3）監(jiān)控執(zhí)行器

（4）編程匹配1.4汽油發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制技術(shù)(亦稱為集成控制、綜合控制等)代表當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)乃至整車控制技術(shù)的發(fā)展趨勢。

隨著汽車控制