现代轿车发动机电控技术

子点火控制系统

　　早在 2 0世纪初 ,点火系统在汽车发动机上已开始应用，从有触点式、普通无触点式、集成电路式，发展到现今的微机控制电子点火系统。微机控制电子点火系统可控制并维持发动机点火提前角（ESA）在最佳范围以内，使汽油机的点火时刻更接近于理想状态，进一步 挖掘发动机的潜能。

　　在微机控制点火系统中，目前出现了一种无分电器点火（DLI）系统，它取消了普通微机控制点火系统中的分电器，改由 ECU内部控制各缸配电。这样点火线圈产生的高压电，不需经过分电器分配，直接就送至火花塞发生点火。无分电器点火系统可消除分火头与分电器盖边电极的火花放电现象，减少电磁干扰。无分电器点火系统根据点火顺序的不同，有两缸同时点火和各缸独立点火两种。在两缸同时点火方式中，每两缸一组，合用一个点火线圈，所有缸体分成若干组按组依次进行点火；在各缸独立点火方式中，每缸的火花塞都设有单独的点火线圈（特别是随着超小型塑料包装的点火线圈的出现，使之与火花塞合为一体），这样各缸可依次轮流点火。

　　在发动机的点火控制中，同样采用了开环和闭环相结合的控制形式。起动阶段的点火时刻由ECU中的专门信号进行开环控制；正常运行期间，则通过增设爆震传感器进行爆震反馈控制，根据爆震传感器的反馈信号调整点火时刻使发动机在临界爆震状态。

（三）怠速控制（ISC）系统

　　怠速性能的好坏是评价发动机性能优越与否的重要指标，怠速性能差将导致油耗增加，排污严重，因此，需进行必要的控制。现代轿车中一般都设有怠速控制系统，由ECU控制并维持发动机怠速在某一稳定转速范围内。因此，怠速控制通常是指怠速转速控制，其实质就是对怠速工况时的进气量进行调节（同时配合喷油量及点火提前角的控制）。 怠速控制的基本原理是 ECU根据冷却水温、空调负荷、空档信号等计算目标转速，并与实际转速相比较，同时检测节气门全关信号及车速信号，判断是否处于怠速状态，确认后则按目标转速与实际转速之间的差值来驱动执行器调整控制进气量。

　　目前，除了怠速转速的稳定性控制之外，怠速控制还可以实现起动控制、暖机控制以及负荷变化控制等功能，这样多种功能的集中，不仅简化了机构，而且也提高了怠速控制的精确性。

　　怠速控制系统根据进气量控制方式的不同可分为节气门直动式和旁通空气式两种，后者的应用较广，其中的执行器-怠速控制阀的发展较快，相应有步进电机型、旋转电磁阀型、占空比型和开关控制型等，各自在怠速控制中有不同程度的应用。

（四）排气再循环（EGR）电控系统

　　国外的早期研究发现，将少量的排气（5%～20 %）再次循环进入气缸与新鲜可燃混合气混合后燃烧，可有效抑制 NOx 的产生。事实上，除了可采用气门重叠产生排气回流的内部EGR方式外，更常用的措施是用专门的管道将部分排气引至进气管，由ECU控制EGR阀改变流通截面来调节排气量，实现再循环排气率的变化。通常在发动机暖机、怠速、低负荷、高负荷等工况不需进行EGR控制。

　　EGR控制的一般过程是：ECU根据发动机的转速、节气门开度、冷却水温等信号，计算最佳再循环排气率，再通过控制 EGR阀的开度来实现EGR控制。而ECU对EGR阀的控制，实质上是通过对真空调节阀的控制来实现的。真空调节阀一般是电磁式的，用于将ECU输出的电信号转换为气压变化，从而实现对气动式EGR阀的控制。并且，ECU还通过压力传感器测量再循环排气率信号来进行反馈控制。在实施反馈控制时，最初使用的是独立式压力或压差传感器，而今又出现了与EGR阀共为一体的EGR位置传感器，提高了控制精度。

（五）增压电控系统

　　发动机中增压系统的安装日渐增多，其目的是为了提高进气效率。电控增压系统的研制开发使增压技术又跨上了一个新台阶。目前，应用较普遍的是电控废气涡轮增压系统。通常增压器是为与发动机低速小负荷工况相匹配而设计的，当发动机大负荷运行时容易导致增压器超速运行而损坏，为此，电控废气涡轮增压系统专门在排气管中废气涡轮室处增加了一旁通气道，由ECU控制切换阀的开度大小进行调整。通常情况下切换阀闭合，废气通过涡轮气室排出；一旦发动机大负荷运行将导致废气涡轮转速升高，当进气压力超过限值，ECU便会通过相应机构开启切换阀，使旁通气道导通，废气不经涡轮室而直接由旁通气道排出，增压器停止工作。

（六）故障自诊断系统

　　现代轿车发动机的电控系统中，ECU一般都带有故障自诊断系统，自行监测、诊断发动机控制系统各部分的故障。对于传感器，可通过检测其信号是否超出规定范围来直接进行判断；对于执行器，则在其初始电路中增设专门回路来实现监测，对于ECU本身，也有专用程序进行诊断。

　　故障自诊断系统时刻监测各控制系统的工作情况，当出现故障时，一般轿车仪表板上的故障指示灯可闪烁报警，同时将故障信息以代码的形式保存在微机的存储器中，维修时不仅可以通过故障指示灯间断闪烁来显示，也可以通过专用的检测仪器以数字的形式显示故障代码，以便进一步通过手册查出故障原因。自诊断系统很好地解决了复杂电控系统难以判断故障的问题。