1、1 1 汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展歷史 在世界上第一輛汽車中，所謂的“電氣系統(tǒng)”僅僅是由卡爾，本茨設(shè)計的由點火線圈和蓄電池所組成的點火裝置。在隨后生產(chǎn)的汽車中又增設(shè)了前燈和發(fā)動機起動電機這類的電器設(shè)備。汽車電子技術(shù)的第一次出現(xiàn)是本世紀 30 年代早期安裝在轎車內(nèi)的真空電子管收音機。由于電子管收音機有不抗震、體積大、耗電多等弊病，成為在汽車上推廣應(yīng)用的主要障礙，但是在汽車中安裝收音機的設(shè)想始終沒有消失。 1948 年晶體管的發(fā)明及 1958 年第一塊集成電路（ IC ）的出現(xiàn)才真正開創(chuàng)了汽車電子技術(shù)的新紀元。1955 年晶體管收音機問世后，采用晶體管收音機的汽車迅速增加，并作為標準部件安裝在德國大眾

2、汽車上。從 60 年代起，轎車中開始使用半導(dǎo)體元器件。在汽車中首先使用的半導(dǎo)體元件是硅二極管，作為功率晶體管來替代原有的像電壓調(diào)節(jié)器之類的電磁接觸器等元器件。功率晶體管元件的應(yīng)用極大地改善了汽車的性能和可*性。 60 年代是汽車電子化的活躍時代。標志著汽車電子控制技術(shù)真正發(fā)展的是在 1967 年首次將集成電路元件應(yīng)用到汽車中，其結(jié)果是電子技術(shù)與汽車發(fā)動機電氣系統(tǒng)相結(jié)合，開發(fā)出如車用發(fā)電機集成電路調(diào)壓器、集成電路點火器等汽車電子產(chǎn)品。在同一年代，美國的克萊斯勒公司在其生產(chǎn)的汽車中配置電子控制的點火裝置，而德國的波許（ Bosch ）公司則開發(fā)出電子控制的燃油噴射裝置（見圖 1 1 ）。 1975

3、 年日本汽車也裝上了這種裝置，可以說是當今汽車電子燃油噴射控制的雛型。1 噴油器； 2 冷啟動噴油器； 3 一進氣溫度傳感器； 4 調(diào)節(jié)器； 5 一蓄電池； 6 分電器； 7 油箱； 8 汽油泵； 9 一節(jié)氣門控制器； 10 一怠速控制執(zhí)行器； 11 進氣壓力傳感器； 12 燃油濾清器； 13 冷啟動時間開關(guān)； 14 水溫傳感器 圖 1 1 Bosch 公司開發(fā)的 L 型電子燃油噴射控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大約在同一時期，電子技術(shù)有了長足的進展，導(dǎo)致一系列利用模擬電路的汽車電子產(chǎn)品的研制與開發(fā)。如發(fā)動機噴油系統(tǒng)控制，車輛行駛控制，防鎖死剎車系統(tǒng)（ ABS ）和變速控制系統(tǒng)均已成功地應(yīng)用于實際。由于當時集成

4、電路元器件的價格昂貴，對汽車用戶而言，采用電子控制技術(shù)所能得到的收益并不很大，從而使得所開發(fā)的這些控制系統(tǒng)不能廣泛地在汽車中得到應(yīng)用。到了 70 年代，在美國通過了三個重要的法律條文促使電子產(chǎn)品在汽車中得到廣泛的應(yīng)用。這些法律條文中的第一個文件就是轎車司乘人員的人身安全保護條文。根據(jù)這一法律條文，相應(yīng)設(shè)計出一種汽車控制系統(tǒng)，即在發(fā)動機起動前必須系緊安全帶，否則發(fā)動機就不能起動。這一控制系統(tǒng)在發(fā)動機的點火開關(guān)處于切斷狀態(tài)時，也要求控制電路始終處于通電檢測狀態(tài)。為了節(jié)省使用汽車蓄電池中的電能，如何減少控制電路中的耗電量是研制該控制系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。解決這一關(guān)鍵問題的理想手段就是采用具有低功耗的 C-

5、MOS （互補型金屬氧化物半導(dǎo)體）邏輯集成電路。1971 年，微型計算機（即微電腦）首先用于發(fā)動機點火系統(tǒng)的正時控制中（美國通用汽車公司的 MISAR 車）。微電腦在汽車電子控制技術(shù)中的出現(xiàn)使得對汽車的高精度控制得以實現(xiàn)，而對汽車的高精度控制反過來又促進汽車發(fā)動機工作性能的提高。促使微電腦在汽車控制系統(tǒng)中廣為應(yīng)用的另一個主要因素是一系列汽車尾氣排放法規(guī)的制定及能源危機后油料價格的上漲。汽車尾氣排放法規(guī)是 70 年代末和 80 年代初各工業(yè)發(fā)達國家相繼制定的。汽車尾氣排放的凈化涉及到燃油經(jīng)濟性和發(fā)動機工作性能。所需要解決的問題是如何既要滿足新的對汽車尾氣排放的要求，又要滿足用戶對汽車油耗和發(fā)動機

6、工作性能的要求。要在這兩方面同時取得成功，不僅要對汽車發(fā)動機本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行改進，而且還需對進入發(fā)動機氣缸內(nèi)的油氣混合比進行精確的控制。此外還需對發(fā)動機點火時間進行最優(yōu)控制，發(fā)動機處于怠速運轉(zhuǎn)時進行怠速運轉(zhuǎn)控制，以及其它相應(yīng)的精密控制。在發(fā)動機控制系統(tǒng)中引入微電腦系統(tǒng)后，已證明對解決看起來似乎矛盾的汽車尾氣凈化與降低發(fā)動機油耗的要求特別有效。目前在汽車電子控制系統(tǒng)中，采用微電腦進行控制的系統(tǒng)的應(yīng)用已與日俱增。80 年代是高科技迅速發(fā)展的年代，隨之而來的是消費者對汽車多種多樣的需求，這就要求汽車生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出一種能提高汽車總體價值并能滿足用戶各種要求的高檔汽車。目前世界上各大汽車制造廠商競相研

7、制新一代由微電腦控制的各種車用電子產(chǎn)品，并迅速地將己開發(fā)出的電子產(chǎn)品運用于汽車中，使汽車的檔次得以提高，以滿足各用戶對汽車的要求。由于 80 年代以后，汽車電子產(chǎn)品的研制與開發(fā)的競爭十分激烈。采用電子技術(shù)有利于汽車性能的提高和各種功能的完備，并避免汽車重量的增加。所以新的汽車電子產(chǎn)品不斷推出，其中有代表性的體現(xiàn)在以下幾個方面。（ 1 ）輔助駕駛裝置包括車速自動控制，變速器自動控制，動力轉(zhuǎn)向控制等。（ 2 ）信號裝置包括數(shù)字顯示儀表，故障診斷系統(tǒng)，各種報警裝置及各種監(jiān)視器等。（ 3 ）安全裝置包括防滑裝置，汽車高速感應(yīng)門鎖，防撞空氣袋，防鎖死制動系統(tǒng)（ ABS ）等。（ 4 ）舒適、方便裝置，包

8、括自動空調(diào)系統(tǒng)，自動車窗和座椅調(diào)節(jié)系統(tǒng)，立體聲音響，導(dǎo)航系統(tǒng)，汽車電話等。1 2 汽車電子控制技術(shù)的現(xiàn)狀 隨著像微電腦這類電于產(chǎn)品的不斷更新，極大地促進了汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展。這些電子產(chǎn)品的可*性不斷提高，制造成本不斷降低，用于汽車的電子產(chǎn)品尺寸不斷減小。到了 90 年代初，人們終于感受到現(xiàn)代電子技術(shù)廣泛地應(yīng)用于汽車發(fā)動機控制及其它部分的控制所帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。當前的汽車電子控制技術(shù)可分為四大類（見圖 1 2 ），即動力牽引系統(tǒng)控制，車輛行駛姿態(tài)控制，車身（車輛內(nèi)部）控制和信息傳送。圖 1 2 汽車電子控制技術(shù)分類1 2 1 動力牽引系統(tǒng)控制所謂動力牽引系統(tǒng)是用來產(chǎn)生驅(qū)動汽車的原

9、動力，并把這一動力轉(zhuǎn)換成可直接驅(qū)動車輪的扭矩。動力牽引系統(tǒng)控制包括發(fā)動機控制和傳輸系統(tǒng)控制。發(fā)動機控制系統(tǒng)一般分為燃油噴射控制、點火時間控制、怠速運轉(zhuǎn)控制、發(fā)動機爆燃控制和其它相應(yīng)的控制。對于汽油機的電子控制系統(tǒng)具有諸如燃油噴射控制、點火時間控制、怠速運轉(zhuǎn)控制和故障診斷等功能。通過這些功能的執(zhí)行可使汽油機處于最佳的工作狀態(tài)。汽油機控制的典型系統(tǒng)如圖 1 3 所示，圖中所示的汽油機控制系統(tǒng)是采用多點噴射（ MPI ）的燃油噴射控制方法。即在汽油機的各氣缸進氣支管中安裝燃油噴射器，通過對各燃油噴射器的控制來控制噴入各氣缸的油量。當前在工業(yè)發(fā)達國家?guī)缀跛行鲁鰪S的轎車都無一例外地采用了電子燃油噴射（

10、 EFI ）技術(shù)。對于柴油機而言，為了減少其排煙，降低噪聲和振動，柴油機的電子控制主要集中在燃油噴射量、燃油噴射時間、進氣節(jié)流和電熱塞的電流控制方面。圖 1 4 顯示了柴油機的控制系統(tǒng)，圖中的噴油泵控制系統(tǒng)已由原來的機械控制變?yōu)殡娮涌刂疲裼蜋C噴油泵的基本控制機構(gòu)仍是機械式的，這與采用電子燃油噴射的汽油機有明顯的差別。在 90 年代初，許多國家，特別是美國，制定了控制柴油機過量微粒的排放法規(guī)。由于在不遠的將來會對車用柴油機提出更為嚴格的全排放控制要求，這就完全有可能促進柴油機全電子控制的研究及相應(yīng)的產(chǎn)品開發(fā)。包括電子變速控制在內(nèi)的電子動力傳輸控制，基本上是直接控制汽車車輪的傳動。它通過對油門

11、位置和車速的檢測，由微電腦控制變速器使其達到最佳的汽車行駛扭矩，并鎖閉該運行點和液力離合器的液壓。在齒輪變速和離合器鎖閉期間，將所要求的信號送至發(fā)動機電子控制單元（ ECU ），有些系統(tǒng)通過控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速來減輕對變速器換檔時的沖擊。圖 1 5 顯示了汽車傳動系統(tǒng)的控制，與機械傳動系統(tǒng)比較，由于采用電子控制系統(tǒng)可使動力傳送的精度提高，變速器的設(shè)計更加隨意，控制機構(gòu)更加簡單，并能改善汽車的燃油經(jīng)濟性和駕駛性。所以電子傳動控制系統(tǒng)的性能非常令人滿意。目前一種將發(fā)動機電子控制單元和傳動系統(tǒng)電子控制單元合二為一的控制系統(tǒng)即動力牽引控制系統(tǒng)已在日本、美國和歐洲生產(chǎn)的汽車中使用。1 鎖止離合電磁閥； 2

12、鎖止離合器； 3 變扭器； 4 超速檔機構(gòu)； 5 變速器輸入轉(zhuǎn)速傳感器； 6 變速齒輪及片式離合器組件； 7 輸出軸； 8 車速傳感器； 9 換檔電磁閥； 10 液壓回路； 11 蓄壓器泄壓閥圖 1 5 汽車傳動系統(tǒng)控制1 2 2 車輛行駛姿態(tài)控制車輛行駛姿態(tài)控制系統(tǒng)可以看作這樣一種電子控制系統(tǒng)，即采用電子技術(shù)來控制車輛運行中的三種基本的運行特征：行駛、轉(zhuǎn)彎和停車。采用電子技術(shù)給車輛行駛姿態(tài)控制系統(tǒng)帶來了相當大的改進，尤其是在汽車駕駛靈敏性、行駛穩(wěn)定性及司乘人員的舒適性等方面更為突出。車輛行駛姿態(tài)控制系統(tǒng)可分為：懸掛系統(tǒng)控制、駕駛系統(tǒng)控制、防鎖死剎車系統(tǒng)控制（ ABS ）、行駛控制、輪胎地面附

13、著力（防滑）控制和四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制。懸掛系統(tǒng)控制是用來改變車身的高低和緩沖彈簧的彈力，并根據(jù)車輛的載荷及路面條件改變吸收沖擊力的緩沖彈簧阻尼力的大小。控制車身高度的目的是在于車輛的載荷無論怎樣變化，通過該控制系統(tǒng)均能使車身和地面之間始終保持設(shè)定的距離，或者汽車在高速行駛過程中，通過降低車身高度來減少空氣的氣動阻力并增強汽車在高速行駛時的穩(wěn)定性。像雪鐵龍一類的轎車采用人工控制車身高度已有一段歷史了。在懸掛系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)中，電子控制單元（ ECU ）接收來自車身高度傳感器、車速傳感器等各種傳感器發(fā)送來的信號。經(jīng)處理后， ECU 發(fā)出反饋信號給改變車身高度的執(zhí)行器，使車身高度達到一最佳值。懸掛系

14、統(tǒng)的彈簧力控制和吸收沖擊阻尼力的控制是用來提高車輛行駛時的操縱性能，使得車輛在急轉(zhuǎn)彎、突然加速和緊急剎車時，盡可能少地改變車輛的行駛姿態(tài)。對于汽車的懸掛系統(tǒng)而言，一方面要求有較為柔性的懸掛系統(tǒng)以達到較為舒適的乘坐環(huán)境。而另一方面卻與之截然相反，為了提高汽車的可操縱性能，就要求有較為剛性的懸掛系統(tǒng)。圖 1 6 顯示了懸掛系統(tǒng)中的吸收沖擊阻尼力控制系統(tǒng)。1 轉(zhuǎn)向傳感器； 2 停車燈開關(guān)； 3 車速指示； 4 懸掛系統(tǒng)執(zhí)行器（后）； 5 懸掛系統(tǒng)電子控制單元； 6 模式選擇開關(guān)； 7 空檔啟動開關(guān)； 8 節(jié)氣門位置傳感器； 9 懸掛系統(tǒng)執(zhí)行器（前）圖 1 6 減震器阻尼力控制系統(tǒng)駕駛系統(tǒng)控制包括用于

15、操縱動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向力的電子控制。所謂轉(zhuǎn)向力的控制是指當車輛停止或低速行駛時減小轉(zhuǎn)動方向盤的力，而當車輛高速行駛時增加轉(zhuǎn)動方向盤的力，以使車輛駕駛保持平穩(wěn)。該系統(tǒng)還允許司機去選擇對他們最適宜的方向盤操縱特性。在 80 年代，日本的許多汽車制造廠家已開始在所生產(chǎn)的轎車中引進了電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)。防鎖死剎車控制系統(tǒng)（ ABS ）是用來防止汽車在剎車時車輪不被鎖死。采用此控制系統(tǒng)可提高汽車駕駛的穩(wěn)定性。判斷汽車在剎車時車輪是否被鎖死，是通過對車速和輪速的比較來作出的。但實際上在對實際車速的檢測中，由于車輪與地面之間的滑動及其它因素所產(chǎn)生的問題，一般對車速的測定仍是通過對車輪轉(zhuǎn)速的檢測來大約估算的。在汽

16、車電子控制技術(shù)發(fā)展進程中，防鎖死剎車控制系統(tǒng)的應(yīng)用較其它電子控制技術(shù)在汽車中的應(yīng)用相對較早些。自從美國福特汽車制造公司于 1968 年在汽車中首先采用該控制系統(tǒng)起到目前，已在日本、美國及歐洲等國汽車制造業(yè)中得到普及。最初設(shè)計的 ABS 系統(tǒng)作用于汽車的后輪，以保證汽車在剎車過程中能平穩(wěn)行駛。目前采用微電腦的四輪防鎖死剎車控制系統(tǒng)應(yīng)用得更多些，這樣不僅能防止汽車在剎車過程中后輪被鎖死，而且還能防止用于轉(zhuǎn)向的前輪也不被鎖死，從而使汽車行駛方向的穩(wěn)定性得以增強，并且還能提高汽車的可操縱性。恒定車速控制（又稱為自動巡航控制）是通過控制節(jié)氣門位置來保持預(yù)先設(shè)定的車速，而司機不需腳踩加速踏板。該控制系統(tǒng)是

17、根據(jù)車速傳感器、定速控制開關(guān)及定速取消開關(guān)的信號，通過進氣管的負壓壓力或一臺小電機來調(diào)節(jié)節(jié)氣門擋板的。防滑控制是用來防止汽車在起步和加速時驅(qū)動輪打滑。判斷車輪是否打滑是通過對車速和輪速的比較來完成。通過對驅(qū)動輪的制動及降低發(fā)動機的輸出功率，使輪胎和路面的滑移率處于一個最佳的值。這樣可使汽車在起步或加速時的駕駛性和穩(wěn)定性處于最佳的狀態(tài)。四輪轉(zhuǎn)向（ 4WS ）控制是由安裝在后懸掛器處，用于操縱后輪的后輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)及前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)所組成，這樣前后四個車輪均能進行轉(zhuǎn)向操縱。采用該控制系統(tǒng)的目的是為了提高汽車在低速時的轉(zhuǎn)向性能及在高速行駛時的轉(zhuǎn)向能力。1 2 3 車身（車輛內(nèi)部系統(tǒng)）控制設(shè)計車身控制（又稱車

18、輛內(nèi)部系統(tǒng)控制）的目的是為司乘人員提供更為舒適、更為便利及更為安全的環(huán)境，并能夠提高整車的市場競爭力。車身控制系統(tǒng)包括如下的電子控制：車用空調(diào)控制，數(shù)字化儀表顯示，擋風(fēng)玻璃的雨刷控制，車燈控制，車后障礙檢測，安全保護系統(tǒng)，多路通訊系統(tǒng)，門鎖控制，電動車窗控制，電動坐椅控制，安全帶控制及空氣袋控制等。汽車空調(diào)控制系統(tǒng)用來控制車廂內(nèi)的溫度，使車內(nèi)溫度保持在一設(shè)定的舒適溫度范圍內(nèi)。該系統(tǒng)控制車內(nèi)空氣溫度、空氣出口流量、風(fēng)扇速度、吸人空氣或排出空氣及空調(diào)壓縮機的運行等。多路通訊系統(tǒng)是采用一條通訊線路來傳送多路信號，這樣可大大減少線路、線路包覆物及整個通訊系統(tǒng)的重量。并能做到采用同類的傳感器在各系統(tǒng)之間

19、進行數(shù)據(jù)傳送，以便對汽車進行精確的控制。常用的通訊線為光導(dǎo)纖維及扭花雙線電纜。常用的汽車門鎖鎖定系統(tǒng)是當車速超過預(yù)先設(shè)定的車速時，該機構(gòu)動作，鎖上車門。一種新穎的遙控門鎖系統(tǒng)是用一臺微型遙控器在車外鎖上或打開汽車門鎖。目前這種新穎的遙控門鎖裝置在市面上有售。設(shè)計空氣袋的目的是用來當發(fā)生撞車時，在司乘人員的前面快速吹出一個空氣袋來保護司乘人員。空氣袋一般裝在方向盤中或其它適當?shù)牡胤剑坏┌l(fā)生撞車事故，用氮氣或其它氣體在極短的時間內(nèi)將氣袋吹開。由于以上這些控制系統(tǒng)給汽車制造業(yè)帶來十分明顯的效益，因此目前在高、中檔轎車中已廣泛采用。2 1 發(fā)動機電子控制原理 2 1 1 發(fā)動機采用電子控制的目的對于

20、汽車發(fā)動機而言，設(shè)計者所要追求的目標是，盡可能降低汽車尾氣中有害物質(zhì)的排放量，盡可能改善發(fā)動機運行的經(jīng)濟性，盡可能提高發(fā)動機的動力性。但采用機械控制的發(fā)動機，要同時滿足以上三項目標是不可能的，只有采用電子控制技術(shù)才能同時達到這三項目標。汽車尾氣中有害物質(zhì)的排放量與進入發(fā)動機的空氣燃料比（空燃比）的大小有直接關(guān)系（見圖 2 1 ）。從圖中可見，當混合氣圖 2 1 發(fā)動機有害物質(zhì)排放與空燃比的關(guān)系曲線濃度較低時，有害物質(zhì)的排放量大為減少。而采用低濃度混合氣就必須采用特殊的混合方式和燃燒方式。否則燃燒將會不穩(wěn)定，發(fā)動機動力性下降，排放及油耗反而上升，特別是采用稀薄混合氣燃燒實現(xiàn)起來比較困難。而隨著排

21、放法規(guī)的嚴格化，即便采用稀薄燃燒方式，也不能滿足發(fā)動機所有工況下的排放要求。于是采用一種三元催化轉(zhuǎn)換器來凈化排氣已成為凈化汽車尾氣的重要手段。但催化劑的轉(zhuǎn)換效率與混合氣的空燃比有很大的關(guān)系，圖 2 2 是空燃比與催化轉(zhuǎn)換效率的關(guān)系曲線，圖 2 3 是空燃比與發(fā)動機比油耗之間的關(guān)系。從這兩圖中可見，空燃比只有在理論空燃比附近時，三元催化轉(zhuǎn)換器才有較高的轉(zhuǎn)換效率，而這時發(fā)動機運行的經(jīng)濟性并不是最好，二者相互矛盾。但采用電子控制技術(shù)后，發(fā)動機電子控制單元根據(jù)各傳感器傳送來的信息，分析發(fā)動機運行中的各種參數(shù)，并予以綜合處理，以達到較為滿意的效果。 發(fā)動機運行中另一個重要參數(shù)是點火提前角，它直接影響發(fā)動

22、機的動力性能和經(jīng)濟性。通常氣缸內(nèi)達到最大爆發(fā)壓力點處于上止點后 10 ° 15 °時，發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性均處于最佳值范圍。所以控制發(fā)動機的最佳點火時間，就可以降低發(fā)動機的比油耗，然而燃油噴射量和點火時間與發(fā)動機的運行參數(shù)有很大的關(guān)系，而且這種關(guān)系不是簡單的函數(shù)關(guān)系。*離心與真空調(diào)節(jié)的機械式點火系統(tǒng)只能在發(fā)動機運行時的個別點能達到最佳狀態(tài)，而在大部分工況下，均不能達到最佳值。進入發(fā)動機氣缸內(nèi)的空燃比在發(fā)動機運行的各個階段，各種工況下要求均不相同。如果通過采用微電腦的電子控制系統(tǒng)，就能很容易地滿足發(fā)動機在各種不同工況下均能達到最佳值的要求。2 1 2 發(fā)動機電子控制的實現(xiàn)1

23、 輸人信號的采集電子控制單元要對發(fā)動機進行有效地控制就必須對其輸入諸如：發(fā)動機進氣流量，進氣溫度，轉(zhuǎn)速，負荷率，冷卻水溫度等信息。而這些信息需要通過各種傳感器來采集。如空氣流量必須通過空氣流量計或進氣管絕對壓力來測定。發(fā)動機電子控制單元根據(jù)來自發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器和空氣流量傳感器的信息，確定每一工作循環(huán)噴入各氣缸的基本油量，并確定一個基本的點火提前角。為了精確地控制點火提前角，電子控制單元還需采集有關(guān)曲柄位置及上止點信號，這樣就需設(shè)置曲柄位置和上止點傳感器。同樣為了精確地控制噴油量，改善發(fā)動機的啟動性能和動力性能，電子控制單元還需采集有關(guān)節(jié)氣門位置、進氣溫度、冷卻水溫度等信息。電子控制單元根據(jù)節(jié)氣

24、門位置傳感器送來的信號，判斷發(fā)動機的過渡工況，如汽車的加速和減速。根據(jù)進氣溫度和冷卻水溫度傳感器送來的信號對基本噴油量進行補償，以保證發(fā)動機運行的穩(wěn)定性、動力響應(yīng)性和經(jīng)濟性要求。同時為了避免發(fā)動機爆燃的產(chǎn)生及凈化排氣，還需設(shè)置爆燃傳感器和氧傳感器。發(fā)動機電子控制單元根據(jù)這兩個傳感器所采集的信號對發(fā)動機的點火和噴油量進行反饋控制，以達到最佳的運行工況。2 控制信號的輸出電子燃油噴射控制與常規(guī)的機械化油器控制相比，具有供油精確、響應(yīng)快、動力性好及各缸油量分配均勻等優(yōu)點。對進入發(fā)動機氣缸內(nèi)油氣比和點火時間的精密控制以及與催化排氣凈化裝置的配合使用，使得排氣中的有害物質(zhì)含量下降到最低的程度，同時使發(fā)動

25、機處于最佳經(jīng)濟性的運行狀態(tài)。電子燃油噴射控制的趨勢是采用微電腦控制的多點噴射（ MPI ）方式，分別控制各缸的噴油量。電子點火具有點火能量高、控制精確等優(yōu)點，因而得到普遍應(yīng)用。其它諸如怠速控制、廢氣再循環(huán)控制、二次空氣控制等只是在供油、點火基礎(chǔ)上的輔助控制，用以進一步提高發(fā)動機的性能，特別是廢氣再循環(huán)和二次空氣輔助燃燒僅在某些車型的發(fā)動機中采用。發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的框圖如圖 2.4 所示。各傳感器送來的信號通過輸入電路轉(zhuǎn)換成微電腦可以接受的數(shù)字信號，微電腦通過對各種輸入信號的計算、判斷后發(fā)出各種控制信號，但這種信號是比較微弱的數(shù)字信號，不足以直接驅(qū)動各種控制動作的執(zhí)行器，必須通過輸出電路把信號

26、放大后去控制燃油噴射過程和點火過程等。2 1 3 發(fā)動機控制方式1 開環(huán)控制發(fā)動機各種工況的控制參數(shù)，如基本噴油量及基本點火提前角等，均存于發(fā)動機電子控制單元中的只讀存儲器（ ROM ）中。在發(fā)動機運行過程中，微電腦檢查發(fā)動機各傳感器傳送來的信號，通過這些信號判斷發(fā)動機當前所處的運行工況，并從 ROM 中查取相應(yīng)的控制參數(shù)，輸出控制信號，而不去檢測控制結(jié)果，對控制結(jié)果的好壞不能做出分析，這種控制稱為開環(huán)控制。所以在 ROM 中固化的參數(shù)必須是經(jīng)過大量實驗分析和優(yōu)化計算的結(jié)果，是發(fā)動機在各工況下運行的理論最佳值。2 閉環(huán)護空制所謂閉環(huán)控制實際上就是反饋控制。控制系統(tǒng)根據(jù)實際檢測到的反饋信號來決定

27、增減控制量的大小，而這時不再根據(jù)其它輸入信號進行控制。例如，在發(fā)動機運行過程中，由開環(huán)控制所確定的某一空燃比的油氣混合物進入氣缸燃燒后，通過氧傳感器檢測排氣中的氧濃度來判斷進入氣缸的油氣混合物的濃度。如果太濃時就需減少噴油量，反之太稀時增加噴油量。點火控制也是如此，采用爆燃傳感器檢查發(fā)動機是否發(fā)生爆燃來決定點火時間提前還是滯后。由于開環(huán)控制和閉環(huán)控制各有其一定的特點，發(fā)動機電子控制系統(tǒng)不能全部采用一種控制方式。實際上當代的發(fā)動機電子控制系統(tǒng)均同時采用開環(huán)和閉環(huán)這兩種控制方式，開環(huán)控制作為基本控制手段，而閉環(huán)控制則作為精密控制手段，互助互補，以達到發(fā)動機高精度控制的目的。2 2 汽油機控制當前對

28、汽油機的控制是由一個集成控制系統(tǒng)來完成的。該集成控制系統(tǒng)不僅將燃油噴射控制，而且還將點火時間控制、爆燃控制、怠速控制和系統(tǒng)故障診斷通過一臺微電腦有機地集成在一起。采用這種集成控制系統(tǒng)可使汽車發(fā)動機始終處于最佳的工作性能狀態(tài)，因而有助于改善發(fā)動機的動力性能，凈化排氣，降低油耗等。汽油機集成控制系統(tǒng)如圖 2.5 所示，控制系統(tǒng)的指揮中樞是電子控制單元（ ECU ）。圖 2.6 則表示了該 ECU 的工作原理框圖。1 油箱；2 燃油泵；3 燃油濾清器；4 調(diào)壓器；5 電子控制單元；6 點火線圈；7 分電器；8 火花塞；9 噴油器；10 節(jié)氣門；11 節(jié)氣門伺服電機；12 空氣流量計；13 空氣溫度傳

29、感器；14 氧傳感器；15 冷卻水溫度傳感器；16 怠速控制閥（ ISCV ）；17 發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器；18 蓄電池；19 點火啟動開關(guān)；20 空氣調(diào)節(jié)開關(guān)； 圖 2.5 汽油機集成控制系統(tǒng)2 2 1 電子燃油噴射控制電子燃油噴射控制主要是用來改善汽油機動力性能，凈化尾氣排放，降低燃油消耗以及提高汽車的驅(qū)動性能等工作性能指標。如圖 2.6 中所示的各傳感器輸出的是關(guān)于汽油機運行狀態(tài)的信息，電子燃油噴射控制系統(tǒng)通過對所接收到的來自各傳感器的輸出信號進行計算，確定發(fā)動機所需的燃油量，并控制燃油的噴入，以保證發(fā)動機始終具有一個最佳的空燃比。噴入發(fā)動機中的燃油量是由噴油器噴油持續(xù)時間來確定。1 電子燃

30、油噴射控制系統(tǒng)的功能大部分電子燃油噴射控制是采用同步控制方式，即每一氣缸中的噴油器隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行同步控制。同步噴射可改善汽車的加速性能。發(fā)動機啟動后的油氣加濃補償 該補償是在一固定的期間內(nèi)，通過增加噴入氣缸的燃油量來穩(wěn)定發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。所要求的補償系數(shù)是由發(fā)動機啟動后的冷卻水溫度所決定。發(fā)動機升溫期間的油氣加濃補償 在發(fā)動機啟動后，為了改善發(fā)動機的動力性能，當發(fā)動機冷卻水溫度較低時，通過增加噴人發(fā)動機氣缸內(nèi)的燃油量來使發(fā)動機的冷卻水溫度升高，其油氣加濃補償一直到發(fā)動機升溫終止才結(jié)束。這一期間所需的補償系數(shù)是由發(fā)動機冷卻水溫度決定。發(fā)動機升溫期間汽車加速過程時油氣加濃補償 為在發(fā)動機升溫期間改善

31、汽車的加速性能，需要向發(fā)動機氣缸內(nèi)噴入比正常加速時多的燃油，因此需對噴射持續(xù)時間進行補償，其補償系數(shù)仍由發(fā)動機的冷卻水溫度所決定。防止發(fā)動機過熱的油氣減濃補償 當汽車處于滿負荷行駛時，發(fā)動機自身及尾氣催化轉(zhuǎn)換器會處于過熱狀態(tài)，為了防止過熱，必須給發(fā)動機提供比正常運轉(zhuǎn)時較為稀薄的油氣混合物。對油氣混合物的補償是根據(jù)發(fā)動機進氣量、轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門位置等因素所決定的發(fā)動機負荷條件來確定。海拔高度變化補償 在海拔較高的地區(qū)，當發(fā)動機負荷增加時，進氣管內(nèi)的真空度增加，單位體積空氣中的含氧量下降。為了使發(fā)動機內(nèi)燃油能正常燃燒，必須對不同海拔高度下的油氣混合濃度加以補償。隨著海拔高度的增加，應(yīng)對油氣混合物進行加

32、濃補償。空燃比反饋補償 采用催化轉(zhuǎn)換器可使汽車廢氣中的 CO ， HC 和 NO x ，物質(zhì)含量明顯降低，具有較高的尾氣凈化率。但要使經(jīng)過催化轉(zhuǎn)換器后的汽車尾氣的凈化率保持在一個最高的水平，就必須對進入氣缸的空燃比進行精確的控制，使其保持在最接近以化學(xué)計量比計算所得的一個狹窄的范圍內(nèi)。為了達到這一目的，需要控制汽車排氣中的含氧量。通過對排氣含氧量的檢測實現(xiàn)噴射時間的反饋補償控制，從而使排氣中的氧濃度不至于升得太高或降得太低。這就要求進入發(fā)動機氣缸的油氣濃度維持在理論空燃比附近。完成這一控制需要氧量傳感器（即氧傳感器），氧傳感器具有這樣的一種特性，當進入氣缸的油氣濃度達到化學(xué)計量比附近時，傳感器

33、的輸出電壓急速變化，由氧傳感器的特性所構(gòu)成的反饋回路用于油氣混合比的反饋控制（見圖 2 8 ）。電子控制單元接收來自氧傳感器的電壓信號，并判斷油氣混合物是否處于適當?shù)目杖急葼顟B(tài)。當氧傳感器檢測到油氣混合物的濃度太高時， ECU 作出減少燃油噴射量的指示。當情況相反時，控制系統(tǒng)執(zhí)行反饋補償控制，增加噴射量。當氧傳感器的輸出電壓降至參考電壓以下時，補償系數(shù)大幅度階躍變化，以提高反饋補償?shù)捻憫?yīng)能力。由于氧傳感器在冷態(tài)時其輸出信號不準確，因此應(yīng)該注意到當氧傳感器的溫度尚未達到其工作溫度時不能實現(xiàn)反饋控制。所以有些氧傳感器與加熱器做成一體。這樣當發(fā)動機啟動時，氧傳感器就能立即投入使用。2 2 汽油機控制

34、 2 2 1 電子燃油噴射控制 1 電子燃油噴射控制系統(tǒng)的功能 常用的燃油噴射控制除了具有基本的同步噴射功能外還具有下述功能。 （ 4 ）供油切斷i 發(fā)動機減速期間供油切斷 當發(fā)動機尚處于高速運轉(zhuǎn)而節(jié)氣門已完全關(guān)閉時，即汽車處于滑行或剎車的狀態(tài)下，這一控制功能可起到減少不必要的燃油噴入氣缸的作用。在切斷燃油噴射控制的同時，發(fā)動機尚能吸入少量的空氣。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速跌至設(shè)定的轉(zhuǎn)速以下時，則恢復(fù)燃油噴射。供油切斷的特性曲線見圖 2 9 。ii 發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時的供油切斷 為了防止發(fā)動機超速而引起危險，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過定值后，燃油噴射暫時被切斷。（ 5 ）發(fā)動機啟動時的噴射特性由于發(fā)動機剛啟動而不帶任何負

35、荷時，進入發(fā)動機的空氣量較小而不能被空氣流量傳感器所精確測定。因此這時的燃油噴射持續(xù)時間是用來自發(fā)動機冷卻水溫度傳感器的信號來計算（見圖 2 10 ）。當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速超過設(shè)定值后，燃油噴射量由通常的同步燃油噴射方法來確定。圖 2 9 供油切斷的特性曲線 圖 2 10 發(fā)動機啟動時的噴射特性（ 6 ）異步噴射異步噴射主要發(fā)生在發(fā)動機啟動及加速時，噴射與曲軸的旋轉(zhuǎn)和角度無關(guān)，是一種隨機噴射。在發(fā)動機啟動和加速過程中采用與正常（同步）噴射不同的異步噴射方式。當啟動鑰匙打到啟動發(fā)動機的位置時，就立即開始噴油，以提高發(fā)動機的啟動性能而噴油時間與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速不同步。為此，在異步噴射控制系統(tǒng)中需要安裝一個特

36、殊的電磁閥（冷啟動噴油器）。當汽車加速時，汽車的加速度是通過各有關(guān)的傳感器送來的信號所決定，而這時的噴射控制是根據(jù)該加速度作出。這樣可以提高汽車的加速性能。燃油噴射控制一般只用于多點噴射系統(tǒng)（ MPI ），所謂多點噴射系統(tǒng)是指在汽油機每一氣缸的進氣管處安裝噴油器，而此系統(tǒng)中的進氣風(fēng)門相當于普通汽車的節(jié)氣門，無單獨的化油器。燃油噴射時間取決于下述不同的噴射方式，安裝在氣缸進氣管處的噴射器與發(fā)動機轉(zhuǎn)速同步的單缸獨立噴射方式、每轉(zhuǎn)同時噴射及每轉(zhuǎn)分組噴射方式。圖 2 11 顯示了一臺四缸發(fā)動機獨立、同時（一轉(zhuǎn)一次）和分組（ 2 組）噴射方式的典型的噴射時序。2 電子燃油噴射控制系統(tǒng)所用的傳感器（ 1

37、）空氣流量傳感器（ MAS ）空氣流量傳感器是由安裝在發(fā)動機進氣管中的電加熱元件（如采用鉑熱線的電熱絲）所構(gòu)成。進入發(fā)動機進氣管內(nèi)的氣流將電熱元件冷卻，使電熱絲的阻值發(fā)生變化，通過對流過電熱絲中的電流測定就可測得進入發(fā)動機中的空氣流量。空氣流量傳感器的加熱元件與橋式電路構(gòu)成一個測量系統(tǒng)，當電熱絲的溫度差別處于一固定范圍內(nèi)，傳感器輸出的模擬電壓信號與流過傳感器的電流密度成一定的比例關(guān)系。采用熱線氣體流量測量系統(tǒng)的空氣流量儀結(jié)構(gòu)如圖 2 12 所示，圖 2 13 顯示其輸出特性曲線。熱線空氣流量儀與后面將要介紹的其它類型的空氣流量測試系統(tǒng)相比較，其顯著的優(yōu)點是熱線空氣流量儀測定的是進入發(fā)動機的空氣

38、質(zhì)量（或重量）流量，不需要對因進氣溫度及進氣壓力的變化對進氣質(zhì)量流量的影響進行補償。（ 2 ）曲柄轉(zhuǎn)角傳感器（ CRNS ）電子燃油噴射控制系統(tǒng)中的曲柄轉(zhuǎn)角傳感器用來感知曲柄角的位置，進而確定活塞在氣缸中往復(fù)運動的位置。此傳感器一般設(shè)在曲軸輸出皮帶輪上或分電器轉(zhuǎn)軸上。有些發(fā)動機除裝有曲柄轉(zhuǎn)角傳感器還裝有一個凸輪軸位置傳感器。現(xiàn)以分電器轉(zhuǎn)角傳感器為例進行說明。在分電器內(nèi)除了設(shè)有曲柄轉(zhuǎn)角傳感器外，還設(shè)有發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器。由這兩個傳感器發(fā)出兩種脈沖信號（見圖 2 14 ）。其中： G 信號是提供給發(fā)動機燃油噴射電子控制單元的一個曲柄轉(zhuǎn)角參照信號。用來確定相對于每缸上止點的噴油定時和點火定時。 N e

39、 信號是提供給發(fā)動機燃油噴射電子控制單元的一個實際曲柄轉(zhuǎn)角信號，從中可以計算出發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速。該信號用來確定基本噴射時間和基本點火提前角。分電器內(nèi)的傳感器由定時轉(zhuǎn)子（ N e ），信號轉(zhuǎn)子（ G ）和兩組電磁式檢測線圈所組成，其結(jié)構(gòu)如圖 2 15 所示。圖 2 16 顯示了該傳感器中的 G 信號和 N e 信號的工作原理，而圖 2 17 則給出了分電器內(nèi)兩傳感器的信號關(guān)系。在圖 2 15 和圖 2 16 所示的曲柄轉(zhuǎn)角傳感器系統(tǒng)中， G 信號轉(zhuǎn)子只有兩個齒（齒間角 180 °），而 N e 信號轉(zhuǎn)子卻有 24 個齒（齒間角 15 °），這兩轉(zhuǎn)子均隨發(fā)動機分電器的軸而轉(zhuǎn)動。

40、它們的探頭線圈輸出交變波形。分電器每轉(zhuǎn)一周（相當于四沖程發(fā)動機的曲軸轉(zhuǎn)兩周）， G 信號轉(zhuǎn)子發(fā)出兩個脈沖波，對于 6 缸發(fā)動機而言，分別可以檢測出 1 缸和 6 缸的上止點位置（曲柄轉(zhuǎn)角的基準位置），而 N e 信號轉(zhuǎn)子發(fā)出 24 個脈沖波。通過對 N e 轉(zhuǎn)子發(fā)出的脈沖信號的時間間隔的測定和計算，電子控制單元可得出發(fā)動機在單位時間內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)。（ 3 ）冷卻水溫度傳感器（ CTS ）發(fā)動機冷卻水溫度傳感器用來檢測發(fā)動機冷卻水溫度，通常該傳感器安裝在冷卻水節(jié)溫器附近。傳感器內(nèi)裝有嵌入式熱敏電阻，其電阻值隨發(fā)動機冷卻水的溫度變化而較大幅度地變化。圖 2 18 顯示了該傳感器的結(jié)構(gòu)及其工作特性曲線。（

41、 4 ）節(jié)氣門位置傳感器（ TPS ）節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門閥體內(nèi)，并設(shè)有一個與節(jié)氣門擋板一起動作的電位計。傳感器輸出的電壓與擋板開度成正比，傳感器的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電路如圖 2 19 所示。（ 5 ）氧傳感器（ O 2 S ）安裝在發(fā)動機排氣管內(nèi)的氧傳感器用來檢測發(fā)動機排氣中所含氧的濃度，并將測定的氧濃度信號送到電子控制單元中，以確定發(fā)動機進氣中的空燃比是否高于或低于理論空燃比。圖 2 20 是氧傳感器的剖面結(jié)構(gòu)圖。氧傳感器的測頭元件是以氧化鋯為主要材料，制成像試管的形狀，在其內(nèi)外壁面均覆蓋有多孔的鉑電極。傳感器測頭元件的外表面暴露在發(fā)動機排氣管中，直接與煙氣接觸。傳感器的原動力是氧化鋯與電

42、極之間的電位勢差，電位勢差的高低由排氣管內(nèi)尾氣中氧百分濃度的大小所決定。氧傳感器的工作原理及特性曲線如圖 2 21 所示。傳感器的原動力是氧化鋯與電極之間的電位勢差，電位勢差的高低由排氣管內(nèi)尾氣中氧百分濃度的大小所決定。氧傳感器的工作原理及特性曲線如圖 2 21 所示。目前在市場上銷售的另一種氧傳感器是由鈦陶瓷制成的，而不是用氧化鋯。由鈦陶瓷所制成的 N 型的半導(dǎo)體，其電阻值的大小取決于汽車尾氣中氧的分壓力。鈦陶瓷的這種特性非常適用于制做氧傳感器。圖 2 22 顯示了鈦陶瓷傳感器的結(jié)構(gòu)和油氣比與其電阻值之間的特性曲線。當空燃比一旦超過理論空燃比值時，從圖 2 ， 22 中可見，鈦陶瓷氧傳感器的

43、輸出特性曲線的變化相當大，呈階躍變化。由鈦陶瓷制成的一種富氧濃度傳感器已投入實際使用，這種傳感器在富氧濃度的范圍內(nèi)工作，其輸出的特性曲線與油氣混合比幾乎成線性關(guān)系。由于在富氧濃度范圍內(nèi)燃料在汽油機內(nèi)的燃燒是處于比理論空燃比更為稀薄的范圍內(nèi)進行，所以這種燃燒方式也稱之為稀薄燃燒方式。3 電子燃油噴射控制系統(tǒng)的執(zhí)行器噴油器電子燃油噴射控制系統(tǒng)中，使用的噴油器是電磁式的，噴油器通過絕緣墊圈安裝在各缸的進氣管上，并用輸油管與其相連，噴油器的結(jié)構(gòu)如圖 2 23 所示。當來自電子控制單元的輸出信號到達嵌在噴射器金屬殼體內(nèi)的電磁線圈時，挺桿被磁力吸起，固定在挺桿上的針閥開啟，噴油開始。噴油器的形式根據(jù)它的結(jié)

44、構(gòu)大致可分為兩種，即針閥型和孔型。針閥型噴油器的噴口不易堵塞，而孔型噴油器噴孔所噴出的燃油霧化較好。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，燃油泵向噴油器提供大約為大氣壓力 2 倍的一個恒定的供油壓力。當噴油器噴嘴內(nèi)的針閥開啟時，燃油隨即噴出。由于設(shè)計的噴油器針閥抬起量是固定的，也就是說燃油的噴射與針閥開啟的時間成正比，這樣只要通過電子控制單元控制給電磁線圈通電的時間，就能完全控制燃油的噴射量。4 其它的空氣流量測量傳感器電子燃油噴射控制很大程度上取決于發(fā)動機進氣量的測定，以進氣量作為參照值來控制噴油量，來滿足進入氣缸時的最佳油氣比。因此非常精確地測定進氣量對電子燃油噴射控制系統(tǒng)是很必要的。除用已介紹的熱線空氣流量計

45、測量外，進氣管壓力測量法、卡門渦街測量法和風(fēng)門型空氣流量計也適用于發(fā)動機進氣流量的測量。（ 1 ）進氣管壓力測量法進氣管壓力測量法是用一個壓力傳感器檢測節(jié)氣門后進氣管內(nèi)的負壓壓力，通過測得的負壓和發(fā)動機的轉(zhuǎn)速間接地計算出進入的空氣流量。因此這種測量法又稱為“速度密度測量法”。此法中所用的半導(dǎo)體壓力傳感器由硅片、集成電路和真空室組成，其結(jié)構(gòu)及其輸出特性曲線如圖 2 24 所示。壓力傳感器的工作原理是利用半導(dǎo)體硅片的壓電效應(yīng)進行壓力變送。封裝在真空室內(nèi)的硅片，由于一側(cè)受進氣壓力的作用，另一側(cè)是真空，所以在進氣壓力變化時硅片產(chǎn)生變形，使硅片的電阻值發(fā)生變化，導(dǎo)致橋式電路的輸出電壓發(fā)生變化。但傳感器實

46、際輸出值是經(jīng)過空氣溫度補償及放大后的值。由于壓差的關(guān)系引起壓電元件所組成的橋式電路中電阻阻值的變化而使電流偏流，通過對橋式平衡電路中電壓變化的測定即可計算出發(fā)動機的進氣量。（ 2 ）卡門渦街測量法卡門渦街傳感器結(jié)構(gòu)及其輸出特性曲線如圖 2 25 所示。安裝在發(fā)動機進氣道內(nèi)的漩渦發(fā)生器產(chǎn)生一個不對稱的漩渦，這種漩渦稱之為卡門渦街流。漩渦產(chǎn)生的頻率與進氣流速成正比，根據(jù)這一機理只要通過對漩渦產(chǎn)生的頻率進行檢測就可測定進氣流量，由卡門漩渦所產(chǎn)生的微小的氣流壓力波動，通過一連接孔傳遞到一個細小的金屬鏡面上，在交錯漩渦壓力的作用下，使金屬薄片鏡面產(chǎn)生振動。由于鏡面的振動使傳感器中發(fā)光二極管照射到該鏡面，

47、并折射到光電管的光線發(fā)生變化。這樣漩渦的頻率在渦流壓力作用下轉(zhuǎn)換成鏡面的振動頻率，鏡面振動頻率通過光電耦合器轉(zhuǎn)換成脈沖信號。進氣量愈大，脈沖信號的頻率愈高；進氣量愈小，脈沖信號的頻率愈低。這樣采用光學(xué)的方法檢測金屬鏡面的振動頻率就可測出進氣流量。（ 3 ）風(fēng)門型空氣流量計風(fēng)門型空氣流量計的結(jié)構(gòu)如圖 2 26 所示，其內(nèi)部電路及其輸出特性曲線如圖 2 27 所示。經(jīng)過空氣濾清器的清潔空氣在進入發(fā)動機氣缸前通過此流量計。流量計內(nèi)的測量平板因氣流的壓力而開啟，測量板的開啟角度是由氣流壓力和作用在該板上的恢復(fù)彈簧力的大小所決定。為了檢測測量板的開啟角度以計算進氣流量，在測量板轉(zhuǎn)軸上接有電位差計，可將進

48、氣流量所決定的測量板開啟角度信號轉(zhuǎn)換成可由電子控制單元進行計算的電壓信號。圖 2 27 風(fēng)門型空氣流量計內(nèi)部電路及其輸出特性曲線 1 燃油泵開關(guān)； 2 電位計 2 2 2 發(fā)動機電子點火過程 點火提前角是發(fā)動機運行中的一個重要參數(shù)，它對發(fā)動機的性能影響很大。發(fā)動機氣缸內(nèi)混合氣燃燒時，最高壓力點在上止點后 10 ° 15 °時所發(fā)出的功率最大。最高壓力點的位置主要是由著火延遲期所決定，而著火延遲是由點火提前角決定。發(fā)動機最佳點火提前角與其轉(zhuǎn)速及進氣管負壓壓力有關(guān)（見圖 2.28 ）。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高，要求增大點火提前角。進氣管中的負壓程度越高，要求的點火提前角也就越大。發(fā)

49、動機進氣管中的負壓程度主要取決于節(jié)氣門的開度和發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。雖然，經(jīng)過調(diào)整后的點火提前角與最佳點火提前角有相同的趨勢。但是，點火提前角的最佳值還和許多因素有關(guān)，如：燃燒室的幾何形狀，冷卻水溫度，進氣溫度和壓力及燃料的性質(zhì)等。為了減少排氣中有害物質(zhì)的含量也要求對發(fā)動機的點火時間進行精確的控制。在電子技術(shù)尚未應(yīng)用于汽車工業(yè)時，汽油機點火時間是由一離心執(zhí)行機構(gòu)并通過發(fā)動機所產(chǎn)生的負壓下運行的真空控制器來進行控制。這種機械式的點火方式無法運用于復(fù)雜的、精確的控制。在現(xiàn)代汽車發(fā)動機點火控制系統(tǒng)中，這種機構(gòu)的控制方式受到了極大的限制。而電子技術(shù)的引入，使汽油機的點火時間得到最佳的控制，從而使發(fā)動機的動力性

50、能不斷提高。由于在電子點火控制中取消了原來的機械控制系統(tǒng)，使發(fā)動機運行可*性也得以提高。電子點火控制動作是由事先儲存在電子控制單元存儲器內(nèi)的，在各種發(fā)動機運行條件下應(yīng)具有的最佳點火時間來作出。即電子控制單元根據(jù)從各相關(guān)傳感器傳送過來的信號進行判斷，并確定當前發(fā)動機的運行條件，然后送出發(fā)動機最佳點火時間的信號對點火器發(fā)出點火火花的時刻進行控制。1 電子點火控制系統(tǒng)功能電子點火控制單元接收來自相關(guān)傳感器的信號及發(fā)動機轉(zhuǎn)速的信息，通過判斷處理，確定當前發(fā)動機所處的狀態(tài)。然后電子點火控制單元計算出當前發(fā)動機所處狀態(tài)下的最佳點火時間，并將點火控制信號發(fā)送到發(fā)動機點火器的控制電路中。點火提前角由下式給出點

51、火提前角初始點火提前角十基本點火提前角十補償點火提前角（ 1 ）初始點火提前角初始點火提前角是點火基準角。隨發(fā)動機而異，作為點火的參考角度。（ 2 ）基本點火提前角基本點火提前角是發(fā)動機最主要的點火角度，它取決于發(fā)動機的工況。在電子點火控制系統(tǒng)中，電子控制單元根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度及進氣量等信息從控制系統(tǒng)的存儲器中查取相應(yīng)的點火提前角。這一角度是在設(shè)計發(fā)動機的控制系統(tǒng)時，通過對發(fā)動機做大量實驗，根據(jù)發(fā)動機性能要求進行優(yōu)化處理而得到的。（ 3 ）補償點火提前角補償點火提前角是電子點火控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機的實際工作狀態(tài)對點火提前角進行修正和補償，使發(fā)動機的性能進步提高。i 發(fā)動機升溫時的點火提前補償當發(fā)動機冷卻水溫度較低時，發(fā)動機啟動后即進行如圖 2.29 所示的點火提前補償，以提高汽