汽车电控系统概论

摘 要：有关电控、电气的相关知识，在车上应用得很广泛，如：汽车发动机上的应用、自动变速器、ABS、自动悬架等。现在最重要的是在发动机上的应用，发动机本来有五大系统以及两大机构，现在又增加了控制系统这个系统，即由电脑控制这五大系统，提升了汽车的动力性、经济性和排放的质量。

关键词：电控系统；燃油喷射；点火

一、电控系统比较重要的几个控制

（1）燃油喷射控制，所谓对燃油发动机的控制，最主要的是三点：（a）什么时候喷油；（b）喷多少油；（c）什么时候点火。发动机控制的主要任务是：实现发动机输出功率大、燃油消耗低和排气污染少的目标。而电控汽油喷射系统的基本概念为：是用ECU控制执行机构――喷油器，在合适的时刻供给发动机所需要的汽油量。即，传感器到ECU再传到专门软件最后在控制喷油。

EFI主要组成有三大组成部分部分，其中包括进气系统、燃油系统和控制系统。其中进气系统包括空滤、空气流量传感器、进气温度CGQ传感器、节气门、节气门位置传感器；燃油系统包括：油箱、燃油泵（根据燃油泵原理，不要等没油再加油，很伤燃油泵）、燃油滤清器、燃油压力传感器、供油总管、供油支管、喷油器（以及冷启动喷油器），其中电动燃油泵的功用是把汽油从油箱内吸出并产生一定压力，通过喷油器供给发动机各缸，以及汽油压力调节器，其功用是使系统（供油总管内）与进气支管压力之差保持常数，一般为250kpa。这样，从喷油器喷出的油量便唯一地取决于喷油器的开启时间。

（2）点火控制

对点火系统的基本要求是，能产生足以击穿火花塞间隙的高压电，为了保证点火可靠，考虑各种不同因素的影响，点火高电压应为15～20kv。

而我们所要关注的是影响击穿电压的因素，有如下四个：（a）火花塞电极间隙的大小；（b）气缸内混合气压力；（c）电极的形状、温度和极性；（d）发动机工作情况。

在了解点或控制之前，我们首先要理解点火提前角的定义，有两种定义办法：（a）点火瞬间，气缸中心线与曲轴中心线的夹角；（b）点火开始到活塞至上止点的曲轴转角。若是点火过迟，即提前角过小，则发动机无力，但相反，若是点火提前角过大，则会产生爆震、爆燃。

我们对其的控制分为三种三种工况：（a）启动初始时，转速很低，进气波动，负荷不稳定，故我们就将它国定在某一值（不变化），再根据发动机转速与曲轴位置传感器信号来“查表”得到启动初始点火提前角控制。（b）启动非初始时，先“查表”再根据发动机温度等信号来修正。（c）启动后点火提前角：基本点火提前角+修正点火提前角。而基本点火提前角和修正点火提前角都需要很多的信号共同决定，故在此不再赘述。

（3）怠速调节

怠速是指，发动机空转，不加载荷，以最低转速运转的工况。在纯怠速工况下，我们可以通过螺钉固定怠速工况，但一旦脱离怠速，再返回怠速工况，怠速极有可能就不稳定了，故此，我们要对怠速工况进行调节。

二、电控系统的组成

电控系统的主要组成为电脑、输入装置以及输出装置。其中电脑为ECU，输入装置为传感器，而输出装置为执行器（分布在需要控制的部件上）。而需要控制的部件通常分为三类：（a）油路、气路；（b）机械上的控制；（c）控制电器。对于油路气路的控制通常利用的执行器是阀门（电磁阀）；对于机械的控制通常为直流步进电机、拉杆；对于电器的控制则通常用开关（继电器）、电子开关。

2.1电控系统――传感器

在发动机上使用的传感器，一是为了对空气流量进行检测，其中包括空气流量计（直接检测）、进气压力传感器（根据密度来算流量，属于间接测量）。而空气流量计最为传统的就是叶片式，但因为叶片式的活门挡在了进气道，会影响进气量。现在较为常用的是热线、热模式以及卡门涡旋式（分光电式、超声波式，其中超声波式检测精度高）。故此，在评估两种同样排量的发动机时，还要结合它们的控制系统、结合它们的精度。

二是曲轴转角传感器，它位于正时皮带轮后，提供信号给点火、喷油。

三是节气门位置传感器，它通过影响进气量来影响油量。

四是冷却水温度传感器，它用来修正喷油量。

五是进气温度传感器，因为温度不同、密度就不同、实际的进气量就不同，所以通过此信号修正进气量，从而修正油量。

六是氧传感器（中低档车无排气温度传感器，只有氧传感器），并且不同的车，所配置的氧传感器个数也不同。对于发动机的控制，有了氧传感器就是闭环控制，如果没有它，就不能反应控制系统是否起到工作，则是开环系统。

七是爆震传感器，其实爆震传感器就像是发动机的听诊器一般，观察气缸是否产生爆震，来控制点火时间，四缸发动机有两个爆震传感器。

2.2电控系统――执行器

（1）喷油器喷油器接受ECU送来的喷油脉冲信号，精确的控制燃油喷射量。喷油器是一种加工精度非常高的精密器件，要求其动态流量范围大，抗堵塞和抗污染能力强以及雾化性能好。

（2）电动油泵：把汽油从油箱内吸出并产生一定压力，通过喷油器供给发动机各缸。并且为了处理油箱的蒸汽（因为汽油易挥发），而挥发的汽油不能排放进入大气，故通过活性炭罐来使它按照一定要求参与燃烧。其中还包括电动油泵中的浮子传感器、最底液位传感器以及油量报警灯。

2.3 ABS 系统

ABS（制动防抱死系统）是车辆专业必须掌握的系统，前轮先抱死会引起方向盘不可控，后轮先抱死则更加的危险，会侧滑。我们不希望在路面情况较差时出现车轮抱死的情况，故车技良好的师傅在路面不好的道路上刹车时都会快速的点刹，这样可以使轮子边滚边滑，不至于抱死。但这样的水平不是每个司机都能达到的，故有了ABS的研发和诞生，它的主要组成是液压油路，每个轮子的制动分泵上有两个阀，分别控制着出油和进油，在制动过程中，通过轮速传感器来分辨哪个轮子被抱死。ABS可以达到1s点刹5次左右，并且根据理论基础（滑移率s），充分改善汽车在不好的路面上还能维持较好的性能。

2.4 安全气囊系统

安全气囊和安全带的搭配是被动安全的典范，其有单独的ECU，并且系统为电子控制系统，因为机械在发生碰撞后没法及时反应，只有电子能达到这么快的反应速度。

该系统有两个重要的传感器，分别是碰撞传感器和安全传感器（加速传感器），这两个传感器必须同时产生信号时安全气囊ECU才会进行电引爆，这两种信号缺一不可。而当两个传感器同时给出信号后，ECU迅速做出反应，给电引芯（执行器）一个信号，迅速引爆药片，释放出大量氮气。