汽车电子控制系统的工作原理

汽车电子控制系统基本原理

汽车电子控制系统事先将一系列的指令程序储存在ECU程序存储器中，这些指令程序在设计、制造时就已经定好了，电子控制单元输入信号来自控制系统的各个传感器。

ECU工作时接收分布在汽车各部位的传感器送来的信号，它把这些输入信息与存储器中的“标准参数”进行比较，根据结果控制执行器采取相应的动作，如图所示。

图1-2　发动机电控燃油喷射系统

2. 电控点火系统

电控点火系统（ESA）的主要功能是点火提前角控制。该系统根据各相关传感器信号，判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，从而改善发动机的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。此外，电控点火系统还具有通电时间控制和爆燃控制功能。

电控点火系统（图1-3）一般由传感器、ECU、点火线圈、火花塞、点火故障报警器组成。电控点火系统在高电压下产生火花，在最佳正时点燃压缩在气缸内的混合气，根据所收到的由各个传感器发来的信号，由发动机ECU实施控制，达到最佳的点火正时。

图　电控点火系统

3. 怠速控制系统

怠速控制系统（ISC）是发动机辅助控制系统，其功能是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等，通过怠速控制阀对发动机的进气量进行控制，使发动机随时以最佳怠速运转，如图1-4所示。

图1-4　怠速控制系统

4. 排放控制系统

排放控制系统主要是对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。排放控制主要包括废气再循环（EGR）控制、活性炭罐电磁阀控制、氧传感器和空燃比闭环控制、二次空气喷射控制等。

5. 进气控制系统

进气控制系统的功能是根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的进气进行控制，以提高发动机的充气效率，从而改善发动机的动力性。

6. 增压控制系统

增压控制系统的功能是对发动机进气增压装置的工作进行控制。在装有废气涡轮增压装置的汽车上，ECU根据检测到的进气管压力，对增压装置进行控制，从而控制增压装置对进气增压的强度。

7. 巡航控制系统

巡航控制系统是指驾驶人设定巡航控制模式后，ECU根据汽车运行工况和运行环境信息，自动控制发动机工作，使汽车自动维持一定车速行驶。

8. 警告提示系统

由ECU控制各种指示和报警装置，一旦控制系统出现故障（如氧传感器失效、油箱油温过高等），警告提示系统能及时发出信号以警告提示。

9. 自诊断与报警系统

在发动机控制系统中，电子控制单元（ECU）都设有自诊断与报警系统，对控制系统各部分的工作情况进行监测。当ECU监测到来自传感器或输送给执行元件的故障信号时，立即点亮仪表板上的“CHECK ENGINE”灯（故障指示灯），以提示驾驶人发动机有故障，同时，系统将故障信息以设定的数码（故障码）形式储存在存储器中，以便帮助维修人员确定故障类型和范围。对车辆进行维修时，维修人员可通过特定的操作程序（有些需借助专用设备）调取故障码。故障排除后，必须通过特定的操作程序清除故障码，以免与新的故障信息混淆，给故障诊断带来困难。

10. 失效保护及应急备用系统

当传感器或传感器电路发生故障时，失效保护系统自动按电脑中预先设定的参考信号值工作，以便发动机能继续运转。如冷却液温度传感器电路有故障时，可能会向ECU输入低于-50℃或高于139℃的冷却液温度信号，失效保护系统将自动按设定的标准（冷却液温度信号80℃）控制发动机工作，否则会引起混合气过浓或过稀，导致发动机不能工作。如果ECU收不到点火控制器返回的点火确认信号时，失效保护系统则立即停止燃油喷射，以防大量燃油进入气缸而不能点火工作。

当控制系统电脑发生故障时，自动启用应急备用系统（备用集成电路），按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，以防车辆停驶在路途中。应急备用系统只能维持发动机运转的基本功能，但不能保证发动机性能。