汽车电控系统组成

汽车发动机电子控制系统 (Engine Electronic Control System ，简称 EECS)

通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化控制，使发动机工作在最佳工况，达到提高性能、安全、节能、降低废气排放的目的。汽车发动机电子控制系统主要包括：-燃油喷射控制；

-点火系统控制；

-怠速控制；

-尾气排放控制；

-进气控制；

-增压控制；

-失效保护；

- 后备系统；

-诊断系统等功能。

另外，随着网络、集成控制技术的广泛应用，作为汽车控制主要单元的 EMS 系统通过

CAN(Controllers Area Network) 总线与其他控制系统，例如：安全系统(如 ABS 、牵引力电

子稳定装置 ESP (Electronic Stability Program)) 、底盘系统(如主动悬挂 ABC(Active Body Control) )、巡航控制系统( Speed Control System 或 Cruse Control System )以及空

调、防盗、音响等系统实现网络互联，实现信息共享并实施集成优化统一控制。

汽车发动机电子控制系统主要涉及以下技术内容：

一传感器

所谓的传感器 ,简单来说 :就是能够感测到外在环境中物理状态变化的电子组件,而其中

的物理变化 ,则包括速度、温度与电量等。最早的车用传感器是应用在感测引擎或是驱动系统的状态 ,包括 :氧气、流体、温度、地压与电流等。要包括空气温度传感器、压力传感器、空气流量传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、爆燃传感、节气门位置传感器等。

(一)．温度传感器

汽车用温度传感器主要用于检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。温度传感器有热敏电阻式、线绕电阻式和热偶电阻式三种主要类型。这三种类型传感器各有特点，其应用场合也略有区别。

(二)．压力传感器

压力传感器主要用于检测气缸负压、大气压、涡轮发动机的升压比、气缸内压、油压等。吸气负压式传感器主要用于吸气压、负压、油压检测。汽车用压力传感器应用较多的有电容式、压阻式、差动变压器式 (LVDT) 、表面弹性波式 (SAW) 。

(三)．流量传感器

流量传感器主要用于发动机空气流量和燃料流量的测量。进气量是燃油喷射量计算的基本参数之一。空气流量传感器的功能：感知空气流量的大小，并转换成电信号传输给发动机的电子控制单元。空气流量的测量用于发动机控制系统确定燃烧条件、控制空燃比、起动、点火等。

（四）．位置和转速传感器曲轴位置与转速传感器主要用于检测发动机曲轴转角、发动机转速、节气门的开度、车速等，为点火时刻和喷油时刻提供参考点信号造车网版权所有，同时，提供发动机转速信号。

（五）．爆震传感器

爆震传感器用于检测发动机的振动，通过调整点火提前角控制和避免发动机发生爆震。为了最大限度地发挥发动机功率而不产生爆燃，点火提前角应控制在爆燃产生的临界值，当发动机产生爆燃时，传感器将爆燃引起的震动转变成电信号，并传给电子控制单元。检测爆震有检测气缸压力、发动机机体振动和燃烧噪声等三种方法。

（六）．节气门位置传感器

节气门位置传感器其功能是将发动机节气门的开度信号转变成电信号造车网，并传递给电子控制单元，用以感知发动机的负荷大小和加减速工况。最常用的是可变电阻式节气门位置传感器。

二执行器

主要包括喷油器、点火控制模块、怠速空气控制阀以及各种电磁阀等。

执行器用来精确无误地执行 ECU 发出的命令信号。因此，执行器工作的精确与否将最终影响电控的成败，正因如此，其工作可靠性和精确性一直作为研究重点而倍受关注。目前，汽车电控系统的执行器类型繁多，结构与功能不尽相同。执行器的发展方向是智能化执行器和固态智能动力装置。

（一）电控汽油喷射（EFI）系统

电控汽油喷射系统（简称电喷系统）是 60 年代末开始发展起来的，较之早期普遍使用的化油器供油系统，其突出优点在于空燃比的控制更为精确，可实现最佳空燃比；而且电喷技术提高了汽油的雾化、蒸发性能,加速性能更好 ,发动机功率和扭矩显著升高。目前，电喷

系统主要采用开环与闭环控制（反馈控制）相结合的方式。按照喷油器的安装位置的不同，电喷系统可分为3种型式：单点喷射（SPI）、多点喷射（MPI ）和缸内直接喷射。

二）电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。。

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。

（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。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。

（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。

（五）增压电控系统

发动机中增压系统的安装日渐增多，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，其目的是为了提高进气效率。目前，应用较普遍的是电控废气涡轮增压系统。

（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。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。

（七）故障保险系统及故障备用控制系统

当自诊断系统检测出传感器及其电路故障后， ECU 中的故障保险系统随之自动启动发挥