现代轿车发动机电控技术

    随着现代电子技术的飞速发展，特别是微机技术在汽车上的广泛应用，使得汽车的内涵和功能不断拓展和延伸，汽车机电一体化—汽车电子化正逐渐成为现代汽车（特别是轿车）的基本特征。发动机电控作为汽车电控中的重要一环，为适应日趋严格的排放、安全法规，已受到国内外汽车厂商的高度重视，并得到了空前发展。

    一、概述

    现代轿车电控技术的理论基础就是现代控制理论。从早期的经典控制到目前的智能控制，控制理论在汽车电控中得到了广泛的应用。主要有PID控制、最优控制、自适应控制、滑模控制、模糊控制、神经网络控制以及预测控制等。现代控制理论的发展使得电控系统更能适应复杂的多变量系统、时变系统和非线性系统，甚至对于数学模型不甚精确的系统也能实施精确有效的控制。而这正是发动机电控得以实现的前提。就其结构而言，电控系统主要由传感器、电子控制组件（ECU）、执行器3个部分组成。传感器作为输入部分，用于测量物理信号（温度、压力等），将其转换为电信号；ECU的作用是接收传感器的输入信号，并按设定的程序进行计算处理，输出处理结果；执行器则根据ECU输出的电信号驱动执行机构，使之按要求变化。

    （一）电子控制组件（ECU）

    ECU以微机为中心。还包括前置的A/D转换器、数字信号缓冲器以及后置的信号放大器等。微机运算速度快、精度高，能实时控制，并具备多中断响应等功能。目前除了8位、16位微机外，32位特别是64位微机已开始逐步使用。而且，不仅有通用型微机和单片机，专用的汽车微机也已研制出来。正是微机技术突飞猛进的发展促进了汽车电控技术的不断完善。可以说，当前ECU的发展总趋势是从单系统单机控制向多系统集中控制过渡。不久以后，汽车电控系统将采用计算机网络技术，把发动机电控系统、车身电控系统、底盘电控系统及信息与通信系统等各系统的ECU相联结，形成机内分布式计算机网络，实现汽车电子综合控制。

    （二）传感器

    汽车传感器的工作条件极为恶劣，因此，传感器能否精确可*地工作至关重要。近年来在该领域中，理论研究及材料应用发展较为迅速，半导体和金属膜技术、陶瓷烧结技术等迅猛发展。毋庸置疑，智能化、集成化和数字化将是传感器的未来发展趋势。

    （三）执行器

    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，有电磁阀、电动机、压电元件、点火器、电磁继电器、热电偶等，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。

    二、发动机电控技术及应用

    发动机电控技术可分为电控汽油喷射、电子点火、怠速控制、排气再循环控制、增压控制、故障自诊断、故障保险、备用控制以及其它控制技术。

    （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。

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