发布时间 : 星期一 文章汽车电气系统与控制技术(以迈腾为例)更新完毕开始阅读dcef570df78a6529647d531f
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动力性、燃油经济性和排放性最佳的前提。当点火提前角过大时，会造成缸内最高压力升高，爆燃倾向大。当点火提前角过小时，燃烧最高压力和温度下降，传热损失增多，排气温度升高。所以，为了保证发动机每一工况下点火角为最佳，即在最高压力出现在上止点后10～15°曲轴转角时进行点火，必须通过电控方式来实现。 二、起动时点火提前角的控制
发动机起动时，由于转速变化大，进气管绝对压力传感器信号或空气流量计信号不稳定，ECU无法正确计算点火提前角。而是ECU根据转速信号和起动开关信号，参照内存储的初始点火提前角对点火提前角进行控制，一般设定值为上止点前10°左右（因发动机型号而异）。
三、起动后点火提前角的控制
起动后点火提前角由基本点火提前角和修正角（或修正系数）组成。 （1）基本点火提前角
怠速工况时基本角确定：ECU根据节气门位置传感器信号（IDL信号）、发动机转速传感器信号（Ne信号）和空调开关信号（A/C信号）来确定，关系
如右图所示。
其他工况下基本角：ECU根据发动机的转速和负荷对照存储器中存储的基本点火提前角控制模型来确定，如左图所示。
（2）点火提前角的修正
冷却液温度修正
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发动机转速修正
喷油量修正
3.2.4通电时间控制
当点火线圈的初级电路被接通后，其初级电流按指数规律增长，通电时间长短决定初级电流的大小。当初级电流达到饱和时，若初级电路被断开，此瞬间初级电流达到最大值（即断开电流），会感应次级电压达到最大值。次级电压越高，会使低火花塞点火能力增强，所以在发动机工作时，必须保证点火线圈的初级电路有足够的通电时间。但如果通电时间过长，点火线圈又会发热并增大电能消耗。所以，通电时间过长过短，都会给点火系带来不利，为了保证点火线圈工作性能，必须对初级电路的通电时间进行控制。在现代电控点火系统中，通过凸轮轴／曲轴位置传感器把发动机工作信号输入给ECU，ECU根据存储在内部的闭合角（通电时间）控制模型，如右图所示。控制点火线圈初级电路的通电时间。发动机工作时，ECU根据发动机转速信号（Ne信号）和电源电压
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信号确定最佳的闭合角（通电时间），并向点火器输出执令信号（IGt信号），以控制点火器中晶体管的导通时间，并随发动机转速提高和电源电压下降，闭合角（通电时间）增长。 3.2.5爆震控制
爆震是一种不正常燃烧，轻微时，可使发动机功率上升，油耗下降；严重时，气缸内发出特别尖锐的金属敲击声，且会导致冷却液过热，功率下降，耗油率上升。所以，应对爆震燃烧加以控制。在电控点火系统中，通过爆震传感器输入给ECU，ECU经过分析，判定有无发生爆燃及爆燃的强度，并根据其判定结果对点火提前角进行反馈控制，可以使发动机处于爆燃的边缘工作，既能防止爆燃发生，又能有效地提高发动机动力性和经济性。爆燃控制实际是点火提前角控制中的追加功能。 3.2.5怠速控制
怠速是指节气门关闭，加速踏板完全松开，且发动机对外无功率输出并保持最低转速稳定运转的工况。怠速控制的目的是在保证发动机排放要求且运转稳定的前提下，尽量使发动机的怠速转速保持最低，以降低怠速时的燃油消耗量，即实现对热机怠速工况进气量和空燃比的闭环反馈控制。怠速控制的实质就是对怠速工况的进气量进行控制，而怠速进气量实际上是指发动机最小进气量。不仅在热机怠速工况对最小进气量有控制要求，在冷机启动、减速是也都各有一定要求。怠速控制有两种进气量控制方式：节气门直动式和旁通空气式。怠速控制的主要控制过程有：
1．起动起始位置的设定 发动机熄火后，怠速控制阀自动回到全开位置。 2．启动控制 如果启动时控制阀保持全开，启动后的怠速就会过高，所以启动期间ECU会根据冷却液温度的高低控制怠速控制阀的开度，此开度随冷却液温度的升高而减小。
3．暖机控制 又称快怠速控制，主要控制信号是冷却液温度，当冷却液温度达到70oC时，暖机控制过程结束。
4．怠速稳定控制 又称反馈控制，将怠速转速控制在某一预定值。
5．怠速预测控制 为避免发动机怠速转速波动或熄火，在发动机负荷出现变化时，不待发动机转速变化，ECU根据负载设备开关信号控制怠速控制阀的开度。
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6．电器负载增多时的怠速控制 如果电器负载过大，蓄电池电压就会降低，为保证正常供电电压，ECU会提高怠速转速。
7．自学习控制 在发动机使用过程中，由于污垢、磨损等原因会导致怠速控制阀的性能改变，虽然控制阀的位置相同，但实际的怠速转速会与设定的目标转速略有不同。在此情况下，ECU在利用反馈控制使怠速转速回归到目标值的同时，还可将步进电机转动过的步数存储在ROM存储器中，以便在此后的怠速控制过程中使用。
3.3电源管理与步进电动机
迈腾通过搭载车载电网控制单元来统一管理车身电气系统的供电，其中包括：外部灯光控制、舒适灯光控制（离家、回家）、雨刮控制、清洗泵控制、指示灯控制、负荷管理、内部灯光控制、后风窗加热、端子控制、燃油泵预供油控制等。
步进电动机是一种控制电机，它可以将脉冲电信号变换为转角或转速，所以又称脉冲电动机。按照转子材料分类：反应式和永磁式。反应式转子是用高磁导率的软磁材料制成；永磁式转子是用永久磁铁制成。按照定子相数的不同，又分为三相、四相、五相和六相等几种。三相反应式步进电机的构成：定子和转子由硅钢片叠成。定子上有六个磁极，磁极上绕有励磁绕组，每两个相对的磁极组成一相。转子上均匀分布很多齿其上无绕组。工作时，定子各相绕组轮流通电(即轮流输入脉冲电压)。从一次通电到另一次通电称为一拍，每一拍转子转过的角度称为步距角。步进电动机的转角与输入的电脉冲数成正比，其转速与电脉冲频率成正比，它不受电压、负载以及环境条件变化的影响，在汽车电子控制系统中应用广泛。
3.4巡航控制系统
迈腾装载有主动巡航控制系统，主动巡航系统（ACC）是在定速巡航系统的基础上发展而来的全新巡航系统，能够自动保持车辆的巡航速度和本车与前方车辆的设定安全距离，其主要功能有车距测量、前车车速测定、前车位置测定和跟踪车辆的选择。其主要系统构件有带自动距离控制传感器的距离控制控制单元、ACC操纵杆、驱动CAN总线切断继电器和组合仪表。激活ACC功能有三项先决条件：选挡杆位于D,S或Tiptronic通道、车速在30km/h至210km/h之间、ESP打开。ACC系统与其他控制单元间的信息交换如下图