在发动机运转过程中,ECM根据发动机控制系统的各传感器送来的信号,判断发动机当前所处的运行工况和运行条件,并从ROM中查取相应的控制参数数据,经CPU的计算和必要的修正后,输出相应的控制信号,控制发动机运转。发动机控制系统的控制方式主要有开环控制和闭环控制。 开环控制： 发动机工作时,ECM根据传感器的信号对执行器进行控制,而控制的结果(如燃烧是否完全、怠速是否稳定、是否有爆燃发生等)是否达到预期目标无法做出分析,控制的结果对控制过程没有影响,这种控制方式称为开环控制。 开环控制的特点是在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用,要实现精确控制,其控制系统ROM中必须预先存储可能遇到的各种工况及运行条件所需控制参数的精确调整数据,这样才能保证输出的控制信号能产生预期的发动机响应。而控制数据一旦存入ECM的ROM中,就不再变动。 闭环控制： 对开环控制的控制过程进行分析可知,开环控制系统调整空燃比和点火提前角的准确程度受到发动机技术状况和控制程序及数据的限制。另外,开环控制系统无法将影响空燃比和点火提前角的其他控制参数一一兼顾,因此很难做到精确地控制。 闭环控制实质上就是反馈控制。在开环控制的基础上,控制系统根据实际检测到的控制结果的反馈信号来决定增减输出控制量的大小。闭环控制的特点是在控制器与被控对象之间,不仅存在着正向作用,而且存在着反馈作用,即系统的控制结果对控制量有直接影响。 如图2-4所示,喷油量控制由ECM根据氧传感器输出的氧浓度信号来判断进入气缸中的可燃混合气的浓度(空燃比)是否合适,从而修正燃油供给量,实现空燃比的闭环控制,使混合气空燃比保持在理想状态下。当氧传感器检测到排气中的氧含量太低,表示混合气浓度太浓(空燃比太小),则需减少喷油量;反之混合气太稀(空燃比太大)时应增加喷油量。
点火时刻的闭环控制是采用爆震传感器检测发动机是否产生爆燃作为反馈信号,从而决定点火时刻是应提前还是推迟(增大或减小点火提前角),使实际点火时刻能贴近爆燃界限曲线变化。
怠速控制也是采用闭环控制来实现的。它借助于转速传感器检测发动机实际怠速转速,与ECM中存储器存储的怠速目标转速相比较,判断怠速转速是高于还是低于怠速目标转速,从而来决定是关小或开大怠速旁通空气阀(或电子节气门)以使怠速稳定在设定的目标范围内。
由于开环和闭环控制各有其特点,现代发动机电控系统大多同时采用开环和闭环两种控制方式。开环控制作为基本控制手段,而闭环控制作为精确控制手段,根据发动机工作需要,相互转换,协调工作。例如,就空燃比控制而言,闭环控制的实质是在于可调节实际空燃比在理论空燃比14.7附近,以充分发挥三元催化转换器转换效率和尽量减少废气污染的目的。但是并非所有的发动机工况都能如此,例如起动、暖机、加速、减速、大负荷和节气门全开等工况,为获得良好的起动性、动力性或经济性,均需要以非理论空燃比运行,因此发动机在这些工况下的空燃比控制都只能采用开环控制。在发动机正常工作温度时的怠速和匀速行驶工况下才采用空燃比闭环控制方式。发动机进入开环或闭环控制,由ECM根据有关输入信号确定。
