客户赵先生驾驶一辆2021款大众迈腾B8L轿车，早晨起动车辆后，发现仪表上的发动机故障指示灯常亮。经过汽车维修技师仔细检查发现1缸火花塞积碳严重。最后更换1缸火花塞后，再次起动发动机，发现故障彻底排除，然后，赵先生对此感到困惑，不理解为什么火花塞积碳会导致发动机故障指示灯点亮，现在请你结合自己所学知识，为客户介绍一下原理。

一、汽油发动机电子控制技术的优点        

电子控制技术在汽油机上的应用全面提高了汽油机的综合性能，与化油器式汽油机相比，电控汽油喷射在以下几个方面有明显的改善和提高。

1）喷油器可以安装在进气门附近，可以使进气管的设计更合理，改善了各缸混合气的均匀性。

2）电控汽油机采用压力喷射方式，汽油的雾化质量好。

3)进气管中不需要设置喉管，通常不采用进气预热，减少了进气阻力，提高了进气密度、发动机的动力性和经济性。

4)通过精确控制空燃比和采用排放净化措施使有害物排放量显著减少。

5）电控系统根据传感器的输入信号随时判断发动机运行工况的变化，并调整喷油量，改善了汽油机过渡工况的响应特性。

6)在各种环境条件下可以准确地计算进气量，改善了汽油机对地理及气候环境的适应性。

7）电控系统根据起动时发动机冷却液的温度，提供与起动条件相适应的喷油量，提高了汽油机高、低温起动性能和暖机性能。

二、汽油发动机常用电控系统

1.电控燃油喷射系统

在电控燃油喷射（EFI）系统中，喷油量控制是最基本的也是最重要的控制内容，电子控制单元（ECU）主要根据进气量、发动机转速确定基本的喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号对燃油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性。除喷油量控制外电控燃油喷射系统还包括喷油正时控制、断油控制和燃油泵控制。

2.电控点火系统

电控点火系统（ESA）最基本的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。

3.怠速控制系统

怠速控制（ISC）系统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、变速器是否挂入档位等，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转速运转。

怠速控制系统原理

单线圈旋转滑阀型怠速控制阀工作原理

双线圈滑阀型怠速控制阀结构

4.排放控制系统             

其功能主要是对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。排放控制的项目主要包括废气再循环（EGR）控制、燃油蒸发控制、氧传感器和空燃比闭环控制、二次空气喷射控制等。

三、汽油发动机电控系统的基本组成       

一个计算机系统要正常进行工作，通常应该包括输入设备、处理器和输出设备。在汽车上，传感器(如冷却液温度传感器或空气流量计）是输入设备；执行器(如喷油器或点火器)是输出设备；电子控制系统的计算机称为电控单元（ECU），控制发动机的计算机称为发动机电控单元（发动机ECU）或发动机控制模块（ECM），如图1-1-1所示。

图1-1-1电子控制系统  

1.传感器

传感器是感知发动机信息的部件，把非电量信号转换成电量信号，功用是向电控单元提供汽车运行状况和发动机工况。发动机电子控制系统中常见的传感器及其作用如下：

空气流量计(MAF)——测量发动机的进气量。

进气压力传感器(MAP)——测量进气管内气体的绝对压力。

节气门位置传感器(TPS）——检测节气门的开度及开度变化。

凸轮轴位置传感器（CMP)——提供凸轮轴转角基准位置信号。

曲轴位置传感器（CKP)——提供发动机转速信号和曲轴转角信号。

进气温度传感器(IAT)——检测进气温度信号。

冷却液温度传感器（ECT)——给ECU提供发动机冷却液温度信号。

车速传感器（VSS）——检测汽车行驶速度。

氧传感器（O2S）——检测排气中的氧含量。

爆燃传感器(KNK)——检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。

2.发动机ECU

发动机ECU接收来自传感器的信息，并做信息处理后发出相应的控制指令给执行器。发动机ECU根据空气流量计或进气歧管压力传感器和转速传感器的信号确定发动机各缸进气量，再根据空燃比要求确定基本供油量；然后根据传感器的信号进行点火提前角、温度、节气门开度、空燃比等各种工作参数的修正，确定某一工况下的最佳喷油量。

发动机ECU由中央处理器（CPU）、随机存取存储器(RAM)、只读存储器（ROM）和IO单元等组成，如图1-1-2所示。 

图1-1-2发动机ECU的组成

3.执行器

执行器执行发动机ECU的指令，从而完成控制目的。发动机电控系统主要的执行器有电动燃油泵、喷油器、怠速控制阀、点火器等。  

一、发动机电控系统的类型

发动机电子控制系统有两种基本类型：即开环控制系统和闭环控制系统。

开环控制系统的控制方式比较简单，ECU只根据各传感器信号对执行元件进行控制，而控制的结果是否达到预期目标对其控制过程没有影响，如图1-1-3所示。

图1-1-3 开环控制系统

闭环控制系统除具有开环控制的功能外，还对其控制结果进行检测，并将检测结果（即反馈信号）输入ECU，ECU则根据反馈信号对其控制误差进行修正，所以闭环控制系统的控制精度比开环控制系统高，如图1-1-4所示。

图1-1-4 闭环控制系统

一、任务准备

工作任务：一辆2021款大众迈腾B8L轿车，请对汽车发动机电控系统进行全面的检查。

1.课前准备

（1）场地设施：举升机一台，装有废气抽排系统和消防设施的场地。

（2）设备设施：2021款大众迈腾B8L轿车一辆

（3）工量具：常用工具（一套）、车辆故障诊断仪、万用表等。

（4）耗材：车内三件套、车外三件套等。

（5）学生组织：教师指导、分组实训、过程评价。

2.注意事项

（1）在工作过程中要注意人身安全，认真执行7S管理。

（2）在工作过程中请根据操作步骤，规范操作，防止损坏设备和器材。

（3）严格按照工作要求正确使用仪器设备，出现问题及时报告，服从管理。

二、任务实施

请按以下顺序查找发动机电控系统元件安装位置。

1.电控点火系统

如图1-1-5所示，电控点火系统的电控元件包括点火线圈、火花塞、曲轴位置传感器和凸轮轴传感器、爆震传感器。

图1-1-5 电控点火系统

3.增压控制系统

如图1-1-6所示，增压控制系统的电控元件包括增压压力传感器和增压压力限制电磁阀等。

图1-1-6 增压控制系统

1.汽油发动机常用电控系统包括电控燃油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系统、排放控制系统、进气控制系统、增压控制系统、巡航控制系统、警告提示、自诊断与报警系统、失效保护系统和应急备用系统。  

2.传感器是感知发动机信息的部件，把非电量信号转换成电量信号，功用是向电控单元提

供汽车运行状况和发动机工况。     

3.发动机ECU接收来自传感器的信息，并做信息处理后发出相应的控制指令给执行器。

4.发动机ECU由中央处理器（CPU）、随机存取存储器(RAM)、只读存储器（ROM）和IO单元等组成

5.执行器执行发动机ECU的指令，从而完成控制目的。

6.发动机电子控制系统有两种基本类型：即开环控制系统和闭环控制系统。