电子技术在汽车发动机上的应用.doc

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1、毕业论文（设计）题目 电子技术在汽车发动机上的应用 学生姓名 于超 学号 11060506 班 级 11060506 专 业 汽车技术服务与营销 分 院 汽 车 分 院 指导老师 周贺 2013 年 9 月 15 日毕业论文（设计）题目 电子技术在汽车发动机上的应用 学生姓名 杨红波 学号 11060507 班 级 110605 专 业 汽车技术服务与营销 分 院 汽 车 分 院 指导老师 周贺 2013年11月15日毕业论文（设计）题目 电子技术在汽车发动机上的应用 学生姓名 杨红波 学号 11060507 班 级 110605 专 业 汽车技术服务与营销 分 院 汽 车 分 院 指导老师

2、周贺 2013年11月15日长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸 37 第 页 目录第1章 电子技术在汽车上的应用31.1汽车上普遍采用的电子控制技术31.2电子控制技术在汽车发动机上的应用3为了提高汽车的动力性、经济性和排放性能，汽车发动机率先采用了电子控制系统。目前，汽车发动机普遍采用的电子控技术主要有以下几种。3第2章 汽车电子技术的发展历程42.1汽车电子技术发展的三个阶段42.2发动机电子控制技术的发展5第3章 发动机电子控制系统的组成73.1传感器73.1.1目前汽油机电子控制系统常用的传感器有73.1.2目前柴油机电子控制系统常用的传感器有83.2电子控制单元93.3执行器9第

3、4章 扩展的发动机电子控制项目104.1扩展的汽油机电子控制项目104.2扩展的柴油机电子控制项目10第5章 展望和物语11致谢语12参考文献13摘 要随着汽车工业和电子技术的迅速发展，电子技术在汽车上应用日益广泛，汽车不再是简单的交通工具，而成为现代科技的载体和结晶。分析汽车电子技术应用状况、结构原理和特点，从而找出汽车电子技术未来的发展方向，并为我国未来汽车电子的发展提供建议和参考，助力我国汽车业的发展壮大。汽车电子技术将为人们提供更安全、舒适、便捷的服务。汽车电子技术是汽车电子控制技术的简称，在现代汽车技术中，电子技术及控制技术的应用尤为突出，特别是集成电路、集成电路、微机控制技术出现以

4、后，在扩张电子系统各部分功能的同时，减小电子装置及控制技术的发展；这不但改变了汽车工业的面貌，而且使汽车的结构和性能焕然一新，汽车的动力性，燃油经济性，安全可靠性，乘坐舒适性以及废气排放和噪声控制等诸方面都得到了显著的改善和提高。据业内资深专家预测未来近90%的汽车创新将来自于电子技术，汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展，成为所谓的“电子汽车”。【关 键 词】： 电子技术 应用 发展历程 发动机电子控制系统第1章 电子技术在汽车上的应用1.1汽车上普遍采用的电子控制技术汽车电子控制系统是指由传感器、电器开关、电子控制器和执行器等组成，并具有提高汽车性能的有机整体。汽车电子控制

5、系统的显著特征是以汽车发动机、底盘和车身为控制对象，主要功能是提高汽车的整体性能，包括动力性、经济性、排放性、安全性、舒适性、操纵性与通过性等。1.2电子控制技术在汽车发动机上的应用 为了提高汽车的动力性、经济性和排放性能，汽车发动机率先采用了电子控制系统。目前，汽车发动机普遍采用的电子控技术主要有以下几种。1电子控制发动机燃油喷射系统(EFI)2微机控制发动机点火系统(MCIS)3发动机空燃比反馈控制系统(AFC)4发动机怠速控制系统(ISCS)5发动机断油控制系统(SFIS)6发动机爆震控制系统(EDCS)7加速踏板控制系统(EAP)8发动机进气控制系统（IACS）9燃油蒸汽回收系统(FE

6、CS)10废气再循环控制系统(EGR)11可变气门定时控制系统(VVT)12汽车巡航控制系统(CCS)13车载故障自诊断系统(OBD)15信息显示系统(IDS)16声音复制系统(ESR)17液面与磨损监控系统(FWMS)18维修周期显示系统(LSID)第2章 汽车电子技术的发展历程2.1汽车电子技术发展的三个阶段汽车电子技术的发展过程经历了电子电路（即分立电子元件电路与集成电路）控制、微型计算机(即模拟计算机和数字计算机)控制和车载局域网控制等过程。20世纪50年代，人们开始在汽车上安装电子管收音机，这是电子技术在汽车上应用的雏形。1959年晶体管收音机问世后，很快在汽车上得到了应用。60年代

7、，汽车上应用了硅整流交流发电机和晶体管调节器，到60年代中期，汽车上开始采用晶体管电压调节器和晶体管点火装置。但更多的应用电子技术则是在70年代以后，主要是为解决汽车安全、污染和节油三大问题。进入70年代后期，电子工业有了长足的进步，特别是集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路技术得到了发展，微机在汽车上的应用，给汽车工业带来了划时代的变革。 20世纪90年代，汽车电子技术进入了其发展的第二个阶段，这是对汽车工业的发展最有价值、最有贡献的阶段，超微型磁体、超高效电机及集成电路的微型化，为汽车上的集中控制提供了基础。目前汽车电子技术已发展到第三个阶段 ，即包括电子技术（微机技术）、优化控制技

8、术、传感器技术、网络技术、机电一体化耦合交叉技术等综合技术已从科研阶段进入了商品生产的成熟阶段。第一阶段（1953-1975年）：电子电路控制阶段，即采用分立元件或集成电路组成电子控制器进行控制。汽车电子设备主要采用分立元件组成电子控制器，从而揭开了汽车电子时代的序幕。主要产品有二极管整流式交流发电机、电子式电压调节器、电子式点火控制器、电子式闪光器、电子式间歇刮水控制器、晶体管收音机、数字时钟等。第二阶段（1976-1999年）：微型计算机控制阶段，即采用模拟计算机或数字计算机进行控制，控制技术向智能化方向发展。汽车电子设备普遍采用8位、16位或32位字长的微处理器进行控制，主要开发研制专用

9、的独立控制系统和综合控制系统。主要产品有微机控制发动机点火系统、电子控制发动机燃油喷射系统、发动机燃油喷射与点火综合控制系统、发动机空燃比反馈控制系统、巡航控制系统、电子控制自动变速系统、防抱死制动系统、牵引力控制系统、四轮转向控制系统、车身高度自动调节系统、轮胎气压控制系统、安全气囊系统、座椅安全带收紧系统、自动防追尾碰撞系统、前照灯光束自动控制系统、超车报警系统、车辆防盗系统、电子控制门锁系统、自动除霜系统、通信与导航协调系统、安全驾驶监测与警告系统和故障自诊断系统等。第三阶段（2000年后）：车载局域网控制阶段，即采用车载局域网LAN对汽车电器与电子控制系统进行控制。国内外中高档轿车目前

10、都已开始采用车载局域网LAN技术。采用LAN技术的国外轿车有奔驰、宝马、保时捷、美洲豹、劳斯莱斯等。例如，在BMW AG（宝马公司）2004年新推出的BMW7系列轿车上，就装备了70多个微处理器，利用了8种车载局域网分别按这些电控单元的作用连接起来。其中，连接多媒体装置的网络就选用了MOST。MOST协议是21世纪车载多媒体设备不可缺少的高速网络协议。采用LAN技术的国内轿车由一汽宝来Bora、奥迪A6、上海帕萨特B5、波罗、广州本田、东风雪铁龙等。电子控制器网络化的多路集中控制系统不仅是汽车电器线束分布方式和电子控制系统控制技术的发展方向，而且也是火车、船舶、机器人、机械制造、医疗器械以及电

11、力自动化等领域控制技术的发展方向。2.2发动机电子控制技术的发展汽车发动机电子控制技术是借鉴飞机发动机汽油喷射技术而诞生的，并伴随电子控制技术的发展和汽车油耗法规、排放法规要求的逐步提高而发展到当今水平的，其发展经历大致如下。1934年，德国怀特兄弟发明向发动机进气管内连续喷射汽油来配置混合气的技术，并研制成功第一架采用燃油喷射式发动机的军用战斗机。1967年，博时公司研制成功K型机械控制式汽油喷射系统K-Jetronic，电动燃油泵提供压力为360kpa的低压燃油，由燃油分配器分配到各缸进气管上的机械式喷油器，汽油连续喷向进气口，空燃比由挡流板式空气流量计操纵油量分配器中的计量槽进行调节。1

12、982年，在K型系统的基础上增设了一个压差调节器、部分传感器和电子控制单元ECU，改进研制成功了KE型机电结合式汽油连续喷射系统KE-Jetronic。1993年以前出厂的奔驰和奥迪轿车，大多采用了这种KE型燃油喷射系统。最早研制汽车电子燃油喷射装置的是美国本迪克斯公司。该公司于1957年开始试用真空管电子控制系统，根据进气压力，由设在各个进气门前的喷油器与进气行程同步喷油。遗憾的是该专利技术并未付诸实用。1967年，德国博世公司根据美国本迪克斯公司的专利技术，开始批量生产利用进气歧管绝对压力信号和模拟式计算机来控制发动机空燃比A/F的D型燃油喷射系统D-Jetronic，装备在德国大众汽车公

13、司生产的VW-1600型和奔驰280SE型轿车上，率先达到了当时美国加利福尼亚州的排放法规要求，开创了电子控制汽油发动机燃油喷射技术的新时代。D型燃油喷射系统是用了电子电路控制喷油器阀门的开启时刻与开启时间。1973年，随着排放法规的要求逐年提高，要求进一步提高控制精度，进一步完善控制功能。博世公司便在D型燃油喷射系统的基础上，改进压制成功了L型燃油喷射系统L-Jetronic。L型燃油喷射系统利用了翼片式空气流量传感器直接测量进入发动机汽缸内空气的体积流量，与利用进气歧管绝对压力传感器来间接测量进气量的D型燃油喷射系统相比，控制精度和检测精度大大提高。1973年，美国通用汽车公司开始在其生产

14、的汽车上，将分立元件式电子点火控制器改用集成电路IC式点火控制器。1974年，美国通用汽车公司开始加大火花塞的电极间隙，同时采用高能点火装置，并将点火线圈与集成电路式点火控制器安放在分电器壳体内。1976年，美国克莱斯勒汽车公司研制成功微机控制点火系统，取名为“电子式稀混合气燃烧系统ELBS”。该微机控制点火系统采用模拟计算机控制，根据大气压力、进气温度、发动机冷却液温度、发动机负荷与转速等信号计算最佳点火时刻，控制200多个参数。从此开辟了汽车发动机微机控制技术的新时代。1981年，德国博世公司在L型燃油喷射系统L-Jetronnic的基础上，用新颖的热丝式空气流量传感器直接测量进入发动机汽

15、缸的空气质量流量，从而取代了翼片式空气流量传感器，该系统取名为LH型燃油喷射系统LH-Jetronnic.我国轿车工业虽然起步较晚，但是全球经济一体化的国际环境大大促进了国产汽车电子技术的跨越式发展。为了节省能源、保护环境，我国政府和有关部门已经采取了一系列措施。1995年底，上海大众汽车有限公司与德国博世公司合资成立了上海联合汽车电子有限公司，并已生产汽车发动机电子控制燃油喷射系统零部件投放市场使用。1998年北京市地方法规规定：从1999年1月1日开始，只允许销售装备电子控制燃油喷射系统，并带有三元催化转换器的轿车和轻型汽车。2000年我国政府规定：5人座以下化油器式发动机汽车自2001年

16、1月1日起不准生产，5月1日起在全国二十几个主要大中城市不准上牌，9月1日起不准销售，取而代之的就是电控燃油喷射式发动机汽车。到2002年底为止，上海桑塔纳、别克、帕萨特，一汽捷达、红旗、奥迪，天津夏利、威驰，天津丰田，神龙富康，广州本田等国产轿车都已装备电子控制燃油喷射系统。目前，无论汽油发动机汽车，还是柴油发动机汽车；无论进口汽车，还是国产汽车，都已广泛采用发动机电子控制技术。美国、俄罗斯、德国、法国和瑞典等工业发达国家军队装备的越野汽车，都已采用柴油发动机电子控制技术。第3章 发动机电子控制系统的组成 发动机电子控制系统跟其它电子控制系统一样，也是由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器

17、组成。3.1传感器3.1.1目前汽油机电子控制系统常用的传感器有：1进气岐管绝对压力传感器（提供进气岐管绝对压力信息供计算负荷等） 2燃油压力传感器（提供油轨燃油压力信息）3燃油箱压力传感器（提供燃油箱压力信息）4机油压力传感器（提供机油压力信息）5冷却液温度传感器提供（提供发动机温度信息）6进气温度传感器（提供进气温度信息供计算空气密度等）7空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息）8空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息）9空气流量传感器（提供空气流量信息供计算负荷等）10节气门位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息） 11油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围

18、信息、加速减速信息等） 12霍尔传感器（提供转速信息、曲轴位置和相位信息） 13感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息） 14燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息） 15爆震传感器（提供发动机机体接收到的振动信息） 16排气再循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息） 17氧传感器（提供过量空气系数l是大于1还是小于1的信息）3.1.2目前柴油机电子控制系统常用的传感器有： 1 增压压力传感器（提供增压压力信息） 2 燃油压力传感器（提供共轨燃油压力信息） 3机油压力传感器（提供机油压力信息） 4冷却液温度传感器（提供发动机温度信息） 5燃油温度传感器（提供燃油温度信息）

19、6进气温度传感器（提供进气温度信息） 7排气温度传感器（提供排气口和排气管的温度信息） 8空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息） 9空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息） 10空气流量传感器（提供空气流量信息） 11节气门位置传感器（提供节气门位置信息用于排气再循环控制） 12转角传感器（提供分配泵轴转角信息） 13油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息） 14霍尔传感器（提供转速和曲轴相位信息） 15海拔高度传感器（提供海拔高度信息） 16车速传感器（提供车速信息） 17感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息） 18燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱

20、液面位置信息） 19排气再循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息） 20氧传感器（提供过量空气系数l的具体数值） 21压差传感器（提供微粒物捕集器的压差信息） 22 NOX传感器（提供排气后处理系统的NOX浓度信息）3.2电子控制单元电子控制单元（ECU）接受传感器提供的各种信息并加以处理，根据处理向执行器发出指令给，对发动机实施控制。电子控制单元由微型计算机和模拟电路组成。随着发动机技术的不断发展，电子控制单元的信息处理量越来越大，现在所用的芯片已经达到32位，晶体管数量可超过700万个，匹配参数可超过6000个，针脚数目可超过150个。3.3执行器目前汽油机电子控制系统常用的执行器

21、有：1电动燃油泵2电磁喷油器3点火线圈4各种怠速执行器5炭罐控制阀6排气再循环控制阀7电动节气门（又称电子油门）8液压回路电磁阀（用于可变气门定时控制等）9气动回路电磁阀（用于可变进气管长度控制等）10全可变气门电子控制执行器11涡轮增压废气放空控制阀12电动二次空气泵13三效催化转化器加热执行元件14冷却风扇15空调压缩机电磁离合器16发动机上的其他辅助设备第4章 扩展的发动机电子控制项目4.1扩展的汽油机电子控制项目 可变进气管长度电子控制。用于提高发动机动力性。 可变气门电子控制。用于提高发动机动力性、经济性和舒适性，降低有害物质排放。 增压压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降

22、低有害物质排放。 排气再循环电子控制。用于降低发动机氮氧化物排放。 二次空气电子控制。用于满足欧4以上法规对碳氢化合物和一氧化碳排放的要求。 三效催化转化器燃油加热或电加热电子控制。用于满足欧4以上法规对排放的要求。 停车-起动运行电子控制。用于提高发动机经济性和满足欧4以上法规对排放的要求。 气缸封闭和气门封闭电子控制。用于提高发动机经济性，降低有害物质排放。 喷油压力和喷油定时控制。用于汽油直喷，提高动力性和经济性，降低有害物质排放。4.2扩展的柴油机电子控制项目喷油压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质排放。喷油规律电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质和

23、噪声排放。多次喷油电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质和噪声排放。可变进气管长度电子控制。用于提高发动机动力性。可变气门电子控制。用于提高发动机动力性、经济性和舒适性，降低有害物质排放。增压压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质排放。排气再循环电子控制。用于降低发动机氮氧化物排放。停车-起动运行电子控制。用于提高发动机经济性和满足欧4以上法规对排放的要求。气缸封闭和气门封闭电子控制。用于提高发动机经济性，降低有害物质排放。 微粒物捕集器再生电子控制。用于降低发动机微粒物排放。第5章 展望和物语1）发动机电子控制系统是一个非常有潜力的市场。随着排放法规的逐步趋严

24、和燃油经济性要求的逐步提高，发动机技术正在飞速发展，新的电子控制技术还在不断涌现。2）都说世界制造业的重心正在向中国转移。汽车行业，包括汽车电子行业，也在一定程度上出现了这种趋势。但是，目前中国发动机电子控制系统的原配套产品基本上都出自外资企业。这些企业组装产品用的元件几乎都不是在中国生产的。由此我国丧失了许多GDP和就业岗位。国营和民营企业技术水平低下，只能仿造外资企业的产品，跟在外资企业后面从维修备件市场分一点残羹冷饭。有的甚至还偷偷摸摸地打着外资企业的招牌，干着生产假冒伪劣产品的勾当。这种局面应当扭转。政府应当看到，这个行业的发展将会带来巨大的GDP增长，并创造大量的就业机会。所以政府应

25、当做出规划，对这一行业加以扶植和整顿。3）若要振兴中国自己的发动机电子控制工业，首先必须具备一个先决条件：汽车厂和发动机厂要与发动机电子控制零部件生产商携手合作，共担风险，并承诺：一旦实践证明国产的发动机电子控制系统能够满足要求，就在自己生产的发动机上采用国产产品。4）企业的生命力在于新产品开发。发动机电子控制技术是伴随着发动机技术一起发展的。我国轿车行业一贯放弃发动机技术的独立开发，他们无从知晓下一代的发动机会是怎样的。零部件行业，包括发动机电子控制行业，也就无从开发自己的新产品，所以永远落后于国外同行，永远依靠引进技术。若要改变这种局面，首先要发动机厂摒弃一贯的所谓“拿来主义”，逐步从引进

26、技术过渡到自行开发，并吸收零部件生产商参与产品的系统开发和同步开发，这样才能共同有所创新。舍此别无它路可循。政府应当进行引导和制定鼓励政策。致谢语在这段时间的认真复习、收集，悉心思索、总结，终于完成了我曾经想都不敢想的论文。在此感谢对我这篇论文有帮助的所有老师和同学。在此间里，我翻遍了我的资料书，多次到图书馆查阅有关资料，并结合实际对实训室多次深入观察研究，和同学探讨，把所看、所思、所想进行记录总结，终于完成了论文的所有部分。当然，在这期间得到了辅导老师细心的提点与耐心指导，也得到同学的热心帮助。我在这短短时间内做到了许多在大学期间都没来得及去做的事情，学到了很多东西，而且在实践中运用，更是令

27、我印象深刻，受益匪浅。此次论文写作和设计对我以后工作有很大的帮助，我将更牢固的掌握所学到的知识。“功夫不负有心人”，很庆幸自己终于认真独立地做了这次全面的论文设计和写作，真的，从中学到了很多很容易被忽视的问题、知识点，甚至还培养了自己的耐心细心用心的性格。 在这段时间内我认真地对以前所学的内容都进行了回顾，而且把理论与实践结合起来；使我对知识的认识不仅局限与理论上。把以前学的东西整体的系统的联系起来，并结合实际，认真总结，适当进行知识的延伸，使我的能力得到更大的进步。在此，我再次感谢在这次论文写作与设计中对我有帮助的老师和同学。参考文献发动机原理与汽车性杨万福等编写 高等教育出版社汽车新技术

28、李朝晖编写 重庆大学出版社汽车发动机原理与汽车理论 冯健璋等编写 机械工业出版社汽车与驾驶维修 汽车与驾驶维修杂志社出版摘 要随着汽车工业和电子技术的迅速发展，电子技术在汽车上应用日益广泛，汽车不再是简单的交通工具，而成为现代科技的载体和结晶。分析汽车电子技术应用状况、结构原理和特点，从而找出汽车电子技术未来的发展方向，并为我国未来汽车电子的发展提供建议和参考，助力我国汽车业的发展壮大。汽车电子技术将为人们提供更安全、舒适、便捷的服务。汽车电子技术是汽车电子控制技术的简称，在现代汽车技术中，电子技术及控制技术的应用尤为突出，特别是集成电路、集成电路、微机控制技术出现以后，在扩张电子系统各部分功

29、能的同时，减小电子装置及控制技术的发展；这不但改变了汽车工业的面貌，而且使汽车的结构和性能焕然一新，汽车的动力性，燃油经济性，安全可靠性，乘坐舒适性以及废气排放和噪声控制等诸方面都得到了显著的改善和提高。据业内资深专家预测未来近90%的汽车创新将来自于电子技术，汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展，成为所谓的“电子汽车”。【关 键 词】： 电子技术 应用 发展历程 发动机电子控制系统第1章 电子技术在汽车上的应用1.1汽车上普遍采用的电子控制技术汽车电子控制系统是指由传感器、电器开关、电子控制器和执行器等组成，并具有提高汽车性能的有机整体。汽车电子控制系统的显著特征是以汽车发动

30、机、底盘和车身为控制对象，主要功能是提高汽车的整体性能，包括动力性、经济性、排放性、安全性、舒适性、操纵性与通过性等。1.2电子控制技术在汽车发动机上的应用 为了提高汽车的动力性、经济性和排放性能，汽车发动机率先采用了电子控制系统。目前，汽车发动机普遍采用的电子控技术主要有以下几种。1电子控制发动机燃油喷射系统(EFI)2微机控制发动机点火系统(MCIS)3发动机空燃比反馈控制系统(AFC)4发动机怠速控制系统(ISCS)5发动机断油控制系统(SFIS)6发动机爆震控制系统(EDCS)7加速踏板控制系统(EAP)8发动机进气控制系统（IACS）9燃油蒸汽回收系统(FECS)10废气再循环控制系

31、统(EGR)11可变气门定时控制系统(VVT)12汽车巡航控制系统(CCS)13车载故障自诊断系统(OBD)15信息显示系统(IDS)16声音复制系统(ESR)17液面与磨损监控系统(FWMS)18维修周期显示系统(LSID)第2章 汽车电子技术的发展历程2.1汽车电子技术发展的三个阶段汽车电子技术的发展过程经历了电子电路（即分立电子元件电路与集成电路）控制、微型计算机(即模拟计算机和数字计算机)控制和车载局域网控制等过程。20世纪50年代，人们开始在汽车上安装电子管收音机，这是电子技术在汽车上应用的雏形。1959年晶体管收音机问世后，很快在汽车上得到了应用。60年代，汽车上应用了硅整流交流发

32、电机和晶体管调节器，到60年代中期，汽车上开始采用晶体管电压调节器和晶体管点火装置。但更多的应用电子技术则是在70年代以后，主要是为解决汽车安全、污染和节油三大问题。进入70年代后期，电子工业有了长足的进步，特别是集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路技术得到了发展，微机在汽车上的应用，给汽车工业带来了划时代的变革。 20世纪90年代，汽车电子技术进入了其发展的第二个阶段，这是对汽车工业的发展最有价值、最有贡献的阶段，超微型磁体、超高效电机及集成电路的微型化，为汽车上的集中控制提供了基础。目前汽车电子技术已发展到第三个阶段 ，即包括电子技术（微机技术）、优化控制技术、传感器技术、网络技术、

33、机电一体化耦合交叉技术等综合技术已从科研阶段进入了商品生产的成熟阶段。第一阶段（1953-1975年）：电子电路控制阶段，即采用分立元件或集成电路组成电子控制器进行控制。汽车电子设备主要采用分立元件组成电子控制器，从而揭开了汽车电子时代的序幕。主要产品有二极管整流式交流发电机、电子式电压调节器、电子式点火控制器、电子式闪光器、电子式间歇刮水控制器、晶体管收音机、数字时钟等。第二阶段（1976-1999年）：微型计算机控制阶段，即采用模拟计算机或数字计算机进行控制，控制技术向智能化方向发展。汽车电子设备普遍采用8位、16位或32位字长的微处理器进行控制，主要开发研制专用的独立控制系统和综合控制系

34、统。主要产品有微机控制发动机点火系统、电子控制发动机燃油喷射系统、发动机燃油喷射与点火综合控制系统、发动机空燃比反馈控制系统、巡航控制系统、电子控制自动变速系统、防抱死制动系统、牵引力控制系统、四轮转向控制系统、车身高度自动调节系统、轮胎气压控制系统、安全气囊系统、座椅安全带收紧系统、自动防追尾碰撞系统、前照灯光束自动控制系统、超车报警系统、车辆防盗系统、电子控制门锁系统、自动除霜系统、通信与导航协调系统、安全驾驶监测与警告系统和故障自诊断系统等。第三阶段（2000年后）：车载局域网控制阶段，即采用车载局域网LAN对汽车电器与电子控制系统进行控制。国内外中高档轿车目前都已开始采用车载局域网LA

35、N技术。采用LAN技术的国外轿车有奔驰、宝马、保时捷、美洲豹、劳斯莱斯等。例如，在BMW AG（宝马公司）2004年新推出的BMW7系列轿车上，就装备了70多个微处理器，利用了8种车载局域网分别按这些电控单元的作用连接起来。其中，连接多媒体装置的网络就选用了MOST。MOST协议是21世纪车载多媒体设备不可缺少的高速网络协议。采用LAN技术的国内轿车由一汽宝来Bora、奥迪A6、上海帕萨特B5、波罗、广州本田、东风雪铁龙等。电子控制器网络化的多路集中控制系统不仅是汽车电器线束分布方式和电子控制系统控制技术的发展方向，而且也是火车、船舶、机器人、机械制造、医疗器械以及电力自动化等领域控制技术的发

36、展方向。2.2发动机电子控制技术的发展汽车发动机电子控制技术是借鉴飞机发动机汽油喷射技术而诞生的，并伴随电子控制技术的发展和汽车油耗法规、排放法规要求的逐步提高而发展到当今水平的，其发展经历大致如下。1934年，德国怀特兄弟发明向发动机进气管内连续喷射汽油来配置混合气的技术，并研制成功第一架采用燃油喷射式发动机的军用战斗机。1967年，博时公司研制成功K型机械控制式汽油喷射系统K-Jetronic，电动燃油泵提供压力为360kpa的低压燃油，由燃油分配器分配到各缸进气管上的机械式喷油器，汽油连续喷向进气口，空燃比由挡流板式空气流量计操纵油量分配器中的计量槽进行调节。1982年，在K型系统的基础

37、上增设了一个压差调节器、部分传感器和电子控制单元ECU，改进研制成功了KE型机电结合式汽油连续喷射系统KE-Jetronic。1993年以前出厂的奔驰和奥迪轿车，大多采用了这种KE型燃油喷射系统。最早研制汽车电子燃油喷射装置的是美国本迪克斯公司。该公司于1957年开始试用真空管电子控制系统，根据进气压力，由设在各个进气门前的喷油器与进气行程同步喷油。遗憾的是该专利技术并未付诸实用。1967年，德国博世公司根据美国本迪克斯公司的专利技术，开始批量生产利用进气歧管绝对压力信号和模拟式计算机来控制发动机空燃比A/F的D型燃油喷射系统D-Jetronic，装备在德国大众汽车公司生产的VW-1600型和

38、奔驰280SE型轿车上，率先达到了当时美国加利福尼亚州的排放法规要求，开创了电子控制汽油发动机燃油喷射技术的新时代。D型燃油喷射系统是用了电子电路控制喷油器阀门的开启时刻与开启时间。1973年，随着排放法规的要求逐年提高，要求进一步提高控制精度，进一步完善控制功能。博世公司便在D型燃油喷射系统的基础上，改进压制成功了L型燃油喷射系统L-Jetronic。L型燃油喷射系统利用了翼片式空气流量传感器直接测量进入发动机汽缸内空气的体积流量，与利用进气歧管绝对压力传感器来间接测量进气量的D型燃油喷射系统相比，控制精度和检测精度大大提高。1973年，美国通用汽车公司开始在其生产的汽车上，将分立元件式电子

39、点火控制器改用集成电路IC式点火控制器。1974年，美国通用汽车公司开始加大火花塞的电极间隙，同时采用高能点火装置，并将点火线圈与集成电路式点火控制器安放在分电器壳体内。1976年，美国克莱斯勒汽车公司研制成功微机控制点火系统，取名为“电子式稀混合气燃烧系统ELBS”。该微机控制点火系统采用模拟计算机控制，根据大气压力、进气温度、发动机冷却液温度、发动机负荷与转速等信号计算最佳点火时刻，控制200多个参数。从此开辟了汽车发动机微机控制技术的新时代。1981年，德国博世公司在L型燃油喷射系统L-Jetronnic的基础上，用新颖的热丝式空气流量传感器直接测量进入发动机汽缸的空气质量流量，从而取代

40、了翼片式空气流量传感器，该系统取名为LH型燃油喷射系统LH-Jetronnic.我国轿车工业虽然起步较晚，但是全球经济一体化的国际环境大大促进了国产汽车电子技术的跨越式发展。为了节省能源、保护环境，我国政府和有关部门已经采取了一系列措施。1995年底，上海大众汽车有限公司与德国博世公司合资成立了上海联合汽车电子有限公司，并已生产汽车发动机电子控制燃油喷射系统零部件投放市场使用。1998年北京市地方法规规定：从1999年1月1日开始，只允许销售装备电子控制燃油喷射系统，并带有三元催化转换器的轿车和轻型汽车。2000年我国政府规定：5人座以下化油器式发动机汽车自2001年1月1日起不准生产，5月1

41、日起在全国二十几个主要大中城市不准上牌，9月1日起不准销售，取而代之的就是电控燃油喷射式发动机汽车。到2002年底为止，上海桑塔纳、别克、帕萨特，一汽捷达、红旗、奥迪，天津夏利、威驰，天津丰田，神龙富康，广州本田等国产轿车都已装备电子控制燃油喷射系统。目前，无论汽油发动机汽车，还是柴油发动机汽车；无论进口汽车，还是国产汽车，都已广泛采用发动机电子控制技术。美国、俄罗斯、德国、法国和瑞典等工业发达国家军队装备的越野汽车，都已采用柴油发动机电子控制技术。第3章 发动机电子控制系统的组成 发动机电子控制系统跟其它电子控制系统一样，也是由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器组成。3.1传感器3.1.

42、1目前汽油机电子控制系统常用的传感器有：1进气岐管绝对压力传感器（提供进气岐管绝对压力信息供计算负荷等） 2燃油压力传感器（提供油轨燃油压力信息）3燃油箱压力传感器（提供燃油箱压力信息）4机油压力传感器（提供机油压力信息）5冷却液温度传感器提供（提供发动机温度信息）6进气温度传感器（提供进气温度信息供计算空气密度等）7空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息）8空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息）9空气流量传感器（提供空气流量信息供计算负荷等）10节气门位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息） 11油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息等） 1

43、2霍尔传感器（提供转速信息、曲轴位置和相位信息） 13感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息） 14燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息） 15爆震传感器（提供发动机机体接收到的振动信息） 16排气再循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息） 17氧传感器（提供过量空气系数l是大于1还是小于1的信息）3.1.2目前柴油机电子控制系统常用的传感器有： 1 增压压力传感器（提供增压压力信息） 2 燃油压力传感器（提供共轨燃油压力信息） 3机油压力传感器（提供机油压力信息） 4冷却液温度传感器（提供发动机温度信息） 5燃油温度传感器（提供燃油温度信息） 6进气温度传感器（提供进气

44、温度信息） 7排气温度传感器（提供排气口和排气管的温度信息） 8空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息） 9空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息） 10空气流量传感器（提供空气流量信息） 11节气门位置传感器（提供节气门位置信息用于排气再循环控制） 12转角传感器（提供分配泵轴转角信息） 13油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息） 14霍尔传感器（提供转速和曲轴相位信息） 15海拔高度传感器（提供海拔高度信息） 16车速传感器（提供车速信息） 17感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息） 18燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息） 19排气再

45、循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息） 20氧传感器（提供过量空气系数l的具体数值） 21压差传感器（提供微粒物捕集器的压差信息） 22 NOX传感器（提供排气后处理系统的NOX浓度信息）3.2电子控制单元电子控制单元（ECU）接受传感器提供的各种信息并加以处理，根据处理向执行器发出指令给，对发动机实施控制。电子控制单元由微型计算机和模拟电路组成。随着发动机技术的不断发展，电子控制单元的信息处理量越来越大，现在所用的芯片已经达到32位，晶体管数量可超过700万个，匹配参数可超过6000个，针脚数目可超过150个。3.3执行器目前汽油机电子控制系统常用的执行器有：1电动燃油泵2电磁喷油器3点火线圈4各种怠速执行器5炭罐控制阀6排气再循环控制阀7电动节气门（又称电子油门）8液压回路电磁阀（用于可变气门定时控制等）9气动回路电磁阀（用于可变进气管长度控制等）10全可变气门电子控制执