汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势
丁志盛叶挺宁
摘要：介绍了汽车发动机电子控制系统相关技术背景、开发现状及发展趋势。
关键词：EECS,ECU汽车发动机电喷
一、汽车发动机电子控制系统概述
汽车发动机电子控制系统(Engine Electronic Control System，简称EECS)通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化控制，使发动机工作在最佳工况，达到提高性能、安全、节能、降低废气排放的目的。汽车发动机电子控制系统主要包括：
- 燃油喷射控制；
- 点火系统控制；
- 怠速控制；
- 尾气排放控制；
- 进气控制；
- 增压控制；
- 失效保护；
- 后备系统；
- 诊断系统等功能。
另外，随着网络、集成控制技术的广泛应用，作为汽车控制主要单元的EMS系统通过
CAN(Controllers Area Network)总线与其他控制系统，例如：安全系统(如ABS、牵引力电子稳定装置ESP (Electronic Stability Program))、底盘系统（如主动悬挂ABC(Active Body Control)）、巡航控制系统（Speed Control System或Cruse Control System）以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联，实现信息共享并实施集成优化统一控制。在不久的将来，车载通讯平台将利用现有无线通讯网络为汽车驾驶提供更广泛的咨询、娱乐等增值服务（如GPS全球定位系统的应用）。
汽车发动机电子控制系统的开发主要涉及以下技术内容：
- 传感器
主要包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、车速传感器、氧传感器等。
- 执行器
主要包括喷油器、点火控制模块、怠速空气控制阀以及各种电磁阀等。
- 电控单元ECU(Electronic Control Unit) 和控制算法程序软件其作用是通过采集各种传感器输入信号并将信号进行调理，根据发动机管理控制算法进行运算，然后输出控制信号并进行功率放大给执行器。同时检测传感器信号正常状态，出现故障时报警。
图1描述了汽车发动机电子控制系统示意图。
图1
另外，为了应对汽车产业产品作为多种产品链状集成开发的特点以及快速更新的市场需求，高性能的发动机试验台架、集成开发环境工具以及测试产品耐环境性能的设备为快速开发高质量面向不同汽车发动机的管理系统产品提供保障：
- 发动机试验台架
主要包括不同种类的发动机以及工况装置、测功仪、废气测量仪以及各种传感器和测量装置。
- 集成开发环境IDE（Integrated Development Environment）系统
主要包括用于开发电控单元ECU 和控制算法程序软件的集成开发环境。目前，基于模型设计(Model Based Design)、快速原型(Rapid Prototyping)技术以及符合OSEK标准的实时操作系统得到了越来越广泛的应用。
- 耐环境实验设备
用于元器件、产品的耐温、振动、抗干扰、防漏水、耐久性等环境试验设备。
上述设施的联合使用，为开发汽车发动机电子控制系统提供必要的联调、参数标定、性能试验、环境试验等必要条件。另外，为了适应不同区域的气候条件，在不同海拔地区、不同季节的车载试验需要脱离发动机试验台架并借助车载标定系统在特定环境及试验地完成，以确定相对不同区域和气候的控制参数。
二、汽车发动机电子控制系统应用市场现状
汽车发动机电子控制系统技术属于汽车电子领域的关键技术并占据汽车电子市场的主要份额。随着环保政策、能源政策限制力度的加大，大力应用电子控制技术，开发汽车发动机电子控制系统产品是未来汽车领域的必然。
国际上，汽车发动机电子控制系统的发展规模与模式日趋成熟。在国际知名品牌汽车的背后是专业化分工的汽车配件厂商，为其提供全套的汽车配件产品。其主要特点概括为以下几个方面：
- 行业垄断；
- 专业化分工、集成配套、产业链状开发与生产；
- 电子控制技术与经验实用性相结合；
- 集成开发环境技术确保产品的快速开发、测试、调试、标定。
下图与表格概述了这些特点：
图2：汽车发动机电子控制系统产品链开发、配套机制
表1：国际汽车发动机电子控制系统产品链开发、配套格局
其他参与汽车发动机电子控制系统部分产品开发与应用的厂商主要有伟世通、法雷奥、西门子、飞利浦、NEC、德州仪器、ST（意法半导体）、东芝、日立、富士通、珀金斯、霍尼韦尔、马瑞利等。
在国内，汽车消费市场的飞速增长与自主开发汽车电子产品的空白形成鲜明的对比。一汽、二汽、上汽所提供国内占主导轿车消费市场的车型，其主要汽车电子配件产品，包括汽车发动机电子控制系统基本由外商垄断。国内主要汽车整车制造商完全丧失了自主开发、生产配套汽车电子产品的权利与能力。而致力于发展民族品牌的汽车制造商（奇瑞、吉利、哈飞、柳州五菱等）在采用国产发动机（37x、462、465、491、485等型号发动机）配套发动机电子控制系统时，由于国内汽车发动机管理技术的空白，也不得不委托国外企业提供配套产品。其间，在交货期、价格、配件产品配套选择等方面也受到种种制约。目前国内市场70%以上的汽车电子市场份额被国外企业如德尔福、日本电装、博世三家占领，剩余的30％也主要被玛瑞利、摩托罗拉、西门子等所垄断。近几年，由于竞争机制的引进，国产车在配套汽车发动机管理产品时，通过选择2-3家配套商等方式下低价格，虽然压缩了部分以往该配套产品的高额利润空间，但仍然大大高于其他汽车配件产品的平均利润。
目前，我国自主开发的汽车电子产品正处于加速发展阶段。汽车发动机电子控制系统的开发与应
用已逐渐从过去的院校和研究机构的研发向以企业为主导并以产业化为目标的局面发展。随着奇瑞、吉利等民营汽车制造企业的崛起、国家的政策支持和国内汽车市场的发展潜力将给汽车发动机电子控制系统开发商带来难得的机遇。尽管市场巨大，但生产汽车发动机电子产品也充满了挑战。发动机电子产品对于汽车电子产业来说是技术门槛最高的一块，也是当前利润率最好的产业，其在汽车电子产业中的产值和规模也是最大。所以，未来几年，来自国际知名品牌垄断企业的打压以及国内大批厂商的涌进也是自主开发汽车发动机电子产品目前所面临的现状。
三、汽车发动机电子控制系统产业发展趋势与策略
2003年全球汽车电子业总产值为1150亿美元，预计2005年将达到1340亿美元；2003年国内汽车电子业总产值为313亿元，2005年将达到700亿元。相比国外，我国汽车电子产品应用层次还很落后，具有极大的发展潜力和空间。2003年全球平均每辆新车的汽车电子支出达到2025美元，约占整车成本的26.2%；而同期我国平均每辆新车的汽车电子支出仅为885美元，约占整车成本的4.8%。由于汽车发动机电子产品的生产主要集中在少数外资企业，利润率很高。这就给更多高技术汽车发动机电子企业的进入留下了市场空间。下图展示了国内外汽车电子领域及发动机电子产品未来几年市场发展趋势。
图3 2005-2010年全球汽车点产业产值走势(略)
图4 2004-2007年中国汽车发动机电子产品市场规模(略)
汽车市场发展的焦点是围绕安全、节能、环保、舒适、方便的主题为消费者提供高质量、安全可靠、多功能低价位的创新产品。开发商面临的挑战是快速研发这类产品，在最短的时间内将新产品推向市场。汽车电子技术的发展为提高整车性能起到了关键性的作用。随着汽车电子化发展的深入，32位微控制器将逐渐取代8位、16位微控制器而成为主流应用产品。未来的发展方向应加大重视以下问题：
（1）发动机管理系统电控单元ECU
- 软件
标准的I/O驱动模块、实时多任务操作系统、高级语言控制编程、基于模型的算法设计、自动代码生成、虚拟仿真测试。
- 硬件
提供完整的与软件系统一体化的硬件开发平台。灵活多功能的快速原型，在线调试
HIL(Hardware-in-the-Loop)Simulation，Bypass等方法的使用。
- 快速原型建立软硬件一体化应用系统
采用快速原型开发平台，按照下面的步骤开发应用产品：基于模型设计建立控制模型；模拟系统动态测试验证控制算法；模型实时检验；系统联机测试、检验、调试、修改；自动生成源代码、在线调试标定。
- 标准化
汽车电子正处于全面发展时期，相关技术的标准也处于建立、完善的阶段。有关通讯、网络规范CAN、FlexRay、LIN以及实时操作系统规范OSEK等技术日趋成熟并得到广泛的应用。
（2）传感器、执行器
传感器与执行器技术向着微型化、集成化、多功能化、智能化的方向发展。
目前国内除了氧传感器、喷油器等关键部件技术质量有待提高外，其他部件均能提供。但批量产品的稳定性、一致性、耐久性以及可靠性方面有待提高。
（3）开发与试验设施及工具
应注重开发与使用包括先进的发动机试验台架、集成开发工具和产品测试试验设施等系统，构造完整的开发环境，加快产品开发速度。
总之，汽车发动机电子控制系统综合了机械、电子和计算机控制的集成技术的开发与应用。任何某一环节的缺陷将导致整个系统的瘫痪。由于汽车是在高速移动、振动状态下运行，所有传感器、执行器、元器件以及外壳、接插件、线束等都要求具备良好的抗振、耐高温、抗电磁干扰以及防渗等功能。由于国际半导体产品市场相对开放的格局以及国内近几年不断加大力度开发半导体产业，开发汽车发动机电子控制系统硬件平台比软件平台相对容易解决。目前，国内急需解决的关键技术是有关汽车发动机电子控制系统控制软件，在开发过程中应重视集成开发环境技术的应用以确保能够真正从底层开发并掌握汽车发动机电子控制系统核心技术，从而做到为不同发动机的批量配套。
发展我国具有自主知识产权的汽车电子工业，确保汽车工业作为我国国民经济支柱型产业的地位，摆脱过于依赖进口的状况具有重大战略意义。汽车发动机电子控制系统是汽车电子产品的核
心关键技术产品。根据我国半导体工业发展相对滞后的状况，利用国际半导体芯片产品市场充分开放的有利条件，加大嵌入式软硬件平台产品、集成开发环境和应用系统的开发符合我国目前汽车电子产业的发展策略。目前，实施汽车发动机电子控制系统产业化的市场需求、技术手段、政策支持等条件已经成熟。抓住机遇，加大力度开发汽车电子的核心技术，赶超国际水平，为发展我国自主的汽车工业做出积极贡献。
参考文献：
1) 发动机计算机管理系统, Dick H. King
2) The Internal-Combustion Engine in Theory and Practice, Charles Fayette Taylor
3) 2003-2004年中国汽车电子产业投资机会研究年度报告, 赛迪顾问
作者简介：
丁志盛北京西曼自动化技术有限责任公司自动化控制专业博士汽车电子领域高端产品开发。叶挺宁浙江博德汽车电子股份有限公司董事长高级经济师汽车电子领域高端产品产业化。(https://www.doczj.com/doc/525407017.html,)
汽车发动机电子控制单元(ECU) 功能说明书 佛山菱电变频实业有限公司王与平 2０04年3月 一、概述 汽车发动机控制系统一般有进气系统、燃油供给系统、点火系统、电脑控制系统四大部分组成.进气系统由空气滤清器、空气流量计、节气门、进气总管、进气歧管等组成，它为发动机可燃混合气提供所需空气;燃油供给系统由燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、喷油器与供油管等组成,它为发动机可燃混合气提供所需燃油；点火系统为发动机提供电火花，它由点火电子组件、点火线圈、火花塞、高压导线等组成；电脑控制系统由电子控制单元（EＣＵ）与各种传感器组成,它控制燃油喷射时间与喷射量以及点火时刻. 汽车发动机电子控制单元（ECU）就是汽车发动机控制系统得核心，它可以根据发动机得不同工况,向发动机提供最佳空燃比得混合气与最佳点火时间，使发动机始终处在最佳工作状态，发动机得性能（动力性、经济型、排放性）达到最佳。 汽车发动机机电子控制单元（ＥＣU)得主要功能: 1、燃油喷射(EＦI）控制 ⑴、喷油量控制 发动机控制器（ECU)将进气量与发动机负荷作为主要控制信号，以确定喷油脉冲宽度(即基本喷油量），并根据循环水温度、进气温度、进气压力、尾气氧含量等信号修正喷油量，最后确定总喷油量。 ⑵、喷油正时控制 采用多点顺序燃油喷射系统得发动机，ＥCU除了控制喷油量外,还要根据发动机各缸得点火顺序,将喷油时间控制在最佳时刻，以使燃油充分燃烧。 ⑶、断油控制 减速断油控制：汽车在正常行驶中，驾驶员突然松开油门踏板时，ＥＣU自动中断燃油喷射，直至发动机转速下降到设定得低转速时再恢复喷油。 超速断油控制:当发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定得最高车速时,ECU 自动中断喷油，直至发动机转速低于安全转速一定值且车速低于最高车速一定值时恢复喷油。 ⑷、燃油泵控制 当打开点火开关后,ECU控制燃油泵工作3秒钟，用于建立必要得油压。若此时发动机不起动，ECU控制燃油泵停止工作。在发动机起动与运转过程中,ECU控制燃油泵正常运转。 2、点火（ESA）控制 ⑴、点火提前角控制
实用文档之" 汽车发动机的发展历程" 摘要：汽车在现代社会生产生活中发挥着重要作用，而汽车发动机更是其核心部分；可以说汽车发动机的发展历程在一定程度上就是汽车的完善过程。本文阐述了汽车发动机的构造及原理，并讲述了汽车发动机的发展历程。而且笔者还对汽车发动机未来的发展趋势进行了合理预测。 【关键字】汽车发动机原理发展历程新技术 自从第二次工业革命以来，汽车得到迅猛发展。如今，汽车已经渗透到人类社会的各个方面。每天，数以千万计的汽车行驶在大大小小的公路上，而汽车生产所需的零件更是数以亿计。其广阔的市场使得汽车成为各种高科技应用的载体。汽车发动机为汽车提供动力，更是汽车的核心。汽车发动机的发展能极大地促进汽车的发展。在环境日益恶化的今天，传统发动机面临这巨大挑战。 1.发动机的类别 发动有很多种类，按不同划分方法有不同的类型。 按发动机所使用燃料来划分，发动机主要可分为汽油发动机、柴油发动机、天然气发动机、液化石油气发动机、混合动力发动机；根据发动机可分为四冲程发动机和二冲程发动机；按照气缸数，发动机可分为单缸发动机、两缸发动机、多缸（三缸以上）发动机；按照冷却方式不同，发动机可分为水冷式发动机（见图1）和风冷式发动机（见图2）；根据排列方式，发动机可分为直列L型发动机、H型发动机、W型发动机、V型发动机等；按照发动机在车身上的布局不同，发动机可分为前置发动机，中置发动机和后置发动机。
2.发动机构造及原理 发动机是一个热能转换机构，通过在密封汽缸内燃烧汽油（柴油）或天然气，使气体膨胀并推动活塞做往复运动，从而使物质的内能转
化为机械能。发动机是一种有许多机构和系统组成的复杂的机械设备。无论是哪种类型的发动机，要想完成热能转化为机械能的能量转化过程，实现工作循环，保证发动机能持续正常工作，都离不开发动机中各个机构和系统之间的配合。 汽油机是由五大系统和两大连杆组成，即曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成。 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是K电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。 要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。
汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势 丁志盛叶挺宁 摘要：介绍了汽车发动机电子控制系统相关技术背景、开发现状及发展趋势。 关键词：EECS,ECU汽车发动机电喷 一、汽车发动机电子控制系统概述 汽车发动机电子控制系统(Engine Electronic Control System，简称EECS)通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化控制，使发动机工作在最佳工况，达到提高性能、安全、节能、降低废气排放的目的。汽车发动机电子控制系统主要包括： - 燃油喷射控制； - 点火系统控制； - 怠速控制； - 尾气排放控制； - 进气控制； - 增压控制； - 失效保护； - 后备系统； - 诊断系统等功能。 另外，随着网络、集成控制技术的广泛应用，作为汽车控制主要单元的EMS系统通过 CAN(Controllers Area Network)总线与其他控制系统，例如：安全系统(如ABS、牵引力电子稳定装置ESP (Electronic Stability Program))、底盘系统（如主动悬挂ABC(Active Body Control)）、巡航控制系统（Speed Control System或Cruse Control System）以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联，实现信息共享并实施集成优化统一控制。在不久的将来，车载通讯平台将利用现有无线通讯网络为汽车驾驶提供更广泛的咨询、娱乐等增值服务（如GPS全球定位系统的应用）。 汽车发动机电子控制系统的开发主要涉及以下技术容： - 传感器 主要包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感
国内外汽车发动机的技术现状及发展趋势 摘要：内燃机从发明发展到一百多年后的今天，相关技术不断创新和走向成熟。但内燃机作为汽车动力仍然面临着诸多问题，主要是热效率还不够高（特别是汽油机），所依赖的石油资源逐渐减少，废气排放污染大气环境，并难以集中治理等。因此，先进的发动机技术将在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用。 关键词：高压共轨；汽油直喷技术（GDI）；可变气门正时技术（VVT）；均质充量压缩点燃（HCCI） Abstract：With the invention of the development of internal combustion engine, to over one hundred years later, the related technical innovation and to mature. But internal combustion engines as a motor power still faces many problems, which is still not tall enough thermal efficiency (especially the gasoline engine), dependent on oil resources reduce gradually, emissions atmospheric pollution environment, and difficult to focus on control, etc.Therefore, the advanced engine technology will in car the energy conservation, the environmental protection technology development plays a key of the decisive role. Keywords: gasoline direct injection technology (GDI); Variable valve timing technology (VVT); Homogeneous filling quantity compression lighting (HCCI); Electric auxiliary pressurization 当今世界，为了保护环境，节约能源并减少温室气体二氧化碳的排放,人们不断的探索和改进车用动力的解决方案。 一、车用柴油机的现状及发展趋势 1.1车用柴油机的性能特点 1）有能量密度高（大型低速增压柴油机的有效热效率已超过50%），燃油消耗率低，这对节约能源和提高经济效益都很重要。 2）好的燃油经济性； 3）温室效应气体排放少，其CO2的排放量比汽油机大约低30-35%，但废气中含有害成分（NO，颗粒物等）较多，噪声较大，在环境环保方面已引起重视。4）功率和转速范围很大（功率1—65580KW，转速54—5000r/min），因此应用领域宽 5）结构较复杂，零部件材料和工艺要求较高，制造成本较高，与汽油机相比质量较大。主要有三大优点: a.经济。首先, 每单位柴油的能量含量比汽油高;其次,柴油机的压燃特性, 使其热效率比汽油机高。一般柴油机的油耗要比汽油机的低30%～40%。 b.环保。一般来说, 机动车的主要排放物有一氧化碳、碳氢化合物、二氧化碳、颗粒物和氮氧化物。相对而言, 柴油机的一氧化碳、碳氢化合物和二氧化碳排放量极低, 但在颗粒物和氮氧化物的排放控制上要比汽油机更难处理。这是柴油机本身的特性造成的, 可通过现代技术处治。 c.柴油机低速大扭矩的特性, 为汽车提供了更好的使用性能。通过采用先进的燃油喷射技术和电控技术, 现代柴油机在动力性、加速性、舒适性指标上已经
课程结业论文 题目：氢气发动机的发展和现状 学生姓名： 学生学号： 专业班级： 课程名称：现代汽车新技术概论 所属院部： 指导教师： 2013——2014学年第 1 学期
目录 第一章绪论 (1) 1.1氢气发动机的历史 (1) 1.2 氢动力汽车的现状 (2) 1.3氢动力汽车的研究发展方向 (3) 1.4发展氢动力汽车的必要性 (3) 第二章氢气能源性质 (4) 2.1 氢的特征 (4) 2.2氢气与传统燃料的性质对比 (5) 2.3 氢能的开发和利用 (6) 2.3.1 氢能的开发 (6) 2.3.2氢能的应用 (8) 第三章氢气的存储 (10) 3.1高压气瓶储氢 (10) 3.2液氢储氢 (11) 3.3金属氢化物储氢 (11) 3.4 浆液储氢技术 (12) 第四章氢气发动机的发展前景 (13)
氢气发动机的发展和现状 第一章绪论 1.1氢气发动机的历史 随着“汽车社会”的逐渐形成，汽车保有量不断地上升，而石油等资源却捉襟见肘，同时，消耗大量汽油的车辆不断排放有害气体和污染物质，对环境造成严重的危害。这一问题的解决之道当然不是限制汽车产业的发展，而是开发替代石油的新能源—氢能。氢作为内燃机的燃料并是人类最近的发明。在内燃机中使用氢气已有相当长的历史。 人类历史上第一款氢气内燃机的历史可以上溯到 1807 年，瑞士人伊萨克·代·李瓦茨制成了单缸氢气内燃机。他把氢气充进气缸，氢气在气缸内燃烧，最终推动活塞往复运动。该项发明在 1807 年 1 月 30 日获得法国专利，这是第一个关于汽车产品的专利。但由于受当时的技术水平所限，制造和使用氢气远比使用蒸汽和汽油等资源复杂，氢气内燃机于是被蒸汽机、柴油机以及汽油机“淹没”。 早在十九世纪中期，人们就开始对使用氢气作为内燃机燃料产生了兴趣。1841 年英国颁发了第一个用氢气和氧气的混合气体工作的内燃机专利证。1852 年，慕尼黑的宫廷钟表技师制成一台用氢气-空气混合气体工作的内燃机。 在氢内燃机的历史上，德国一直占有很重要的地位。德国的 Rudolph Erren 尝试在氢内燃机中采用内部混气的方式。在他的研究工作中，穿过内燃机的冷水套的管道，氢气被一些小喷嘴直接喷入气缸内进行混合。氢喷入的质量和时间由燃料分配器控制，这种方案可以用任何燃料或是采用双燃料的方式让发动机工作。他还提出氢氧内燃机构想，并据此设计了实验，用到潜艇上。德国的奔驰公司开发组建的氢动力车队是世界首个用氢气作为内燃机燃料的车队，该车队在柏林已经试运行多年。氢气输送管道，加氢站也是最先在德国兴建的。现在，空中客车公司德国分部，奔驰航空公司也都正在努力开发装备氢动力内燃机的空中飞机。德国的其他汽车公司如宝马等都在大力发展氢动力汽车。 1.2 氢动力汽车的现状 日本自 1984 年实施“阳光计划”，投入示范运行氢动力车，仅日本武藏工业大学就有多达九辆的氢动力车投入试验，且型号各不相同；日本各大汽车公司，如马自达，本田等，也都在积极加入氢动力车行列；马自达公司推出了第一款氢动力概念车 HR-X，金属氢化物储氢罐储氢，
汽车电子介绍及控制系统 汽车电子是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控 制装置的总称。 车体汽车电子控制装置，包括发动机控制系统、底盘控制系统和车身电子控制系统（车身电子ECU）。车体汽车电子控制装置有如赤裸裸的、不穿戴任何衣物饰物的人体；车载汽车电子包括汽车信息系统、汽车导航系统和汽车娱乐系统。车载汽车电子控制装置有如人身的衣物、饰物。汽车电子分类随着汽车电子技术朝着集成化、智能化、网络化、模块化的方向发展，上述分类可能会有交叉与融合。汽车电子地位: 汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命，汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。 据统计，从1989年至2000年，平均每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至23%以上。一些豪华轿车上，使用单片微型计算机的数量已经达到48个，电子产品占到整车成本的50%以上，目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。汽车电子类别: 按照对汽车行驶性能作用的影响划分，可以把汽车电子产品
归纳为两类：一类是汽车电子控制装置，汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用，即所谓“机电结合”的汽车电子装置；它们包括发动机、底盘、车身电子控制。例如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制、防滑控制、牵引力控制、电子控制悬架、电子控制自动变速器、电子动力转向等，另一类是车载汽车电子装置，车载汽车电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置，它和汽车本身的性能并无直接关系。它们包括汽车信息系统（行车电脑）、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。目前电子技术发展的方向向集中综合控制发展：将发动机管理系统和自动变速器控制系统，集成为动力传动系统的综合控制（PCM）；将制动防抱死控制系统（ABS）、牵引力控制系统（TCS）和驱动防滑控制系统（ASR）综合在一起进行制动控制；通过中央底盘控制器，将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接。控制器通过复杂的控制运算，对各子系统进行协调，将车辆行驶性能控制到最佳水平，形成一体化底盘控制系统（UCC）。由于汽车上的电子电器装置数量的急剧增多，为了减少连接导线的数量和重量，网络、总线技术在此期间有了很大的发展。总线技术是将各种汽车电子装置连接成为一个网络，通过数据总线发送和接收信息。电子装置除了独立完成各自的控制功能外，还可以为其它控制装置提供数据服务。由于使用了网络化的设计，简
国内外汽车发动机的现状和发展趋势姓名：祖春胜班级：车辆09-2 学号：0901040440 摘要：本文综述了发动机的发展带动汽车的发展，随着汽车产销量的不断增长， 大气污染，石油资源枯竭，故而，世界汽车界将在发动机上发展更先进的技术从而实现汽车的节能和环保，通过列举大量国内外发动机的技术现状及发展趋势，从而更进一步的了解发动机的节能与环保。 关键词：电控液压进气系统；涡轮增压；燃油品质；排气后处理；汽油机直喷（GDI）技术 The status and development trend of Domestic and foreign automobile engines Abstract: The paper distract the development of internal combustion engine driven vehicle development, accompanied by rapid growth in automobile production and sales from the atmospheric pollution and oil consumption. Undoubtedly, the development advanced engine technology in the automotive energy-saving, environmental protection is the important issue to the world automotive industry.By listing plenty of domestic and foreign engine technology situation and the development tendency, so as to further understand the engine of energy conservation and environmental protection Keywords:Electric hydraulic air intake system；Monomer pump technology; Fuel Character；Exhaust Gas After Treatment、Gasoline direct injection (GDI) technology 伴随着汽车产销量的不断增长，从而带来了世界石油资源日趋枯竭的压力, 面对汽车急剧增长对环境的影响, 世界汽车界不停地在寻找实现汽车工业可持续发展的解决方法，对发动机的环保，能源诸方面的技术加以改进。 一．柴油机的发展及现状 1.1柴油机的性能特点 （1）好的燃油经济性。 （2）有能量密度高，燃油消耗率低，这对节约能源和提高经济效益都很重要。（3）结构较复杂，零部件材料和工艺要求较高，制造成本较高，与汽油机相比质量较大。柴油机主要有三大优点: (1) 经济。首先，每单位柴油的能量含量比汽油高；其次，柴油机的压燃特性，使其热效率比汽油机高。一般柴油机的油耗要比汽油机的低 30%～40%。 (2) 环保。一般来说, 机动车的主要排放物有一氧化碳、碳氢化合物、二氧
摘要：介绍了汽车发动机电子控制系统相关技术背景、开发现状及发展趋势。关键词： EECS,ECU汽车发动机电喷一、汽车发动机电子控制系统概述 汽车发动机电子控制系统(Engine Electronic Control System，简称EECS)通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化控制，使发动机工作在最佳工况，达到提高性能、安全、节能、降低废气排放的目的。汽车发动机电子控制系统主要包括：中国发动机论坛(XHEPPo!G - 燃油喷射控制； |柴油机|柴油机配件|内燃机原理|内燃机构造|发动机测试| - 点火系统控制； - 怠速控制； - 尾气排放控制； - 进气控制； - 增压控制； - 失效保护； e - 后备系统； - 诊断系统等功能。 |柴油机|柴油机配件|内燃机原理|内燃机构造|发动机测试另外，随着网络、集成控制技术的广泛应用，作为汽车控制主要单元的EMS系统通过 CAN(Controllers Area Network)总线与其他控制系统，例如：安全系统(如ABS、牵引力电子稳定装置ESP (Electronic Stability Program))、底盘系统（如主动悬挂ABC(Active Body Control)）、巡航控制系统（Speed Control System或Cruse Control System）以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联，实现信息共享并实施集成优化统一控制。在不久的将来，车载通讯平台将利用现有无线通讯网络为汽车驾驶提供更广泛的咨询、娱乐等增值服务（如GPS全球定位系统的应用）。 汽车发动机电子控制系统的开发主要涉及以下技术内容： - 传感器 主要包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、车速传感器、氧传感器等。- 执行器 主要包括喷油器、点火控制模块、怠速空气控制阀以及各种电磁阀等。 - 电控单元ECU(Electronic Control Unit) 和控制算法程序软件 其作用是通过采集各种传感器输入信号并将信号进行调理，根据发动机管理控制算法进行运算，然后输出控制信号并进行功率放大给执行器。同时检测传感器信号正常状态，出现故障时报警。 另外，为了应对汽车产业产品作为多种产品链状集成开发的特点以及快速更新的市场需求，高性能的发动机试验台架、集成开发环境工具以及测试产品耐环境性能的设备为快速开发高质量面向不同汽车发动机的管理系统产品提供保障： - 发动机试验台架 主要包括不同种类的发动机以及工况装置、测功仪、废气测量仪以及各种传感器和测量装置。 - 集成开发环境IDE（Integrated Development Environment）系统 主要包括用于开发电控单元ECU 和控制算法程序软件的集成开发环境。目前，基于模型设计(Model Based Design)、快速原型(Rapid Prototyping)技术以及符合OSEK标准的实时操作系统得到了越来越广泛的应用。 - 耐环境实验设备 用于元器件、产品的耐温、振动、抗干扰、防漏水、耐久性等环境试验设备。上述设施的联合使用，为开发汽车发动机电子控制系统提供必要的联调、参数标定、性能试验、环境试验等必要条件。另外，为了适应不同区域的气候条件，在不同海拔地区、不同季节的车载试验需要脱离发动机试验台架并借助车载标定系统在特定环境及试验地完成，以确定相对不同区域和气候的控制参数。 二、汽车发动机电子控制系统应用市场现状 汽车发动机电子控制系统技术属于汽车电子领域的关键技术并占据汽车电子市场的主要份
汽车发动机电子控制系统 电控汽油喷射式发动机电子控制系统主要由传感器、电子控制装置ECU和执行机构三部分组成。 一.传感器 （1）传感器现状 早在20 世纪60 年代，汽车发动机上仅有机油压力传感器、水温传感器、油量传感器等，它们仅与仪表和指示灯相连。进入70 年代，为了解决发动机的节油和排气净化两大技术难题，又增加了一些传感器来帮助控制汽车发动机，以达到节油和减少废气污染；80 代以后，随着电子技术的迅猛发展，电子控制发动机系统也不断发展完善，逐步形成了当今性能卓越的电子集中控制系统，传感器在汽车发动机上得到了广泛应用。随着电子技术的发展，汽车电子化程度不断提高，通常的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的问题，而被电子控制系统代替。传感器的作用就是根据规定的被测量的大小，定量提供有用的电输出信号的部件，亦即传感器把光、时间、电、温度、压力及气体等的物理、化学童转换成信号的变换器。传感器作为汽车电控系统的关键部件，它直接影响汽车技术性能的发挥。目前，普通汽车上大约装有10 ～20只传感器，高级豪华轿车则更多，这些传感器主要分布在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统中。汽车的传感器与市场上常见的通用的传感器不同，它是按照汽车电子系统的特殊要求而设计的。汽车上各种新的电气和电子系统需要更多的新型传感器，这就需要加大新型传感器的研发力度，满足市场需求。除了不断提出新的传感器任务外，现有各种传感器在使用一段时间后，将会被新的、更便宜的、性能更好的、用更新工艺制造的传感器所代替。如今，在汽车市场的激烈竞争中，关键部件的性能甚至可以影响整机的质量，因此，对汽车关键部件的研发应当加以重视，以提高整体效能。在汽车传感器的研发过程中，必须满足新的要求，符合新的发展趋势。 （2）传感器的应用 氧传感器有多种形式，接线有1 根、2 根或者3 根、4 根。后两种是装有加热元件的加热式氧传感器。使用时需要按照规定里程或时间间隔定期检测或更换。新型的能保证行驶8 ～11 万千米。检测时有的要求用扫描仪器来测量氧传感器的输出，有的可用数字电压表检测输出电压信号随混合气浓度变化的情况，以及ecu 对电压信号的反应。 底盘控制用传感器是指分布在变速器控制系统、悬架控制系统、动力转向系统、防抱制动系统中的传感器，在不同系统中作用不同，但工作原理与发动机中传感器是相同的，主要有：变速器控制传感器、悬架系统控制传感器、动力转向系统传感器、防抱制动传感器。 车身控制用传感器主要目的是提高汽车安全性、可靠性、舒适性等，主要有应用于自动空调系统中的多种温度传感器、风量传感器、日照传感器等；安全气囊系统中加速度传感器；
汽车发动机电子控制单元（ECU） 功能说明书
佛山菱电变频实业有限公司王和平 2004年3月 一、概述 汽车发动机控制系统一般有进气系统、燃油供给系统、点火系统、电脑控制系统四大部分组成。进气系统由空气滤清器、空气流量计、节气门、进气总管、进气歧管等组成，它为发动机可燃混合气提供所需空气；燃油供给系统由燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、喷油器和供油管等组成，它为发动机可燃混合气提供所需燃油；点火系统为发动机提供电火花，它由点火电子组件、点火线圈、火花塞、高压导线等组成；电脑控制系统由电子控制单元（ECU）和各种传感器组成，它控制燃油喷射时间和喷射量以及点火时刻。 汽车发动机电子控制单元（ECU）是汽车发动机控制系统的核心，它可以根据发动机的不同工况，向发动机提供最佳空燃比的混合气和最佳点火时间，使发动机始终处在最佳工作状态，发动机的性能（动力性、经济型、排放性）达到最佳。 汽车发动机机电子控制单元（ECU）的主要功能： 1、燃油喷射（EFI）控制 ⑴、喷油量控制
发动机控制器（ECU）将进气量和发动机负荷作为主要控制信号，以确定喷油脉冲宽度（即基本喷油量），并根据循环水温度、进气温度、进气压力、尾气氧含量等信号修正喷油量，最后确定总喷油量。 ⑵、喷油正时控制 采用多点顺序燃油喷射系统的发动机，ECU除了控制喷油量外，还要根据发动机各 缸的点火顺序，将喷油时间控制在最佳时刻，以使燃油充分燃烧。 ⑶、断油控制 减速断油控制：汽车在正常行驶中，驾驶员突然松开油门踏板时，ECU自动中断燃油喷射，直至发动机转速下降到设定的低转速时再恢复喷油。 超速断油控制：当发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速时，ECU自动中断喷油，直至发动机转速低于安全转速一定值且车速低于最高车速一定值时恢复喷油。 ⑷、燃油泵控制 当打开点火开关后，ECU控制燃油泵工作3秒钟，用于建立必要的油压。若此时发动机不起动，ECU控制燃油泵停止工作。在发动机起动和运转过程中，ECU控制燃油泵正常运转。 2、点火（ESA）控制 ⑴、点火提前角控制 发动机运转时，ECU根据发动机的转速和负荷信号，计算相应工况下的点火提前角，并根据发动机的水温、进气温度、节气门位置、爆震信号等修正点火提前角，最
热动导论及内燃机概况 热能与动力工程主要学习动力工程及工程热物理的基础理论，学习各种能量转换及有效利用的理论和技术，受到现代动力工程师的基本训练；具有进行动力机械与热工设备设计、运行、实验研究的基本能力。 而且主要分为暖通和内燃机两个方向。对于内燃机，以其热效率高、结构紧凑，机动性强，运行维护简便的优点著称于世。一百多年以来，内燃机的巨大生命力经久不衰。目前世界上内燃机的拥有量大大超过了任何其它的热力发动机，在国民经济中占有相当重要的地位。现代内燃机更是成为了当今用量最大、用途最广、无一与之匹敌的的最重要的热能机械。 当然内燃机同样也存在着不少的缺点，主要是：对燃料的要求高，不能直接燃用劣质燃料和固体燃料；由于间歇换气以及制造的困难，单机功率的提高受到限制，现代内燃机的最大功率一般小于4万千瓦，而蒸汽机的单机功率可以高达数十万千瓦；内燃机不能反转；内燃机的噪声和废气中有害成分对环境的污染尤其突出。可以说这一百多年来的内燃机的发展史就是人类不断革新，不断挑战克服这些缺点的历史。 内燃机发展至今，约有一个半世纪的历史了。同其他科学一样，内燃机的每一个进步都是人类生产实践经验的概括和总结。内燃机的发明始于对活塞式蒸汽机的研究和改进。在它的发展史中应当特别提到的是德国人奥托和狄塞尔，正是他们在总结了前人无数实践经验的基础上，对内燃机的工作循环提出了较为完善的奥托循环和狄塞尔循环，才使得到他们为止几十年间无数人的实践和创造活动得到了一个科学地总结，并有了质的飞跃，他们将前任粗浅的、纯经验的、零乱无序的的经验，加以继承、发展、总结、提高，找出了规律性，为现代汽油机和柴油机热力循环奠定了热力学基础，为内燃机的发展做出了伟大的贡献。 我们通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲轴连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。常见的有柴油机和汽油机，通过将内能转化为机械能，是通过做功改变内能。 往复活塞式内燃机的种类很多，主要的分类方法有这样一些：按所用的燃料的不同，分为汽油机，柴油机、煤油机、煤气机（包括各种气体燃料内燃机）等；按每个工作循环的行程数不同，分为四冲程和二冲程；按着火方式不同，分为点燃式和压燃式；按冷却方式不同，分为水冷式和风冷式；按气缸排列形式不同，分为直列式、V型、对置式、星型等；按气缸数不同，分为单缸内燃机和多缸内燃机等；按内燃机的用途不同，分为汽车用、农用、机车用、船用以及固定用等等。 首先我们来看一下汽油机在本世纪的发展历程。在汽车和飞机工业的推动下汽油机取得了长足的发展。按提高汽油机的功率、热效率、比功率和降低油耗等主要性能指标的过程，可以把汽油机的发展分为四个阶段。 第一阶段是本世纪最初二十年，为适应交通运输的要求，以提高功率和比功率为主。采取的主要技术措施是提高转速、增加缸数和改进相应辅助装置。这个时期内，转速从上世纪的500—800r/min提高到1000—1500r/min，比功率从3.68W/Kg提高到441.3—735.5W/Kg，对提高飞机的飞行性能和汽车的负载能力具有重大的意义。 第二阶段时间在20年代，主要解决汽油机的爆震燃烧问题。当时汽油机的压缩比达到4时，汽油机就发生爆震。美国通用汽车公司研究室的米格雷和鲍义德通过在汽油中加入少量的四乙基铝，干扰氧和汽油分子化合的正常过程，解决了爆震的问题，使压缩比从4提高到了8，大大提高了汽油机的功率和热效率。当时另一严重影响汽油机功率和热效率的因素是燃烧室的形状和结构，英国的里卡多及其合作者通过对多种燃烧室及燃烧原理的研究，改进了燃烧
汽车电子控制系统英文缩写 AFM 空气流量计 AIC 空气喷射控制 AIS 空气喷射系统 ALT 海拔开关 A/M 自动—手动 ASC 自动稳定性控制 AT(A/T) 自动变速器 ATS 空气温度传感器 B+ 蓄电池正极 BPA 旁通空气 BPS 大气压力传感器 BTSC 上止点前 CCS 巡航控制系统 CFI 中央燃油喷射 CFI 连续燃油喷射 CID 判缸传感器 CIS (燃油)连续喷射系统 CIS气缸识别传感器(判缸传感器) CNG 天然气 CNGV 天然气汽车 CPS 轮轴位置传感器 CPS 曲轴位置传感器 CPU 中央处理器 CTP 节气门关闭位置
CTS 冷却液温度传感器CYL 气缸（传感器）DC 直流电 DI 分电器点火 DIS 无分电器点火系统DIAGN 诊断 DLC 数据线接 DLI 无分电器点火DTC 诊断故障码ECA 电子控制点火提前ECCA发动机集中控制系统ECD 电子控制柴油机ECM 发动机控制模块ECT 电控变速器ECT 发动机机冷却液温度ECU 电子控制单元(电脑) EDS 柴油机电控系EEC 发动机电子控制EFI 电控燃油喷射EGI 电控汽油喷射EGR 废气再循环EIS 电子点火系统EPA 环保机构 ER 发动机运转ESA 电子点火提前
EST 电子点火正时 EUT 电子控制燃油喷射系统 EVAP燃油蒸气排放控制装置 FP 燃油泵 FTMP 燃油温度 FFM 热膜式空气质量流量计 HAC 海拔(高度)补偿阀 HEI 高能点火 HEUI液压电子控制燃油喷射系统HIC 热怠速空气补偿阀 HO2S 加热型氧传感器 HZ 故障灯 IAA 怠速空气调整 IAB 进气旁通控制系统 IAC 进气控制 IACV 进气控制阀 常用汽车英文缩写含义全攻略Quattro-全时四轮驱动系统 Tiptronic-轻触子-自动变速器 Multitronic-多极子-无级自动变速器 控制系统 ABC-车身主动控制系统 DSC-车身稳定控制系统 VSC-车身稳定控制系统 TRC-牵引力控制系统 TCS-牵引力控制系统 ABS-防抱死制动系统 ASR-加速防滑系统 BAS-制动辅助系统 DCS-车身动态控制系统 EBA-紧急制动辅助系统
简析汽车发动机发展现状及未来发展趋势 摘要：由于石油短缺和环保的双重压力，整车及发动机生产企业纷纷投入巨资进行各种高燃效、低能耗、低排放发动机的研发，因此，节能环保型的发动机将成为未来大发展趋势。 关键词：发动机发展现状未来发展 中国的汽车制造业发展迅猛，并且仍具有强大的发展空间，在汽车市场快速增长的拉动下，国内发动机市场近几年也呈现出蓬勃发展之势。近年来，面对世界石油资源日趋枯竭以及对环保要求的不断提高，人们十分重视发动机代用燃料的研究，如天然气、二甲醇以及混合动力等新产品在发动机上得到逐步的研发及应用。国内无论是整车企业还是专业的发动机制造企业都在加大研发力度，以求在激烈的市场上占据一席之地。外资企业也蜂拥而至，试图在前景光明的中国发动机市场分一杯羹。 性能先进优良、稳定性能好的发动机技术将在汽车节能、环保技术开发中起着关键性的决定作用。因此打造优良的汽车发动机成为提升汽车质量品牌的关键之举。由于石油短缺和环保的双重压力，整车及发动机生产企业纷纷投入巨资进行各种高燃效、低能耗、低排放发动机的研发，因此，节能环保型的发动机将成为未来大发展趋势。 1.目前我国发动机的发展现状体现在： 1.1.我国的汽车发动机以外资、合资品牌为主，自主品牌发展缓慢因历史原因，我国的汽车发动机生产起步晚，技术力量薄弱。虽然自主品牌乘用车发动机，尤其是轿车、微型车和商用车的发动机产销量出现了明显增长，市场份额不断扩大，但发动机的核心技术，如涡轮增压技术、燃油电喷技术、高压共轨技术等核心仍掌握在外资手中。我国的轿车发动机大多是改革开放后从引进、合资开始起步的。例如一汽与德国大众、上汽与美国通用、一汽与日本丰田、北京与现代以及北京与奔驰等。而自主品牌，如奇瑞、吉利、华晨等企业，基本都是2000年以后发展起来的，特别在最近的5年之中，才进入迅速发展时期，但与合资进入中国市场的跨国汽车巨头相比，明显起步晚了。因此，不论从技术还是产量上，与外资、合资品牌相比，国产自主品牌都存在着明显的差距。目前，轿车发动机，外资、合资品牌约占70%的市场份额，而自主品牌轿车发动机只占30%的市场份额。 1.2.发动机产销逐年增长，生产集中度明显提高 中汽协的有关数据显示，2011年全年，我国累计产销汽车发动机1671.91万台和1697.14万台，2011年发动机生产企业销售累计增长最快的是上汽通用五菱，增幅为59.30%；最小的是北京现代，增幅为11.09%。在汽车行业迅猛发展的今天，发动机的产销发展前景更为广阔。但发动机的产销量仍然集中在各大合
电子控制 汽车发动机油门控制系统的开发 陈培红1,田 颖2,聂圣芳1,卢青春1 (1.清华大学汽车工程系,北京 100084; 2.北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京 100044) 摘要:开发了基于摩托罗拉16位单片机M C9S12DP256B 的汽车发动机油门控制系统,介绍了单片机核心控制电路、力矩电机驱动电路及控制算法设计,该系统已应用到电涡流测功机控制器中,实现了对发动机油门位置的控制。试验证明,该系统运行稳定、可靠,控制效果良好。 关键词:汽车发动机;油门控制;控制电路;单片机 中图分类号:T K421 文献标志码:B 文章编号:1001-2222(2006)05-0045-03 油门执行器主要由直流力矩电机和拉线机构构成,汽车发动机台架油门执行器内部安装与电机旋转方向相反的拉力弹簧,控制系统通过功率驱动电路调节电机线圈中电流大小来调节其输出力矩,不同的输出力矩可以通过与其内部拉力弹簧反力矩相平衡而稳定在任意恒定位置。油门执行器与发动机油门相连来控制其油门位置,发动机在不同的油门位置时发出的功率不同,直接影响着发动机扭矩和转速输出,对于发动机转速调节是一个相当重要的环节,油门执行器恒定位置控制需要有很好的稳态和动态调节特性。 1 油门控制系统 直流力矩电机的基本工作原理和普通直流电机相同,只是在结构和外形尺寸比例上有所不同。从直流电机基本工作原理可知,设直流电机每个磁极下磁感应强度平均值为B ,电枢绕组导体上的电流为I a ,导体的有效长度(即电枢铁心的厚度)为L ,则每根导体所受的电磁力为F =B I a L ,则电磁转矩为 T =N F D 2=(B N L D)I a 2 ,(1) 式中,N 为电枢绕组总匝数;D 为电枢铁心直径。 由式(1)可知,一台成品力矩电机的B,N,L ,D 都是固定不变的。由于电磁转矩和I a 成正比,而I a 又和加在电枢绕组导体上的电压有效值成正比,所以,电磁转矩和加在电枢绕组导体上的电压有效值也成正比[1]。本研究所述的闭环控制,主要是控制电枢绕组导体上的电压有效值。 图1示出油门闭环控制系统框图。主要由功率MOSFIT 主回路、MOSFIT 控制电路、单片机核心电路、滤波电路、油门给定电路、位置检测及调理电路组 成。 图1 油门闭环控制系统框图 2 硬件及控制算法设计 2.1 单片机核心控制电路 单片机核心控制电路主要由16位单片机MC9S12DP256及12位A/D 转换芯片MAX180组成。M C9S12DP256的主频高达25MH z,片上还集成了许多标准模块,片内拥有12kB 的RAM,4kB 收稿日期:2006-04-29;修回日期:2006-08-16 作者简介:陈培红(1965 ),女,山西省定襄县人,工程师,主要从事汽车电子产品的研发工作. 第5期(总第165期)2006年10月 车 用 发 动 机VEHICL E ENGIN E N o.5(Serial N o.165) Oct.2006
汽车电子控制系统 概述
第四章汽车电子控制系统概述 第一节汽车电子技术的发展背景 汽车既可作为生产运输的生产用品, 又可作为代步、休闲、旅游等消费用品, 汽车技术的发展是人类文明史的见证。随着社会、经济的发展, 汽车成为人类密不可分的伙伴。当然, 汽车的发展也带来了一些负面的影响, 如随着汽车保有量的增加, 交通条件、安全、环境污染也成了日益严重的问题。汽车的安全、环保和节能是当今汽车技术发展的主要方向。 一、安全、环保和节能推动了汽车技术的发展 汽车的安全性是人类社会的一大祸害, 车辆的制动安全性、驱动安全性与行驶安全性是道路交通安全事故的三大主要根源。全世界每年由于交通事故死亡约50万人, 排在人类死亡原因的第10位; 中国当前每年因交通事故死亡占全国总死亡人数的1.5%, 约每年10万人。为此, 科技人员从汽车的主动安全性和被动安全性两个方面着手, 设计了防滑控制系统、车辆姿态控制系统、智能防撞预警与应急保护系统、碰撞后的保护系统等一系列电子控制装置。 HC和NOx 混合在一起, 在强烈的阳光照射下, 会发生一系列光化学反应, 产生臭氧和各种化合物。臭氧( O3) 具有很强的氧化性和毒性。1963年美国洛杉矶地区发生了光化学烟雾事件, 促使各国对大气污染的重视研究。据统计, 城市大气污染物一氧化碳( CO) 、碳氢化合物( HC) 和氮氧化物( NOx) 的主要污染源是汽车排气。因此, 世界各国都相继制订了日益严格的汽车排放物限制法规。另外, 随着汽车保有量的增加, 汽车噪声也是环境保护的重点治理对象。于是, 现代轿车普遍装有喷油与点火控制、废气再循环及三元催化等发动机尾气控制装置。人们还在降低机械噪声、隔振、隔音等方面进行了大量的实验与改进工作。 进入二十世纪70年代, 全球的石油危机, 使汽车节能问题受到
汽车发动机电子控制单 元E C U精编 Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986
汽车发动机电子控制单元（ECU） 功能说明书 佛山菱电变频实业有限公司王和平
2004年3月 一、概述 汽车发动机控制系统一般有进气系统、燃油供给系统、点火系统、电脑控制系统四大部分组成。进气系统由空气滤清器、空气流量计、节气门、进气总管、进气歧管等组成，它为发动机可燃混合气提供所需空气；燃油供给系统由燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、喷油器和供油管等组成，它为发动机可燃混合气提供所需燃油；点火系统为发动机提供电火花，它由点火电子组件、点火线圈、火花塞、高压导线等组成；电脑控制系统由电子控制单元（ECU）和各种传感器组成，它控制燃油喷射时间和喷射量以及点火时刻。 汽车发动机电子控制单元（ECU）是汽车发动机控制系统的核心，它可以根据发动机的不同工况，向发动机提供最佳空燃比的混合气和最佳点火时间，使发动机始终处在最佳工作状态，发动机的性能（动力性、经济型、排放性）达到最佳。 汽车发动机机电子控制单元（ECU）的主要功能： 1、燃油喷射（EFI）控制 ⑴、喷油量控制 发动机控制器（ECU）将进气量和发动机负荷作为主要控制信号，以确定喷油脉冲宽度（即基本喷油量），并根据循环水温度、进气温度、进气压力、尾气氧含量等信号修正喷油量，最后确定总喷油量。 ⑵、喷油正时控制 采用多点顺序燃油喷射系统的发动机，ECU除了控制喷油量外，还要根据发动机各
缸的点火顺序，将喷油时间控制在最佳时刻，以使燃油充分燃烧。 ⑶、断油控制 减速断油控制：汽车在正常行驶中，驾驶员突然松开油门踏板时，ECU自动中断燃油喷射，直至发动机转速下降到设定的低转速时再恢复喷油。 超速断油控制：当发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速时，ECU自动中断喷油，直至发动机转速低于安全转速一定值且车速低于最高车速一定值时恢复喷油。 ⑷、燃油泵控制 当打开点火开关后，ECU控制燃油泵工作3秒钟，用于建立必要的油压。若此时发动机不起动，ECU控制燃油泵停止工作。在发动机起动和运转过程中，ECU控制燃油泵正常运转。 2、点火（ESA）控制 ⑴、点火提前角控制 发动机运转时，ECU根据发动机的转速和负荷信号，计算相应工况下的点火提前 角，并根据发动机的水温、进气温度、节气门位置、爆震信号等修正点火提前角，最后得到一个最佳的点火正时。在点火正时前的某一预定角，ECU控制点火线圈的初级通电，在到达点火正时角时，ECU切断点火线圈初级电流并在次级线圈中感应出高压电使相应气缸的火花塞跳火，点燃混合气。 ⑵、通电时间（闭合角）控制 点火线圈初级电路在断开时需要保证足够大的电流，以使次级线圈产生足够高的电压。与此同时，为防止通电时间过长而使