汽車電控技術(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)

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1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)第1章緒論汽車電子控制技術(shù)是汽車的重要組成部分，其性能的好壞直接影響到汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性、排氣凈化及舒適性。例如：為使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)獲得最高的經(jīng)濟(jì)性，需靠點(diǎn)火系統(tǒng)才能在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)火；為使汽車在制動(dòng)過程中有良好的操縱性能，需采用電子控制防抱死制動(dòng)裝置；為保證汽車工作可靠、行駛安全，則有賴于各種其他電子控制系統(tǒng)的正常工作。1.1汽車電子控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展隨著汽車結(jié)構(gòu)的改進(jìn)與性能的不斷提高，汽車上裝用的傳統(tǒng)電氣設(shè)備正面臨著巨大的沖擊。近年來，伴隨電子工業(yè)的發(fā)展，電子

2、技術(shù)在汽車上的應(yīng)用越來越多，車用電子裝置的新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，特別是大規(guī)模集成電路及微型處理機(jī)的應(yīng)用，大大推動(dòng)了汽車工業(yè)的發(fā)展，同時(shí)亦給汽車的控制裝置帶來了巨大的變革。當(dāng)前，電子技術(shù)在解決汽車所面臨的油耗、安全、排放等方面正起著重要作用。如電子控制汽油噴射裝置和電子點(diǎn)火裝置的應(yīng)用不僅可節(jié)油5%到10%，同時(shí)對(duì)排氣凈化也十分有利；電子控制防抱死制動(dòng)裝置的應(yīng)用不但可使汽車在泥濘路面上高速行駛，而且緊急制動(dòng)時(shí)可防止側(cè)滑，保證汽車安全制動(dòng)。此外，在實(shí)現(xiàn)操縱自動(dòng)化和提高舒適性等方面也離不開電器與電子設(shè)備的應(yīng)用。

3、可見隨著汽車工業(yè)和電子工業(yè)的高速發(fā)展，汽車上所裝用的電器與電子設(shè)備的數(shù)量將與日俱增，所起的作用也會(huì)越來越重要。微處理器實(shí)質(zhì)上就是一種比較簡單、便宜的單片計(jì)算機(jī)。它把中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器和輸入/輸出接口電路集成在一塊芯片上。微處理器工作時(shí)，通過各種傳感器接收各種輸入信號(hào)，經(jīng)過分析、計(jì)算后再向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，控制機(jī)械裝置動(dòng)作。由于汽車運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作過程相當(dāng)復(fù)雜，因此，要對(duì)其進(jìn)行適時(shí)控制，傳統(tǒng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)已力不從心，而微處理器在這方面卻能大顯身手。國外汽車運(yùn)用電子技術(shù)從20世紀(jì)

4、60年代開始，而大規(guī)模的運(yùn)用在20世紀(jì)90年代以后。從汽車電子化發(fā)展進(jìn)程來看，可分為三個(gè)階段。第一階段，從20世紀(jì)60年代中期到20世紀(jì)70年代末期，汽車上運(yùn)用電子技術(shù)主要是對(duì)汽車電器產(chǎn)品進(jìn)行電子技術(shù)改造，以改善部分性能。如晶體管電壓調(diào)節(jié)器、交流發(fā)電機(jī)及晶體管點(diǎn)火裝置等。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車需求數(shù)量呈直線增長，汽車排放公害日益嚴(yán)重，能源危機(jī)問題日益突出，以及汽車的安全問題迫使各國政府出臺(tái)相應(yīng)的法規(guī)，使各國汽車生產(chǎn)廠家無不感到巨大壓力。而傳統(tǒng)的常規(guī)方法對(duì)此已無能為力。所

5、幸的是從20世紀(jì)70年代末期到20世紀(jì)90年代中期，由于電子工業(yè)的長足發(fā)展，特別是集成電路、大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，為人們?cè)谄嚿蠌V泛采用電子技術(shù)提供了可能，形成汽車電子技術(shù)發(fā)展的第二階段。這一階段的主要特征是，廣泛采用機(jī)電一體化裝置，解決機(jī)械系統(tǒng)無法解決的復(fù)雜的自動(dòng)控制問題，強(qiáng)調(diào)解決汽車的安全、環(huán)保及節(jié)能三大問題，從而引發(fā)了世界范圍內(nèi)的汽車技術(shù)革命，給汽車工業(yè)帶來了劃時(shí)代的變革。第三個(gè)階段，應(yīng)從20世紀(jì)90年代中期至今，預(yù)計(jì)可延續(xù)到2010年，其特征是強(qiáng)調(diào)以人-車-環(huán)境為

6、主線的系統(tǒng)工程整體優(yōu)化，主要體現(xiàn)在智能化上。隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，將人工智能用于汽車系統(tǒng)控制已成為不爭的事實(shí)?？梢韵嘈牛S著電子技術(shù)、信息技術(shù)、能源技術(shù)、新材料技術(shù)、人體科學(xué)及其他新興科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，將會(huì)提供滿足未來汽車發(fā)展需求的各種高新技術(shù)，使得汽車不僅在高速公路上行駛，而且將在信息高速公路上奔馳；不僅成為人們可靠的交通工具，還將變成人際間交往的流動(dòng)辦公室和舒適的休閑娛樂室，成為人類社會(huì)活動(dòng)中的重要場(chǎng)所。隨著科技的飛速發(fā)展，汽車裝備日趨完善，汽車內(nèi)部配備越來越多的電子控制系統(tǒng)，要求大

7、批的數(shù)據(jù)信息能夠在不同的子系統(tǒng)中共享，汽車綜合控制系統(tǒng)中大量的控制信號(hào)也需要實(shí)時(shí)交換，以提高信號(hào)的利用率，傳統(tǒng)的線束已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這種需求。為實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信，開發(fā)和組建了以CAN為代表的車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在各個(gè)汽車公司的高端產(chǎn)品中均有應(yīng)用。例如，德國寶馬(BMW)汽車公司在其3系、5系、7系中廣泛使用K-CAN、F-CAN、PT-CAN、byteflight、MOST等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，極大地提高了車輛的技術(shù)水準(zhǔn)。車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的大量應(yīng)用將是今后汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。1.2汽車電子

8、控制技術(shù)應(yīng)用概況縱觀近20年汽車技術(shù)電子化的發(fā)展過程，日益激烈的世界商業(yè)汽車市場(chǎng)的競(jìng)爭，以及節(jié)油、排放和安全方面的嚴(yán)重挑戰(zhàn)成為當(dāng)代汽車技術(shù)革命巨大的推動(dòng)力。同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)越來越多地應(yīng)用于汽車，因而便提供了處理各種事故和緊迫問題的十分有效的手段，各種車用電控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，許多新技術(shù)、新設(shè)備也層出不窮。目前在汽車上已經(jīng)使用的電子裝置品種已發(fā)展到了幾十種，它們由品種繁多的傳感器、電子控制單元(ECU)、微處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、顯示器和設(shè)計(jì)軟件集合而成，完成了極為