汽车发动机电子控制技术的发展过程经历了哪几个阶段?

供稿:hz-xin.com     日期:2024-05-06
汽车发动机电控技术的发展分几个阶段

60年代初,人们开始对汽车发动机周围零部件的电子化进行研究。首先使电压调节器及点火装置电子化。1960年,美国通用汽车公司(GM)开始采用is电子调节器,并于1967年以后在所有车中都换用IC电子调节器。1973年,美国通用汽车公司开始采用此电子点火装置,并逐渐普及使用。1974年起、通用公司开始装备加大火花塞电极间隙、增强点火能量的高能点火系统,并且力图将分电器、点火线圈和电子控制电路制成为一体。真正的电子控制点火系是由美国克莱斯勒汽车公司首创于1976年,称为电子式稀混合燃烧系统(ELBS),它根据进气温度、冷却水温、转速、负荷等由控制器(微型计算机)计算出最佳点火时刻,指令点火。
1977年,美国通用公司推出最早的数字控制点火系统,称为迈塞(MISA)R微机点火和自动调节系统。福特公司则首先开发了同时控制点火时刻,废气再循环和二次空
气的发动机电子控制系统。
电子燃油喷射的最初设想是在波士(Bosch)公司于1952年成功地将汽油机实现了直接喷射后,1957年由奔迪(Bendix)公司始创,而真正批量实现产品是1967年波士公司的D型燃油喷射装置,它根据进气歧管压力控制燃油喷射。为解决D型喷射装置存在的系统精度稍低,排放难以控制的问题,1972年波士公司便推出了L型燃油喷射装置,它直接测量进气量以控制燃油喷射。80 年 代 初,根据节气门开度和曲轴转速确定喷射的M型燃油喷射装置问世。之后,电子燃油喷射系统在全世界逐步推广和发展。
随着单片机技术的发展,出现了16位单片机,使得单一功能的控制技术被整机集中控制取代,同时实现优化的点火正时和精确的空燃比控制。如:日本日产汽车公司开发了能综合控制喷油、点火时刻、废气再循环、空燃比和怠速,并具有自我诊断功能的综合控制系统。
80 年 代 后期,高性能的16位单片机出现(如MCS一96),它适用于在更加复杂的实时处理系统中。高性能16位单片机丰富的软硬件资源和强大的性能可以使发动机的控制策略更加丰富和完善,特别是增强了系统的自学习、故障诊断及失效保护等方面。
90 年 代 ,23位单片机开始逐步得到应用,硬件上还采用了可编程逻辑阵列,数字信号处理DSP技术,微处理器外围芯片大规模集成化等电子技术。硬件功能的培强使得控制向整车方向发展,如Buick轿车采用了多种电子控制系统:动力总成(含发动机和变速箱)控制系统PCM、防抱死制动与牵引力控制系统EBC/EBTCM、安全气囊系统SIR、车身控制系统BCM等,其中PCM采用无分电器点火系统DSI和进气道多点顺序喷射系统。发动机控制包括:空燃比、燃油蒸发净化EVAP、怠速、排气再循环EGR、冷却风扇,空调离合器、点火提前角和点火闭合期。变速控制包括自动换挡等。
在应用单片机的电子控制装置中,控制程序被存储在微处理器或外部存储器的ROM、EPROM、EEPROM中.程序语言卞要采用汇编语言。在发 动 机 的控制理论方面,发动机的控制从以传统的查表法和PID控制方法向最优控制、自适应控制以及神经网路控制、模糊控制等现代控制理论方向发展,智能控制在发动机控制中的应用成为现在的一个研究热点。但目前,这些新的控制方法在成熟的产品中还不多见。

汽车电子控制技术的发展历史 在世界上第一辆汽车中,所谓的“电气系统”仅仅是由卡尔,本茨设计的由点火线圈和蓄电池所组成的点火装置。在随后生产的汽车中又增设了前灯和发动机起动电机这类的电器设备。汽车电子技术的第一次出现是本世纪 30 年代早期安装在轿车内的真空电子管收音机。由于电子管收音机有不抗震、体积大、耗电多等弊病,成为在汽车上推广应用的主要障碍,但是在汽车中安装收音机的设想始终没有消失。 1948 年晶体管的发明及 1958 年第一块集成电路( IC )的出现才真正开创了汽车电子技术的新纪元。 1955 年晶体管收音机问世后,采用晶体管收音机的汽车迅速增加,并作为标准部件安装在德国大众汽车上。从 60 年代起,轿车中开始使用半导体元器件。在汽车中首先使用的半导体元件是硅二极管,作为功率晶体管来替代原有的像电压调节器之类的电磁接触器等元器件。功率晶体管元件的应用极大地改善了汽车的性能和可靠性。 60 年代是汽车电子化的活跃时代。 标志着汽车电子控制技术真正发展的是在 1967 年首次将集成电路元件应用到汽车中,其结果是电子技术与汽车发动机电气系统相结合,开发出如车用发电机集成电路调压器、集成电路点火器等汽车电子产品。在同一年代,美国的克莱斯勒公司在其生产的汽车中配置电子控制的点火装置,而德国的波许( Bosch )公司则开发出电子控制的燃油喷射装置

汽车电子控制系统经历了四个主要的发展阶段。

第一个发展阶段:

为1974年以前,开始生产技术起点较低的交流发电机、电压调节器、电子闪光器、电子喇叭、间歇刮水装置、汽车收音机、电子点火装置和数字钟等。

第二个发展阶段:

为1974~1982年,以集成电路和16位以下的微处理器在汽车上的应用为标志。主要包括电子燃油喷射、自动门锁、程控驾驶、高速警告系统、自动灯光系统、自动除霜控制、防抱死系统、车辆导向、撞车预警传感器、电子正时、电子变速器、闭环排气控制、自动巡航控制、防盗系统、实车故障诊断等电子产品。

这期间最具代表性的是电子汽油喷射技术的发展和防抱死(ABS)技术的成熟,使汽车的主要机械功能用电子技术来控制。但是,在此阶段机械与电器的联接并不十分理想。

第三个发展阶段:

为1982~1990年微电脑在汽车上的应用日趋可靠和成熟,并向智能化方向发展。开发的产品有胎压控制、数字式油压计、防睡器、牵引力控制、全轮转向控制、直视仪表板、声音合成与识别器、电子负荷调节器、电子道路监视器、蜂窝式电话、可热式挡风玻璃、倒车示警、高速限制器、自动后视镜系统、道路状况指示器、电子冷却控制和寄生功率控制等。

第四发展阶段:

1990年以后,可以说进入了汽车电子技术的第四个发展阶段。微波系统、多路传输系统、ASKS-32位微处理器、数字信号处理方式的应用,使通讯与导向协调系统、自动防撞系统、动力最优化系统、自动驾驶与电子地图技术得到发展,特别是智能化汽车的出现。有些我们都还没办法实现。



60年代初,人们开始对汽车发动机周围零部件的电子化进行研究。首先使电压调节器及点火装置电子化。1960年,美国通用汽车公司(GM)开始采用is电子调节器,并于1967年以后在所有车中都换用IC电子调节器。1973年,美国通用汽车公司开始采用此电子点火装置,并逐渐普及使用。1974年起、通用公司开始装备加大火花塞电极间隙、增强点火能量的高能点火系统,并且力图将分电器、点火线圈和电子控制电路制成为一体。真正的电子控制点火系是由美国克莱斯勒汽车公司首创于1976年,称为电子式稀混合燃烧系统(ELBS),它根据进气温度、冷却水温、转速、负荷等由控制器(微型计算机)计算出最佳点火时刻,指令点火。
1977年,美国通用公司推出最早的数字控制点火系统,称为迈塞(MISA)R微机点火和自动调节系统。福特公司则首先开发了同时控制点火时刻,废气再循环和二次空
气的发动机电子控制系统。
电子燃油喷射的最初设想是在波士(Bosch)公司于1952年成功地将汽油机实现了直接喷射后,1957年由奔迪(Bendix)公司始创,而真正批量实现产品是1967年波士公司的D型燃油喷射装置,它根据进气歧管压力控制燃油喷射。为解决D型喷射装置存在的系统精度稍低,排放难以控制的问题,1972年波士公司便推出了L型燃油喷射装置,它直接测量进气量以控制燃油喷射。80 年 代 初,根据节气门开度和曲轴转速确定喷射的M型燃油喷射装置问世。之后,电子燃油喷射系统在全世界逐步推广和发展。
随着单片机技术的发展,出现了16位单片机,使得单一功能的控制技术被整机集中控制取代,同时实现优化的点火正时和精确的空燃比控制。如:日本日产汽车公司开发了能综合控制喷油、点火时刻、废气再循环、空燃比和怠速,并具有自我诊断功能的综合控制系统。
80 年 代 后期,高性能的16位单片机出现(如MCS一96),它适用于在更加复杂的实时处理系统中。高性能16位单片机丰富的软硬件资源和强大的性能可以使发动机的控制策略更加丰富和完善,特别是增强了系统的自学习、故障诊断及失效保护等方面。
90 年 代 ,23位单片机开始逐步得到应用,硬件上还采用了可编程逻辑阵列,数字信号处理DSP技术,微处理器外围芯片大规模集成化等电子技术。硬件功能的培强使得控制向整车方向发展,如Buick轿车采用了多种电子控制系统:动力总成(含发动机和变速箱)控制系统PCM、防抱死制动与牵引力控制系统EBC/EBTCM、安全气囊系统SIR、车身控制系统BCM等,其中PCM采用无分电器点火系统DSI和进气道多点顺序喷射系统。发动机控制包括:空燃比、燃油蒸发净化EVAP、怠速、排气再循环EGR、冷却风扇,空调离合器、点火提前角和点火闭合期。变速控制包括自动换挡等。
在应用单片机的电子控制装置中,控制程序被存储在微处理器或外部存储器的ROM、EPROM、EEPROM中.程序语言卞要采用汇编语言。在发 动 机 的控制理论方面,发动机的控制从以传统的查表法和PID控制方法向最优控制、自适应控制以及神经网路控制、模糊控制等现代控制理论方向发展,智能控制在发动机控制中的应用成为现在的一个研究热点。但目前,这些新的控制方法在成熟的产品中还不多见。



电控发动机与化油器式发动机最大的不同在燃油供给系。电控发动机的燃油供给系取消了化油器,却增加了不少电子自动控制装置。其中包括许多传感器,执行元件和ECU。
电控发动机不仅要完成化油器所要完成的任务,而且要完成化油器难以完成的任务。例如,使可燃混合气的空燃比浓度能控制在所需要的范围内。化油器式发动机油路和电路划分的非常清楚,互相影响不大。而电控发动机燃油供给系统增加了电子控制部分,这就使得油路和电路相互联系,它不仅影响发动机燃油系的工作,而且还影响发动机的正常运行。由于电控发动机电子控制装置的增加,这就使发动机的整个结构(包括电控系)更为复杂。
快速
导航
结构组成
 
工作原理
 
待测参数
 
优点
基本思想
在初期,是以电子技术替代机械控制技术实现系统的功能,并对其功能进行扩展,使性能得到大幅度提高;发展到一定程度后,电子技术可以促使系统原理发生本质变化,从而可以突破局限,使发动机性能得以大幅度提高。

电控发动机
结构组成
电子控制单元
电控单元(ECU)是发动机电子控制系统的核心。它完成发动机各种参数的采集和喷油量、喷油定时的控制,决定整个电控系统的功能。
传感器
传感器(Sensor)将发动机工况与环境的信息通过各种信号即时、真实的传递到ECU。
换句话说,ECU所了解到的只是一个由诸多信号所构成的发动机。所以,传感器信息的准确性、再现性与即时性就直接决定控制的好坏。
执行器
电控系统要完成的各种控制功能,是靠各种执行器来实现的。
在控制过程中,执行器将ECU传来的控制信号转换成某种机械运动或电器的运动,从而引起发动机运行参数的改变,完成控制功能。
工作原理
以发动机转速和负荷作为反映发动机实际工况的基本信号,参照由试验得出的发动机各工况相对应的喷油量和喷油定时脉谱图来确定基本的喷油量和喷油定时,然后根据各种因素(如水温、油温、、大气压力等)对其进行各种补偿,从而得到最佳的喷油量和喷油正时或点火定时,然后通过执行器进行控制输出。

汽车发动机,电控系统的发展史经历了哪些阶段,他们分别是?
答:并向智能化方向发展第四个阶段为从2005年开始进入汽车电子技术,有通信系统,多路传输系统等开始应用

汽车发动机电控技术发展?
答:第二阶段,从20世纪70年代末期到90年代中期,为解决安全、污染、和节能三大问题,研制出电控汽油喷射系统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统。第三阶段,20世纪90年代中期以后,电子技术广泛的应用在底盘、车身、和车用柴油发...

汽车发动机电控系统的发展历史?
答:第一发展阶段为1971年以前电子点火装置的使用。第二,发展阶段为1974年至1982年,以集成电路和16位以下的微处理器,在汽车上的应用为标志。该电控系统主要包括电子喷油,电子修正闭环,排气控制,实现汽车故障诊断等电子产品。...

汽车电子化发展经历了几个阶段?
答:汽车电子化发展经历了3个阶段,分别为:单独控制阶段、集中控制阶段、网络控制阶段。第一阶段:单独控制阶段。20世纪50年代到60年代,是汽车电子技术发展的初级阶段,由原有的机械构造的置换型分立电子装置发展为独立的零部件,...

汽车电子技术发展经历了哪三个阶段?
答:电子技术在汽车上的应用越来越普遍,有电控车身高度和悬架刚度、定速巡航电控系统、电控空调系统、电控安全气囊系统、电控门窗系统等很多方面。因此,现代汽车电控技术的发展具备交通安全、环境保护和节能三大特点。

简述汽车电子控制技术的发展历程
答:标志着汽车电子控制技术真正发展的是在 1967 年首次将集成电路元件应用到汽车中,其结果是电子技术与汽车发动机电气系统相结合,开发出如车用发电机集成电路调压器、集成电路点火器等汽车电子产品。在同一年代,美国的克莱斯勒公...

电控发动机的历史背景
答:进入70年代,能源危机和电子技术的发展使电控汽油喷射成为汽车工业的重要发展方向,随着电子技术的发展,电控汽油喷射系统经历了从晶体管,集成电路到微机控制,从模拟式到数字式的发展过程。1967年,德国bosch公司bendix公司专利基础上,率先开发出...

谁能提供汽车发动机电控系统的背景和发展史?
答:发动机在百年的发展历史中,无论是在材料上、加工制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高,不断地将最新的电子科技与发动机融为一体,把发动机改进成一个复杂但稳定的机电一体化产品,汽车厂商也将发动机的性能作为...

汽车发动机电控系统的发展趋势,最近几年怎么发展?
答:电子技术的巨大进步,提高了电子元件的可靠性及处理能力显著,提高利用电子技术给做汽车提供了条件,未来发动机电子的发展将会集中在节能,环保,安全和舒适等方面。

我国汽车什么开始使用电喷系统的?
答:电子控制汽油喷射的诞生 随着汽车工业的飞速发展,汽车的尾气排放带来的空气污染日益严重,西方各国都制定了严格的汽车排放法规法案。同时受能源危机的冲击以及电子技术、计算机等的飞速发展,促进了电子控制汽油喷射发动机的诞生。1953年美国奔第...