电子技术在汽车上的应用

第1章绪论

在现代汽车上，电子技术的应用越来越广泛。随着汽车工业与电子工业的不断发展，今天的汽车已经逐步进入了电脑控制的时代。车身电器与电子设备是汽车的重要组成部分，其性能的好坏将直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排气净化及舒适性。计算机技术与电子技术广泛地应用于汽车，几乎已经深入到汽车所有的系统，大大推动了汽车工业的发展。

目前，国际汽车巨头纷纷将更多的电子信息技术设备装备到其整车中，在国外，中高档轿车采用的电子信息设备已经达到30%～50%，在一些高档车上，这个比率还要高。在电子信息技术设备供应商方面，也纷纷将下一个经济增长点定位在汽车电子产业上。摩托罗拉、英特尔、微软、德州仪器、飞利浦、西门子等这些过去为其他行业和产品提供技术支持的厂商，早已经做好了准备，有些产品已经为汽车提供了新的“动力”。

汽车电子技术是一宽口径的新专业。电子技术在汽车上的应用是现代汽车的特色之一。本专业学生除了学习必要的基本理论知识外，着重电控系统和电子电器设备模拟和数字电路等职业技能的实践、实训和创新能力的培养，突出电子技术的实用性和先进性，本专业培养熟悉汽车电子电器、电控系统故障诊断和维修的高级应用型技术人才。

汽车电子技术在汽车上作用越来越大，从一开始的转向闪光器、电子发电机调节器到电子仪表以及ECU电子燃油喷射系统无处不在。在安全方面ABS刹车系统和安全气囊也离不开电子技术，辅助驾驶方面，倒车雷达、海拔测量、电子指南针、GPS卫星定位都离不开电子。现在比较高级的汽车电子部分占用的成本比例已经超过20%。

未来的汽车朝低能耗、热机电动混合动力发展，这些方案的关键技术还是电子，

所以电子技术必然会成为汽车行业的重头戏。

第2章电子技术的应用

2.1电子技术在发动机上的应用

发动机电控技术可分为电控汽油喷射、电子点火、怠速控制、废气再循环控制、增压控制、故障自诊断、安全保险、备用控制以及其他控制技术。

2.1.1电子控制喷油装置

在现代汽车上，机械式或机电混合式燃油喷射系统已趋于淘汰，电控燃油喷射装置因其性能优越而得到了日益普及。。电子控制燃油喷射系统是以空燃比作为主要的控制目标。通过电子控制器对各种不同传感器送来的数据进行判断和计算来控制喷油器以一定的油压，正确、迅速地把汽油直接喷入发动机汽缸。电子控制器主要是根据进气量的多少来控制喷油量的。电子控制燃油喷射系统按喷油器的喷射位置不同可以分为单点喷射系统（SPI）和多点喷射系统（MPI）两种。多点喷射系统是每个汽缸安装一个喷油器，而单点喷射系统是整个系统中只有一个或两个喷油器，安装在节气门的上方。与传统的化油器相比，电子控制燃油喷射装置的最大特点是，在获得最大功率的同时，最大限度地节油和净化排气，因此是节约能源，降低排污的有效措施。

2.1.2电子点火装置

微机控制的电子点火系统主要由与点火有关的各种传感器、电子控制器（ECU）、点火电子组件、点火线圈、配电器、火花塞等组成。

其中传感器用来不断地收集与点火有关的发动机工作状况信息，并将收集到的数据输入电子控制器，作为运算和控制点火时刻的依据。电子点火系统中所用的传感器主要有曲轴转角传感器、曲轴转速传感器、曲轴基准位置传感器、进气管负压传感器、爆震传感器、空气流量及进气温度传感器等。其中前两种传感器是用来检

测发动机转速信号的，而发动机转速信号是微机用来确定点火提前角的最主要依据。由其他传感器检测得到的数据主要用于对点火提前角和点火时刻进行修正。

电子控制器也叫微机控制器，它是电子点火系统的中枢，用来接收传感器收集到的信号，并且在按照一定的程序进行判断、计算后，给电子点火组件输出最佳点火时

刻和初级电路导通时间的控制信号。微机控制的电子点火系统则可使发动机在任何工况下都处于最佳的点火时刻，从而更进一步改善发动机的动力性和经济性，降低排气污染。

2.1.

3.怠速控制装置

怠速控制均采用发动机转速反馈法的闭环控制方式,即发动机转速传感器将发动机的实际转速和目标转速进行比较,根据比较的差值确定使发动机达到目标值的控制量,并通过执行机构对发动机怠速转速进行校正。

车速传感器信号和节气门位置传感器信号用于判断发动机是否处于怠速工况,ECU便确认发动机处于怠速工况,并启动怠速控制系统实施怠速控制。冷却液温度传感器信号,空调压缩机接通信号,自动变速器档位信号,蓄电池电压等信号用来确定发动机怠速时的目标转速.不同怠速条件下的目标转速值已预先存储在ECU的存储器中.发动机转速信号作为怠速控制系统反馈信号,用来计算控制量的大小。ECU 一般不单独设置,是由燃油喷射系统,点火系统等共用一个,这使系统简单化,提高控制精度。执行机构的作用是调节发动机进气量,实现怠速控制.

2.1.4废气再循环控制装置

汽车发动机作为一个大气污染源，应该采取各种有效措施予以治理和改造。关于汽车发动机排气的控制和净化问题，各国都进行了大量研究工作，研制了不少的技术措施。这些方法大致可分为发动机本身的改进和增加排放净化装置。而由于发

动机本身的改进，较难满足日益严格的排放法规和降低成本的要求，因此现代汽车采取了多种排放控制措施来减少汽车的排气污染，如三元催化转换、废气在循环（EGR）、活性碳罐蒸发控制系统等。废气在循环简称为EGR（Exhaust Gas Recirculation）系统，是目前用于降低NOx排放的一种有效措施。

它是将一部分排气引入近期关于新混合气混合后进入汽缸燃烧，从而实现在循环，并对送入进气系统的排气进行最佳控制。普通电子式废气在循环（EGR）控制系统由废气再循环电磁阀、节气们位置传感器、废气再循环控制阀、曲轴位置传感器、发动机ECU、冷却液温度传感器、启动信号等组成。

2.1.5增压控制装置

发动机中增压系统的安装日渐增多，其目的是为了提高进气效率。电控增压系统的研制开发是增压技术又跨上一个台阶。目前，应用较普遍的是电控废气涡轮增压系统，其由切换阀、动作器、空气冷却器、空气滤清器、ECU、释压电磁阀组成。通常增压器是为了与发动机的低速小负荷工况相匹配的而设计的，当发动机大负荷运行时容易导致增压器超速运行而损坏，为此电控废气涡轮增压系统专门在排气管中废气涡轮使出增加了一旁通气道，由ECU对切换阀的开度大小进行调整。

2.1.6故障自诊断系统

现代轿车发动机的电控系统中，ECU一般都带有故障自诊断系统，自行检测、诊

断发动机控制系统各部分的故障。对于传感器，可通过检测器信号是否超出规定范围来直接进行判断；对于执行器，则在起初是电路中增设专门回路来实现监测，对于ECU本身，也有专用程序进行诊断。故障自诊断系统一般由电子控制器（ECU）中的识别故障及故障运行控制软件、故障监测电路和故障运行后被电路等组成。

2.1.7安全保险装置