汽车发动机电子控制单元(ECU)用半导体芯片的集成化趋势

汽车发动机电子控制单元(ECU)用半导体芯片的集成化趋势

汽车发动机控制ECU 半导体芯片的集成化趋势

杨斌, 马磐

英飞凌科技（中国）有限公司

来源:国际电子商情

【摘要】本文通过分析汽车发动机电子控制单元（ECU ）的功能需求，指出在排放法

规和燃油消耗法规推动下ECU 的功能升级和成本降低要求，推动了半导体芯片组的集成化发展趋势。在分析比较不同集成方案的基础上，详细介绍了英飞凌面向新兴国家市场推出

的发动机控制系统级集成芯片（u-chip ）。

【关键词】汽车电子，发动机控制，系统集成芯片

引言

从2000年至今，我国汽车保有量以年均10%以上的速度递增，2019年底国内汽车保

有量已突破一亿辆，我国车用能源消耗日益紧迫，汽车排放污染问题日益突出，突破能源

和环保的双重瓶颈已刻不容缓。

为解决车用能源短缺, 长期目标是发展新能源汽车(混合动力、纯电动汽车、燃料电

池汽车) ，短期较为可行的途径还是传统汽车的节能技术: 以技术节能与结构节能相结合，尤其是发展高效内燃机技术、辅助以传动与驱动技术、整车设计优化技术、轻量化技术来

达到降低车辆燃料消耗和减少排放的目标。

一．汽车发动机电子控制单元（ECU ）的基本功能需求

为满足不断加严的排放法规和油耗法规，汽油发动机作为我国乘用车的主要动力来源，其本身在不断进行着技术革新。车用汽油机的智能化主要包括几个方面：进排气系统、

压缩比、发动机温度和机油压力管理、燃烧形式等。

比如，

为满足欧洲3号排放法规而实施的闭环多点燃油喷射系统，紧耦合三元催化转换器及

加热型氧传感器，油箱蒸发排放控制，怠速控制，爆震控制；同时加入满足车载诊断（EOBD ）要求的催化器老化，发动机失火，氧传感器老化和蒸发控制系统等功能。

为满足欧洲4号排放法规加入的汽油机可变气门正时（VVT ）、可变气门升程（VVL ）和废气再循环（EGR ）控制系统；

以及为满足欧洲5号排放法规加入的汽油机进气涡轮增压，汽油机缸内直喷等技术。

为改善燃油经济性，发动机本体设计在提高效率和减少损耗的基础上，机体趋向小型化：

通过减少缸数（如4缸减到3缸）或减小燃烧室体积来缩小发动机排量，并辅助以进气增压系统及缸内直喷技术来提高功率。先进的小型化汽油发动机在城市工况时，能使CO2排放减少20%~25%；在高速公路工况时，能减少10%。要进一步减少CO2排放，可以通过启停系统及和自动变速箱的匹配实现。

另外，发动机附件的智能化控制可以使发动机在更佳的工况下工作，也有助于减少燃油消耗。比如由ECU 控制的电子水泵和电子机油泵（变量泵）将取代目前使用的节温器和传统机油泵。

轻型车排放法规乘用车燃料消耗法规

国3 +2019.7.1第一阶段2019.7.1GB19578

EOBD 2019.7.1第二阶段2019.7.1GB19578

国42019.7.1

第三阶段2019.1.1GB27999

国5

2019.2.1(北京)

以上发动机技术革新的实现都离不开由发动机电子控制单元（ECU ）控制的发动机管理系统（EMS ），随着发动机智能化控制程度的不断提高，ECU 作为发动机管理系统的“大脑”，其功能也逐渐增多，控制精度日益提高。

发动机电子控制单元ECU 的性能提高由软件和硬件配合实现，具体到硬件上则体现为处理运算速度的提高，功率输出通道及驱动能力的增加，通信接口的增加，传感器供电电源增强以及安全监控电路的导入等等。而这一切所带来的结果是ECU 电路板面积的增加和总体成本的上升。

与此同时，面对激烈的市场竞争，整车厂(OEM)要求包括ECU 在内的发动机管理系统整体价格逐年降低。

二．发动机ECU 控制芯片组的集成化趋势

为满足发动机控制系统的功能升级和成本降低要求，ECU 的主要组成器件-半导体芯片也在快速进行技术革新。得益于现代半导体技术的飞速发展，数字电路、模拟电路以及功率器件在单芯片上集成制造的工艺日趋完善，发动机控制芯片组呈现集成化发展趋势。

1. 典型发动机ECU 的硬件系统架构

早期发动机控制ECU 较多采用分立式方案，用多片基础IC 搭建出ECU 所需的各项功能，如下图所示。

随着发动机控制ECU 的功能逐渐统一成熟，某些必需的系统基础功能如电源，总线接口，看门狗监控等可以集成在一片芯片当中。形成了L-chip 的概念，如图中蓝线所示。这样部分提高了系统的集成度，减少了芯片组数量。

随着半导体制造工艺的进一步发展，发动机控制单元ECU 中除了中央处理器和一些驱动大电流负载的功率芯片（如IGBT ，H-bridge ）之外的其他功能模块全部集成到了单芯片之中，形成了U-chip 的概念，如图中红线所示。这样最大程度上提高了系统集成度，减少了芯片组数量，并且有利于缩小PCB 板面积。

也许在不远的将来，将MCU 与U-Chip 集成一体，从而形成O-Chip 的设想将会变为现实。

2. 芯片集成将有助于满足ECU 性能提高和成本降低的双重挑战

随着芯片集成度的不断提高，在不断增强ECU 功能的同时，使用芯片组的数量却在大幅下降；同时芯片集成度的提高，可以使电路板面积保持不变甚至减小。因此在增加ECU 功能的同时，保持总体成本不变甚至更低。

比如在2019年国内市场上满足欧三排放法规设计的典型ECU ，其芯片组数量一般为8~10片左右，所支持的输出控制通道数为15~18路。

2019年满足欧四排放法规设计的ECU ，芯片组数量下降到5~6片，所支持的输出通道数却上升到24~26路。

在未来2019年满足欧5-欧6排放法规的设计的ECU ，芯片组数量将下降到2~3片，同时支持的输出通道数会增加到28~30路。

提高芯片的集成化水平，可以使ECU 硬件总成本相比分立式方案降低约50%，芯片占PCB 板面积减少近60%，同时大幅减少PCB 板上需要印制电路线连接的引脚数量，提高了系统可靠性以及改善电磁兼容性。

3. 不同U-chip 集成方案的比较

面对功能增加和成本降低的双重挑战，国内主要发动机管理系统供应商如联合汽车电子，德尔福，大陆汽车等公司都在发动机控制ECU 的小型化和集成化方面做了大量工作。

不同公司根据自身设计特点，采用的芯片组集成方案也各不相同。比如：集电源、通信接口、预驱动接口等为一体的所谓“预驱动方案”

；集电源、通信接口、预驱动接口和部分

功率器件等为一体的“部分集成方案”；以及L-Chip + 集成功率器件的所谓“全集成方案”等。

这三种方案比较如下： 1. 预驱动方案

所谓“预驱动方案”即：将多通道功率器件（MOSFET ）的驱动、诊断和保护功能加以集成，同时还可以集成其它功能模块，如电源，通讯接口电路等，形成一预驱动芯片。从而形成单片机←→ 预驱动芯片←→ 功率驱动器件的格局，实现单片机对功率输出通道的控制和监视的功能。其优点是：

系统灵活度较高。在系统集成时，可以根据具体应用的要求增减功率驱动器件

的焊接数量，从而减少冗余，降低成本。功率器件分布比较分散，有利于散热。其缺点是：

需要较大的PCB 面积。

不够完善的功率器件诊断和保护功能, 如无过温保护。如需完善功率器件的保护功能，则成本将会大幅上升。

所需元器件种类的增加带来的元器件及供应商管理成本的上升。 2. 部分集成方案

所谓“部分集成方案”即：将部分驱动通道做成“预驱动”+“功率驱动器件”的一体式通道，同时还可保留一部分“预驱动”通道。还可以集成其它功能模块，如电源，通讯接口电路等，形成一功率驱动芯片。其优点是：

兼顾系统集成度和系统灵活性。

比较容易实现对集成化的功率驱动器件的过流、过温诊断及保护功能。较小的PCB 面积。

较低的供应商管理成本。其缺点是：

芯片总功耗受封装限制。 3. 全集成方案其优点是：

系统集成度高

可以实现对所有功率驱动通道的过流、过温诊断及保护功能。最小的PCB 面积。

较低的与元器件及供应商管理成本。其缺点是：

系统灵活度低。为满足最全的系统功能要求造成硬件资源冗余，导致系统成本

的增加。

对芯片散热要求最高

面对不同市场的特点，三种方案各有优劣。如预驱动方案面向客户要求变化比较多，市场分散的应用；全集成方案面向客户需求相对比较固定，市场稳定的应用，适合做客户定制芯片(CSP)。部分集成方案适合逐渐整合的市场，客户需求在逐步稳定过程中，比较适合目前中国市场的现状。

三．英飞凌面向新兴市场开发的发动机控制系统级芯片TLE8888QK

英飞凌公司是全球领先的汽车半导体器件供应商之一，在其成熟的发动机管理系统芯片产品家族基础上，最新开发出一款针对新兴国家市场的高集成度发动机控制系统级芯片TLE8888QK ，该芯片适用于3-4缸发动机的控制。其主要技术特性如下：

三大模块： 1) 电源和监控模块

集成5V 主MCU 供电电源集成2路5V 传感器供电电源 5V 待机电源

适于单核以及多核微处理器监控用的看门狗发动机关机计时器 ECU 唤醒功能 2) 输出驱动模块

4路喷油器低边功率驱动通道 4路点火预驱动通道

3路大电流感性负载低边功率驱动通道 6路预驱动通道

7路继电器低边功率驱动通道 4路半桥式功率驱动通道

主继电器控制及功率驱动通道 3) 接口和通信模块

单片机通信接口：MSC/SPI 高速CAN 接口 LIN/K_Line接口

发动机转速传感器输入接口 TLE8888QK 内部结构框图如下：

TLE8888QK 的KEY 信号检测、电源控制以及主继电器控制功能，使TLE8888QK 适用于常电或者非常电供电系统。同时5V 待机电源，唤醒信号检测、发动机关机计时器以及带唤醒功能的CAN 通信接口电路为使用TLE8888QK 的发动机控制单元提供了唤醒功能的同时，也提供了灵活多样的唤醒源。

TLE8888QK 提供的稳压电源即可以满足ECU 内部电路的供电需求也可以满足ECU 外部传感器的供电需求。

TLE8888QK 总计29路的输出通道，既包括了集成MOSFET 在内的功率输出，同时也提供了MOSFET 的预驱动；既有在发动机控制系统中最常用的低边功率驱动输出，也提供了可以灵活配置成高边或者低边的半桥功率驱动输出。可以满足绝大多数常用的负载驱动需求。

TLE8888QK 内部集成了英飞凌全新设计的看门狗模块，面向未来单片机的多核发展趋势，该看门狗电路的导入可以使发动机控制模块达到更高一级安全等级，轻松满足客户的ASIL 要求。同时该看门口模块也适用于单核单片机系统。

TLE8888QK 的曲轴传感器输入接口，既可以与磁阻式传感器匹配也可以与霍尔式传感器匹配，可以满足不同客户使用不同类型曲轴传感器的需求。

TLE8888QK 的通信接口既满足了其本身与主控制器之间的通信要求（MSC/SPI），同

时其内部的LIN/K-Line和CAN 收发器也提供可ECU 与外部设备之间的通信通道。

基于以上TLE8888QK 所具有的基本功能，仅使用单片机和TLE8888QK ，再辅以数字、模拟信号输入电路以及少数几个MOSFET ，就可以构成一款可以控制机械节气门的多点电

喷发动机控制器。如需控制电子节气门，则只需要再导入一片全桥功率驱动芯片即可，如TLE8209-4SA 。

下图给出了基于英飞凌TLE8888QK 的多点电喷发动机控制单元ECU 典型应用框图：

可以看出，由于TLE8888QK 的引进，使得ECU 总体电路结构更加简单；信号走向清

晰明了；预驱动通道的设计为系统带来更大的灵活性。

即使升级为缸内直喷发动机控制器，也只需额外再增加一套直喷喷嘴控制电路即可满

足要求。

小结

半导体技术的飞速发展使得芯片集成度不断提高，以此来帮助发动机ECU 功能升级和成本降低的双重要求成为现实。随着技术的进一步发展，未来的ECU 将可能成为由MCU

和U-chip 集成一体的O-chip 单片方案完成，ECU 硬件设计人员的工作将大为简化，系

统的智能程度和可靠性进一步提高。

同时也需要指出，随着功能增加和输出控制通道数的增多，未来进一步减小ECU 尺寸的瓶颈将会是ECU 和线束连接插头的选择。随着芯片成本的快速下降，线束插头占ECU

总硬件成本的比例会显著提高，这都对接插件的技术革新提出了迫切要求。

汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势

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

A5-08-电子制动控制系统

第8单 元
A5
汽车制动系统及检修 电子制动控制系统
1

单元 目标
2
? 掌握电子制动控制系统的类型 ? 掌握防抱死制动系统的组成与工
作原理 ? 熟悉电子制动力分配系统的功能
及工作原理 ? 熟悉牵引力控制系统的作用和工
作原理 ? 熟悉液压制动辅助系统功能 ? 熟悉电子稳定程序的作用及工作
原理

单元 目录
3
? 防抱死制动系统ABS ? 制动力分配EBD ? 牵引力控制TCS ? 车身稳定控制ESP ? 液压制动辅助HBA ? 单元总结

滑移率
ABS系统
滑移率=（车速-轮速）÷ 车速×100%
由上式得出，当车速与轮速相等时，滑移率等于0，车轮纯滚动；当汽车制动时， 车速与轮速的差值越大，其滑移率也越大，当滑移率为100%时，车轮抱死（即停止 转动）。科学计算和实验证明，最佳制动状态不是出现在车轮抱死时，而是出现在 车轮与地面维持20%左右的滑移率时。此时，车辆既可以获得大的制动力，又可以 获得较理想的转向性能和横向稳定性。ABS可以精确控制四个车轮的滑移率保持在 20%左右，使车辆制动效能达到最大化。
4

ABS分类
? ABS可分为气压式、液压式和气液组合式。气压式和气液组合式ABS主要用于 大中型客车或货车。轿车、厢式汽车和轻型载重汽车则采用液压式ABS。
? 按照系统部件安装位置不同，ABS可分为整体式和分离式，制动主缸与液压控 制单元制成一体的称为整体式。
整体式
5
分离式

汽车发动机电子控制单元(ECU)

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

汽车发动机电子控制单元(ECU)

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

汽车发动机电子控制系统

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；

汽车电控液压制动系统电子控制单元设计

吉林大学远程教育学院2016届本科生毕业论文（设计） 汽车电控液压制动系统电子控制单元设计 摘要 汽车工业伴随着科技进步而高速发展，在欧美等发达国家，汽车已经是只是一件家庭必须品。随着我国经济发展，汽车的需求量也迅猛增加，我国汽车产业随之不断扩大。 然而，汽车保有量的不断增加，也使得行车安全问题日益凸显，汽车的制动系统是保证行车安全性的重要系统之一，因此，制动系统的研究和开发对于汽车行驶的安全性有着极大的意义。 本文对汽车的液压制动系统的结构、分类以及发展状况进行了分析介绍，主要包括制动器的形式与特征、液压管道的布置形式、制动主缸和制动轮缸的结构、真空助力器的结构以及 ABS 系统的工作过程。并以奥迪 A4 车型的车身与底盘参数为原始数据，进行了四轮盘式制动器、制动主缸和制动轮缸的设计计算。 关键词制动系统液压ABS 盘式制动器

吉林大学远程教育学院2016届本科生毕业论文（设计） 目录 一、绪论.......................................... 错误！未定义书签。 1.1 制动系统设计意义.......................... 错误！未定义书签。 1.2 制动系统的研究现状 (1) 1.3 本次制动系统设计应达到的目标 (2) 1.4 本次制动系统的设计要求 (3) 二、制动装置与制动机理 (3) 2.2制动的基本机理 (3) 2.2 液压式脚制动器 (3) 三、车轮制动器的形式与特征 (6) 3.1 盘式制动器 (6) 3.2 鼓式制动器 (9) 四、操纵机构 (10) 4.1 制动踏板 (10) 4.2 制动主缸 (10) 4.3 制动器配管方式 (12) 4.4 制动轮缸 (13) 4.5 制动助力装置 (14) 五、防抱死系统（ABS） (16) 5.1 ABS 的功用 (16) 5.2 ABS 的组成及控制原理 (17) 5.3 ABS 的类型 (20) 六、制动器及驱动机构的设计计算 (24) 6.1盘式制动器的参数确定 (25) 6.2 制动轮缸直径的确定 (28) 6.3 制动主缸直径的确定 (29) 总结 (30) 参考文献 (32) 致谢 (33)

abs电子控制单元硬件电路设计

一.引言 现在越来越多的人开始注意与人身安全密切相关的设备，如ABS、安全气囊等。汽车制动防抱死系统，简称为ABS，是提高汽车被动安全性的一个重要装置。有人说制动防抱死系统是汽车安全措施中继安全带之后的最大进展，是提高汽车制动安全性的又一重大进步。 ABS有的四大优点： 1.加强对车辆的控制。装备有ABS的汽车，驾驶员在紧急制动过程中仍能保 持着很大程度的操控性，可以及时调整方向，对前面的障碍或险情做出及时、必要的躲避。而未配备ABS的车辆紧急制动时容易产生侧滑、甩尾等意外情况，使驾驶员失去对车辆的控制，增加危险性。 2.减少浮滑现象。没有配备ABS的车辆在潮湿、光滑的道路上紧急制动，车 轮抱死后会出现车辆在路面上保持惯性继续向前滑动的情况。而ABS由于减少了车轮抱死的机会，因此也减少了制动过程中出现浮滑的机会。 3.有效缩短制动距离。在紧急制动状态下，ABS能使车轮处于既滚动又拖动 的状况，拖动的比例占20％左右，这时轮胎与地面的摩擦力最大，即所谓的最佳制动点或区域。普通的制动系统无法做到这一点。 4.减轻了轮胎的磨损。使用ABS消除了在紧急制动过程中抱死的车轮使轮胎 遭受不能修复的损伤，即在轮胎表面形成平斑的可能性。大家留心就会发现，在道路上留下长长刹车痕迹的是未装备ABS的车辆，而装备了ABS 的车辆，只会留下轻微的刹车痕迹，并且是一小段一小段的，明显减少了轮胎和地面的磨损程度。 二.A BS的基本工作原理 ABS通常都由控制装置和ABS警示灯等组成。在不同的ABS系统中，制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同，电子控制装置的内部结构和控制逻辑以及车轮转速传感器、制动压力调节装置都不尽相同。 在常见的ABS系统中，每个车轮上各安装一个转速传感器，将有关各车轮转

发动机电子控制系统

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

汽车发动机油门控制系统的开发

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

《汽车电子控制技术》习题一答案

《汽车电子控制技术》习题（一） 一、填空题 1. ABS控制器所依据的控制参数有车轮角减速度和滑移率。 2.电子制动力分配系统（EBD）由轮速传感器、电子控制器和液压执行器三部分组成。 3．电子控制悬架系统主要有半主动悬架和主动悬架两种。 4.微机控制点火系统的实际点火提前角一般包括：初始点火提前角、基本点火提前角、修正点火提前角三部分。 5.怠速时,空调使用时的点火提前角比空调不使用时更大（更大、更小、一致）。 6.微机控制点火系统点火提前角的基本值是由曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器所决定。 二、名词解释 1.ROM 只读存储器 2.RAM 随机存储器 3.A/D转换器 数据模拟转换器，将模拟信号转换为数字信号然后被微处器接受。 4.EFI 电子控制发动机燃油喷射系统，简称燃油喷射系统。

5.L型喷射系统 用叶片空气流量计取代了进气压力传感器，用空气流量作为控制喷油量的主要因素。 三、简答题 1.汽车电子控制系统的基本组成及各部分的作用是什么？ 答：电子控制系统一般由检测反馈单元、指令及信号处理单元、转换放大单元、执行器和动力源等几部分组成。（1）检测反馈单元：该单元的功能在于通过各种传感器检测受控参数或其他中间变量，经放大、转换后用以显示或作为反馈信号。（2）指令及信号处理单元：该单元接收人机对话随机指令或定值、程序指令，并接受反馈信号，一般具有信号比较、转换、运算、逻辑等处理功能。（3）转换放大单元：该单元的作用是将指令信号按不同方式进行转换和线性放大，使放大后的功率足以控制执行器并驱动受控对象。（4）执行器：执行器直接驱动受控对象的部件，可以用电磁单元，如电磁铁、电动机等，也可以用液压或气动元件。（5）动力源：动力源为各单元提供能源，通常包括电气动力源和流体动力源两类。 2.电子控制器有哪些基本组成部分？各部分的基本功用是什么？ 答：电子控制器通常被简称为ECU，其基本组成有输入电路，微机，输出电路。输入电路作用：输入电路作用是将传感器，开关等各种形式的输入信号进行预处理，转换为计算机可接受的数字信号 3.EGR系统的目的何在？废气循环量与那些参数有关？

汽车发动机控制技术主要考题

1.怠速控制系统有何功用？ 是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等，通过怠速控制阀对发动机的进气量进行控制，使发动机随时以最佳怠速转速运转。 2.自诊断系统的功用是什么？ 用来提示驾驶员发动机有故障；同时，系统将故障信息以设定的数码（故障码）形式储存在存储器中，以便帮助维修人员确定故障类型和围。 3.车电子技术发展经历了哪三个阶段？ 第一阶段，从20世纪60年代中期到70年代中期，主要是为了改善部分性能而对汽车产品进行的技术改造，如在车上装了晶体管收音机； 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，电子技术广泛的使用在底盘、车身、和车用柴油发动机多个领域。 4.电控技术对发动机性能有何影响？ 1.提高发动机的动力性 2.改善发动机燃油经济性 3.降低排放污染 4.发动机的加速和减速性能 5.改善发动机的起动性能 5.电子燃油喷射系统的功用？ 根据进气量确定基本喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号等对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性。 6.什么叫开环控制系统？什么叫闭环控制系统？ 开环控制——ECU根据传感器的信号对执行器进行控制，但不去检测控制结果； 闭环控制——也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，并反馈给ECU。 7.电子控制单元的功能是什么？ ECU，给各传感器提供参考电压，接受传感器信号，进行存储、计算和分析处理后执行器发出指令； 8.电控点火系统的功用是什么? 是点火提前角控制。根据各相关传感器信号，判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，从而改善发动机的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。 1．名词解释：（1）同时喷射；（2）分组喷射；（3）顺序喷射；（4）开环控制系统；（5）闭环控制系统；（6）同步喷油；（7）间歇喷射。 2．简述电控燃油喷射系统的优点？ 1.能提供发动机在各种工况下最合适的混合气浓度：汽油喷射能够保证各气缸混合气的分配比较均匀； 2.用排放物控制系统后，降低了HC、CO和NOX三种有害气体的排放；(二冲程发动机:避免扫气过程的燃料损失，HC排放和燃油经济性明显改善) 3.增大了燃油的喷射压力，因此雾化比较好； 4.提高发动机的充气效率:在进气系统中，由于没有像化油器那样的喉管部位，因而进气阻力小； 5.实现燃料的分层燃烧;

汽车发动机电子控制单元ECU精编

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

汽车发动机电子控制单元(ECU)

汽车发动机电子控制单元(ECU)

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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。

汽车发动机微机控制点火系统的控制策略

汽车发动机微机控制点火系统的控制策略 发表时间：2014-09-04T10:24:25.700Z 来源：《科学与技术》2014年第2期下供稿作者：车耕 [导读] 但发动机的经过长时间的运作，必定会发生磨损，无论是发动机本身还是传感器都会发生一定的改变。 华中科技大学文华学院车耕 汽车发动机点火系统的作用就是将汽车电池中的低压直流电转化为高压，并根据发动各气缸的工况适时的提供高压电火花。在此过程中需要从点火系统的控制方式和控制内容两个方面进行把握。 一、微机控制点火系统微机控制点火系统主要由电子控制单元（ECU）各类传感器和点火执行器三部分组成。在发动机运行过程中，传感器将采集到的转速、负荷、水温、进气温度、启动、怠速等各类数据，不断地传递给电子控制单元（ECU），它将这些与发动机运行有关的信号与微机内存中的最佳控制参数进行比较，进而得到最佳控制点火提前角和最佳导通时间，并以此为根据向点火控制模块发送指令，点火控制模块根据电子控制单元（ECU）的指令对点火线圈的初级绕组实行导通和截止控制操作。当回路导通时，电流流过点火线圈的初级线圈，并将电能存储于磁场中，闭合回路被切断时，次级线圈中将产生高压电动势，然后送至工作气缸的火花塞，形成电火花，能量瞬间被释放，将气缸中的混合气点燃，让发动机完成一次做功过程。若是在带有爆震传感器的闭合回路中，电子控制单元（ECU）则可以根据爆震传感器的信号来判断发动机的爆震程度，并将点火提前角控制在爆震的范围内。所谓点火提前角是指在从点火时刻开始，到活塞到达上止点这一过程中，曲轴转过的角度，理论上最小的点火时间角是0°，实际上一般都大于5°而小于60°，因为若提前角过小容易产生爆震，阻碍发动机的上行过程，降低了燃烧效率，若提前角过大，则容易引起耗油量过大，发动机做功困难的问题。 二、汽车发动机微机控制点火系统的控制方式开环方式和闭环方式是汽车发动机点火系统的两种主要的控制方式，它们各有自身特单和优势，彼此互补。事实上，当前汽车发动机所采用的控制方式多是在开环控制方式的基础上配以闭环控制方式的混合控制方式，用开环方式实施基本调控，用闭环方式实施机密调控。 开环控制方式是指将汽车发动机在各种工况下运行的控制参数，如基本点火提前角和喷油量等数据写入发动机的电子控制单元的ROM，然后电子控制单元（ECU）通过各类传感器获取发动机运行的状态信息（如发动机的转速、负荷大小、冷却液温度、进气量等）然后根据这些信号来判断发动机的当前工作状态，然后从只读存储器中读取相关控制参数，输出给点火执行器执行，其过程不对控制结果进行检测，没有对控制结果进行反馈。电子控制单元只读存储器中所存储的数据来自预先在台架上获得的实验数据，存放在只读存储器中，供ECU 根据发动机的工况来选择调取。但发动机的经过长时间的运作，必定会发生磨损，无论是发动机本身还是传感器都会发生一定的改变，其也必将引起发动机最佳提前角的变化，ROM 中所存储的数据将不能适应发动机的要求，也必然造成开环控制点火系统性能的逐渐下降。 闭环控制方式其实就是反馈控制方式，它根据反馈来的信号来确定自身的控制量，此时，其它传感器传感器信号将不再作为它调节控制量的决定因素。根据长期试验表明，发动机负荷低于一定值时，一般不会发生爆震，爆震传感器信号不能对点火提前角实施反馈控制。只有负荷大于此值时爆震信号才能成为主要的反馈控制信号。当发动机负荷较小或处于怠速工况状态时，可以将转速作为反馈信号以维持此时发动机的正常稳定运行。 三、汽车发动机微机控制点火系统的控制内容汽车发动机微机控制点火系统的主要作用是根据发动机的做功顺序和时间要求，实时准确的将电源的低压电转换为高压电并提供给相应气缸的火花塞，让其产生电火花，点燃气缸内的可燃气体，完成一次做功。从以上可以看出，在制定微机控制点火策略时一定要包含点火能量控制和点火提前角的控制两个方面的内容。 1.点火能量控制足够高的电压和足够多的能量是保证点火成功的重要条件，点火能量主要由点火线圈初级电流大小和通电时间决定的，它的能量的大小将直接决定着气缸内气体的燃烧质量。其通电时间越长，电流越大，储能越大，点火能量也越大，这个能量要保证能够与火花塞电极之间产生击穿电压，一般来说微机控制点火系统的要能够达到20KV 的电压，100mJ 的点火能量，以保证有足够的点火能量点燃不同工况下的气缸气体。但是并不是能量越高越好，因为电流过大会容易损坏或烧毁点火线圈，并造成电能的浪费。另外，电流的大小还受到电池电压的影响，一般来说，在相同的通电时间内，电池的电压越高，线圈中的电流就越大。因此，控制点火能量一方面要注意电池的电压，另一方面还要对通电时间进行控制，也就是要控制通电闭合角，当发动机转速较快时，点火系统初级线圈中的电流就会减小，导致次级线圈电压降低，点火成功率降低。因此当电压下降时，也应当增大闭合角。反之亦然，要尽量减小闭合角，以为点火系统提供足够能量，防止初级线圈发热。 2.点火提前角控制点火提前角对发动机的工作效能具有重要影响，其最佳提前角与发动机的转速和负荷具有密切关系，在不同的工况下，对发动机的动力性、稳定性、经济性和废气排放都有不同的标准，其最佳点火提前角不同，因此需要在不同的控制方式下，针对启动模式、怠速模式、正常运行模式和爆震模式等不同的工况采取不同的点火控制策略。在启动模式下，当发动机启动时，由于发动机转速较低、进气量信号不稳定，电子控制单元（ECU）获得准确的输入数据比较困难，因此也就无法计算最佳点火提前角，只能通过读取数据存储器（ROM）中的固定点火提前角启动。在怠速模式下，发动机负载变化将会引起发动机转速的变化，电子控制单元（ECU）可以通过发动机的转速和冷却剂的温度来调节怠速模式下的点火提前角，以确保怠速的转速稳定。要想在规定的怠速下稳定的运转，电子控制单元ECU 就需要不断的计算发动机的平均转速，当时机转速高于目标转速时，就减小点火提前角、当转速低于目标转速时就增大点火提前角，且与目标值之间的差距越大，其提前角变量的调整幅度越大。在正常运行模式下，发动机的实际点火提前角取决于发动机初始点火提前角、基本点火提前角、修正点火提前角三者之和。初始点火提前角是固定的，一旦安装在发动机上的曲轴位置传感器信号转子和曲轴的相对位置确定了，并根据所建立的模型实验所得的数据写入只读存储器（ROM）中的初始点火时间角。基本点火提前角由电子控制单元（ECU）确定，并根据进气流量信号（或进气管压力信号），在内存数据表中查找出相应的角度被称为这一工况下的基本点火提前角。一般来说它随着发动机转速的升高而增加，随着进气量的增加而减小。修正点火提前角则是指发动机最佳点火提前角还与发动机的温度、进气温度、混合气空燃比、爆震等因素有关，电子控制单元（ECU）根据这些信息对发动机的最佳点火时间角进行修正已获得最佳点火时间角。爆震模式是指发动机由于缸体温度过高、负荷过大等原因发生爆震的一种现象，此外，当使用一些劣质汽油时也会发生爆震，因此，要控制爆震应当可以降低发动机的温度、减小负荷，选择适当的汽油等，但最有效的方式是推迟点火提前角，然而若调整幅度太小，很难避免由于劣质油引起的爆震现象，若调整偏大则难以获得理想的点火时刻。通常情况下，当爆震信号从缸体中传入电子控制单元ECU 时，

汽车发动机电控发动机练习题及答案

一.填空题 1.汽车发动机上的电控技术主要包括电控进气系统、电控燃油供给系统、点火系统及辅助控制等四大系统。 2.电控燃油喷射系统的类型按喷射时序分类可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种。 3.电控发动机的进气系统在进气量具体检测方式上可分L型和D型 4.故障诊断仪可分为专用故障诊断诊断仪和通用型故障诊断诊断仪两大类。 5.采用多点间歇喷射方式的发动机来说，按照喷油时刻与曲轴转角的关系可分为同步喷射和异步喷射。 6.最佳点火提前角的组成有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和电控单元ECU 。 7.汽车发动机电子控制系统是由传感器、电控单元ECU和执行器三部分组成的。 8、对于EFI系统，起动后实际喷油时间等于基本喷油脉宽乘以喷油修整系数,加上电压修正值 9、EFI中，燃油压力调节器的作用是保持燃油供油系统油压和进气歧管中的气压差一定. 10. 按检测缸体振动频率的检测方式不同，爆震传感器分磁致伸缩式爆燃传感器和磁致伸缩式爆燃传感器。 11. 当水温传感器出现故障，ECU一般会以水温80 ℃的信号控制燃油喷射；当进气传感器出现故障，ECU会以进气温度20 ℃的信号控制燃油喷射。 12. 基本点火提前角决定于怠速工况和非怠速工况。 13. 喷油器的驱动方式可分为电压驱动和电流驱动。 14.常见的发动机转速与曲轴位置传感器有磁电感应式、霍尔效应式和光电式三种。 15. 空燃比反馈控制系统是根据氧传感器的反馈信号调整喷油器的喷油量的多少来达到最佳空燃比控制的。 二、单项选择题 1.下列哪项不是电控发动机的优点（ C ）。 A、良好的起动性能和减速减油或断油 B、加速性能好 C、功率大 2.火花塞属于点火系统当中的（ A ）。 A、执行器 B、传感器 C、既是执行器又是传感器 3.汽缸内最高压缩压力点的出现在上止点后（ C ）曲轴转角内为最佳。 A、20°～25° B、30°～35° C、10°～15° 4影响初级线圈通过电流的时间长短的主要因素有（ B ） A、发动机转速和温度 B、发动机转速和蓄电池电压 C、发动机转速和负荷 5.电控发动机的核心部分是（ A ）。 A、ECU B、传感器 C、执行器 6.三元催化转换器的理想运行条件的温度是（ A ）。 A、400℃～800℃ B、800℃～1000℃ C、100℃～400℃ 7.装有氧传感器的电控发动机上，以下哪种工况下不进行闭环控制（B ）。 A、正常行驶 B、起动 C、中负荷运行 型电控燃油喷射的主控信号来自于 A 。 Ａ.空气流量计和转速传感器Ｂ.空气流量计和水温传感器 Ｃ.进气压力和进气温度传感器Ｄ.进气压力和转速传感器 9. 起动期间，基本燃油喷射时间是由 B 信号决定的。 Ａ.发动机转速Ｂ.水温Ｃ.进气量Ｄ.进气压力 10. 氧传感器输出电压一般应为 D 之间变化。 Ａ.0.3~ Ｂ. ~ Ｃ. ~ D. ~ 11, 当备用系统起作用时，点火提前角 C 。 Ａ.不变Ｂ.据不同工况而变化Ｃ.据怠速触点位置而变化Ｄ.起动后不变 12. 混合气雾化质量最好的喷射方式是 C 。 A、连续喷射 B、同时喷射 C、顺序喷射 D、分组喷射 13. 在讨论闭环控制时，甲同学说空燃比控制的闭环元件是氧传感器，乙同学说点火系统控制的闭环元件是爆震传感器，请问谁正确 D ？ A. 两人说得都不对 B. 乙同学说得对 C. 两人说得都对 D. 甲同学说得对 14. 将电动汽油泵置于汽油箱内部的主要目的是 C - A. 便于控制 B. 降低噪声 C. 防止气阻 D. 防止短路故障 三、判断题 1、当主ECU出现故障时，发动机控制系统会自动启动备用系统，并能保证发动机正常运行性能。 （错）

汽车柴油发动机控制系统(精华版)

86 M A S T E R T H E B A S I C S 基础知识讲座 SUV汽油车以其强大的动力、轿车 般的舒适感、多变的空间组合，深得追求个性生活的年轻一族喜欢。但随着环保节能意识逐渐深入人心，以及燃油成本的逐渐走高，SUV汽油车高油耗的弊端也暴露无疑。 基于动力性、经济性特别是日益严格的排放法规之考虑，柴油动力正日渐兴起，柴油机采用电控高压共轨系统在欧洲已普遍采用，我国也已有多个车厂生产柴油版SUV。 增压技术在普通柴油机上已趋普及，而在共轨柴油机上采用的涡轮增压 增压技术 气涡轮增压器由涡轮、径流式压气机、中间壳、转子总成和旁通阀等组成(如图1)。涡轮和压气机分别被安装在轴的两头，并有各自的铸造壳体，轴本身被安装在中间壳中，并由中间壳来支撑。 涡轮部分主要包括涡轮壳和单级径流式涡轮(如图2)，它们是一个能量转换● 文/山东 刘华 刘华(本刊专家委员会委员) 哈尔滨工业大学车辆工程专业工学 硕士， 高级工程 师。威海职业学院教师，汽车专业的专业带头人。北京现代汽车威海4S 店(威海振洋汽车销售服务有限公司)兼职技术顾问。 器主要有两种：旁通阀式和可变截面式。长城哈弗SUV的GW2.8TC型柴油机采用了旁通阀式涡轮增压器，华泰圣达菲SUV的D4EA柴油机(CRDi)采用了可变截面涡轮增压器VGT。 1.旁通阀式废气涡轮增压器在长城哈弗GW 2.8TC型柴油机中的应用 长城哈弗车装备了具有电控高压共轨系统(Bosch公司的CRS2.0系统)的G W2.8T C型柴油机，该柴油机采用了带旁通阀式的废气涡轮增压器，增压器为Garret公司的GT22型或三菱公司的TF035HM增压器，其中TF035HM最高转 速达180000 r/min，最高压比为1.83。(1)旁通阀式增压器的结构 GW2.8TC 型柴油机的废 图1 废气涡轮增压器的构成图 图10　压电喷油器柔性控制实例每循环5次喷射示意图 阀体孔直径都经气动量仪测量，针阀直径则按测得的喷嘴针阀体孔直径尺寸进行自动配磨，确保该对精密偶件的配合间隙保持在大约2μm。正因为针阀体 和针阀偶件必须以如此小的公差来相互配对，因此机械加工的要求十分苛刻，毛坯要在23℃的恒温车间内进行加工，喷嘴针阀体内孔的表面粗糙度要求达 到R z=0.6μm，并采用激光干涉仪进行无缺陷检验，确保喷嘴针阀体孔和针阀几何精度的正确性和一致性，从而使针阀在针阀体孔中的自由滑动达到最理想的状态。为了证实加 工质量完全一致，另外还要进行喷射油束形状检验来控制最终的实际应用质量。喷油器的最后装配则要求在净化室内进行，因为公差极其小，并必须确保性能的高可靠性，因此即使50μm大小的微粒就会妨害喷油器的正常功能，尤其是200μm大小以上的微粒决不允许进入喷油器。从功能和可靠性观点出发，压电共轨喷油系统对高压零件的清洁度的要求比通常行程控制的喷油系统更高，因此除了喷油器的装配之外最终检验也要进一步实现自动化，这是确保产品质量一致性的基础。 (未完待续)(编辑 曾晓云) 在SUV共轨柴油机上的应用