浅谈汽车电子技术发展趋势及维修技术毕业论文.doc

安徽机电学院汽车电子毕业论文浅谈汽车电子技术发展趋势及维修技术毕业论文目录摘要V目录一 设计总则11.1 设计背景11.2.1 电子控制技术的简介11.2.2 汽车电子技术的发展过程11.3 课题讨论目的21.4 现代汽车电子技术应用现状与发展趋势2二 国内外汽车电子技术的发展现状82.1 国外汽车电子技术的发展82.1.1 发动机电子控制系统82.1.2 电子控制自动变速器8三 现代汽车电子技术的应用现状93.1 发动机电子控制93.1.1 电子控制喷油装置113.1.2 电子点火的介绍113.1.3 怠速控制系统123.1.4 废气再循环系统123.1.5 燃料蒸发排放控制123.1.6 电控二次空气喷射系统133.1.7 发动机可变气门正时技术133.1.8 发动机系统自我诊断功能133.2 底盘电子控制阁153.2.1 电控自动变速器(ECAT)153.2.2 防抱死制动系统(ABS)153.2.3 电子转向助力系统183.2.4 适时调节的自适应悬挂系统193.2.5 常速巡航自动控制系统(CCS)203.3 车身电子控制213.3.1 汽车空调控制213.3.2 信息显示系统213.3.3 安全气囊控制系统213.3.4 汽车电子灯光控制系统223.3.5 信息传递装置22四 现代汽车电子技术应用的发展趋势234.1 传感器技术234.2 执行器244.3总线技术244.4安全技术25五 现代汽车系统常见故障及诊断项目275.1燃油系统检测要点275.2 喷油器供油量的控制23六 发动机点火系统工作原理及检修336.1 点火系的工作原理236.2 点火系的故障诊断236.3 部分车型点火系统控制23七 结束语457.1结论457.2存在的不足457.3展望45参考文献4645一设计总则1.1 设计背景汽车诞生于19世纪末，在此之后的这百余年来，汽车技术和汽车电子化进程的快速发展，车型复杂、装备水平高、新技术含量高，给汽车维修业带来了前所未有的冲击。由于电控汽车结构的特殊性(其检测、控制机件多且复杂，广泛涉及到电子技术和微处理技术)，维修人员要尽快适应现代汽车的维修要求，已成为广大汽车维修工作者的迫切愿望。1.2.1 电子控制技术的简介现代汽车电子控制技术是汽车技术与电子技术相结合的产物。随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越广泛，汽车电子化的程度越来越高。20实际70年代中期，随着微型计算机开始在汽车上的应用，给汽车业带来了划时代的变化。可以说，今天的汽车已进入微机控制的时代，且日趋成熟和可靠。1.2.2 汽车电子技术的发展过程汽车业与电子业是世界工业的两大金字塔。近年来，汽车业与电子业的联系日趋密切。从发动机的燃油喷射、点火控制、怠速控制、进气控制、排放控制、故障诊断到底盘的传动系统，行驶系、转向系、制动系和车身及辅助装置，普遍采用了电子控制一体化，这是现代汽车的显著特点。20世纪60年代以来，发动机周围零部件的电子化显得十分活跃，尤其是电压调节器和点火装置电子化，并得到快速发展。1960年，美国通用汽车公司采用了IC调节器。IC调节器是在硅半导体的表现和内部，把晶体管、电阻和电容封装子一起，即把固体电路集聚在半导体硅切片上制成。这种电路结构紧凑、可靠性高、成本低、熬电少、反应敏捷、不需冷却，因而，迅速推动微机控制技术在汽车上的应用，并得到迅速发展。1973年，美国通用公司开始采用IC点火装置，此后逐渐普及。随着排放标准的日趋严格，强烈要求增大点火能量，提高点火时刻的精度。IC点火控制能很好地满足这些要求，并使维护更简单。1977年通用公司开始使用数字式点火时刻控制系统。同年，福特公司将这种发动机上的电子控制系统扩展到同时控制排放再循环和二次空气喷射上。继之，日本、欧洲一些国家也相继开发了自己的汽车电子控制系统。之后，又经过多次改进，其控制功能不断增多，性能更加先进。在除发动机以外的其它汽车零部件上，最先应用电子技术的是福特公司。1970年，福特公司开始应用电子防滑(防抱死)装置，随后有了电控变速器。1982年以后，微型计算机在汽车上的应用日趋成熟，主要是数字或电子控制。近年来，车用装置越来越向智能化方向发展，主要是提高电子微处理器的级别，同时，驾驶辅助装置、警报安全装置、提高舒适性的装置、通信娱乐装置等等，相继采用了电子技术装置。这些装置的采用，对环保、节能、提高运行安全性和汽车综合性能具有重要的意义。1.3 课题讨论目的深入了解国内外电子技术的发展，找出我国汽车电子技术于国外汽车电子技术的差距。汽车电子化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。1.4 现代汽车电子技术应用现状与发展趋势随着世界汽车电子技术迅速发展和汽车保有量的迅猛增长，日趋严重的环境污染和接连不断的石油危机，迫使对汽车进行严格的排放控制和节能要求。每天都在世界各地频频发生的交通肇事，给人们的生命和财产带来极大的威胁，这不但要求人们提高自身的安全意识，更对汽车行驶的安全性能提出了更高的要求。计算机技术的迅速发展为汽车的改善提供了条件，在人们对提高汽车综合性能的渴望中，各种车用电控系统应运而生，并逐步发展为微机集中控制系统。（一）由单独控制到集中控制系统从20世纪60年代后期到70年代，汽车电控系统多采用模拟电路的ECU（电子控制单元），单独对汽车某一系统，如燃油喷射系统、点火系统等进行控制。由于在采用模拟电路的ECU控制系统中，如果要增加控制功能，必须增加与实现该项功能控制逻辑相应的电路，这样必然会使ECU的尺寸增加很大，对于安装空间有限的汽车来讲很不适用。所以这一时期的汽车电控系统多采用一个ECU控制汽车的一个系统的单独控制方式。但由于采用单独控制系统很难实现对汽车全面的综合控制，并且结构线路复杂、成本高。多个系统用多个ECU，而同一种信号几个控制系统ECU都需要时，则必须同时配备几个相同的传感器，这必然造成结构、线路复杂、成本高，并且维修困难，控制效果差。（二）集中控制系统在现代汽车中的应用在现在汽车中，集中控制系统得到了广泛的应用。在不同的车型上，其组合形式和控制项目各有异同。如有的车型将发动机控制系统与自动变速控制系统共用一个ECU控制，有的车型则各自用一个ECU控制；大多数车型点火控制均由发动机ECU控制，但有的车型则将定速、怠速、加速部分共同由一个ECU来控制；不同车型上的控制项目也各有取舍。随着汽车电子化的发展，发达国家在汽车的各个系统上竞相采用电子控制装置，可以说是日新月异、层出不穷、令人眼花缭乱。1. 发动机部分 最佳点火提前角（ESA）。该系统可使发动机在不同转速、进气量等因素下，实现最佳点火提前角，使发动机能发出最大的功率和转矩，而油耗和排放降低到最低程度。该系统分开环和闭环两种控制。闭环是在开环的基础上，增加一个爆震传感器进行反馈控制，其点火时刻的精确度比开环高，但排气净化稍差些。 最佳空燃比。空燃比的控制是电控燃油喷射发动机的一项主要内容。它能有效地控制混合气空燃比，使发动机在各种工况下及有关因素的影响下，空燃比达到最佳值，从而实现提高功率、降低油耗减少排气污染等功效。该系统也分为开环与闭环两种控制。闭环控制是在开环控制的基础上，在一定条件下，有微机根据氧传感器输出的混合气（空燃比）信号，修正燃油供应量，使混合气空燃比保持在理想状态。 排气再循环（EGR）。该系统是将一部分排放废气引入到进气侧的新鲜混合气中，以抑制发动机有害气体（氮氧化物NOX）的生成。该系统能根据发动机的工况，适时地调节排气再循环的流量，以减少排气中的有害气体NOX。它是一种排气净化的有效手段。 怠速控制（ISC）。该系统能根据发动机冷却水温及其它有关参数，如空调开关信号、动力转向开关信号等，使发动机的怠速转速处于最佳状态。除以上控制装置外，在发动机部分进行控制的内容还有：电动燃油泵、发电机输出、冷却风扇、节气门正时、二次空气喷射、发动机增压、油气蒸发及系统自我诊断等功能，它们在不同类型的汽车上或多或少地被采用。2底盘部分 制动防抱死系统（ABS）。该系统能在各种路面上，防止汽车制动时导致车轮抱死。该系统可以提高制动效能，防止汽车在制动和转弯时产生侧滑，它是保证行车安全，防止事故发生的重要措施。这种系统利用电子电路自动控制车轮制动力，可以充分发挥制动器的效能，提高制动减速和缩短制动距离，并能有效提高车辆制动的稳定性，防止车辆侧滑和甩尾，减少车祸，因此被认为是当前提高汽车行驶安全性的有效措施之一，目前国内外高级轿车和客车上已广泛使用。 电控自动变速器（EAT）。该装置有多种型式。它能根据发动机节气门开度和车速等行驶条件，按照换挡特性，精确地控制变速比，使汽车处于最佳档位。该装置具有提高传动效率，降低油耗，改善换挡舒适性、汽车的行驶平稳性以及延长变速器使用寿命等优点。 电控动力转向。电子控制动力转向的型式较多，目前有电子控制前轮、后轮及前后四轮转向系统。它们分别显出不同的优越性，如有的可获的最优化的转向作用力特性、最优化的转向回正特性，改善行驶的稳定性以及节能降低成本的作用;有的主要是为了提高转向能力和转向响应性；有的主要又来改善高速行驶时的稳定性。目前电控前轮动力转向较普及，通过控制转向力，保证汽车停驶或低俗行驶时转向较轻便，而高速行驶时又确保安全。小轿车的动力转向发展动向是四轮转向系统，其特点是汽车在转向上只作轻微操作及缓慢转变时，或在改变行驶路线而又高速行驶时，后轮与转向盘转动方向基本一致，这样行车摆动小，稳定性好。在车轮出入车库、左右转弯行驶及大转弯或做U型掉头时，后轮与转向盘制动方向相反，可使汽车轻易转弯，具有较小的转弯半径。电子控制在这里多是根据驾驶工况，调整后轮转向角的大小，达到提高转向特性和转向响应性，以及改善高速行的稳定性等目的。 电控悬挂。该系统能根据不同路面状况和驾驶工况，控制车辆高度，调整悬挂的阻尼特性及弹性刚度，改善车辆行驶的稳定性、操作性和乘座的舒适性，使汽车的有关性能始终处于最佳状态。 巡航控制系统（CCS）。该系统一般叫恒速行驶系统。汽车在高速公路上长时间行驶时，打开该系统的自动操纵开关后，恒速行驶装置将根据行车阻力自动增减节气门开度，使汽车行驶保持一定。该系统可以减轻驾驶员长途疲劳，提高燃油的经济性，保持稳定的行驶速度。3.行驶安全方面 安全气囊系统（SRS）。该系统是汽车上的一种常见的被动安全装置。在车辆正面相撞时，由电控元件用电流引爆安置在转向盘中央或其他部分气囊中的氮化合物，迅速燃烧产生氮气，瞬间充满气囊，所在动作约在0.03S内完成。安全气囊的作用是在驾驶员与转向盘之间、前座乘员与仪表板间形成一个缓冲软垫，避免硬性撞击而受伤。这种装置一定要与安全带配合使用，否则效果大为减小。有些高档汽车在驾驶员副座前的工具箱上端和乘员座位上也装有安全气囊系统或安全气帘。 防撞系统。该系统有多种形式。有的在汽车行驶中，当两车间的距离小到某一距离时，即自动报警，若继续行驶，则会在即将相撞的瞬间，自动控制器将汽车停住； 驱动防滑系统。该装置是在制动防抱死系统的基础上开发的，与防抱死系统有许多共用组件。该装置利用驱动轮上轮速传感器，当感受到驱动轮打滑时，控制元件通过制动或通过油门降低转速，使之不再打滑，实质上是一种速度调节器。它可以在起步和弯道中速度发生急剧变化时，改善车轮与路面间的附着力，提高其安全性。该装置在雪地或湿滑路面上，较能发挥其特性。 安全带控制。该装置在汽车发生任何撞击情况下，可瞬间束紧安全带。有的汽车上则装有当微机确认驾驶员和乘客安全带使用宫阙无误时，发动机才能被发动。 前照灯控制。该照明系统可在前照灯照明范围内，随着转向盘的转动而转动，并能在会车时自动启闭和防眩。除上述装置外，人们还开发出其他的安全装置，如自动门窗装置、防盗装置、车钥匙忘拔报警装置、语言开门（无钥匙）装置等，分别在不同的汽车上使用。4.信息方面随着电子化的发展，汽车信息系统越来越庞大，远远超出了车速、里程、水温、油压等的范围。逐渐向全面反映工况和行驶动态等功能发展，名目繁多的信息装置正在源源不断地应用到汽车领域。 信息显示与报警。该系统可将发动机的工况和其他信息参数，通过微机处理后，输出对驾驶员更有用的信息，并可数字、线条显示或声光报警。显示的信息除水温、油压、车速、发动机转速等常见的内容外，还有瞬间耗油量、平均耗油量、平均车速、行驶里程、车外温度等。这些信息都可根据驾驶员的需要，随时调出显示。监视和报警的信息主要有：燃油温度、水温、油压、充电、尾灯、前照灯、排气温度、制动器液量、手制动、车门未关严等。当出现不正常现象或自诊断系统测出有故障时，立即有声光报警。 语音信息。过去一般信息显示都是靠驾驶员察看仪表，用视觉感知，容易造成遗漏，现在出现了语音信息，极大地方便了驾驶员。语音警告是在汽车出现不正常情况，如水温、水位、油位不正常，制动液不足和蓄电池充电值偏低等情况时，微机会经过逻辑判断，输出信息至扬声器，发出模拟人的声音向驾驶员报警，如“请停车，水温不正常”、“请加油”等，多数还同时灯光报警。 车用导航（APS）。该系统是近几年才发展起来的。它通过设置在汽车内的显示器显示地图，可在城市或公路范围内，定向选择最佳行驶路线，并能在屏幕上显示地图，表示汽车行驶中的位置，以及到达目的地的方向和距离。这实质上是汽车行驶向智能化方向的发展的一种体质，进一步发展可成为无人驾驶汽车。 通信。这方面真正实用且采用最多的是车载电话，目前车载电话的水平在不断提高，除车与路之间，车与车之间，车与飞机等交通工具之间的通话外，还可通过卫星与国际电话网相连，实现在行驶过程中的电话。5.舒适性方面 全自动空调。该装置突破单一的空气温度调节功能，可根据设置在车内外的各种温度传感器（车内温度、大气温度、蒸发器温度、发动机水温等）输入的信号，由微机对进气转换风扇、送气转换风门、混合风门、水阀、加热集电器、压缩机、鼓风机等进行控制，根据乘客人体感觉最舒适的状态要求，保持车内的温度、湿度等小气候处于最佳值。 自动座椅。该装置是人体工程技术与电子控制技术相结合的产物，它能使座椅适应乘客的不同体形，满足乘客乘座的舒适性要求。 音响、音像。车内装有立体音响，激光唱机。功放系统可实现立体声补偿、立体声音响自动选台，车载电视机可实现数码选台。6.中央控制电动门锁现代汽车越来越多采用中央控制电动门锁系统，以提高汽车使用的便利性和汽车的安全性。中央控制电动门锁通常具有如下几个功能： 中央功能。当驾驶员锁住他的车门时，其它三个车门也同时锁住，驾驶员可通过门锁开关同时打开各个车门，也可单独打开某个车门。 速度控制。当行车速度达到一定时，各个车门能自行锁定，防止乘员误操作车内门把手而导致车门打开。 单独控制。在除驾驶员车门以外的三个门设置有单独的弹簧锁开关，可独立地控制一个车门的打开和锁住。目前已装车使用的中央控制电动门锁的种类繁多，但其组织的主要部件是门锁开关、门锁控制电路及门锁执行机构。综以上所述可以看出，汽车电子化的发展已是大势所趋，在世界范围内已形成热潮，更新、更先进、更实用的电子控制装置将会不断涌现，汽车电子控制技术将呈现出一片辉煌的局面。二国外汽车电子技术的发展现状2.1 国外汽车电子技术的发展2.1.1 发动机电子控制系统1) 汽油机电子控制汽油机采用电子燃油喷射技术(EFI)是现代汽车提高功率、降低油耗、减少污染的有效措施之一。EFI技术是一种高级的发动机电子管理系统，其基本工作原理是：由传感器将汽油机的工作运行状况，如负荷大小、转速快慢、进气温度等数据送给计算机进行处理，然后由控制执行元件来确定供油量，从而保证发动机在各种工况下的正常运行。根据汽车速度、环境温度和发动机转速等参数，自动对发动机的燃油喷射、空燃比、点火时间、怠速转速和废气再循环(EGR)等进行综合控制。其效果为：输出功率提高约10，油耗下降约110，尾气排放降低约190，起动时间缩短约15 0 ，加速时间缩短约15 0(0100km/h)。2) 柴油机电控技术柴油机电控技术当前主要应用于柴油喷射、废气再循环、尾气催化转化等方面。目前先进的柴油机电子技术是共轨式电控喷油系统。它由电磁阀、传感器及中央处理单元组成。与传统喷射系统不同，在共轨系统中，压力的产生和喷射互不关联。在一定限度内，喷射压力的选择不受发动机转速和喷油量的影响。2.1.2 电子控制自动变速器一种自动变速器控制系统，包括多个动力传动路径和多个摩擦接合部件，通过有选择地接合所述摩擦接合部件中的一个而控制其变速操作并形成一速比，所述摩擦接合部件中的一个响应于驱动条件而选择所述动力传动路径中的相应一个路径；所述控制系统包括：确定目标速比的装置，其响应变速命令来决定目标速比；压力供给控制装置，其控制提供给所述摩擦接合部件中的一个的接合控制压力，所述摩擦接合部件中的一个对应于由当前速比向所述目标速比的变速，所述目标速比通过所述确定目标速比的装置来决定；变速进展检测装置，其检测所述变速操作由当前速比向所述目标速比的进展；可变性确定装置，通过将由所述变速进展检测装置检测的所述变速操作进展与预定阈值相比，确定是否能够响应新命令而改变所述目标速比，所述新命令是在正执行由所述当前速比向所述目标速比进行所述变速的同时、为变速到另一调低速档而发出的；目标变化允许装置，如果所述可变性确定装置判断允许所述目标速比变化，则允许通过所述新变速命令引起所述目标速比改变；温度检测装置，其检测所述自动变速器的温度；阈值修改装置，其修改所述阈值而使其对应于由所述温度检测装置检测的温度；其中：如果所述目标变化允许装置允许所述目标速比的变化，则中断已经通过最初变速命令引起的调低速档操作，并执行实现该已改变目标速比的另一调低速档操作；当所述温度检测装置检测的温度较低时，所述阈值修改装置修改所述阈值，使得确定不允许所述目标速比向所述调低速档的变化，除非正在执行的所述调低速档操作的进展更接近其初始阶段。三现代汽车电子技术的应用现状按对汽车行驶性能作用的影响，可把汽车电子产品归纳为两类：1)汽车电子控制装置；2)车载汽车电子装置。目前较多见的成熟的汽车电子控制系统主要有：发动机电子控制、底盘电子控制、车身电子控制、信息传递等。3.1 发动机电子控制3.1.1 电子控制喷油装置现代汽车上，机械式或机电混合式燃油喷射系统趋于淘汰电控燃油喷射装置因其性能优越而得到日益普及。电控燃油喷射系统是20世纪60年代末开始发展起来的，与传统的化油器供油系统相比而其突出优点在于空燃比的控制更为精确，可实现最佳空燃比；且电喷技术提高了汽油的雾化、蒸发性能，加速性能更好，发动机功率和转矩得以显著提高。这样能使发动机一直处于最优工作条件下运行，并使发动机的综合性能得到提高。汽油机采用电子燃油喷射技术(EFI)是现代汽车提高功率、降低油耗、减少污染的有效措施之一。EFI技术是一种高级的发动机电子管理系统，其基本工作原理是：由传感器将汽油机的工作运行状况，如负荷大小、转速快慢、进气温度等数据送给计算机进行处理，然后由控制执行元件来确定供油量，从而保证发动机在各种工况下的正常运行。当今的EFI已由单一控制发展到多项集中控制，根据汽车速度、环境温度和发动机转速等参数，自动对发动机的燃油喷射、空燃比、点火时间、怠速转速和废气再循环(EGR)等进行综合控制。目前柴油机燃油喷射系统的电子控制主要有几种方式：有的采用共轨式电控喷油系统，有的采用电控单体泵或组合式电控单体泵，有的采用电控泵喷嘴，有的采用电控分配泵，过去极少数也有采用电控直列泵。在商用车柴油机上用得多的是共轨式电控喷油系统、电控单体泵喷油系统和电控泵喷嘴喷油系统。燃油供给系统的主要构成是供油泵、共轨和喷油器。 燃油供给系统的基本工作原理是：供油泵将燃油加压成高压，供人共轨内；共轨实际上是一种燃油分配管。储存在共轨内的燃油在适当的时刻通过喷油器喷人发动机气缸内。电控共轨系统中的喷油器是一种由电磁阀控制的喷油阀，电磁阀的开启和关闭由计算机控制。1）电控共轨系统的特点：电控高压共轨系统的特点可以归纳为： a自由调节喷油压力(共轨压力控制) 通过控制共轨压力而控制喷油压力。利用共轨压力传感器测量燃油压力，从而调整供油 泵的供油量、调整共轨压力。此外，还可以根据发动机转速、喷油量的大小与设定了的最佳 值(指令值)始终一致地进行反馈控制。 b自由调节喷油量 以发动机的转速及油门开度信号为基础，计算机计算出最佳喷油量，并控制喷油器的通 断电时间。 c自由调节喷油率形状 根据发动机用途的需要，设置并控制喷油率形状：预喷射、后喷射、多段喷射等。 d自由调节喷油时间 根据发动机的转速和喷油量等参数，计算出最佳喷油时间，并控制电控喷油器在适当的 时刻开启，在适当的时刻关闭等，从而准确控制喷油时间。 在电控共轨系统中，由各种传感器如发动机转速传感器、油门开度传感器、各种温度传感器等实时检测出发动机的实际运行状态，由微型计算机根据预先设计的计算程序进行计算后，定出适合于该运行状态的喷油量、喷油叶间、喷油率模型等参数，使发动机始终都能在最佳状态下工作。计算机具有自我诊断功能，对系统的主要零部件进行技术诊断，如果某个零件产生了故障，则诊断系统会向驾驶员发出警报，并根据故障情况自动作出处理；或使发动机停止运行即所谓故障应急功能，或切换控制方法，使车辆继续行驶到安全的地方。传统的泵管嘴燃油系统中，喷油压力与发动机的转速和负荷有关，不是一个独立变量。 在高压电控共轨系统中，喷油压力(共轨压力)与发动机的转速和负荷无关，是可以独立控制的。由共轨压力传感器测出燃油压力，并与设定的目标燃油压力进行比较后进行反馈控制。2）共轨式电控喷油系统与常规机械式燃料喷油系统相比，共轨式电控喷油系统具有如下一系列优点：a.可实现高压喷射，喷射压力比一般直列泵系统高出一倍，最高的已达200MPa，今后的技术还会向250MPa高压喷射的实用化方向发展。b.喷射压力独立于发动机转速，可以改变发动机低速、低负荷性能。c.可以实现多次喷射(每循环35次，甚至组合7次喷射，包括预喷、主喷和后喷)，调节喷油速率形状，实现理想喷油规律。通过提前喷射来降低噪声和NOX排放，通过后喷来降低颗粒和提高DPF及NOX的催化转换效率。d.喷射定时和喷油量可自由选定。e.具有良好的喷射特性，优化燃烧过程，使发动机油耗、烟度、噪声和排放等综合性能指标得到明显改善，并有利于改进发动机扭矩特性。f.结构简单，可靠性好，适用性强，对原有发动机设计和制造设备改动较少。3）电控泵喷嘴系统可直接安装在发动机气缸盖上，它将喷油泵的压油机构与喷油器结合在一起，省去了高压油管。所以高压系统的死容积可以最大限度地减小，具有较高的液压效率，更有利于实现高压化和喷油速率的控制，从而获得发动机的高功率、低油耗和低排放。但该系统价格较高，而且气缸盖的设计改动比较大。3.1.2 电子点火系统近年来，汽车发动机向着多缸、高转速、高压缩比的方向发展，人们还力图通过改善混合气的燃烧状况，以及燃用稀混合气，以达到减少排气污染和节约燃油的目的。这些都要求汽车的点火系统能够提供足够高的次级电压、火花能量和最佳点火时刻。传统点火系统已经不能满足这些要求。因此，近几十年来科技人员都在积极探索改进途径，并研制了一系列的电子点火系统。目前国内外汽车上使用的电子点火系统主要分为有触点的电子点火系统和无触点的电子点火系统两大类。无论是哪一类电子点火系统，都是利用电子元件(晶体三极管)作为开关来接通或断开点火系统的初级电路，通过点火线圈来产生高压电。 电子点火系统也有闭环控制与开环控制之分:带有爆震传感器，能根据发动机是否发生爆震及时修正点火提前角的电控系统称为闭环控制系统；不带爆震传感器，点火提前控制仅根据电控单元内设定的程序控制的称为开环控制系统。3.1.3 怠速控制系统怠速性能的好坏是评价发动机性能优越与否的重要指标，怠速性能差将导致油耗增加、排污严重，因此需进行必要的控制。现代轿车中一般都有怠速控制系统，由ECU控制并维持发动机怠速在某一稳定范围内。怠速控制通常是指怠速转速控制。实质是对怠速工况时的进气量进行调节（同时配合喷油量及点火提前角的控制)。目前，除了怠速转速的稳定性控制之外，怠速控制还可实现起动控制、暖机控制、负荷变化控制等功能，这样多种功能的集中，不仅简化了机构，而且也提高了怠速控制的精确性。3.1.4 废气再循环系统废气再循环系统是在保证内燃机动力性不降低的前提下，根据内燃机的温度及负荷大小将发动机排出的废气的一部份再送回进气管，和新鲜空气或新鲜混合气混合后再次进入气缸参加燃烧，使燃烧反应的速度减慢，从而降低NOX的排放量，是控制NOX排放的主要措施。废气中的氧含量很低，含有大量N 、CO2和水蒸气，这三种气体很稳定，不能燃烧，可吸收大量热量。当一部份排气经EGR控制阀还流回进气系统与新鲜空气或新鲜混合气混合后，稀释了新鲜空气或新鲜混合气中的氧浓度，使燃烧速度降低：这两个因素都使燃烧温度降低，从而有效控制了燃烧过程中NOX的生成。3.1.5 燃料蒸发排放控制该系统主要由活性碳罐贮存装置、燃油蒸发净化控制装置和燃油箱燃油蒸发控制装置组成。汽油是一种易挥发的液体，在常温下燃油箱经常充满燃油蒸气，燃料蒸发控制系统的作用是将蒸气引入燃烧并防止挥发到大气中。这个过程起重要作用的是活性碳罐贮存装置，因为活性碳有吸附功能，当汽车运行或熄火时，燃油箱的汽油蒸气通过管路进入活性碳罐的上部，新鲜空气则从活性碳罐下部进入活性碳罐。发动机熄火后，汽油蒸气与新鲜空气在罐内混合并贮存在活性碳罐中，当发动机启动后，装在活性碳罐与进气歧管之间的燃油蒸发净化装置的电磁阀门打开，活性碳罐内的汽油蒸气被吸入进气歧管参加燃烧。3.1.6 电控二次空气喷射系统系统中的空气由电控单元根据输入信号通过控制相关电磁阀引往空气滤清器、排气管及催化式排气净化器中。该系统有两套主控电磁阀，第一套电磁阀为分流阀，用于将空气送往空气滤清器；第二套电磁阀为开关电磁阀，用于将空气送往排气管或催化式排气净化器。二次空气喷射系统也常被称为补燃系统或后燃系统。其原因是可燃混合气在汽缸内进行第一次燃烧后，其中那些未完全燃烧的部分由于人为地引入新鲜空气而使其在排气过程中进行了补燃，因而经消声器排入大气时的尾气很少有或者完全没有火星。而排气内有火星是在有可燃气体存在的情况下引发火灾的一大原因。因此，二次空气喷射系统也是防止内燃机尾气引起火灾的一项重要技术和设施。除了在轿车上应用外，它还广泛应用于安全性能要求更高的内燃机车和专用汽车，如液化气运输车、轻油运输车、机场加油车等。3.1.7 发动机可变气门正时技术发动机可变气门正时技术(VVT, Variable Valve Timing)是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。Passat B5轿车选用2.8升V6发动机，该发动机对可变气门正时进行了特别设计。从俯视观察，排气凸轮轴安装在外侧，进气凸轮轴安装在内侧。曲轴通过齿形皮带首先驱动排气凸轮轴，排气凸轮轴通过链条驱动进气凸轮轴。Passat B5发动机所应用的可变气门正时系统，是通过微机控制可变气门调节器上升和下降获得齿形皮带轮与进气凸轮（进气门）的相对位置变化，这种结构属于凸轮轴配气相位可变结构，一般可调整2030曲轴转角。3.1.8 发动机系统自我诊断功能计算机程序不断地将ECU 的指令和系统的反应进行比较，同时检查各个传感器的信号是否可信，以此确定系统是否存在故障。根据使用情况一般可分为以下几类：(1)描述各电控总成工况参数的信号，这类信号的特点是各信号的数值都有正常的工作范围，当某传感器信号电压的数值超出了可能的范围，或者虽未超出范围， 但出现在不应当出现的工况， 则可判为不可信。(2)可同时根据几个传感器的信号计算出同一个物理量(如空气流量)，其计算结果与根据已被判定为无故障的传感器的计算结果不一致时，此传感器可判为有故障。(3)根据某传感器(如发动机冷却液温度传感器和氧传感器)信号变动所经历的时间和幅度， 可判断系统是否存在某些方面的故障。(4)来自相关电控系统的信号，若有故障， 自诊断系统将立即报警。一般情况输出控制电路可分为开环和闭环两类。闭环控制的电路有信号反馈，系统激活了某一个闭环控制功能，却无法达到目标，则可判断系统存在相关的故障； 开环控制的电路无信号反馈， 其输出控制电路若发生故障，电控单元只有通过对各种输入信号进行判断才能确认故障。诊断与处理过程是在电控汽油喷射系统中，若该电控系统一旦发生故障，其诊断与处理过程如下：传感器系统故障的诊断。发动机在运转时， 如果传感器输出电路的信号电压超出了规定的范围， 自诊断系统即判定此信号有故障。例如，冷却水温度传感器工作正常时，其输出电压值应在0.3V一0.4V的范围内，否则被诊断为有故障， 并记录其代码； 而对于偶然出现的异常信号，自诊断系统并不立即判定为有故障。为了使发动机不因水温传感器的故障而停止运转，在出现此故障信号的同时，自诊断系统的电控单元，会立即采用预先存储的正常水温数值(如80)，对发动机进行控制，使其仍能维持工作，同时系统将继续进行故障监测，如果相继若干次监测为合格，ECU便将故障指示灯熄灭。执行系统故障的诊断。发动机在运转时，电控系统按照发动机的工况，不断地向执行机构发出各种指令。若执行系统不能正常工作，则其故障由监控回路把信息输给电控单元，由电控单元进行故障显示，并及时采取相应的措施，以确保发动机安全运转。例如，当发动机点火系统的功率管工作有故障时，其点火监控回路就没有正常工作的确认信号输回电控单元，这时电控单元就会发出报警信号，并向执行系统发出停止喷油的指令， 以防未燃的混合气过多地进入排气系统的催化反应器中，从而造成该处理器的失效与损坏。电控单元本身故障的诊断。电控单元内设有监控回路，用以监控电控单元是否按正常的控制程序工作。在监控回路内设有监视时钟，按时对电控单元进行复位。当电控单元发生故障时，程序不能正常执行，时钟就不能使电控单元复位，据此可判为有故障(通常在电控单元内备有应急回路，保证发动机维持运行)。3.2 底盘电子控制系统3.2.1 电控自动变速器(ECAT)电控单元(ECU)根据传感器检测到的发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器液压油温度等信号确定换档规律，并向电磁阀发出电子控制信号；电磁阀将该信号转变为液压控制信号，阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号，控制换档执行机构的动作，从而实现自动换档；电控自动变速器则在全液压控制自动变速器的基础上增加了一套电子控制系统，ECU根据节气门开度和车速等信号确定换档时刻，控制执行元件电磁阀工作，从而控制制动器和离合器工作，实现换档。对于电控自动变速器，采用节气门阀主要用于调节油道压力，而不用于控制换档时刻。电控自动变速器能实现最佳的换档规律，具有良好的经济性和动力性，污染低；换档过程中无冲击和振动，换档动作准确、及时工作稳定、可靠，能在高低温、大颠簸、冲击振动、强磁声、电子干扰下正常工作，能很好地适应复杂的交通情况和地理条件；具有故障自诊断功能；取消了离合器，无需频繁换档，操纵方便。但电控自动变速器也存在结构复杂、零件精度要求高、制造难度大，成本较高、维修技术复杂，车辆低速行驶时传动效率较手动变速器低等缺点。3.2.2 防抱死制动系统(ABS)制动防抱死系统(ABS)的主要功能是汽车在进行紧急制动和在易打滑的路面上进行常规制动时，迅速而又精确地检测出各车轮的滑移量，通过电子控制器的分析、运算和控制，适时恰当地调节制动系统的液压或气压，减小车轮的滑移率，以确保制动时汽车方向的稳定性、制动可靠性和行驶安全性，ABS系统是在传统制动系统的基础上改进而成的。它除了传统的制动主缸、制动轮缸、真空助力器及管路外，主要用车轮转速传感器，电子控制器(ECU)、压力调节器和ABS警示灯等组成。在制动过程中，每当ECU检测到车轮趋于抱死时，就向压力调节器发出降低制动管路压力的命令，压力调节器就会立即降低管路的压力。与此同时ECU实时监控车轮的运动状态。当检测到需要增加制动压力时它又命令压力调节器增加制动压力，车轮又趋于抱死。如此反复，只要驾驶人保持足够的力在制动踏板上，这种准确的压力调节就会一直进行下去，以控制车轮的滑移率在1520之间。这样就能防止车轮抱死，车轮依然可以转动，驾驶人在车辆遇到障碍物时，可安全绕开并能保持向预定的方向行驶，同时地面制动力在既滚动又滑动的制动过程中达到最大。ABS系统是否参与工作，直接与车轮的滑移率和车速有关。当车速超过一定值以后(一般为5km/小时或8km/小时)，ABS才会对制动过程中趋于抱死的车轮进行制动压力调节。这是因为当车速很低时，车轮抱死对制动性、安全性的影响也很小。ABS系统的ECU还具有故障自诊断功能。当检测到ABS系统有故障时，ABS警示灯就会闪亮以提示驾驶人同时关闭ABS系统，并使制动功能自动恢复到汽车的传统制动系统状态。这时汽车的传统制动系统仍然工作而只是不再具有防止车轮抱死的功能。汽车在制动过程中，车轮转速传感器不断把各个车轮的转速信号及时输送给ABS电子控制单元，ABS电子控制单元根据设定的控制逻辑对4个转速传感器输入的信号进行处理，计量汽车的参考车速，各车轮速度和减速度，确定各车轮的滑移率，通过对各车轮的压力升高，压力保持及压力降低的循环控制，使各个车轮的滑移率保持在理想的范围之内，防止车轮完全抱死以提高汽车的制动效果和安全性。在制动过程中，如果车轮没有抱死趋势，ABS系统将不参与制动压力控制，此时制动过程与常规制动系统相同。如果ABS出现故障，ABS电子控制单元将不再对液压单元进行控制并将仪表板上的ABS故障灯点亮，向驾驶人发出警告信号，此时制动过程也与常规制动系统的工作相同。驱动防滑系统(ASR)也叫牵引力控制系统(TCS或TRC)，是ABS的完善和补充，它可防止起动和加速时的驱动轮打滑，既有助于提高汽车加速时的牵引性能。又能改善操作稳定性。汽车“打滑”有两种情况：一是制动时的车轮滑移；二是汽车驱动时的车轮“滑转” 。度低于转动车轮的圆周速度时，轮胎与地面之间就有相对滑动，称之为“滑转” 。驱动轮的滑转，使车轮与地面的附着力下降，驱动轮产生的牵引力减少，导致汽车的起步性能、加速性能和在滑溜路面上的通过性能及行驶稳定性下降。为了防止汽车在起步、加速和在易滑或左右轮附着力不同的复杂路面上行驶时驱动轮滑转，驱动防滑控制系统(TRC)也就应运而生。驱动防滑的控制方式（1） 发动机功率控制汽车在起步、加速时，如果油门踏板踩得过猛，会因驱动力过大而出现驱动轮都滑转的情况。此时电脑ECU输出信号，通过控制发动机的输出功率来调节传递到驱动轮上的转矩， 以控制汽车的滑移率。通常采用的控制方法有：a.节气门开度控制。在发动机原节气门的基础上， 串联一个副节气门， 由TRC系统的执行机构控制其开度。这种方式工作比较平稳，容易与其他方式配合使用。b.喷油量的减少或切断控制。c.减少点火提前角的控制。调节发动机的输出转矩虽然可以通过调节节气门开度、点火提前角、汽油喷射量及中断汽油喷射和点火来实现，但是由于仅中断部分汽缸点火而不终止相应汽缸的燃油供给会对催化转换器造成严重损害， 因此目前在TRC系统中通常利用控制节气门和点火提前角的方式来调节发动机的输出扭矩，从而实现对驱动车轮的驱动力矩的调节。驱动防滑的控制方式（2） 驱动轮制动控制这种控制方式是通过在发生滑转的驱动轮上施加制动力矩来控制滑转率。制动驱动轮是防止滑转最迅速的一种控制方式，但是出于舒适性的考虑，制动力不能太大。为了防止TRC控制过程中制动力矩与发动机输出转矩之间出现平衡而导致无意义的功率消耗，这种控制方式通常与调节发动机输出功率的方法合用。（3） 发动机输出功率与驱动轮制动综合控制两种控制方法合起来并用，不仅可以防止TRC控制过程中制动力矩与发动机输出转矩之间出现平衡而导致无意义的功率消耗，还可以根据发动机的状况和车轮滑转的实际情况采取相应的控制。如在滑溜路面上行驶时，在发动机驱动扭矩较小的情况下也可以出现车轮滑转，这时采用对滑转车轮施以制动的方法就比较有效。而在发动机输出功率较大时出现滑转，则通过减少发动机输出功率的方法来控制车轮滑转。汽车行驶过程中， 路面的情况千差万别，从而导致驱动轮的状态也不断的发生变化，而这种发动机输出功率与驱动轮制动综合控制方法，使汽车具有较高的稳定性与操纵性。因此，这种综合控制方法得以广泛的应用，例如日本丰LS400轿车上就采用了这种综合控制的TRC系统。（4） 差速器锁止控制驱动力矩可以通过调节发动机的输出转矩、变速器传动比、差速器锁紧系数等来实现。简单地说，TRC系统的工作过程是：车速传感器将车轮的速度转变为电信号传给TRC电脑，TRC电脑据此计算车轮的滑转率，再综合参考节气门开度、发动机转速等信号确定控制方式，输出信号使执行机构动作，从而将驱动轮的滑转率控制在目标范围之内。由于TRC是在ABS的基础上发展起来的，ABS和TRC系统之间有许多相似之处， 如都需要对车轮的滑转率进行控制，都需要电脑和车速传感器等， 为此， 一般有TRC系统的汽车都装有ABS， 如日本的丰田凌志LS400。目前，虽然不同车型装备的TRC系统的具体结构和工作过程不完全相同，但在以下几个方面都是相同的。a. TRC系统只对驱动轮实行制动控制，并有选择开关，当该开关关闭时，系统不再进行驱动防滑控制。b. 当TRC系统处于关闭状态时，副节气门会自动处于全开位置，TRC压力调节装置并不会影响制动系统的正常工作。c. TRC在汽车行驶过程中一直处于工作状态，在驱动轮出现滑转时起作用，但当车速很高(80-120 km/h)时，一般不起作用。d. TRC通常具有不同的优先选择性，在车速较低时，优先选择提高牵引力；而当车速较高时， 优先选择提高行驶方向稳定性。e. 如果在TRC处于防滑调节过程中，踩下制动踏板进行制动，TRC自动退出且不会影响制动过程的进行。f. 具有自诊断功能。当系统检测出故障时，TRC将自动关闭，并向驾驶员发出警示信号。3.2.3 电子转向助力系统电子助力转向系统的工作原理如下：首先，转矩传感器测出驾驶员施加在转向盘 上的操纵力矩，车速传感器测出车辆当前的行驶速度，然后将这两个信号传递给ECU；ECU根据内置的控制策略，计算出理想的目标助力力矩，转化为电流指令给电机；然后，电机产生的助力力矩经减速机构放大作用在机械式转向系统上，和驾驶员的操纵力矩一起克服转向阻力矩，实现车辆的转向。工作过程：电动助力转向系统（EPS）作为传统液压系统的替代产品已经进入汽车制造领域。与先前的预测相反，EPS不仅适用于小型汽车，而且某些12V中型汽车也适于安装电动系统。EPS系统包含下列组件：转矩传感器，检测转向轮的运动情况和车辆的运动情况；电控单元，根据转矩传感器提供的信号计算助力的大小； 电机，根据电控单元输出值生成转动力；减速齿轮，提高电机产生的转动力，并将其传送至转向机构。加速防滑控制系统ASR-Acceleration Skid control system 加速防滑控制系统, 或 Acceleration Stability Retainer加速稳定保持系统,顾名思义就是防止驱动轮加速打滑的控制系统, 轮胎能产生的力量在同一负载是有一定的, 一般轮胎除了要产生使车辆前进的驱动力外, 也要产生使车辆转弯的转向力, 或者是使车辆停止的煞车力, 因此不论是单纯产生驱动力、转向力、煞车力, 或同时产生驱动力及转向力、煞车力及转向力, 其轮胎产生的总合的力量在某一负载条件下是一定的, 也就是说当前进急起动造成轮胎打滑时, 而此打滑的现象系指轮胎所有的抓地力全部用在驱动力上, 因此此时能控制车子转弯的转向力, 由於力量全部被驱动力使用掉, 因此将会失去使车辆转弯或保持车行方向的转向力, 因而会造成车行方向不稳定的现象，因此其目的就是要防止车辆尤其是大马力的车子, 在起步、再加速驱动轮打滑的现象, 以维持车辆行驶方向的稳定性, 保持好的操控性及最适当的驱动力, 达到有好的行车安全。根据装载状态控制前后的制动力分配Honda从很早之前就把ABS作为首次安全的重要技术在汽车上应用并推广。在ABS技术的基础上，还追加了新的控制逻辑使EBD实用化，在国产上市车中首次装载。3.2.4 电子控制制动力分配系统“EBD(Electronic Brake force Distribution)”技术是以电子方式控制从轻到重所有装载状态下的前后制动力的分配，稳定制动器的灵敏度，特别是提高装载重物时制动的性能。为了使制动时制动力有效地传递到路面，需要配合装载状态的变化以及减速引起的装载重量的移动，恰当地控制前后制动力的分配。以往用于这种可变制动力分配装置利用的是悬架弯曲量的机械式装置，但因为结构复杂，调整困难等原因，通常在轿车上采用比例阀式固定分配装置。在特别是装载量变化大的RV、小型厢式货车系列的汽车重载时，为了充分利用后轮的制动力，通过检测前后车轮细微的转速差推断理想制动力的差异，在ABS传动装置的作用下自动将后轮的制动力分配到最佳状态。自动制动差速器(ABD)是制动力系统的一个新产品，它的主要作用是缩短制动距离，和ABS、EBD等配合适用。当紧急制动时，车会向下点头，车的重量前移，而相应的车的后轮所承担的重量就会减少，严重时可以使后轮失去抓地力，这时相当于只有前轮在制动，会造成制动距离过长。而ABD可以有效防止这种情况，它可以通过检测全部车轮的转速发现这一情况，相应的减少后轮制动力，以使其与地面保持有效的摩擦力，同时将前轮制动力加至最大，以达到缩短制动距离的目的。ABD与ABS的区别在于，ABS是保证在紧急制动时车轮不被抱死，以达到安全操控的目的，并不能有效的缩短制动距离。而ABD则是通过EBD在保证车辆不发生侧滑的情况下，允许将制动力加至最大，以有效的缩短制动