发动机电子控制技术

1、汽车发动机电子控制技术的发展趋势发动机电子控制技术可以提高发动机的性能，如功率、经济性等。这是现代发动机不可缺少的技术。介绍了发动机电子控制技术的发展背景和现状，分析了电子控制技术未来的发展趋势。关键词：发动机电子控制技术汽车发动机电子控制技术的发展趋势摘要：发动机电控技术能够提高发动机的动力性、燃油经济性等性能，是现代发动机必备的技术。本文介绍了发动机电子控制的发展背景和现状，分析了电子控制技术未来的发展趋势。关键字：引擎；电子控制技术1.电子控制技术的发展背景电子控制技术的发展背景20世纪40年代，德国戴姆勒-奔驰公司和拜耳发动机厂首次在汽车发动机上安装了燃油喷射系统。然而，由于各种原因，

2、德国飞机上只使用了机械燃油喷射系统。20世纪50年代，德国戴姆勒-奔驰公司为其梅赛德斯-奔驰300l汽车配备了机械缸内燃油喷射系统。1953年，美国潘迪克斯公司开始开发电控燃油喷射系统。1957年，该公司的电控燃油喷射系统被引进并装备在克莱斯勒轿车上。在20世纪60年代，由于电子技术非常活跃的发展和国家对汽车尾气排放的限制，曾经有一次世界能源危机。不同国家的汽车制造商对化油器进行了各种改进，但仍然不能满足日益严格的限制。1967年，德国博世公司首次开发了一种电控燃油喷射系统，并将其应用于大众-1600 Vxvagen，该系统大量出口到美国，并在一些国家首次达到排放浓度限制。1973年，德国博世

3、公司推出了L-Jetronic电控燃油喷射系统。质量流量控制LH-Jetronic型电控燃油喷射系统。1979年，德国博世公司生产了集成电子点火和电子燃油喷射的motronic数字发动机集成控制系统。1980年，美国通用公司福特公司首次推出单点喷射式电控燃油喷射系统。新技术的发展有取代传统化油器的巨大趋势。20世纪80年代，电控燃油喷射系统被广泛应用于汽车。据统计，1993年美国采用电控燃油喷射系统的比例为100%，日本为80%，德国为98%。电控燃油喷射系统技术不仅在汽车上采用，而且在多种车型上采用，充分显示了其强大的生命力。电子燃油喷射取代了传统的化油器，大大改善了发电机的动力性能，提高了

4、发电机的最大输出功率。高空燃烧控制精度是电子燃油喷射的最大优势。无论环境中的气温、气压等条件发生变化，还是加速、减速、过量等不稳定条件，还是启动、暖机、高温锻炼、重启等冷热条件，发电机都能获得准确满足要求的空燃比，从而全面提高使用性能。在稳定的工作条件下，电控喷射利用氧传感器反馈控制空燃比，并集成三个催化剂反射器的功能，以获得最佳的排气净化效果。然而，在其他工作条件下，由于空燃比的精确控制，可以实现按需燃料供应，从而降低燃料消耗。2.电控发动机的发展早期的汽油喷射系统采用机械控制，并应用于飞机发动机。第二次世界大战后，汽油喷射技术被应用于汽车发动机，但由于其成本高、技术难度大，仅应用于一些高级

5、轿车和赛车。20世纪60年代，由于电子技术的迅速发展和汽车排放法规的影响，汽油喷射技术被推广到普通汽车。进入20世纪70年代，能源危机和电子技术的发展使得电控汽油喷射成为汽车工业的一个重要发展方向。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、从模拟到数字的发展过程。1967年，基于德国博世公司本迪克斯公司的专利，一套d-jetronic汽油喷射系统于20世纪70年代首次开发并批量生产。这是当时第一个符合加州汽车排放法规要求的汽车，开创了汽油喷射电子控制系统的应用历史。为了改善d-jetronic系统在工况变化时的不良控制效果，博世公司开发了一种带质量流量控制的l-j

6、etronic电控燃油喷射系统。之后，l-jetronic系统进一步发展为lh-jetronic系统。Lh-jetronic系统能够精确测量空气流量，补偿大气压力和温度变化的影响，进一步降低进气阻力，具有更快的响应速度和卓越的性能。大规模集成电路和微型计算机的发展为汽车发动机综合性能指标最佳的集成控制系统的诞生创造了有利条件。1979年，博世公司开始生产motronic数字发动机集成控制系统，集成了电子点火和电子燃油喷射。该控制系统可以全面控制空燃比、点火正时、怠速和废气再循环。随后，世界各大汽车制造商相继推出了自己的产品，包括通用汽车的电喷系统和tbi系统、福特的eec系统、克莱斯勒的cfi

7、系统、日产eccs系统、丰田tccs系统、三菱ect-jet系统和卢卡斯ems系统。与此同时，传感器和汽车专用控制芯片发展迅速。20世纪80年代以前，汽油发动机大多使用多点汽油喷射系统。1980年，通用汽车公司首次开发出一种结构简单、价格低廉的tbi系统。该系统采用低压注入，注入压力较低，注入器较少，能够满足当时的监管要求，并迅速推广和发展。1983年，博世还推出了单电子单点汽油喷射系统。20世纪80年代末90年代初，由于发动机性能和结构要求的进一步提高以及法规的进一步严格，多点汽油喷射系统再次显示出其优势，并再次占据了主导地位。随着微处理器在汽车中的应用，汽车发动机电控系统的首要任务是根据各

8、种性能指标确定发动机系统的最佳特性，并能根据各种工况、环境和状态自动进行相应的调整和补偿，使发动机始终在最佳状态下运行。目前，电子控制主要包括燃油喷射控制、点火和爆震控制，此外还有怠速控制、超速保护、减速和断油、废气再循环控制、增压控制、可变气门正时控制、发动机故障自诊断和故障安全系统等。3.电控发动机的发展趋势随着排放法规的不断严格和电子技术的快速发展，汽油机电子控制技术取得了显著进步。作为一项新技术，它已经在汽车工业中奠定了坚实的基础。目前，发动机电子控制的发展趋势仍然很强劲。汽油机电控系统的研发主要表现在几个方面：3.1控制器随着电子技术的飞速发展，发动机控制器的功能越来越强，同时也越来

9、越小型化。目前，电控单元的硬件不断丰富，集成度越来越高，数据采集、计算和通信的速度不断提高，燃烧压力的瞬态变化也可以实时处理。发动机控制向集成控制的发展不仅是为了实现发动机本身的控制，也是为了实现自动变速、主动悬挂和速度控制的车辆集成管理系统。目前，16位计算机已经取代了8位计算机3.2传感器的发展趋势是小型化、集成化和智能化。它可以自动补偿温度和电压，并自动恢复长期使用造成的性能下降。它具有自诊断和自修复功能，并直接输出数字信号以简化控制单元。传感器本身具有很强的抗干扰能力，提高了系统的可靠性。目前，新型传感器的开发主要集中在燃烧数据传感器的开发和发动机输出参数的检测上。3.3新控制理论在发动机控制中的实际应用突出了控制软件的发展。汽油机的控制理论从开环控制向闭环控制转变，从最优控制向自适应和自学习控制转变，最终向神经网络智能控制转变。在未来一段时间内，控制软件的发展主要体现在几个方面：(1)开发新变量的控制算法；(2)开发控制算法的仿真研究