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第1章汽车发动机电控技术概述

1.1概述

1.1.1汽车发动机电控技术发展

汽车是当今社会最重要的交通工具之一，各国的汽车研究人员

普遍认识到，采用电子技术是解决汽车制造业面临的许多技术难

题的最佳方案，尤其是在汽车发动机上。汽车发动机电控技术的

发展始于20世纪60年代，可分为三个阶段:第一阶段，从20世

纪60年代中期到70年代末期，主要是为改善部分性能而对汽车

电器产品进行技术改造，如1955年汽车上装用了第一个电子装

置———晶体管收音机，1960年美国克莱斯勒公司和日本日产

公司在汽车上装用了硅二极管整流的交流发电机，同年美国通用

公司将IC（集成电路）调节器应用于汽车上。第二阶段，从20

世纪70年代末期到90年代中期。进入20世纪70年代后，随着

汽车数量的日益增多，汽车安全问题和排放污染日益严重，能源

危机的影响更加突出。在汽车发达国家相继制定了严格的排放法

规和汽车燃油经济性法规，为解决汽车安全、节能和污染三大问

题，电子技术在汽车上的应用更加广泛和完善，如1967年德国

BOSCH公司研制出电控燃油喷射系统，1970年美国福特公司首先

在汽车上应用了除发动机以外的电控装置，1973年美国通用公

司在汽车上装用了IC点火装置，1976年美国克莱斯勒公司首先

装用了电控点火系统。第三阶段，从20世纪90年代中期到现在，

主要体现在以“人-车-环境”为主线的系统工程整体的优化上，

即在人工智能上，例如使汽车不仅能在高速公路上行驶，而且也

将在信息高速公路上奔驰（如1997年出现的网络汽车），不仅成

为人们可靠的交通工具，而且也将变成人际间交往的流动办公室

和舒适的娱乐室，成为人类社会活动中的重要场所。

1.1.2电控技术对汽车发动机性能的影响

汽车发动机的运行工况是多变的，只有电子控制的灵活性和电

脑强有力的综合处理功能，才能使汽车发动机在各种运行工况下

都实现全面优化运行，从而提高发动机的性能。

1.提高发动机的动力性在汽油发动机上，电控燃油喷射系统

取代了传统的化油器式燃料供给系统，减小了进气系统中的进气

阻力，部分发动机上还采用了进气控制系统等，提高了充气效率，

另外，电控系统可保证进入发动机汽缸的空气得到充分利用，从

而提高发动机的动力性。

2.提高发动机的燃油经济性在各种运行工况和运行环境下，

电控系统均能精确控制发动机工作所需的混合气浓度，使燃烧更

完全、燃油利用更充分，从而提高发动机的燃油经济性。

3.改善发动机的加速或减速性能在加速或减速的过渡工况

下，电子控制单元的高速处理功能使控制系统能够迅速响应，使

汽车加速或减速反应更灵敏。

4.改善发动机的起动性能在发动机起动和暖机过程中，控制

系统能根据发动机的温度变化，对进气量和供油量进行精确控

制，从而保证发动机顺利起动和平稳经过暖机过程，可明显改善

发动机的低温起动性能和热机运转性能。

5.降低排放污染电控系统对发动机在各种运行工况和运行环

境下的优化控制，提高了燃油质量，同时各种排放控制系统在汽

车上的应用，也都使发动机的排放污染大大降低。

6.故障发生率大大降低电控系统对发动机各种运行工况的优

化控制和电控系统的不断完善，使发动机的故障发生率大大降

低。自我诊断与报警系统的应用，提高了故障诊断的速度和准确

性，缩短了汽车因发动机故障而停驶的时间，具有良好的社会效

益和经济效益。

1.2应用在汽车发动机上的电子控制系统

目前应用在汽车发动机上常用的电子控制系统主要有:电控燃

油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系统、进气控制系统、排

放控制系统、增压控制系统、巡航控制系统、警告提示系统、自

诊断与报警系统、失效保护系统和应急备用系统。

1.电控燃油喷射系统在电控燃油喷射系统（EFI）中，喷油量

的控制是最基本的也是最重要的控制内容，电子控制单元（ECU）

（简称电控单元）主要是根据进气量确定基本的喷油量，再根