汽车发动机电控系统的进步

1.发动机电控系统发展的三个阶段

汽车电子控制技术在汽车上的应用始于20世纪60年代，分为以下三个阶段：

第一阶段：从20世纪60年代中期到70年代中期，主要对汽车电器产品进行技术改造。

例如：在1955年，汽车上装用了第一台晶体管收音机；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）电压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，随着汽车数量的日益增长，汽车安全事故增多，排放污染日益严重，能源危机的影响更加突出。在这一背景下，汽车发达国家相继制定了严格的排放法规和燃油经济性法规，强制性地加以颁布实施。

法规是汽车制造商、销售商和使用者都必须遵守的守则，也是汽车发动机设计与制造的准则以及汽车发动机产品认证、鉴定和进、出口商品检验的主要技术依据。例如：美国的联邦环境保护法规、联邦汽车燃料经济性标准法规以及联邦机动车安全法规等。

为解决安全、污染和节能三大问题所制定的相关法规有力地促进了电子技术在汽车上进一步的发展和完善。20世纪70年代研制成功大规模集成电路，80年代超大规模集成电路以及微型计算机诞生都使得汽车控制系统进行精确、综合控制成为可能。

例如：1967年，德国BOSCH（博世）公司研制出电控汽油喷射系统；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创立了由计算机对发动机点火时刻进行控制的系统；1977年，美国通用汽车公司开始采用数字点火时刻控制系统，称为迈塞（MISAR）系统，该系统由中央处理器（CPU）、存储器（RAM和ROM）和模-数（A-D）转换器等组成，是一种真正的计算机控制系统。

第三阶段：20世纪90年代中期以后，汽车发动机电控系统的控制功能与项目的扩展以及智能化程度都得到了快速发展。早已从单一电控汽油喷射系统（只控制喷油）发展成为集汽油喷射控制、点火控制等多项控制功能于一体的电子控制的发动机集中管理系统。现在的发动机集中管理系统除了以上的两项基本控制功能外，还具有如怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断与报警、失效保护和应急备用等多项功能。目前，发动机电控系统已在汽油机中得到广泛的应用。

同时，电子技术在汽车上的应用逐步扩展到汽油发动机以外的底盘、车身和车用柴油机多个领域。1970年，美国福特汽车公司首先在汽车上应用了除发动机以外的电控装置——电控防滑（防抱死）制动装置。

此后，在汽车底盘等其他系统上，电子控制得到广泛应用。例如：电控液力自动变速器、电控驱动防滑/牵引力控制系统、电控悬架系统、电控动力转向系统、安全气囊等使汽车的安全性、舒适性以及操纵稳定性均得到提高。

此外，红外摄像、微波雷达和激光雷达和超声波测距的应用可以实现车距自动控制、障碍物监测报警、汽车跑偏自动纠正报警。电子化仪表溶入无线通信技术，可以使汽车与智能交通信息网络、汽车服务与救援网络等进行信息交流，获得帮助，如电子地图和GPS（全球定位系统）。

2.汽车网络信息传输系统(www.xing528.com)

随着对现代汽车性能要求的不断提高，汽车电器与电子控制装置在汽车上的应用也越来越多，传统的点到点布线方式使汽车上的导线数量成倍增加。据统计，一辆采用传统布线方式的高档汽车，其导线长度可以达到2km，导线的质量可以达到整车质量的4%，电气线路的节点多达1500个。传统布线方式由于占用空间较大、布线复杂凌乱，使得故障率增加且维修困难。除此之外，随着汽车电控装置的大量使用，一些数据信息需要在不同的控制系统中共享，大量的控制信号需要实时进行交换。由此，汽车网络信息传输系统应运而生。

早在20世纪80年代，众多国际知名汽车公司就积极致力于汽车网络技术的研究和应用。1983年，日本丰田汽车公司在世纪牌汽车上采用光缆车门多路传输集中控制系统，车身ECU（电控单元）可以对各个车门锁、电动车窗进行控制。

1986年到1989年间，在汽车上采用了铜网线，如日本日产汽车公司的车门多路传输集中控制系统、美国通用汽车公司的车灯多路传输集中控制系统等，都已批量生产。

在此期间，一些汽车网络标准也不断推出，如德国BOSCH公司的CAN网络标准、美国汽车工程师学会（SAE）提出的SAEJ1850以及日本马自达汽车公司的PALMNET、德国大众汽车公司的ABUS等。迄今为止，已经有多种网络标准应用于汽车。其他的还有宝马汽车公司提出的DAN集中式网络协议、阿尔法·罗密欧汽车公司提出的DAN集中式网络协议、卢卡斯（Lucas）公司的光学分布式星形耦合器系统、日立公司的集中式光学单纤维双向通信、飞利浦公司的分布式网络协议等。

到目前为止，还没有一个可以兼容各大汽车公司通信协议的网络标准。因此，在汽车上就形成了多种类型的网络标准共存的局面。

汽车总线传输是通过某种通信协议将汽车中各种ECU、智能传感器和智能仪表等联接起来，从而构成的汽车内部网络。其优点有：

1）减少了线束的数量和线束的容积，提高了电子系统的可靠性和可维护性。

2）采用通用传感器，达到数据共享的目的。

3）改善了系统的灵活性，即通过系统的软件可以实现系统功能的变化。

一辆汽车不管有多少块ECU，不管信息容量有多大，每块ECU都只需引出两条线共同接在两个节点上，这两条导线就称作数据总线，也称为BUS线。整个网络则称为CAN，CAN是Controller Area Network（控制单元区域网络）的缩写，意思是控制单元通过网络交换数据。

目前，国外的汽车总线技术已经十分成熟，并已在汽车上推广应用。国内引进技术生产的奥迪A6车型已于2000年起采用总线替代原有线束，帕萨特B5、宝来、波罗、菲亚特的派立奥和西耶那、哈飞赛马等车型都不同程度地使用了CAN总线技术。