汽車電子油門控制系統(tǒng)設計

1、本科生畢業(yè)設計1第 1 章 緒論1.1 本課題研究的目的和意義自從 1886 年 1 月 26 日，德國人 Banz(奔茨)發(fā)明的第一輛三輪汽車問世以來，汽車工業(yè)飛速發(fā)展。2003 年世界汽車保有量 6.6 億輛，美國平均達 780 輛/千人，我國平均 16 輛/千人。2004 年世界汽車年產(chǎn)量 6461.6 萬輛，我國年產(chǎn)量 507.1 萬輛，居世界第四位。隨著全國千人汽車保有量的大幅上升，人們對這種交通工具的依賴性越來越強，汽車也對

2、人們的日常生活、社會的經(jīng)濟產(chǎn)生著直接而又重要的影響。汽車工業(yè)的發(fā)展己經(jīng)被認為是一個國家工業(yè)化水平高低的重要標志。而且隨著時代的進步，科學技術的發(fā)展，人類對汽車性能的要求在日益提高，除了滿足人們的基本使用要求之外，人們對汽車的節(jié)能、環(huán)保、安全性和舒適性等方面提出了更高標準的要求。根據(jù)目前的發(fā)展情況，可以預測，安全性、舒適性、燃油的經(jīng)濟性、少公害將會成為汽車工業(yè)今后發(fā)展的主要著眼點。目前，絕大多數(shù)汽車在長距離的高速公路行駛時，駕駛員的腳需要

3、始終踏在油門踏板上，就是說，駕駛員的腳必須長時間保持一種幾乎固定的、用力的姿勢，這樣他們的駕駛舒適性就無從談起。由于長期保持一種姿勢，非常容易產(chǎn)生疲勞。而且，在長時間駕駛后，如果突然產(chǎn)生緊急情況，駕駛員的腳可能由于麻木而不聽使喚，難以及時完成相應的應急動作。在路面狀況發(fā)生變化時，需要操縱車輛操作構件采取應急措施，如加速、減速、轉向等，從而駕駛員在整個過程中必須保持清醒的頭腦、集中精力。而人類在集中精力干一件事情的時間長短都有個極限，超過

4、了這個極限就可能產(chǎn)生疲勞或有差錯發(fā)生。從這一點來考慮，駕駛的安全性也不高.再加上駕駛員非職業(yè)化、車輛密集化和車輛高速化，則更對車輛的安全性能提出高要求，交通安全問題也隨之日益突出。據(jù)統(tǒng)計，2006 年上半年，全國共發(fā)生道路交通事故 190,270 起，造成 41,933 人死亡，221,838 人受傷，直接財產(chǎn)損失 7.1 億元。因此，提高汽車行駛的安全性、舒適性勢在必行。車輛在雨雪天等特殊氣候條件下運行，由于路面的附著系數(shù)減小，極大地

5、影響了汽車的制動效能，致使制動距離延長，尤其是在緊急制動時，會發(fā)生側滑，嚴重時會掉頭旋轉。如果是在有車轍的雪路上行駛，左右輪分別行駛在雪地上和露出的地面上，產(chǎn)生劇烈旋轉的危險性更大。此時若緊急制動，車輛的方向就失去控制;而如果是彎道，車輛則可能沿切線從路邊滑出或闖入對面的車道。另外，當車輛在高速行駛時，駕駛員對前面突然出現(xiàn)的障礙物恐怕也難以很快地做出制本科生畢業(yè)設計3電子油門取消了傳統(tǒng)加速踏板與節(jié)氣門閥片之間的拉線連接，采用電機或執(zhí)行器

6、驅動節(jié)氣門。駕駛者的意圖通過加速踏板位置傳感器傳送給發(fā)動機或動力系統(tǒng)的電控單元 ECU。 ECU 發(fā)出指令給節(jié)氣門驅動執(zhí)行器，實現(xiàn)對節(jié)氣門開度的控制.這種控制方式是間接的，即電子節(jié)氣門。汽車從誕生到上世紀 80 年代中期，一直使用的是傳統(tǒng)的機械式節(jié)氣門;隨著汽車電子技術的日益發(fā)展和對汽車性能要求的提高，上世紀 80 年代中后期，出現(xiàn)第一臺電子節(jié)氣門，應用在德國寶馬公司生產(chǎn)的 BMW750iL 頂級轎車上。從電子節(jié)氣門的誕生到現(xiàn)在，由于

7、電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的技術和成本要求都比較高，因此只應用在各大汽車公司生產(chǎn)的高級轎車上，如奔馳、BMW 以及德國大眾的奧迪系列等等。隨著能源問題的日益嚴重和環(huán)保要求的提高，以及控制技術的日益成熟，電子節(jié)氣門將越來越廣泛地應用在各種級別的汽車上，這將是大勢所趨。目前國外各大汽車生產(chǎn)廠商和零部件生產(chǎn)商都在從事電子節(jié)氣門技術的開發(fā)研究，其中德國 Bosch 公司和美國的珍址公司在該項研究上處于領先地位，其產(chǎn)品已經(jīng)開始市場化、系列化。經(jīng)過近二十年

8、的發(fā)展，電子節(jié)氣門可以實現(xiàn)的功能越來越強大，現(xiàn)在已經(jīng)能夠實現(xiàn)對車輛的巡航控制、怠速控制、自適應巡航控制等不同工況下發(fā)動機的控制要求。作為當代最先進發(fā)動機管理系統(tǒng)的代表的 BOSCH 發(fā)動機管理系統(tǒng)和 Delphi 發(fā)動機管理系統(tǒng)，電子節(jié)氣門裝置己成為它們不可或缺的裝置。電子節(jié)氣門產(chǎn)品最早用于重載卡車、賽車上，后轉向轎車。其中在高檔轎車中應用較多，如在寶馬、奔馳、奧迪、豐田、沃爾沃、凌志等系列轎車中得到了廣泛的應用;現(xiàn)在己逐步推廣到中檔轎

9、車上，像上海大眾的波羅、帕薩特就采用了電子節(jié)氣門，上海通用別克也準備采用電子節(jié)氣門。值得一提的是， 國內第一輛柴油機轎車，一汽–大眾捷達柴油車就采用了電子節(jié)氣門系統(tǒng)，因此可以說電子節(jié)氣門產(chǎn)品將會有一個非常廣泛的市場。1.2.2 油門類型電子式節(jié)氣門按節(jié)氣門驅動執(zhí)行器可分為：電液式，線性電磁鐵式，真空膜片式，步進電機式，直流電機式。電液式節(jié)氣門，一般應用在有液壓源的車輛中，采用電液式驅動器作為節(jié)氣門執(zhí)行器，具有結構簡單，成本低廉，驅動力