汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用

1、汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用    近年來，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用，汽車電子控制技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，尤其在控制精度、控制范圍、智能化和網(wǎng)絡(luò)化等多方面有了較大突破。汽車電子控制技術(shù)已成為衡量現(xiàn)代汽車發(fā)展水平的重要標(biāo)志。汽車電子控制系統(tǒng)基本由傳感器、電子控制器(ECU)、驅(qū)動器和控制程序軟件等部分組成，與車上的機(jī)械系統(tǒng)配合使用(通常與動力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和車身系統(tǒng)中的子系統(tǒng)融合)，并利用電纜或無線電波互相傳輸訊息，即所謂的“機(jī)電整合”，如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死控制系統(tǒng)、防滑控制系統(tǒng)、電子控制懸架系統(tǒng)、電子控制自動變速器、電子助力轉(zhuǎn)向等。汽車

2、電子控制系統(tǒng)大體可分為四個部分：發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)，底盤綜合控制系統(tǒng)，車身電子安全系統(tǒng)，信息通訊系統(tǒng)。其中，前兩種系統(tǒng)與汽車的行駛性能有直接關(guān)系。(風(fēng)險管理世界網(wǎng)-安全員之家)一、電子控制技術(shù)的應(yīng)用(一)發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)(EECS)是通過對發(fā)動機(jī)點(diǎn)火、噴油、空氣與燃油的比率、排放廢氣等進(jìn)行電子控制，使發(fā)動機(jī)在最佳工況狀態(tài)下工作，以達(dá)到提高其整車性能、節(jié)約能源、降低廢氣排放的目的。1.電控點(diǎn)火裝置(ESA)電控點(diǎn)火裝置由微處理機(jī)、傳感器及其接口、執(zhí)行器等構(gòu)成。該裝置根據(jù)傳感器測得的發(fā)動機(jī)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算、判斷，然后進(jìn)行點(diǎn)火時刻的調(diào)節(jié)，可使發(fā)動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣量等條件下，保證在最

3、佳點(diǎn)火提前角下工作，使發(fā)動機(jī)輸出最大的功率和轉(zhuǎn)矩，降低油耗和排放，節(jié)約燃料，減少空氣污染。2.電控燃油噴射(EFI)控燃油噴射裝置因其性能優(yōu)越而逐漸取代了機(jī)械式或機(jī)電混合式燃油噴射系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時，該裝置根據(jù)各傳感器測得的空氣流量、進(jìn)氣溫度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及工作溫度等參數(shù)，按預(yù)先編制的程序進(jìn)行運(yùn)算后與內(nèi)存中預(yù)先存儲的最佳工況時的供油控制參數(shù)進(jìn)行比較和判斷，適時調(diào)整供油量，保證發(fā)動機(jī)始終在最佳狀態(tài)下工作，使其在輸出一定功率的條件下，發(fā)動機(jī)的綜合性能得到提高。3.廢氣再循環(huán)控制(EGR)廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)是目前用于降低廢氣中氧化氮排放的一種有效措施。其主要執(zhí)行元件是數(shù)控式EGR閥，作用是獨(dú)立地對再

4、循環(huán)到發(fā)動機(jī)的廢氣量進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。(二)底盤綜合控制系統(tǒng)底盤綜合控制系統(tǒng)包括電控自動變速器、防抱死制動系統(tǒng)(ABS)與驅(qū)動防滑系統(tǒng)(ASR)、電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)(EPS)、自適應(yīng)懸掛系統(tǒng)(ASS)、巡行控制系統(tǒng)(CCS)等。1.電控自動變速器(ECAT)一般來說，汽車驅(qū)動輪所需的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，與發(fā)動機(jī)所能提供的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩有較大差別，因而需要傳動系統(tǒng)來改變從發(fā)動機(jī)到驅(qū)動輪之間的傳動比，將發(fā)動機(jī)的動力傳至驅(qū)動輪，以便能夠適應(yīng)外界負(fù)載與道路條件變化的需要。此外，停車、倒車等也靠傳動系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，適時地協(xié)調(diào)發(fā)動機(jī)與傳動系統(tǒng)的工作狀況，充分地發(fā)揮動力傳動系統(tǒng)的潛力，使其達(dá)到最佳的匹配，這是變速控制系統(tǒng)的根本

5、任務(wù)。ECAT可以根據(jù)發(fā)動機(jī)的載荷、轉(zhuǎn)速、車速、制動器工作狀態(tài)及駕駛員所控制的各種參數(shù)，經(jīng)計(jì)算、判斷后自動地改變變速桿的位置，按照換檔特性精確地控制變速比，從而實(shí)現(xiàn)變速器換擋的最佳控制，得到最佳擋位和最佳換擋時間。該裝置具有傳動效率高、低油耗、換檔舒適性好、行駛平穩(wěn)性好以及變速器使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。采用電子技術(shù)特別是微電子技術(shù)控制變速系統(tǒng)，已經(jīng)成為當(dāng)前汽車實(shí)現(xiàn)自動變速功能的主要方法。2.防抱死制動系統(tǒng)(ABS)與驅(qū)動防滑系統(tǒng)(ASR)汽車防抱死制動系統(tǒng)可以感知制動輪每一瞬時的運(yùn)動狀態(tài)，通過控制防止汽車制動時車輪的抱死來保證車輪與地面達(dá)到最佳滑動率，從而使汽車在各種路面上制動時，車輪與地面都能達(dá)到

6、縱向的峰值附著系數(shù)和較大的側(cè)向附著系數(shù)，以保證車輛制動時不發(fā)生抱死拖滑、失去轉(zhuǎn)向能力等不安全的因素，可使汽車在制動時維持方向穩(wěn)定性和縮短制動距離，有效地提高了行車的安全性。它是應(yīng)用在汽車安全上的最有價值的一項(xiàng)應(yīng)用。3.電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)(EPS)電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)采用電動機(jī)與電子控制技術(shù)對轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制，利用電動機(jī)產(chǎn)生的動力協(xié)助駕車者進(jìn)行動力轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)不直接消耗發(fā)動機(jī)的動力。EPS一般是由轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)向)傳感器、電子控制單元、電動機(jī)、減速器、機(jī)械轉(zhuǎn)向器以及蓄電池電源等構(gòu)成。汽車在轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)向)傳感器會感知轉(zhuǎn)向盤的力矩和擬轉(zhuǎn)動的方向，這些信號會通過數(shù)據(jù)總線發(fā)給電控單元，電控單元會根據(jù)傳動力矩、擬轉(zhuǎn)的

7、方向等數(shù)據(jù)信號，向電動機(jī)控制器發(fā)出動作指令，電動機(jī)就會根據(jù)具體的需要輸出相應(yīng)大小的轉(zhuǎn)動力矩，從而產(chǎn)生了助力轉(zhuǎn)向。如果不轉(zhuǎn)向，則本套系統(tǒng)就不工作，處于待調(diào)用狀態(tài)。電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)提高了汽車的轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性，增加了汽車低速時的機(jī)動性以及調(diào)整行駛時的穩(wěn)定性。目前國內(nèi)中高檔轎車應(yīng)用助力轉(zhuǎn)向較多。4.自適應(yīng)懸掛系統(tǒng)(ASS)自適應(yīng)懸掛系統(tǒng)能根據(jù)懸掛裝置的瞬時負(fù)荷，自動、適時地調(diào)整懸掛的阻尼特性及懸架彈簧的剛度，以適應(yīng)瞬時負(fù)荷，保持懸掛的既定高度，極大地提高了車輛行駛的穩(wěn)定性、操縱性和乘坐的舒適性。5.巡行控制系統(tǒng)(CCS)巡航控制又稱恒速行駛系統(tǒng)是讓駕駛員無需操作油門踏板就能保證汽車以某一固定的

8、預(yù)選車速行駛的控制系統(tǒng)。(1)車身電子安全系統(tǒng)車身電子安全系統(tǒng)包括車身系統(tǒng)內(nèi)的電子設(shè)備，主要有自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)、汽車夜視系統(tǒng)、安全氣囊、碰撞警示與預(yù)防系統(tǒng)、輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)、自動調(diào)節(jié)座椅系統(tǒng)、安全帶控制系統(tǒng)等，提高了駕駛?cè)藛T和乘客乘坐的舒適和方便。(2)信息通訊系統(tǒng)信息通訊系統(tǒng)包括汽車導(dǎo)航與定位系統(tǒng)、語音系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等。1.汽車導(dǎo)航系統(tǒng)與定位系統(tǒng)(NTIS)該系統(tǒng)可在城市或公路網(wǎng)范圍內(nèi)，定向選擇最佳行駛路線，并能在屏幕上顯示地圖，表示汽車行駛中的位置，以及到達(dá)目的地的方向和距離。這實(shí)質(zhì)是汽車行駛向智能化發(fā)展的方向，再進(jìn)一步就可成為無人駕駛汽車。二、汽車電子技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢隨著集成

9、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，汽車電子技術(shù)已明顯向集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化三個主要方向發(fā)展。(一)集成化近年來嵌入式系統(tǒng)、局域網(wǎng)控制和數(shù)據(jù)總線技術(shù)的成熟，使汽車電子控制系統(tǒng)的集成成為汽車技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。將發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)和自動變速器控制系統(tǒng)，集成為動力傳動系統(tǒng)的綜合控制;將制動防抱死控制系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)和驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)綜合在一起進(jìn)行制動控制;通過中央底盤控制器，將制動、懸架、轉(zhuǎn)向、動力傳動等控制系統(tǒng)通過總線進(jìn)行連接，控制器通過復(fù)雜的控制運(yùn)算，對各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，將車輛行駛性能控制到最佳水平，形成一體化底盤控制系統(tǒng)。(二)智能化智能化傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，加快了汽車的智能化進(jìn)程。汽車智能化相關(guān)的技術(shù)問題已受到汽車制造商的高度重視。其主要技術(shù)中“自動駕駛儀”的構(gòu)想必將依賴于電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)。智能交通系統(tǒng)(ITS)的開發(fā)將與電子、衛(wèi)星定位等多個交叉學(xué)科相結(jié)合，它能根據(jù)駕駛員提供的目標(biāo)資料，向駕駛員提供距離最短而且能繞開車輛密度相對集中處的最佳行駛路線。它裝有電子地圖，可以顯示出前方道路、并采用衛(wèi)星導(dǎo)航。從全球定位衛(wèi)星獲取沿途天氣、車流量、交通事故、交通堵塞等各種情況，自動篩選出最佳行車路線。(三)網(wǎng)絡(luò)化隨著電控器件在汽車上越來越多的應(yīng)用，車