汽車新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢

汽車新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢2/3/20231導(dǎo)言汽車已經(jīng)從上個(gè)世紀(jì)的沒有馬的馬車，發(fā)展成了今天的裝有四個(gè)輪子的計(jì)算機(jī)。利用計(jì)算機(jī)對汽車各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行最佳優(yōu)化控制，不斷地滿足人類對汽車在節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、及動(dòng)力等性能的更新、更高的要求，是近30年來從事汽車事業(yè)的人們努力奮斗的目標(biāo)，也是世界汽車發(fā)展到一個(gè)新的里程碑的主要標(biāo)志。2/3/20232導(dǎo)言如今，無論在汽車的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)與制造方面，還是在使用、維護(hù)、管理及其結(jié)構(gòu)本身，都無不和計(jì)算機(jī)息息相關(guān)。目前，由計(jì)算機(jī)指令控制的汽車已經(jīng)達(dá)到了較高的水平?？梢哉f，凡是可能會影響到汽車綜合性能的有關(guān)結(jié)構(gòu)或工作過程，都可以采用計(jì)算機(jī)控制。各種按需要設(shè)計(jì)的綜合或獨(dú)立式車用計(jì)算機(jī)已經(jīng)相當(dāng)成熟。2/3/20233現(xiàn)代汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概況

電控燃料噴射系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完全燃燒，是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)高經(jīng)濟(jì)性及低排放的關(guān)鍵所在。1967年德國B0SCH公司成功開發(fā)了D—Jetronic電控汽油噴射系統(tǒng)（EFI），并裝備在大眾VW＿1600型轎車上，由此人類的汽車事業(yè)開始走入了電子時(shí)代2/3/20234電控燃料噴射系統(tǒng)進(jìn)入20世紀(jì)70年代后，德國、美國、日本等國汽車公司相繼采用了質(zhì)量流量式空氣傳感器，可以直接測得發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量，代替了D型系統(tǒng)中的速度密度式空氣流量檢測系統(tǒng)，使電控燃油噴射系統(tǒng)的控水平有了質(zhì)的提高。隨著大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，德國BOSCH公司在1979年開始生產(chǎn)集電子點(diǎn)火和電控汽油噴射于一體的Motronic數(shù)字式發(fā)動(dòng)機(jī)綜合控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以對A/F、點(diǎn)火、怠速及廢氣再循環(huán)等進(jìn)行綜合控制，其控制功能與精度已日趨完善。2/3/20235電控燃料噴射系統(tǒng)在電控燃料噴射系統(tǒng)中，電腦根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器（RPMS）、空氣流量傳感受器（AFS）、節(jié)氣門位置傳感受器（TPS）、排氣氧含量傳感器及其它各種有關(guān)汽車工況及環(huán)境狀態(tài)參數(shù)的傳感受器提供的信息，經(jīng)計(jì)算及優(yōu)化處理，可以實(shí)現(xiàn)對噴油時(shí)刻、噴油壓力、噴油率、增壓中冷進(jìn)氣及加速空氣噴射等進(jìn)行電控，使汽車的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性能得到極大的改善。2/3/20236EFI

系統(tǒng)的構(gòu)成燃料泵燃料箱燃料濾清器分配管分電器爆振傳感器噴油嘴電瓶空氣流量計(jì)節(jié)氣門位置傳感器氣壓緩沖器ECU點(diǎn)火開關(guān)壓力調(diào)節(jié)器ISC閥點(diǎn)火線圈氧傳感器2/3/20237電控點(diǎn)火系統(tǒng)傳統(tǒng)的蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)及其后的晶體管點(diǎn)火系統(tǒng)，由于都不同程度的存在反應(yīng)遲鈍、機(jī)械故障多、調(diào)整精度有限且易受多種因素影響等問題，所以無法實(shí)現(xiàn)最佳點(diǎn)火控制。而電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)能綜合分析發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、曲軸位置、爆震狀態(tài)、溫度、海撥高度、系統(tǒng)電壓及其它有關(guān)傳感器的信息，可以在各種不同的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷條件下隨時(shí)調(diào)整及修正點(diǎn)火時(shí)刻、點(diǎn)火能量及點(diǎn)火順序保證了最優(yōu)化的點(diǎn)火控制。2/3/20238電子控制點(diǎn)火裝置電子控制點(diǎn)火裝置是利用半導(dǎo)體材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的點(diǎn)火系機(jī)械開關(guān)，接通或切斷初級電流。目前采用的無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)可分為有分電器和無分電器兩類。無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系的特點(diǎn)是在分電器內(nèi)沒有斷電器的觸點(diǎn)，而是利用各種形式的點(diǎn)火信號發(fā)生器來取代。根據(jù)點(diǎn)火信號發(fā)生器的工作原理不同，又可分為磁電式、霍爾效應(yīng)式、光電式、電磁振蕩式。其中磁電式和霍爾效應(yīng)式的信號發(fā)生器應(yīng)用較多。

2/3/20239直接點(diǎn)火系統(tǒng)在20世紀(jì)80年代中期出現(xiàn)在德國大眾和美國通用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的直接點(diǎn)火系統(tǒng)（DLS）取消了傳統(tǒng)的點(diǎn)火線圈和分電器。電子控制單元（ECU）、點(diǎn)火控制模塊（ICM）、點(diǎn)火信號發(fā)生器（PIP）、氣缸識別傳感器（CID）、及其它有關(guān)元件組成了新型的電子點(diǎn)火系統(tǒng)。大大改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒與環(huán)保、經(jīng)濟(jì)與可靠性。2/3/202310ECU點(diǎn)火方式同時(shí)獨(dú)立點(diǎn)火方式

點(diǎn)火線圈裝置(IgnitionCoilSystem)2/3/202311怠速控制（ISC）

怠速控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫及其它相關(guān)參數(shù)（如空調(diào)開關(guān)信號、動(dòng)力轉(zhuǎn)向開關(guān)信號等）通過怠速控制閥，控制發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的可燃混合氣的供給量，和空燃比的控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速處于最佳狀態(tài)。

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ISC閥(IdleSpeedControlValve)

(ⅱ)怠速控制執(zhí)行器(1)電磁式執(zhí)行器線圈空氣出口空氣吸入口(2)轉(zhuǎn)子式旋轉(zhuǎn)滑閥2/3/202313

ISC閥(IdleSpeedControlValve)

ISC-伺服(Servo)電機(jī)位置傳感器ISC操縱桿電機(jī)電機(jī)位置傳感器2/3/202314發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制排放控制包括以下內(nèi)容：EGR廢氣再循環(huán)，氧傳感器及三元催化器，CO控制，二次空氣噴射，活性炭罐電磁閥控制。除了以上控制裝置外，在發(fā)動(dòng)機(jī)部分的電控系統(tǒng)中還包括：進(jìn)氣控制（空氣引導(dǎo)通路切換和旅渦控制閥）發(fā)動(dòng)機(jī)增壓控制、電動(dòng)燃油泵控制、發(fā)電機(jī)控制、冷卻風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)排量、節(jié)氣門正時(shí)、二次空氣噴射、油氣蒸發(fā)及系統(tǒng)自我診斷、警告提示、備用功能與失效保護(hù)等。

2/3/202315在燃燒室里產(chǎn)生的排放氣體中的HC,CO,Nox經(jīng)過催化器時(shí)被Pt,Ph的作用，進(jìn)行氧化和還原反應(yīng)轉(zhuǎn)換成CO2,H2O,N2.為了促進(jìn)氧化反應(yīng)，通過片簧閥供入新鮮空氣。構(gòu)成圖O2傳感器三元催化器

三元催化器和2次空氣噴射裝置片簧閥

排放凈化控制裝置2/3/202316電子控制自動(dòng)變速器（ECT）

電控自動(dòng)變速器由液力變矩器、行星齒輪系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、手控聯(lián)桿機(jī)構(gòu)、最終傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、殼體、散熱系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等部分組成。液力變矩器利用液體的流動(dòng)，把來自發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩增大后傳遞給行星齒輪機(jī)構(gòu)，同時(shí)液壓控制裝置根據(jù)行駛的需要來操縱行星齒輪系統(tǒng)，使其獲得相應(yīng)的傳動(dòng)比和旋轉(zhuǎn)方向，實(shí)現(xiàn)升擋、降擋、前進(jìn)、后退。以上過程中，扭矩的增大、油門開度和；車速信號對液壓控制裝置的操縱、行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比和旋轉(zhuǎn)方向的改變，都是在變速器內(nèi)部自動(dòng)進(jìn)行的，不需要駕駛員操作，即進(jìn)行“自動(dòng)換擋”2/3/202317

電子控制自動(dòng)變速器（ECT）

所以，自動(dòng)變速器可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度信號和車速、發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷等行駛條件、按照換擋特性，精確地控制變速比，自動(dòng)適時(shí)地?fù)Q入高擋和低速擋，處于最佳擋位。該裝置具有提高傳動(dòng)效率，降低油耗，改善換擋合適性，汽車行駛的平穩(wěn)性以及延長變速器使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。2/3/202318自動(dòng)變速器2/3/202319電子控制防抱死制動(dòng)裝置（ABS）如果汽車沒有防抱死制動(dòng)裝置，在汽車制動(dòng)過程中，當(dāng)制動(dòng)力達(dá)到一定程度時(shí)，車輪就會抱死，這樣不但使制動(dòng)力減小，制動(dòng)距離增大，而且使制動(dòng)穩(wěn)定性變差，汽車會發(fā)生側(cè)滑和甩尾，引發(fā)交通事故。

電子電子控防抱死制動(dòng)裝置形式很能多，按其控制參數(shù)可分為按車輪的滑移率控制方式、按車輪的減速度控制方式、按車輪的滑移率和車輪的減速度混合控制方式三種。2/3/202320電子控制懸架裝置（TEMS）

電控懸架裝置在懸架系統(tǒng)中引入微機(jī)控制的車高自動(dòng)調(diào)整裝置和減振器衰減力自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)路面狀況和載重情況，改變懸架彈簧的剛度和阻尼特性，控制車輛高度，改善車輛行駛操縱穩(wěn)定性和乘座舒適性。具體作用如下：在高質(zhì)量路面上高速行駛時(shí)，彈簧變軟，提高舒適性在凹凸不平的路面上行駛，懸架彈簧變硬，以消除顛簸、沖擊和碰撞若滿載，車輛處于“前仰”狀態(tài)，該系統(tǒng)可適當(dāng)調(diào)整車高可減少汽車制動(dòng)時(shí)的點(diǎn)頭現(xiàn)象

2/3/202321電子控制制動(dòng)力轉(zhuǎn)向

電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向的形式較多，目前有電子控制前輪、后輪及前后四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。它們分別顯示出不同的優(yōu)越性如有的可獲得最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向作用力特性，最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向回正特性，改善行駛的穩(wěn)定性以及節(jié)能降低成本的作用，有的主要是為了提高轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向響應(yīng)性，有的主要用來改善高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性。目前電控前輪動(dòng)力轉(zhuǎn)向較普及，通過控制轉(zhuǎn)向力，保證汽車停駛或人或低速行駛時(shí)轉(zhuǎn)向較輕便，而高速行駛時(shí)又確保安全。

2/3/202322巡航控制系統(tǒng)（CCS）

該系統(tǒng)一般稱為恒速控制行駛系統(tǒng)。汽車在高速公路上長時(shí)間行駛時(shí)，打開該系統(tǒng)的自動(dòng)操縱開關(guān)后，恒速行駛裝置將根據(jù)行車阻力自動(dòng)增減節(jié)氣門的開度，使汽車行駛速度保持一定。該系統(tǒng)是一個(gè)具有速度反饋控制的微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括速度傳感器、節(jié)氣門開度等傳感器、微處理器及步進(jìn)電機(jī)等組成。

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驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)（ASR）該裝置是在防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)的，兩個(gè)系統(tǒng)有許多共用組件。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪上的輪速傳感器感受到驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)，控制單元便通過制動(dòng)或者通過油門降低轉(zhuǎn)速，使之不在打滑，實(shí)質(zhì)上是一種速度調(diào)節(jié)器。它可以在汽車起步和彎道中速度發(fā)生急劇變化時(shí)，改善車輪與路面間的附著力，提高行駛安全性。

2/3/202324雷達(dá)防撞裝置

在汽車行駛過程中，由于前車速度的突然變化、道路與氣候條件不佳原因造成的追尾事故是最常見的碰撞事故。因此準(zhǔn)確地測定安全距離，并具有報(bào)警和自動(dòng)控制裝置的電子防撞系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。汽車行駛的安全距離由駕駛員的反應(yīng)時(shí)間、汽車速度、兩車相對速度和制動(dòng)減速度等多種因素決定。事先將反應(yīng)時(shí)間、減速度以及相應(yīng)的安全距離存儲在ROM中。雷達(dá)把車距、車速、相對速度等信息通過接口送給微機(jī)，如果實(shí)測距離小于安全距離時(shí)，微機(jī)發(fā)生報(bào)警信息，如果駕駛員末采取措施，且實(shí)測距離小于極限安全距離時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會自動(dòng)控制汽車制動(dòng)器使車停隹，當(dāng)距離又超過極限安全距離時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。

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倒車安全裝置、安全帶控制

汽車安全倒車裝置一般采用超聲波作傳感器，來判別車后的障礙物的方位及距離，不同的距離采用不同的報(bào)警方式（用蜂鳴音的長短、次數(shù)來區(qū)分）并用顯示器亮燈來表示，可以有效的防止事故的倒車發(fā)生安全帶控制裝置在汽車發(fā)生任何撞碰時(shí)，可瞬間束緊安全帶。在有的汽車上，該裝置還具有當(dāng)微機(jī)確認(rèn)駕駛員乘客安全帶使用正確無誤時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)。2/3/202326

前照燈控制及駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)該照明系統(tǒng)，可在前照燈照明范圍內(nèi)，隨著方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，保證最佳的照明狀態(tài)，并能在會車時(shí)自動(dòng)啟閉和防眩。還可以根據(jù)外界光強(qiáng)及道路情況，自動(dòng)調(diào)整燈光亮度駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（EDMS）可隨時(shí)監(jiān)視駕駛員的工作及身體狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)有打盹、喝酒、病態(tài)及過多的談話等影響安全行駛的因素時(shí)，則給予提醒、警告甚至停車。2/3/202327自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置在車內(nèi)外的各種溫度傳感器（車內(nèi)溫度、大氣溫度、日照溫度、蒸發(fā)器溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫）輸入的信號，由微機(jī)進(jìn)行平衡溫度計(jì)算，對進(jìn)氣轉(zhuǎn)換風(fēng)扇，送氣轉(zhuǎn)換風(fēng)門、混合風(fēng)門、水閥、加熱繼電器、壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等進(jìn)行控制，根據(jù)乘客要求，保持車內(nèi)的溫度、濕度等小氣候處于最佳狀態(tài)。2/3/202328電控自動(dòng)座椅自動(dòng)座椅調(diào)節(jié)裝置是人體工程技術(shù)與電子控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，能適應(yīng)不同體形的乘客的乘坐舒適性要求。該調(diào)節(jié)裝置除能改變座椅的前后、高低、靠背斜度位置外，還能存貯座椅位置的若干個(gè)數(shù)據(jù)。只要一按按鈕，就能調(diào)出各個(gè)座椅位置和相應(yīng)的后視鏡的位置，如果此時(shí)不符合存貯數(shù)據(jù)的乘員坐上，能發(fā)出蜂鳴報(bào)警。2/3/202329常用汽車英文縮寫之意

Quattro-全時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

Tiptronic-輕觸子-自動(dòng)變速器

Multitronic-多極子-無級自動(dòng)變速器ABC-車身主動(dòng)控制系統(tǒng)

DSC-車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)

VSC-車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)

TRC-牽引力控制系統(tǒng)

TCS-牽引力控制系統(tǒng)

ABS-防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

ASR-加速防滑系統(tǒng)

BAS-制動(dòng)輔助系統(tǒng)

DCS-車身動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)

EBA-緊急制動(dòng)輔助系統(tǒng)

EBD-電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)

2/3/202330常用汽車英文縮寫之意EDS-電子差速鎖

ESP-電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)

HBA-液壓剎車輔助系統(tǒng)

HDC-坡道控制系統(tǒng)

HAC-坡道起車控制系統(tǒng)

DAC-下坡行車輔助控制系統(tǒng)

A-TRC--車身主動(dòng)循跡控制系統(tǒng)

SRS-雙安全氣囊

SAHR-主動(dòng)性頭枕

GPS-車載衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)

i-Drive--智能集成化操作系統(tǒng)

Dynamic.Drive-主動(dòng)式穩(wěn)定桿

R-直列多缸排列發(fā)動(dòng)機(jī)

V-V型汽缸排列發(fā)動(dòng)機(jī)

B-水平對置式排列多缸發(fā)動(dòng)機(jī)

2/3/202331常用汽車英文縮寫之意WA-汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)

W-W型汽缸排列發(fā)動(dòng)機(jī)

Fi-前置發(fā)動(dòng)機(jī)（縱向）

Fq-前置發(fā)動(dòng)機(jī)（橫向）

Mi-中置發(fā)動(dòng)機(jī)（縱向）

Mq-中置發(fā)動(dòng)機(jī)（橫向）

Hi-后置發(fā)動(dòng)機(jī)（縱向）

Hq-后置發(fā)動(dòng)機(jī)（橫向）

OHV-頂置氣門，側(cè)置凸輪軸

OHC-頂置氣門，上置凸輪軸

DOHC-頂置氣門，雙上置凸輪軸

CVTC-連續(xù)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)

VVT-i--氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)

VVTL-i--氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)

2/3/202332常用汽車英文縮寫之意V-化油器

ES-單點(diǎn)噴射汽油發(fā)動(dòng)機(jī)

EM-多點(diǎn)噴射汽油發(fā)動(dòng)機(jī)

SDi-自然吸氣式超柴油發(fā)動(dòng)機(jī)

TDi-Turbo直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)

ED-缸內(nèi)直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)

PD-泵噴嘴

D-柴油發(fā)動(dòng)機(jī)（共軌）

DD-缸內(nèi)直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)

缸內(nèi)直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)（分層燃燒/均質(zhì)燃燒）

TA-Turbo（渦輪增壓）

NOS-氧化氮?dú)庠鰤合到y(tǒng)

MA-機(jī)械增壓

2/3/202333常用汽車英文縮寫之