汽車電子控制技術(shù)

汽車電子控制技術(shù)姓名：專業(yè)：能源與動力工程班級：學(xué)號：摘要：

本文探討了汽車電子控制技術(shù)，對發(fā)動機(jī)電子控制、底盤電子控制和車身電子控制進(jìn)行了全面的論述。并從電子控制技術(shù)對汽車智能化上的巨大推動、助力汽車自動調(diào)速和自動化高速公路建設(shè)、為汽車移動化辦公提供基礎(chǔ)和多通道傳輸技術(shù)的運用等四個方面入手，論述了汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：汽車電子控制技術(shù)、發(fā)動機(jī)電子控制、底盤電子控制、行駛安全電子控制、舒適性電子控制、信息顯示與傳遞正文：一、

電子控制技術(shù)在汽車上的應(yīng)用1.1

發(fā)動機(jī)上的電子控制

電子技術(shù)在汽車中的運用顯著提升了汽車的技術(shù)性能，為汽車的高效運轉(zhuǎn)提供了技術(shù)保障，增加了汽車駕駛過程中的安全系數(shù)，為駕駛員提供更加舒適的駕駛環(huán)境。同時，在人們更加注重環(huán)保的今天，電子技術(shù)在汽車中的應(yīng)用對于降低汽車尾氣污染都起到很好的控制作用。經(jīng)歷了六十余年的發(fā)展，電子控制技術(shù)已經(jīng)融入到了各種類型的汽車發(fā)展之中，并對汽車技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)計創(chuàng)新與外形創(chuàng)新提供了有力的支撐?，F(xiàn)在的汽車已經(jīng)融合了汽車技術(shù)和電子技術(shù)等多種技術(shù)，是各種先進(jìn)技術(shù)的綜合產(chǎn)物。從汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展歷程來看，其經(jīng)歷了三個階段，即分立電子元件控制、集成電路控制以及微型計算機(jī)控制。1.1.1

電控汽油噴射

電子控制噴油裝置(EFI)能夠自動保障發(fā)動機(jī)的最佳工作狀態(tài)，在保證發(fā)動機(jī)功率的同時節(jié)省燃油，降低污染。當(dāng)發(fā)動機(jī)發(fā)動時，電子控制單元(ECU)通過處理傳感器傳來的的進(jìn)氣溫度、工作溫度等參數(shù)，對噴油量進(jìn)行調(diào)整和正時，保證發(fā)動機(jī)達(dá)到最佳的工作效率，提升其綜合性能。其控制過程主要分為以下四個：

（1）控制噴油量。ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷確定噴油量，并予以修正，使A/F=14.7。

（2）控制噴油定時。ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)工作順序?qū)ε艢庑谐痰臍飧卓刂茋娪汀?/p>

（3）控制減速、限速及閉缸斷油。

（4）控制電動油泵。泵油壓力、泵油時間及變速泵油。1.1.2

電控點火

電子打火裝置(ESA)可以將發(fā)動機(jī)相關(guān)傳感器發(fā)送的信息進(jìn)行處理，得出最佳的點火時間，優(yōu)化點火特性。該裝置能夠幫助發(fā)動機(jī)獲得良好的點火提前角，以達(dá)到節(jié)約燃油和減少污染的目的?？偨Y(jié)起來有以下三個好處：

（1）控制最佳點火提前角。

（2）控制通電時間及最大電流。

（3）控制爆震。1.1.3

怠速控制

受ECU控制的怠速控制閥不僅用于暖機(jī)，而且還能根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷的增加而自動提高怠速。如圖1-1為步進(jìn)電機(jī)式怠速控制圖。1.1.4

排放控制

廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的執(zhí)行元件為數(shù)控式EGR，能夠?qū)υ傺h(huán)至發(fā)動機(jī)的廢氣量進(jìn)行有效而精準(zhǔn)的控制，能夠有效降低汽車廢氣中的氮氧化物，減少環(huán)境污染。1.2

底盤部分的電子控制

底盤部分的電子控制主要分為制動防抱死系統(tǒng)控制、電控自動變速器控制、電控動力轉(zhuǎn)向、電控懸架和巡航制。

1.2.1

制動防抱死系統(tǒng)控制

電子控制防抱死系統(tǒng)（ABS）設(shè)置的目的為實現(xiàn)汽車制動的瞬態(tài)控制。汽車在行駛狀態(tài)，能夠在緊急狀態(tài)下獲得車輪的最好制動，確保汽車方向穩(wěn)定性良好，防止側(cè)滑帶來的危險。ABS有三種類型，即車輪減速度控制、車輪滑移率控制，還有就是兩者的綜合控制。車輪減速度控制的ABS，其由三部分組成：車輪速度傳感器、制動壓力調(diào)節(jié)器和電子控制裝置。當(dāng)某個車輪輸出抱死信號，車輪速度感受器對電子控制器發(fā)出信號。電子控制器對信號作出判斷后，對電磁閥發(fā)出指令，通過減緩制動力增長的方式阻止車輪抱死的發(fā)生。因此，采用ABS能夠有效防止抱死的發(fā)生，確保了駕駛員對方向盤的有效控制，通過操控方向盤轉(zhuǎn)向，避免與障礙物碰撞。并且電子技術(shù)賦予了其對于地面摩擦力最佳控制，有效縮短了制動長度，避免容易引發(fā)交通事故的側(cè)滑發(fā)生。其原理如圖1-2所示。1.2.2

電控自動變速器控制

電子控制自動變速器是通過各種傳感器，將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動機(jī)水溫、自動變速器液壓油溫度等參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎穗娔X，電腦根據(jù)這些電信號，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，向換擋電磁閥、油壓電磁閥等發(fā)出電子控制信號；換擋電磁閥和油壓明閥再將電腦的電子控制信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘?，閥板中的各個控制閥根據(jù)這些液壓控制信號，控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作，從而實現(xiàn)自動換擋。變速器結(jié)構(gòu)及電控系統(tǒng)的位置如下圖所示。1.2.3

電控動力轉(zhuǎn)向

主要是速度控制和電動機(jī)電流控制。速度控制是當(dāng)速度高于某一值時，系統(tǒng)應(yīng)停止對電動機(jī)供電，離合器處于分離狀態(tài)，這時就按普通的轉(zhuǎn)向控制方式工作。系統(tǒng)確定電動機(jī)電流的大小是按照汽車轉(zhuǎn)向力矩和車速信號。當(dāng)車速很低時，轉(zhuǎn)向需要的助力大，此時供給電動機(jī)的電流值就應(yīng)大；當(dāng)車速接近45km/h時，轉(zhuǎn)向需要的助力減少，此時供給電動機(jī)的電流值就應(yīng)減少；當(dāng)車速超過45km/h時，若無需助力，此時就應(yīng)切斷電動機(jī)的電流，并點亮報警燈以通知駕駛?cè)藛T。其控制圖如圖1-5所示。1.2.4

電控懸架

電子控制懸掛系統(tǒng)(TEMS)有空氣式與液壓式兩種?？諝馐郊赐ㄟ^密封在氣室中的空氣做彈性體，并通過微型計算機(jī)對行車條件進(jìn)行計算，以獲取最佳的車輛高度、彈力常數(shù)轉(zhuǎn)換和衰減力等。其工作原理為在空氣壓縮機(jī)的幫助下獲得壓縮空氣，壓縮空氣在空氣彈簧與減震器的氣室中工作，對車輛高度進(jìn)行調(diào)整。該系統(tǒng)能夠幫助駕駛員進(jìn)行控制，保證行車的穩(wěn)定性，保證駕駛員的安全，并提供舒適的駕駛環(huán)境。示意圖見圖1-6。1.2.5

巡航控制

汽車巡航控制系統(tǒng)（CCS）就是可使汽車工作在發(fā)動機(jī)有利轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，減輕駕駛員的駕駛操縱勞動強(qiáng)度，提高行駛舒適性的汽車自動行駛裝置。在大陸型的國家，駕駛汽車長途行駛的機(jī)會較多，而且在高速公路上行駛時變換車速的頻率及范圍都較少，較能以穩(wěn)定的車速行駛。但若長途駕駛而右腳不得不踩油門踏板時，久之腳就容易感到疲勞。而汽車巡航控制系統(tǒng)（CCS）的作用是：按司機(jī)所要求的速度閉合開關(guān)之后，不用踩油門踏板就可以自動地保持車速，使車輛以固定的速度行駛。采用了這種裝置，當(dāng)在高速公路上長時間行車后，司機(jī)就不用再去控制油門踏板，減輕了疲勞，同時減少了不必要的車速變化，可以節(jié)省燃料。1.3

行駛安全方面的電子控制

1.3.1

安全氣囊

安全氣囊控制系統(tǒng)主要由三部分組成，即安全氣囊、碰撞傳感器與充氣元件。若汽車發(fā)生激烈碰撞，撞擊導(dǎo)致的慣性力會激發(fā)傳感器，傳感器對撞擊強(qiáng)度作出判斷后向充氣元件發(fā)出信號。當(dāng)撞擊力度超過預(yù)設(shè)值，充氣元件啟動，釋放大量氣體到氣囊中。當(dāng)乘員在慣性力的作用下撞擊氣囊，氣囊又會吸收沖擊，并漏氣變軟。這種設(shè)計是為了緩沖乘員的身體慣性，避免產(chǎn)生硬性傷害。當(dāng)然，其防護(hù)效果也與是否使用安全帶有關(guān)。從人性化的角度，越來越多的汽車制造商將安全氣囊運用到汽車中來。1.3.2

防撞系統(tǒng)

汽車防撞系統(tǒng)，是防止汽車發(fā)生碰撞的一種智能裝置。它能夠自動發(fā)現(xiàn)可能與汽車發(fā)生碰撞的車輛、行人、或其他障礙物體，發(fā)出警報或同時采取制動或規(guī)避等措施，以避免碰撞的發(fā)生。

1.3.3

前照燈控制

電子控制前照燈系統(tǒng)具有在會車時前照燈自動變光、自然光強(qiáng)度高時前照燈光自動減弱、前照燈關(guān)閉自動延時等功能，從而能對前照燈的光強(qiáng)、遠(yuǎn)光和近光進(jìn)行自動控制。會車前照燈自動變光器有以光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管為光敏元件的三種類型。光敏元件是一種在光照作用下電阻阻值降低或二、三極管導(dǎo)通產(chǎn)生光電流的電子元件。1.4