汽车电子控制的应用与

[摘 要]汽车电子控制技术是把电子技术和汽车技术融为一体的机电一体化技术,它被日益广泛地应用在汽车上.电子技术的应用与发展,将推动电子化的汽车进入到一个全新的时代,21世纪的汽车不仅在高速公路上行驶,还将在信息高速公路上飞奔.

[关 键 词]汽车电子控制技术趋势

中图分类号：TM文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）23-0224-01

随着社会的发展,人类对汽车的性能和环保提出了更高的要求.传统的机械装置已经无法解决某些与汽车功能要求有关的问题,因而将逐步被电子技术和汽车融为一体的现代汽车电子控制技术所取代.电子控制技术正被广泛地应用在汽车的各个方面,它不仅能提高汽车的动力性、经济性和安全性,改善行驶的稳定性和舒适性,推动汽车工业的发展,还为电子产品开拓了广阔的市场.因而发展现代汽车电子控制技术、加快汽车电子化速度是进一步启动和振兴汽车工业的重要手段.

一、汽车电子控制技术的现状与发展

随着汽车结构的改进与性能的不断提高,汽车上装用的传统电气设备正面临着巨大的冲击.近年来,伴随电子工业的发展,电子技术在汽车上的应用越来越多,车用电子装置的新产品不断涌现,同时亦给汽车的控制装置带来了巨大的变革.当前,电子技术在解决汽车所面临的油耗、安全、排放等方面正起着重要作用.如电子控制汽油喷射装置和电子点火装置的应用不仅可节油5%到10%,同时对排气净化也十分有利；

国外汽车运用电子技术从20世纪60年始,而大规模的运用在20世纪90年代以后.从汽车电子化发展进程来看,可分为三个阶段.

第一阶段,从20世纪60年代中期到20世纪70年代末期,汽车上运用电子技术主要是对汽车电器产品进行电子技术改造,以改善部分性能.如晶体管电压调节器、交流发电机及晶体管点火装置等.

到20世纪90年代中期,这一阶段的主要特征是,广泛采用机电一体化装置,解决机械系统无法解决的复杂的自动控制问题,强调解决汽车的安全、环保及节能三大问题,从而引发了世界范围内的汽车技术革命,给汽车工业带来了划时代的变革.

第三个阶段,应从20世纪90年代中期至今,其特征是强调以人-车-环境为主线的系统工程整体优化,主要体现在智能化上.

随着科技的飞速发展,汽车装备日趋完善,汽车内部配备越来越多的电子控制系统,要求大批的数据信息能够在不同的子系统享,汽车综合控制系统中大量的控制信号也需要实时交换,以提高信号的利用率,传统的线束已远远不能满足这种需求.

二、汽车电子控制技术应用现状

纵观近20年汽车技术电子化的发展过程,日益激烈的世界商业汽车市场的竞争,以及节油、排放和安全方面的严重挑战成为当代汽车技术革命巨大的推动力.同时,随着计算机技术越来越多地应用于汽车,因而便提供了处理各种事故和紧迫问题的十分有效的手段,各种车用电控系统应运而生,许多新技术、新设备也层出不穷.

按对汽车行驶性能作用的影响,可把汽车电子产品归纳为两类：（1）汽车电子控制装置；（2）车载汽车电子装置.目前较多见的成熟的汽车电子控制系统主要有：发动机电子控制、底盘电子控制、车身电子控制、信息传递等.

1.发动机电子控制

1.1电子控制喷油装置.电控燃油喷射系统突出优点在于空燃比的控制更为精确,可实现最佳空燃比；且电喷技术提高了汽油的雾化、蒸发性能,加速性能更好,发动机功率和转矩得以显著提高.这样能使发动机一直处于最优工作条件下运行,并使发动机的综合性能得到提高.

1.2电子点火装置.目前国内外汽车上使用的电子点火系统主要分为有触点的电子点火系统和无触点的电子点火系统两大类.都是利用电子元件（晶体三极管）作为开关来接通或断开点火系统的初级电路,通过点火线圈来产生高压电.

1.3怠速控制系统.怠速性能的好坏是评价发动机性能优越与否的重要指标,怠速性能差将导致油耗增加、排污严重,因此需进行必要的控制.怠速控制通常是指怠速转速控制.目前,除了怠速转速的稳定性控制之外,怠速控制还可实现起动控制、暖机控制、负荷变化控制等功能,这样多种功能的集中,不仅简化了机构,而且也提高了怠速控制的精确性.

1.4废气再循环系统.废气再循环系统是在保证内燃机动力性不降低的前提下,根据内燃机的温度及负荷大小将发动机排出的废气的一部份再送回进气管,和新鲜空气或新鲜混合气混合后再次进入气缸参加燃烧,使燃烧反应的速度减慢,从而降低NOX的排放量,是控制NOX排放的主要措施.

1.5燃料蒸发排放控制.该系统主要由活性碳罐贮存装置、燃油蒸发净化控制装置和燃油箱燃油蒸发控制装置组成.

1.6电控二次空气喷射系统.系统中的空气由电控单元根据输入信号通过控制相关电磁阀引往空气滤清器、排气管及催化式排气净化器中.二次空气喷射系统也常被称为补燃系统或后燃系统.同时也是防止内燃机尾气引起火灾的一项重要技术和设施.

除以上控制装置外,发动机部分利用电子技术的还有：节气门正时、发动机增压、烧室的容积、压缩比等方面,并已在部分车型上得到了应用.

2.底盘电子控制

底盘综合控制系统包括电控自动变速器、防抱死制动系统（ABS）与驱动防滑系统（ASR）、电子转向助力系统（EPS）、自适应悬挂系统（ASS?）、巡行控制系统（CCS）等.

2.1电控自动变速器（ECAT）.对于电控自动变速器,采用节气门阀主要用于调节油道压力,而不用于控制换档时刻.电控自动变速器能实现最佳的换档规律,具有良好的经济性和动力性,污染低；换档过程中无冲击和振动,换档动作准确、及时；工作稳定、操纵方便、能很好地适应复杂的交通情况和地理条件；具有故障自诊断功能；2.2防抱死制动系统（ABS）及?加速防滑控制系统.制动防抱死系统（ABS）的主要功能是汽车在进行紧急制动和在易打滑的路面上进行常规制动时,迅速而又精确地检测出各车轮的滑移量,通过电子控制器的分析、运算和控制,适时恰当地调节制动系统的液压或气压,减小车轮的滑移率,以确保制动时汽车方向的稳定性、制动可靠性和行驶安全性.加速防滑控制系统是防止驱动轮加速打滑的控制系统,轮胎能产生的力量在同一负载是有一定的,一般轮胎除了要产生使车辆前进的驱动力外,也要产生使车辆转弯的转向力,或者是使车辆停止的煞车力,因此不论是单纯产生驱动力、转向力、煞车力,或同时产生驱动力及转向力、煞车力及转向力,?其轮胎产生的总合的力量在某一负载条件下是一定的.

2.3电子转向助力系统.微机控制的转向系统和传统的液压系统比起来具有部件少、体积小、重量轻的特点,以及最优化的转向作用力、转向回正特性.大大提高了汽车的转向能力和转向响应特性,增加了汽车低速时的机动性以及调整行驶时的稳定性.

2.4自适应悬挂系统.它能根据悬挂装置的瞬时负荷,自动地适时调节悬架弹簧的刚度和减震器的阻尼特性,适应当时的负荷,保持悬挂的既定高度.这样就能极大地改进车辆行驶的稳定性、操作性、乘坐舒适性.

2.5常速巡航自动控制系统（CCS）.这是一种减轻驾车者疲劳的装置.当汽车在长距离的高速公路行驶时,启动巡航控制系统就可以自动将汽车固定在特定的速度上,免除驾车者长时间脚踏油门踏板之苦.同时,它还能在巡航状态下对预定的车速进行加速和减速的调节.

3.车身电子安全系统

车身电子安全系统包括车身系统内的电子设备,主要有自适应前照灯系统、汽车夜视系统、安全气囊、碰撞警示与预防系统、轮胎压力监测系统、自动调节座椅系统、安全带控制系统等,提高了驾驶人员和乘客乘坐的舒适和方便性.

4.信息通讯系统

信息通讯系统包括汽车导航与定位系统、语音系统、信息系统、通信系统等.

汽车电子化是汽车技术发展进程中的一次革命,汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志,是用来开发新车型,改进汽车性能最重要的技术措施.作为汽车产业和电子产业结合的产物,汽车电子产业的发展已经驶上了快车道.电子技术的应用与发展,将推动电子化的汽车进入到一个全新的时代,21世纪的汽车不仅在高速公路上行驶,还将在信息高速公路上飞奔.