汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢

趙迪

摘要：現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)已成為目前汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)之一，本文介紹汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵在技術(shù)，并對其未來的發(fā)展趨勢做出討論。

關(guān)鍵詞：汽車電子；控制系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展趨勢

前言

現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)是把電子技術(shù)和汽車融為一體的機(jī)電一體化技術(shù)。特別是在上個世紀(jì)70年代以后，全球范圍內(nèi)面臨能源短缺與污染等問題，加速了技術(shù)革新的進(jìn)程，深入到各個行業(yè)尤其是汽車行業(yè)。本文介紹汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵在技術(shù)，并對其未來的發(fā)展趨勢做出討論。

1.汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

隨著汽車電子控制技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在汽車的各個系統(tǒng)中紛紛加入了電子控制技術(shù)元素。目前比較多見、成熟的汽車電子控制系統(tǒng)主要有發(fā)動機(jī)電子控制、底盤電子控制、車身電子控制、信息傳遞等。電子技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，汽車電子設(shè)備的成本有的已占汽車總成本的30%，成為了汽車核心設(shè)備的一部分。國產(chǎn)汽車電子技術(shù)的應(yīng)用多數(shù)處于初級階段，只有中外合資企業(yè)生產(chǎn)的汽車采用電子控制裝置，如一汽奧迪牌、上海桑塔納牌汽車等。但隨著我國轎車工業(yè)的發(fā)展，汽車電子控制新技術(shù)必然會得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。

2.電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1發(fā)動機(jī)電子控制

發(fā)動機(jī)電子控制包括燃油噴射控制、點(diǎn)火時間控制（ESA）、怠速控制（ISC）、排氣再循環(huán)（EGR）、發(fā)動機(jī)爆震控制和其他相應(yīng)的控制以及自診斷系統(tǒng)、后備系統(tǒng)等。發(fā)動機(jī)電子控制能最大限度地提高發(fā)動機(jī)的動力性，改善發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性，同時盡可能降低汽車尾氣中有害物質(zhì)的排放量。它是電子控制技術(shù)在汽車上應(yīng)用的主要部分。

2.2燃油噴射的電子控制

燃油噴射的電子控制主要是用微機(jī)控制發(fā)動機(jī)所需要的燃油量?？刂破鳎‥CU）綜合各種不同傳感器傳來的信息作出判斷，控制噴嘴的油壓，以準(zhǔn)確快速的方式進(jìn)入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣支管中。它具有進(jìn)氣阻力大、效率差、精度高等特點(diǎn)。

2.3點(diǎn)火提前的電子控制（ESA）

微機(jī)根據(jù)各種傳感器傳來的大量工況信息，及時處理后輸出相應(yīng)的控制信號，控制最佳點(diǎn)火提前角。微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的使用之后，讓點(diǎn)火提前角的控制、通電時間的控制、爆震防止的控制等可以達(dá)到一個十分精準(zhǔn)的程度。微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)分為有分電器點(diǎn)火和無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)兩類。

2.4怠速控制（ISC）

怠速控制（以下簡稱ISC）系統(tǒng)是當(dāng)今汽油機(jī)集中控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的一種怠速控制方式。由ECU根據(jù)節(jié)氣門全關(guān)信號（怠速開關(guān)）和車速信號來判斷發(fā)動機(jī)處于怠速狀態(tài)，然后，ECU根據(jù)從各傳感器傳來的輸入信號所決定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，根據(jù)比較得出差值，確定相當(dāng)于目標(biāo)轉(zhuǎn)速的控制量，再由驅(qū)動器發(fā)出信號去驅(qū)動控制空氣量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這是以發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為信號對怠速轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)的閉環(huán)控制。

2.5排氣再循環(huán)控制（EGR）

排氣再循環(huán)控制系統(tǒng)把廢氣導(dǎo)入進(jìn)氣管中，然后和空氣混合，最后導(dǎo)入回氣缸中循環(huán)的系統(tǒng)裝置。能根據(jù)發(fā)動機(jī)工況適時的通過裝在排氣岐管到進(jìn)氣管通道上的EGR閥的開度來控制EGR率，以減少排氣中一氧化氮的排放量。排氣再循環(huán)控制閥的控制系統(tǒng)有機(jī)械式和電控式兩種。機(jī)械式控制的EGR率較小，控制的自由度受到限制。電子控制不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且易于控制，在目前的汽車發(fā)動機(jī)中有很普遍的使用。

2.6電子控制自動變速器（ECT）

電子控制自動變速器（以下簡稱ECT）是由車速傳感器和節(jié)流閥開度傳感器將車速和節(jié)流閥開度轉(zhuǎn)換成電信號后作為電子控制裝置ECU的輸入信號，經(jīng)ECT的ECU按照換擋特性和換擋規(guī)律，適時輸出信號給電磁閥，利用電磁閥來控制油壓回路，從而精確控制傳動比，使汽車得到最佳擋位和最佳換擋時間。它與傳統(tǒng)變速器比較，具有高精度動力傳動效率、低油耗，改善換擋舒適性，汽車行駛的平穩(wěn)性以及延長使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。

2.7制動防抱死（ABS）和驅(qū)動防滑系統(tǒng)（ASR）

制動防抱死（以下簡稱ABS）和驅(qū)動防滑系統(tǒng)（以下簡稱ASR）都是汽車的主要安全裝置，ABS可以防止汽車制動時車輪被抱死，從而有效地避免由于車輪抱死而易出現(xiàn)的交通事故。它充分利用了輪胎與路面之間的最大附著力，顯著地提高了車輛制動時的方向穩(wěn)定性和可操縱性，防止了制動時產(chǎn)生側(cè)滑、甩尾等危險現(xiàn)象，縮短了制動距離，使制動器的效能得到充分發(fā)揮。

2.8電子控制動力轉(zhuǎn)向

電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是可根據(jù)車速、轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)矩等傳感器，自動控制施加在轉(zhuǎn)向盤所需的轉(zhuǎn)向力，使汽車在停車或低速行駛時轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤所需的力增大，即在各種行駛條件下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向盤上所需力的最佳值。全電子控制動力轉(zhuǎn)向可提供回正力矩和阻尼力矩，從而獲得最優(yōu)轉(zhuǎn)向回正特性，且大大改善車輛行駛穩(wěn)定性。此外，電子控制動力轉(zhuǎn)向還可獲得最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向作用力特性，提高轉(zhuǎn)向響應(yīng)性。

3.發(fā)展趨勢

電子控制已近不可扭轉(zhuǎn)的滲透到汽車控制領(lǐng)域了，也必將在未來的很長時間內(nèi)占有重要的地位。電子控制技術(shù)將會汽車與社會緊密結(jié)合，并將現(xiàn)代的先進(jìn)技術(shù)加以融合，如，全球定位系統(tǒng)GPS和廣泛使用車載信息系統(tǒng)以及采用多路傳輸系統(tǒng)來集成汽車所有零部件的電子控制模塊，使整個汽車電子系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)融合、故障診斷和一定的自我修復(fù)功能，都使得汽車電子控制系統(tǒng)更加強(qiáng)大。今天的汽車已經(jīng)逐步進(jìn)入了電腦控制的時代。電子技術(shù)在解決提高汽車性能、環(huán)保、能源、安全等問題中占有不可替代的重要地位?，F(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)是把電子技術(shù)和汽車融為一體的機(jī)電一體化技術(shù)，被日益廣泛地應(yīng)用在汽車上。

4.總結(jié)

在汽車電子控制技術(shù)飛速發(fā)展的的今天，這個系統(tǒng)已經(jīng)不是簡單的某些機(jī)械結(jié)構(gòu)的補(bǔ)充或者代替，以成為汽車整體設(shè)計的不可忽視的一部分。強(qiáng)調(diào)汽車的自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化。我們應(yīng)努力學(xué)習(xí)國外汽車先進(jìn)電子控制技術(shù)，充分應(yīng)用現(xiàn)代系統(tǒng)、信息、控制這一橫斷科學(xué)理論，充分發(fā)揮汽車研究人員的才能，努力提高我國汽車電子控制技術(shù)水平，使未來的汽車成為國民生活中通訊、信息、環(huán)境等系統(tǒng)中不可缺少的環(huán)節(jié)。

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