電子技術(shù)在車(chē)輛控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析

高 娟/陜西東風(fēng)車(chē)橋傳動(dòng)系統(tǒng)股份有限公司

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電子技術(shù)在車(chē)輛控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析

高 娟/陜西東風(fēng)車(chē)橋傳動(dòng)系統(tǒng)股份有限公司

【摘 要】隨著科技發(fā)展，電子控制技術(shù)開(kāi)始被人們廣泛的應(yīng)用到各種領(lǐng)域。車(chē)輛工程行業(yè)也開(kāi)始與電子控制技術(shù)建立密切的合作機(jī)會(huì)，不斷促進(jìn)了車(chē)輛工程的發(fā)展和不斷進(jìn)步。本篇文章就是根據(jù)電子技術(shù)在車(chē)輛控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】電子控制技術(shù)；車(chē)輛工程；應(yīng)用

隨著汽車(chē)工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車(chē)上應(yīng)用越來(lái)越廣泛，汽車(chē)上原有的機(jī)械控制裝置逐漸被電子控制裝置所取代，使汽車(chē)的性能、技術(shù)水平不斷趨于完善?？v觀近幾十年來(lái)汽車(chē)技術(shù)方面的重大成就.從最初的“自動(dòng)駕駛儀”的構(gòu)想到現(xiàn)在的”智能運(yùn)輸系統(tǒng)”的發(fā)展研究，幾乎無(wú)例外的都是依賴(lài)現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷完善和進(jìn)步，采用現(xiàn)代電子技術(shù)是解決汽車(chē)所面臨的諸多技術(shù)問(wèn)題的最佳方案。

一、電子控制技術(shù)的含義

（一）什么是電子控制技術(shù)

1.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。

開(kāi)環(huán)控制就是輸入信號(hào)不受輸出信號(hào)影響的控制系統(tǒng)。也就是，不能進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋，將結(jié)果影響當(dāng)前控制的系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)由控制器與被控對(duì)象組成。控制器通常具有功率放大的功能。

2.閉環(huán)控制系統(tǒng)。

閉環(huán)控制系統(tǒng)的原理主要是被控的輸出以一定方式返回到作為控制的輸入端，并對(duì)輸入端施加控制影響的一種控制關(guān)系?？梢詫⒖刂频慕Y(jié)果反饋回來(lái)與希望值比較，并根據(jù)它們的誤差調(diào)整控制作用的系統(tǒng)。提高閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定特性以及抗干擾能力是電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

（二）電子控制技術(shù)的控制過(guò)程

1.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。

在電子控制系統(tǒng)中最先要獲得大量的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，這是借助計(jì)算機(jī)具備這一特點(diǎn)加以利用。對(duì)被控制對(duì)象所產(chǎn)生的瞬間數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量并采集，將這些獲取的數(shù)據(jù)應(yīng)用在識(shí)別的數(shù)據(jù)的傳輸中。

2.實(shí)時(shí)控制決策。

把獲取一定批量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，借助安裝的軟件技術(shù)對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字處理之后，將其使用到適合的地方。

3.實(shí)時(shí)控制。

把處理后獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的反饋，將其傳輸?shù)教幚碇行?，根?jù)系統(tǒng)自身的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，并給出相應(yīng)的指示。

二、電子控制技術(shù)在汽車(chē)工程中的應(yīng)用

目前電子技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到汽車(chē)所有的系統(tǒng)。按照對(duì)汽車(chē)行駛性能作用的影響劃分.可以把汽車(chē)電子產(chǎn)品歸納為兩類(lèi)：一是汽車(chē)電子控制裝置，二是車(chē)載汽車(chē)電子裝置

（一）汽車(chē)電子控制裝置

汽車(chē)電子控制裝置要和車(chē)上機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行配合使用，即所謂“機(jī)電結(jié)合”的汽車(chē)電子裝置。

1.電子控制燃油噴射系統(tǒng)(EFI)。

在電子控制燃油噴射裝置系統(tǒng)中。空氣流量計(jì)或進(jìn)氣壓力傳感器檢測(cè)進(jìn)氣量、曲軸位置傳感器檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入到電子控制燃油噴射裝置的電控單元，電控單元根據(jù)進(jìn)氣量信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)計(jì)算基本噴油量，再根據(jù)冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器以及氧傳感器信號(hào)對(duì)基本噴油量進(jìn)行修正并確定實(shí)際噴油量。此外，電控單元還能根據(jù)節(jié)氣門(mén)位置傳感器信號(hào)在發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況下按照不同的控制模式來(lái)控制噴油量。使發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最佳狀態(tài)，最大限度地節(jié)約燃油，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能。

2.電子點(diǎn)火系統(tǒng)。

該系統(tǒng)由微機(jī)、傳感器及其接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等幾部分構(gòu)成。電控單元根據(jù)曲軸位置傳感器采集的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和凸輪軸位置傳感器采集的活塞上止點(diǎn)信號(hào)確定基本點(diǎn)火時(shí)刻，根據(jù)冷卻液溫度傳感器采集的冷卻液溫度信號(hào)和進(jìn)氣溫度傳感器采集的進(jìn)氣溫度信號(hào)來(lái)調(diào)整點(diǎn)火時(shí)刻，根據(jù)爆震傳感器采集的爆震信號(hào)來(lái)修正點(diǎn)火時(shí)刻，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)始終處于最佳點(diǎn)火時(shí)刻狀態(tài)，提高了其動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。

3.電控自動(dòng)變速器(ECAT)。

電控自動(dòng)變速器可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷、轉(zhuǎn)速車(chē)速、制動(dòng)器工作狀態(tài)及駕駛員所控制的各種參數(shù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的計(jì)算、判斷后自動(dòng)地改變變速桿的位置從而實(shí)現(xiàn)變速器換擋的最佳控制，即可得到最佳位和最佳換擋時(shí)間。

4.防抱死制動(dòng)系～(ABS)。

在汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中，該系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)車(chē)輪的制動(dòng)力，保證車(chē)輪與地面達(dá)到最佳滑動(dòng)率，從而使汽車(chē)在各種路面上制動(dòng)時(shí)車(chē)輪與地面都能達(dá)到峰值的縱向附著系數(shù)和較大的側(cè)向附著系數(shù)，以保證車(chē)輛制動(dòng)時(shí)不發(fā)生抱死、拖滑等不安全的工況，提高汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和安全性。

5.安全氣囊系～(SRS)。

當(dāng)汽車(chē)發(fā)生碰撞時(shí)，安裝在汽車(chē)上的碰撞傳感器會(huì)檢測(cè)到汽車(chē)突然減速的信號(hào)，并將信號(hào)輸入到安全氣囊系統(tǒng)的電控單元，以判斷是否發(fā)生碰撞。如果檢測(cè)到汽車(chē)發(fā)生碰撞，電控單元會(huì)發(fā)出指令將氣囊組件中的點(diǎn)火器電路接通.并引爆點(diǎn)火劑使之爆炸，點(diǎn)火劑引爆時(shí)迅速產(chǎn)生大量熱量，使充氣劑受熱分解并釋放出大量氮?dú)獬淙霘饽也⒐南蝰{駛員或乘員，達(dá)到保護(hù)人體的目的。

當(dāng)然，汽車(chē)電子控制裝置還有很多，比如空燃比反饋控制系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)、電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、中央門(mén)鎖控制系統(tǒng)等。

（二）車(chē)載汽車(chē)電子裝置

車(chē)載汽車(chē)電子裝置是在汽車(chē)環(huán)境下能夠獨(dú)立使用的電子裝置，它和汽車(chē)本身的性能并無(wú)直接關(guān)系。包括汽車(chē)信息系統(tǒng)(行車(chē)電腦)、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車(chē)音響及電視娛樂(lè)系統(tǒng)、車(chē)載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設(shè)備等。

1.汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)。

汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)是指車(chē)輛道路交通信息通訊系統(tǒng)。包括微機(jī)及顯示屏、同步衛(wèi)星定位系統(tǒng)、雷達(dá)等。它在微機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)有大量的與道路相關(guān)的系統(tǒng)資料。用安裝在道路上的雷達(dá)測(cè)定車(chē)輛間距及數(shù)量等交通信息，傳輸?shù)诫娔X控制中心并發(fā)射到通訊衛(wèi)星上，衛(wèi)星把交通信號(hào)發(fā)回汽車(chē)接收器，駕駛員便可從車(chē)內(nèi)顯示屏上掌握交通信息。當(dāng)你把行程的起點(diǎn)、路線(xiàn)及目的地輸人電腦后。電腦即可為你籌劃最佳路線(xiàn)并經(jīng)提供詳細(xì)資料，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能，甚至實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航功能。該通訊系統(tǒng)在汽車(chē)發(fā)生故障時(shí)，還可作為維修服務(wù)系統(tǒng)和安全預(yù)警系統(tǒng)。

2.控制器局域網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。

控制器局域網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)是分布在汽車(chē)上的多個(gè)控制器即電控單元在物理上相互連接，并協(xié)議相互進(jìn)行通信，以共享硬件、軟件和信息等資源為目的的控制器系統(tǒng)。

(三)汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

目前。隨著人們對(duì)汽車(chē)的安全、環(huán)保、舒適、娛樂(lè)等要求的不斷提高，汽車(chē)電子技術(shù)在功能多樣化、系統(tǒng)集成化、體積微型化、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化等方面不斷取得新的突破。如發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)由20多個(gè)子系統(tǒng)組成，體現(xiàn)了功能多樣化；如ABS／ARS一體化、ABS／ASR／VDC集成化系統(tǒng)，體現(xiàn)了系統(tǒng)集成化在硬件上共用傳感器、控制元件、線(xiàn)路，減少了元器件數(shù)量和連接點(diǎn)數(shù)目、提高了可靠性，在軟件上實(shí)現(xiàn)了信息融合、集中控制，提高了控制的可靠性和實(shí)時(shí)性：電子元器件的多功能、微型化、智能化帶來(lái)了汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的微型化：汽車(chē)上已經(jīng)開(kāi)始越來(lái)越多地使用CAN、LIN等總線(xiàn)技術(shù)，進(jìn)入了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。