電子控制技術(shù)在車輛工程中的實踐探究

葉凱凱 王旭陽

【摘?要】經(jīng)濟的發(fā)展社會的進步推動給了我國綜合國力的提升，也帶動了各行各業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，這在推動各行業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展的同時，也讓人們的生產(chǎn)生活發(fā)生了很大的改變，尤其是電子控制技術(shù)在汽車工程中的應(yīng)用，不僅能夠提升汽車的安全性和可操作性，還能為汽車領(lǐng)域的有效創(chuàng)新奠定堅實的基礎(chǔ)，而這對于汽車使用性能和服務(wù)水平的提升具有非常重要的意義。因此，有必要針對相關(guān)內(nèi)容進行深入的研究。

【關(guān)鍵詞】電子控制技術(shù);車輛工程

引言

我國政府近些年大力推動新能源汽車發(fā)展，并實施了很多的扶持政策，如今正處于電動汽車發(fā)展的黃金時期。相比燃油汽車，電動汽車的動力裝置主要是由驅(qū)動電機、調(diào)速控制器、動力電池、車載充電等部分組成。電機控制技術(shù)半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商同樣面臨著巨大的市場機遇。由于傳統(tǒng)電機控制技術(shù)存在能耗高、性能差、扭矩低等問題，而采用新型電機控制技術(shù)可以大大減少對傳統(tǒng)能源的依賴，通過較強的扭矩提升整車性能，這對推動電動汽車發(fā)展有著重要意義。

1汽車電控技術(shù)的重要內(nèi)容

汽車電控技術(shù)主要是由汽車內(nèi)部電子設(shè)備、傳感器、電子驅(qū)動器以及計算機控制中樞等多個軟硬件組成的。具體的可以將其更加細分為以下幾個部分，分別是車輛電子安全控制技術(shù)、智能汽車技術(shù)、發(fā)動機電子控制技術(shù)、整車的安全控制技術(shù)、電動汽車控制技術(shù)以及汽車底盤電子控制技術(shù)等先進技術(shù)。車身電子安全控制主要涵蓋了汽車運行的各個方面，聚義的有汽車夜視系統(tǒng)、輪胎的壓力感應(yīng)系統(tǒng)、安全帶控制系統(tǒng)、車內(nèi)安全氣囊控制、車內(nèi)空調(diào)通知系統(tǒng)以及車內(nèi)各種儀表的顯示等，這些對汽車的使用性能和安全性能都有著至關(guān)重要的影響。電動汽車技術(shù)包含的則更加復(fù)雜和全面，其中包括了混合動力電動汽車、燃油電池電動汽車兩大類。經(jīng)過多年的研究和實踐，電動汽車技術(shù)的應(yīng)用與傳統(tǒng)汽車有著更多的優(yōu)勢，例如，汽車抗過載能力強、設(shè)計更富有科技化和人性化、續(xù)航能力非常強、且可以達到低耗環(huán)保，是未來汽車發(fā)展的主要方向。智能交通系統(tǒng)包括了計算機技術(shù)、汽車傳感技術(shù)、電子技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，這些技術(shù)在車輛內(nèi)部得到有效的融合，進而形成了汽車智能交通系統(tǒng)。在車輛實用性的表現(xiàn)上，主要是車輛導(dǎo)航、自動電子收費、車速監(jiān)控以及將要實現(xiàn)的無人駕駛等功能，是人類未來車輛發(fā)展的重心，可以想象未來人們的汽車使用方式更加自由和多元化。

2電子控制技術(shù)在車輛工程中的實踐

2.1汽車電控系統(tǒng)趨于集成化發(fā)展

為了滿足人們多元化的汽車使用要求，車內(nèi)可用的電子設(shè)備越來越豐富，這就要求汽車電子控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍逐漸擴展，整體的技術(shù)發(fā)展向集成化方向轉(zhuǎn)變。在這一轉(zhuǎn)變過程中，汽車內(nèi)部需要將車內(nèi)自動變速系統(tǒng)控制與發(fā)動機管理系統(tǒng)有效地結(jié)合起來，幫助企業(yè)完成實現(xiàn)綜合的車輛電控體系。在后續(xù)的發(fā)展和研究中，研究人員還可以將汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)與制動防抱死系統(tǒng)與之有機結(jié)合起來，進而有效提升車輛駕駛的安全性。

2.2在車身方面的應(yīng)用

第一，儀表顯示控制。通常會在多功能顯示器或者是電子儀表當(dāng)中應(yīng)用電子控制技術(shù)，用于車輛信息的顯示和傳遞。其主要是利用傳感器進行信號傳輸，并通過信號處理之后對相關(guān)信息進行顯示，能夠幫助駕駛員更為清晰的了解車輛信息。如車輛行駛里程、行駛速度以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速等等，利用多功能顯示器可以將一些具有應(yīng)用價值的信息直觀的展現(xiàn)出來，包括倒車影像、汽車導(dǎo)航以及行車記錄等。第二，安全系統(tǒng)控制。主要涉及門鎖、安全帶以及安全氣囊等內(nèi)容，當(dāng)車輛當(dāng)中存在安全隱患，或者發(fā)生嚴(yán)重沖撞時，電子控制單元可以就沖擊強度展開計算，并向安全氣囊元件進行傳感信號的發(fā)送，在收緊安全帶的同時，將安全氣囊迅速開啟，從而防止車輛內(nèi)部人員受到?jīng)_擊作用的影響，被甩出車外或者是發(fā)生撞傷，使內(nèi)部人員的人身安全得到有效的保障。而對于門鎖系統(tǒng)而言，通過電子控制系統(tǒng)，在車門沒有關(guān)嚴(yán)的情況下，會有警示燈亮起，而如果有人想要強行進入車內(nèi)容，對門鎖或者是車窗造成破壞，則系統(tǒng)會自動發(fā)出警報，或者是切斷電路。第三，懸架系統(tǒng)控制，利用電子控制技術(shù)進行懸架系統(tǒng)的控制，主要涉及兩種形式，一種是液壓式，一種是空氣式。利用電控懸架系統(tǒng)能夠?qū)p震器當(dāng)中的密封氣體作為基礎(chǔ)，通過相關(guān)計算對其彈性力進行控制，從而為車輛的平穩(wěn)行駛提供支持。

2.3科學(xué)的應(yīng)用汽車診斷儀器設(shè)備

汽車電控技術(shù)的快速發(fā)展，使得現(xiàn)代汽車維修過程中普遍以先進的汽車診斷設(shè)備，比較有代表性的有汽車示波器、解碼器、四輪定位儀等汽車故障檢測設(shè)備。而先進的汽車診斷儀器設(shè)備需要依靠先進的維修理念作為驅(qū)動，所以汽車維修已經(jīng)從一門維修手藝變成了一門維修技術(shù)，這需要維修人員以及相關(guān)從業(yè)者改變傳統(tǒng)對維修人員的刻板觀念。所以，汽車維修企業(yè)應(yīng)該積極地引進相關(guān)先進設(shè)備，維持員工的使用要求，并以此來拓展相關(guān)的業(yè)務(wù)范圍，保證自身行業(yè)的競爭力。

2.4更高能效直接轉(zhuǎn)矩控制

電動汽車的本質(zhì)決定了其燃料泵、空調(diào)、雨刷、升窗器、車門等部位要憑借高能效的PMSM、BLDC電機，傳統(tǒng)所采用的步進電機、直流電機不能滿足使用要求。在很多地區(qū)，電動汽車之所以不溫不火，主要是受到電動汽車電池充電時間、充電后使用駕駛里程影響，如果電池充電時間長且滿電駕駛里程較短，勢必不會受到市場青睞。因此，設(shè)備制造商必須要在電動汽車中采用高能效電機算法，最大程度上減少汽車運行能耗，從而提升滿電下電動汽車的駕駛里程。在電動汽車控制算法上，直接轉(zhuǎn)矩控制由于能效更高，所以在某些應(yīng)用場景可能更受市場青睞。

2.5合理布置溫度傳感器

國內(nèi)城鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)的運行大多依據(jù)UIC553曲線，客室內(nèi)的平均溫度值是溫控系統(tǒng)的核心參數(shù)，即如何布置客室溫度傳感器以準(zhǔn)確獲取客室平均溫度尤為重要，也直接影響了空調(diào)機組的運轉(zhuǎn)頻率，將影響空調(diào)機組的能耗。因乘客觸手可達，為確保傳感器不被損壞、功能可靠，溫度傳感器無法布置到數(shù)值最為準(zhǔn)確的客室內(nèi)區(qū)域，只能安裝在客室內(nèi)裝與車體結(jié)構(gòu)之間，此外，從溫度傳感器的布線以及后期維護便利等因素的考慮，大部分車輛項目的客室溫度傳感器安裝在側(cè)頂活門內(nèi)的側(cè)墻上。某位置處空氣溫度較客室平均溫度偏高3℃左右，存在以下三個不足：一是該位置靠近車體結(jié)構(gòu)弧頂，雖鋪設(shè)了隔熱材，依然存在較大的熱輻射;二是該處溫度傳感器的支架安裝在側(cè)墻上，支架一般為鋁合金材料，導(dǎo)熱系數(shù)高，易形成熱橋，對溫度傳感器產(chǎn)生熱輻射;三是該處溫度傳感器感受的多是側(cè)墻下部流經(jīng)上來的空氣溫度，該部分空氣因流經(jīng)側(cè)墻被側(cè)墻加熱后，空氣溫度較客室內(nèi)溫度偏高幾度。這種溫度傳感器的布置方案，一般是通過溫度補償?shù)姆绞絹磉M行補償控制，即通過測量實際運行后的幾個關(guān)鍵工況數(shù)值進行溫度補償，在控制軟件中進行目標(biāo)溫度的上下漂移補償，但因為只有若干個有限的工況點，無法覆蓋復(fù)雜多變的各類工況，很難做到精確控制，必然帶來能耗的增加。

結(jié)語

綜上所述，在車輛工程當(dāng)中對電子控制技術(shù)進行應(yīng)用，不僅能夠提高車輛的安全性和穩(wěn)定性，還能使其服務(wù)水平得到進一步的強化，因此，相關(guān)領(lǐng)域必須要對此類技術(shù)保持高度的重視，要結(jié)合實際，對其進行深入的研究與應(yīng)用，以此來進行車輛工況的優(yōu)化，確保車輛的運行質(zhì)量。

參考文獻：

[1]郭朋彥，牛金星，高玉國.電子控制技術(shù)在車輛工程中的應(yīng)用[J].華北水利水電大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，32（4）：1-6.

[2]孫靜霞.電子控制技術(shù)在車輛工程中的應(yīng)用[J].工業(yè)C，2016，23（6）：243-243.

（作者單位：河南工學(xué)院）