汽車電子自動化控制技術的應用

種育濤 柳垚

【摘 要】當前汽車電子自動化控制技術已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的機械裝置，使汽車具有動力性、經(jīng)濟性以及安全性。電子自動化控制技術被應用于汽車的各個系統(tǒng)中，提高了汽車的行駛速度和運輸效率，使駕駛環(huán)境進一步得到改善，汽車維修更準確、快捷。本文對電子自動化控制技術在汽車各個部位的應用進行了分析，以期為相關人員提供參考。

【關鍵詞】汽車電子；自動化控制技術；應用

自動化控制技術是我國科學技術研究領域中的一個重點內(nèi)容，隨著自動化技術的不斷發(fā)展，其應用范圍也越來越廣泛。傳統(tǒng)的自動化技術表現(xiàn)形式比較單一，而且沒有實現(xiàn)智能化控制，隨著自動化技術的不斷發(fā)展和應用，汽車自動化技術逐漸向集成自動化以及智能化方向發(fā)展，使得汽車的整體性能得到很大改善。在未來汽車的發(fā)展過程中應該不斷加強對汽車自動化控制技術的研究，不斷提高汽車自動化技術的應用水平。

一、汽車電子控制系統(tǒng)簡介

汽車電子控制系統(tǒng)基本由傳感器、電子控制器（ECU）、驅動器和控制程序軟件等部分組成，與車上的機械系統(tǒng)配合使用（通常與動力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和車身系統(tǒng)中的子系統(tǒng)融合），并利用電纜或無線電波互相傳輸信息，如電子燃油噴射系統(tǒng)、防滑控制系統(tǒng)、電子助力轉向、電子控制自動變速器等。汽車電子控制系統(tǒng)大體可分為：發(fā)動機電子控制系統(tǒng)、底盤綜合控制系統(tǒng)、車身電子安全系統(tǒng)、信息通訊系統(tǒng)。

二、汽車電子自動化控制技術的應用

（一）在發(fā)動機上的應用

1.電控點火裝置（ESA）

該系統(tǒng)能夠接收由傳感器發(fā)出的與發(fā)動機有關的各種參數(shù)信息，系統(tǒng)中微處理芯片對這些參數(shù)進行分析、運算，并據(jù)此調(diào)節(jié)車輛的點火時刻，不但能有效改善汽車的點火特性，而且大幅度降低了燃料的消耗量。

2.電控燃油噴射（EFI）

EFI逐漸取代了機電混合式和機械式的燃油噴射系統(tǒng)。當發(fā)動機工作時EFI會根據(jù)各傳感器測得的空氣流量、發(fā)動機轉速以及進氣溫度等，按預先編制的程序進行運算，和預先存儲的最佳工況時的供油控制參數(shù)比較，并適時調(diào)整供油量，保證發(fā)動機始終工作在最佳工作狀態(tài)。

3.汽車廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR）

EGR能將汽車運行中產(chǎn)生的一部分廢氣引入進氣管中，并和新鮮的混合氣混合形成一種帶有廢氣的氣體，并被回收到氣缸中，同時系統(tǒng)會按當前發(fā)動機的運行工況，利用安裝在排氣管上的進氣支管通道打開EGR的閥門，進而有效控制EGR率，減少了汽車發(fā)動機運行時產(chǎn)生的廢氣排放。

4.發(fā)動機電子綜合控制系統(tǒng)（EECS）

EECS的作用是使汽車發(fā)動機始終處于最佳的狀態(tài)，提高了整車的安全性能，該系統(tǒng)借助電子控制手段，對點火、噴油、空氣燃油比、廢氣排放等環(huán)節(jié)進行優(yōu)化控制。EECS在汽車發(fā)動機上的應用具體體現(xiàn)在以下兩個方面：

（1）應用在以汽油機為動力驅動裝置的汽車發(fā)動機上。該系統(tǒng)除了能對空氣燃油比進行反饋控制外，還能夠對怠速進行有效控制，進一步降低了汽油機的燃油消耗量。同時，能夠有效控制啟動噴油量和伺服噴油量。隨著研究的不斷深入，現(xiàn)已研發(fā)出了一種帶有故障自診斷功能的電子綜合控制系統(tǒng)，提升了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，對發(fā)動機的控制更加有效。

（2）應用在以柴油機作為動力驅動裝置的汽車上。EECS能夠使車輛節(jié)約能耗達到15%以上，節(jié)能效果十分顯著，更重要的是它能有效改善廢氣排放和發(fā)動機噪音，國家環(huán)保部門的相關標準中明確規(guī)定，未安裝該系統(tǒng)的柴油汽車不得上路行駛。

（二）底盤綜合控制系統(tǒng)

1.電控自動變速器（ECAT）

由相關的傳感器采集車速和節(jié)流閥的開度等信息，并通過轉換器將采集到的信息轉換成電信號，將信號作為電子控制裝置（ECU）的輸入信息，經(jīng)ECAT的ECU根據(jù)汽車的換擋特性和規(guī)律適時地輸出信號給電磁閥，以此來控制油壓回路，在此基礎上便可精確控制傳動比，使汽車獲得最佳的檔位和換擋時間。ECAT的傳輸效率高、油耗低、提升了換擋的舒適性，使車輛更加平穩(wěn)的運行。此外，ECAT的應用能使鎖止控制不再依賴油壓，不但減輕了鎖止沖擊，而且使變速器各個檔位均能實現(xiàn)有效控制。

2.防抱死裝置（ABS）

ABS的作用是確保車輛在緊急剎車的過程中獲得瞬態(tài)的控制。目前大部分轎車都帶有ABS系統(tǒng)，有效降低了車輛制動時的側滑風險，一般ABS由輪速傳感器、制動壓力調(diào)節(jié)器、電子控制裝置組成，當車輛制動時，若某個車輪發(fā)出抱死信號，電子控制裝置會接收到該信號，并對該信號進行判斷，然后對電磁閥發(fā)出指令，減緩制動力增長，阻止車輪抱死。

3.電子轉向助力系統(tǒng)（EPS）

采用電動機與電子自動化控制技術控制轉向，利用電動機產(chǎn)生的動力協(xié)助駕駛者進行動力轉向，不直接消耗發(fā)動機的動力。EPS一般由轉矩（轉向）傳感器、電動機、電子控制單元、減速器等構成。當汽車轉向時，轉矩（轉向）傳感器會感知轉向盤的力矩和擬轉動的方向，通過數(shù)據(jù)總線將信號傳送到電控單元，電控單元根據(jù)傳動力矩等信號，向電動機控制器發(fā)出動作指令，電動機就會根據(jù)具體的需要輸出相應大小的轉動力矩，從而產(chǎn)生助力轉向。若不轉向本系統(tǒng)就不工作，處于待調(diào)用狀態(tài)。EPS提高了汽車的轉向能力和轉向響應特性，增加了汽車低速時的機動性和調(diào)整行駛時的穩(wěn)定性。

（三）電子自動化控制技術在車身上的應用

1.安全氣囊防護系統(tǒng)（SRS）

當車輛相撞時，由電控元件用電流引爆安置在方向盤中央等處的氣囊中的滲氮物，迅速燃燒產(chǎn)生氮氣并充滿氣囊（大約需要30ms）。SRS的作用是在前座乘員和儀表板間、駕駛員和方向盤之間形成一個緩沖軟墊，避免硬性撞擊。此裝置要和安全帶配合使用，否則會大大降低其使用效果。

2.碰撞警示和預防系統(tǒng)（CWAS）

CWAS有多種形式，有的在汽車行駛過程中，當兩車間的距離小到安全距離時自動報警，若繼續(xù)行駛會在即將相撞的瞬間自動汽車將制動；有的在汽車倒車時顯示車后障礙物的距離，防止倒車事故的發(fā)生。

3.自適應前照燈系統(tǒng)（AFS）

AFS可在前照燈照明范圍內(nèi)，根據(jù)車身的動態(tài)變化、轉向機構的動作特性等因素進行判斷和計算，進而確定當前汽車的行駛狀態(tài)并對前照燈近光進行調(diào)整。使駕駛者夜晚在彎路上行車時能看清轉彎處的實際路況，使其有充分的時間進行轉向操作及應付緊急情況，提高夜晚彎路上行車的安全性。日本一些汽車商在其高檔轎車中已標配AFS系統(tǒng)，如豐田汽車公司在獵犬上采用了可變式前燈自適應性前照燈系統(tǒng)。

（四）信息通訊系統(tǒng)

（1）汽車導航系統(tǒng)與定位系統(tǒng)（NTIS）。可在城市或公路網(wǎng)范圍內(nèi)，定向選擇最佳行駛路線，并能在屏幕上顯示地圖，顯示汽車行駛中的位置，以及到達的目的地的距離和方向；（2）車載雷達。最主要的應用優(yōu)勢在于測距上，由于雷達能進行較遠距離的測距，通過它可為駕駛員提供前方路況和其它車輛的速度等信息。目前已研發(fā)出了毫米波雷達，基本上不會受到外界環(huán)境的干擾，即使在惡劣環(huán)境中其精度也能得到保證。

三、結束語

綜上所述，電子自動化控制技術在汽車上的應用，提高了整車的安全性，同時為駕駛者提供了舒適的駕駛環(huán)境。無論是在車身、底盤、發(fā)電機還是在通訊上都實現(xiàn)了自動化控制，保證了汽車的穩(wěn)定、可靠、安全運行。未來研究人員應該加強這方面的研究工作，將電子自動化控制技術更好的應用在汽車整車中，為人們的出行帶來安全和便利。

【參考文獻】

[1]李定川.汽車電子控制技術的應用與發(fā)展趨勢[J].智慧工廠，2017（07）：41-44.

[2]石啟軍.汽車電子控制技術的應用與分類研究[J].電子技術與軟件工程，2016（07）：243+258.