汽車(chē)電子自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用

王韓 許小明

摘要：當(dāng)前汽車(chē)電子自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的機(jī)械裝置，使汽車(chē)具有動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及安全性。電子自動(dòng)化控制技術(shù)被應(yīng)用于汽車(chē)的各個(gè)系統(tǒng)中，提高了汽車(chē)的行駛速度和運(yùn)輸效率，使駕駛環(huán)境進(jìn)一步得到改善，汽車(chē)維修更準(zhǔn)確、快捷。本文對(duì)電子自動(dòng)化控制技術(shù)在汽車(chē)各個(gè)部位的應(yīng)用進(jìn)行了分析，以期為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)電子；自動(dòng)化控制技術(shù)；應(yīng)用

1 前言

目前我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)行快速發(fā)展，同時(shí)電子自動(dòng)化技術(shù)作為我國(guó)科學(xué)研究過(guò)程中極其重要的環(huán)節(jié)，并且被廣泛應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。由于我國(guó)傳統(tǒng)的電子自動(dòng)化技術(shù)表現(xiàn)方式過(guò)于單一，并且無(wú)法對(duì)智能化控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行滿(mǎn)足。因此我國(guó)汽車(chē)技術(shù)逐漸向智能化控制以及電子自動(dòng)技術(shù)方面進(jìn)行改進(jìn)與發(fā)展，從而大幅度的改善汽車(chē)整體的技術(shù)性能。并且需積極加強(qiáng)未來(lái)發(fā)展汽車(chē)技術(shù)過(guò)程中電子自動(dòng)化控制的研究與創(chuàng)新，能夠使較大的提高汽車(chē)電子自動(dòng)化控制技術(shù)水平。

2 汽車(chē)電子自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1汽車(chē)底盤(pán)電子控制

2.1.1電控自動(dòng)變速器（ECAT）

由相關(guān)的傳感器采集車(chē)速和節(jié)流閥的開(kāi)度等信息，并通過(guò)轉(zhuǎn)換器將采集到的信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，將信號(hào)作為電子控制裝置（ECU）的輸入信息，經(jīng)ECAT的ECU根據(jù)汽車(chē)的換擋特性和規(guī)律適時(shí)地輸出信號(hào)給電磁閥，以此來(lái)控制油壓回路，在此基礎(chǔ)上便可精確控制傳動(dòng)比，使汽車(chē)獲得最佳的檔位和換擋時(shí)間。ECAT的傳輸效率高、油耗低、提升了換擋的舒適性，使車(chē)輛更加平穩(wěn)的運(yùn)行。此外，ECAT的應(yīng)用能使鎖止控制不再依賴(lài)油壓，不但減輕了鎖止沖擊，而且使變速器各個(gè)檔位均能實(shí)現(xiàn)有效控制。

2.1.2防抱死裝置（ABS）

ABS的作用是確保車(chē)輛在緊急剎車(chē)的過(guò)程中獲得瞬態(tài)的控制。目前大部分轎車(chē)都帶有ABS系統(tǒng)，有效降低了車(chē)輛制動(dòng)時(shí)的側(cè)滑風(fēng)險(xiǎn)，一般ABS由輪速傳感器、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器、電子控制裝置組成，當(dāng)車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，若某個(gè)車(chē)輪發(fā)出抱死信號(hào)，電子控制裝置會(huì)接收到該信號(hào)，并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行判斷，然后對(duì)電磁閥發(fā)出指令，減緩制動(dòng)力增長(zhǎng)，阻止車(chē)輪抱死。

2.1.3電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)（EPS）

采用電動(dòng)機(jī)與電子自動(dòng)化控制技術(shù)控制轉(zhuǎn)向，利用電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力協(xié)助駕駛者進(jìn)行動(dòng)力轉(zhuǎn)向，不直接消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。EPS一般由轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)向）傳感器、電動(dòng)機(jī)、電子控制單元、減速器等構(gòu)成。當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)向）傳感器會(huì)感知轉(zhuǎn)向盤(pán)的力矩和擬轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)將信號(hào)傳送到電控單元，電控單元根據(jù)傳動(dòng)力矩等信號(hào)，向電動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出動(dòng)作指令，電動(dòng)機(jī)就會(huì)根據(jù)具體的需要輸出相應(yīng)大小的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，從而產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)向。若不轉(zhuǎn)向本系統(tǒng)就不工作，處于待調(diào)用狀態(tài)。EPS提高了汽車(chē)的轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性，增加了汽車(chē)低速時(shí)的機(jī)動(dòng)性和調(diào)整行駛時(shí)的穩(wěn)定性。

2.2發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制

2.2.1電控點(diǎn)火裝置（ESA）

該系統(tǒng)是指根據(jù)傳感器測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算、判斷，然后調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)刻，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下，可自動(dòng)獲得最佳的點(diǎn)火提前角，使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放行及穩(wěn)定性均處于最佳。

2.2.2電控燃油噴射（EFI）

EFI是根據(jù)各傳感器輸測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的工作參數(shù)，按照在計(jì)算機(jī)設(shè)定的控制程序，通過(guò)控制噴油器，精確地控制噴油量，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能獲得精確的空燃比，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得良好的燃料經(jīng)濟(jì)性和排放性，也提高了汽車(chē)的使用性能。

2.2.3廢氣再循環(huán)（EGR）控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)是目前用于降低廢氣中氧化氮排放的一種有效措施。其是通過(guò)電腦根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度、冷卻液溫度、EGR閥的位置和空氣燃油混合的比例等參數(shù)，計(jì)算出EGR閥實(shí)時(shí)最佳控制位置，同時(shí)向EGR電磁閥發(fā)出調(diào)寬式的脈沖指令，令EGR閥的閥門(mén)處于最優(yōu)位置，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒生成的NOX降低到最低限度而又不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作和動(dòng)力性能。

2.2.4怠速控制（ISC）

ISC主要執(zhí)行元件是怠速控制閥，其是通過(guò)怠速控制閥調(diào)節(jié)空氣通道面積以控制進(jìn)氣流量，同時(shí)配合噴油量及點(diǎn)火提前角的控制，改變怠速工況燃料消耗所發(fā)出的功率，以穩(wěn)定或改變怠速轉(zhuǎn)速。

2.3行駛安全系統(tǒng)

2.3.1安全氣囊（SRS）

該系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)外汽車(chē)上一種常見(jiàn)的被動(dòng)安全裝置。在車(chē)輛相撞時(shí)，通過(guò)傳感器和微處理器判斷和傳遞信號(hào)，氣體發(fā)生器根據(jù)信號(hào)指示產(chǎn)生點(diǎn)火動(dòng)作，使氣囊中的滲氮物迅速分解，產(chǎn)生大量氣體，充滿(mǎn)氣囊。氣囊的作用是在駕駛員與方向盤(pán)之間、前座乘員與儀表板間形成一個(gè)緩沖軟墊，避免硬性撞擊而受傷。

2.3.2碰撞警示和預(yù)防系統(tǒng)（CWAS）

該系統(tǒng)有多種形式，當(dāng)汽車(chē)碰撞事故臨近時(shí)，如兩車(chē)的距離小到安全距離、汽車(chē)倒車(chē)時(shí)后方有障礙物等情況時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)采集到準(zhǔn)確的信息，以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)自動(dòng)判斷和自動(dòng)制動(dòng)，從而以最大可能地降低碰撞時(shí)的車(chē)速，減少對(duì)碰撞中乘員的傷害風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還可解讀所有信息，遇見(jiàn)可能出現(xiàn)的交通情況，并作出相應(yīng)的反應(yīng)，通過(guò)鈴聲、可視圖標(biāo)和座位震動(dòng)等方式提醒駕駛者。

2.3.3自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)（AFS）

該系統(tǒng)可在前照燈照明范圍內(nèi)，根據(jù)車(chē)身的動(dòng)態(tài)變化、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的動(dòng)作特性等綜合因素進(jìn)行計(jì)算和判斷，從而判定汽車(chē)當(dāng)前的行駛狀態(tài)并對(duì)前照燈近光進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。它能夠有效地降低駕駛者在夜晚彎路上行車(chē)的疲勞程度，使駕駛者能夠看清轉(zhuǎn)彎處的實(shí)際路況，使駕駛者能夠擁有充分的時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱和應(yīng)付緊急情況，從而明顯提高夜晚彎路上行車(chē)的安全性。

2.3.4汽車(chē)夜視系統(tǒng)（NVS）

該系統(tǒng)是通過(guò)紅外技術(shù)，以傳感器來(lái)探測(cè)前方物體熱量，然后將其集中到一個(gè)可以通過(guò)各種紅外線(xiàn)波長(zhǎng)的探測(cè)器，被探測(cè)器的紅外線(xiàn)敏感元件吸收，而后將輻射依次變換為電信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)眼前顯示（HUD）或車(chē)內(nèi)顯示屏將圖像顯示給駕駛者。該系統(tǒng)可很好的延伸駕駛員的視力范圍，使其視力范圍達(dá)到近光燈照射距離的3到5倍，從而可大大提高行駛的安全性。

2.4信息通訊系統(tǒng)

2.4.1定位導(dǎo)航系統(tǒng)

導(dǎo)航系統(tǒng)的功能包括推算航跡、地圖匹配和GPS（全球定位系統(tǒng)）接收等。其在汽車(chē)應(yīng)用后，可通過(guò)航跡推算，獲得汽車(chē)的相對(duì)位置和方向；可由地圖匹配，根據(jù)汽車(chē)所行駛過(guò)的道路，在地圖上進(jìn)行定位；也可通過(guò)GPS，使用經(jīng)緯度確定具體的位置信息。這實(shí)質(zhì)上也是汽車(chē)行駛向智能化發(fā)展的方向，再進(jìn)一步就可成為無(wú)人駕駛汽車(chē)。

2.4.2語(yǔ)音系統(tǒng)（VS）

該系統(tǒng)包括語(yǔ)音報(bào)警和語(yǔ)音控制兩類(lèi)。語(yǔ)音報(bào)警是在汽車(chē)出現(xiàn)不正常情況，如汽車(chē)車(chē)門(mén)、油量、制動(dòng)系統(tǒng)等出現(xiàn)異常情況時(shí)，計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)邏輯判斷后輸出信息至揚(yáng)聲器或警示器報(bào)警。語(yǔ)音控制是用駕駛員的聲音來(lái)指揮和控制汽車(chē)的某個(gè)部件、設(shè)備進(jìn)行動(dòng)作。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，現(xiàn)階段我國(guó)需不斷積極快速的發(fā)展汽車(chē)電子自動(dòng)化控制技術(shù)與智能化技術(shù)，由于應(yīng)用汽車(chē)電子自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠最大化的使汽車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行安全性、便捷性以及舒適性的發(fā)展，同時(shí)能夠?qū)Τ鞘协h(huán)境質(zhì)量進(jìn)行顯著提高，并且能夠自動(dòng)監(jiān)控汽車(chē)運(yùn)行情況，以及能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決汽車(chē)駕駛過(guò)程中產(chǎn)生的故障，從而確保對(duì)汽車(chē)電子自動(dòng)化控制水平進(jìn)行大幅度提高。

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（作者單位：長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司）