汽車控制系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

李非凡

摘要：如今，控制系統(tǒng)的性能對于汽車起著至關(guān)重要的作用，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與控制理論的完善也使控制系統(tǒng)有了長足的進(jìn)步。汽車控制系統(tǒng)正向著更高精度，更多功能，更安全化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽車 控制系統(tǒng)

0引言

我國擁有全球最大的汽車市場，并且在持續(xù)增長。預(yù)計(jì)到2020年市場規(guī)模有望超過萬億元。[1]然而由于我國工業(yè)建設(shè)起步相對較晚，汽車控制系統(tǒng)發(fā)展相對落后，并不能滿足如此廣闊的市場。本文旨在通過對當(dāng)代汽車控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析探討，為我國汽車控制系統(tǒng)的發(fā)展提供積極幫助。

1現(xiàn)代汽車控制系統(tǒng)

如今汽車控制系統(tǒng)主要有四個(gè)方面的應(yīng)用：發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，信息通訊系統(tǒng)，底盤控制系統(tǒng)，車身安全系統(tǒng)。隨著汽車功能的多樣化與智能化，以及對汽車安全性能的要求，汽車控制系統(tǒng)需要有較高可靠性和實(shí)時(shí)性。

1.1汽車動力控制

動力系統(tǒng)是汽車最為主要的部分，如今汽車不僅要有足夠的動力，更重要的是希望汽車能夠更加智能的適應(yīng)不同路況、保障車上成員的安全、變速更加平穩(wěn)、更加節(jié)能。這些功能主要由汽車動力控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。其中，德國Bosch公司在汽車動力控制系統(tǒng)方面處于較為領(lǐng)先的位置。

汽車的動力控制系統(tǒng)主要包括以下內(nèi)容：EFI——電子控制發(fā)動機(jī)燃油噴射系統(tǒng);MCIS——微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng);EDCS——發(fā)動機(jī)爆震控制系統(tǒng);ISC——怠速控制系統(tǒng);ECT——電子控制自動變速系統(tǒng)。[2]這些系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)對汽車動力的合理控制、降低油耗、對汽車動力系統(tǒng)存在的隱患進(jìn)行診斷和處理等，進(jìn)而提升汽車的壽命，提升經(jīng)濟(jì)效益，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。以EFI——電子控制發(fā)動機(jī)燃油噴射系統(tǒng)為例，發(fā)動機(jī)供油與供氣的量對發(fā)動機(jī)的性能有著重要影響。供氣過少，則燃油燃燒不夠充分，造成尾氣過多，油耗增加;而供氣過多，則油氣過于稀薄，燃油燃燒不充分，可能導(dǎo)致動力不足?，F(xiàn)代汽車控制系統(tǒng)可以通過自動化的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)供油比的優(yōu)化調(diào)控。按照EFI的控制方式，其可以分為三種形式：機(jī)械式、機(jī)電混合式、電子式。Bosch公司的K-Jetronic系統(tǒng)就是機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)，其將空氣流量計(jì)與燃油計(jì)量分配器組合在一起，空氣流量計(jì)檢測空氣流量的大小后，靠連桿傳動操縱燃油計(jì)量分配器的活塞動作，以燃油計(jì)量槽孔開度的大小控制噴油量，以達(dá)到控制混合氣空燃比的目的。[3]機(jī)電混合式燃油噴射系統(tǒng)與機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)的差別主要在于其燃油計(jì)量器上安裝了ECU控制的電液式壓差調(diào)節(jié)器，利用溫度和節(jié)氣門傳感器調(diào)節(jié)燃油供給量。電子控制式燃油噴射系統(tǒng)則完全利用ECU和各種控制傳感器來控制供油比。

1.2汽車安全控制

隨著社會發(fā)展，路面上行駛的汽車越來越多，世界上由汽車引起的交通事故層出不窮，其中中國交通事故每年死逾10萬人。汽車的安全控制是汽車控制系統(tǒng)的首要問題。汽車的行駛安全性分為主動安全性和被動安全性。主動安全性是指汽車避免危險(xiǎn)的能力，被動安全性則是指汽車遇到危險(xiǎn)時(shí)對車上人員及汽車本身的保護(hù)能力?，F(xiàn)代汽車的安全控制系統(tǒng)主要有以下系統(tǒng)構(gòu)成：ABS——防抱死制動系統(tǒng)、ASR——加速防滑系統(tǒng)、TCS——牽引力控制系統(tǒng)、EBD——電子控制動力分配系統(tǒng)、ABD——自動制動差速器、EBA——電子控制制動輔助系統(tǒng)、ESP——電子穩(wěn)定程序、SRS——輔助防護(hù)安全氣囊系統(tǒng)、STTS——安全帶張緊控制系統(tǒng)、OBD-Ⅱ——第二代車載故障診斷系統(tǒng)。由于汽車的安全系統(tǒng)關(guān)系重大，所以對汽車安全系統(tǒng)的可靠性有著極高要求。為了能使汽車在故障時(shí)依然能夠保護(hù)乘客和降低損失，現(xiàn)代汽車安全系統(tǒng)中一些關(guān)鍵系統(tǒng)在車輛故障時(shí)也能運(yùn)行。而對于SRS等系統(tǒng)，由于其作用時(shí)間極短，所以有極高的靈敏度，并且能快速反應(yīng)。在發(fā)生碰撞時(shí)，從碰撞到氣囊充氣大約只需要0.03秒。

1.3其他控制

除了動力控制與安全性控制，現(xiàn)代汽車還有舒適性要求，操控性能提升要求，節(jié)能減排要求，信息化需求。這些需求都要通過控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。例如：ECSS——電子控制懸掛系統(tǒng)，主要在車輛行駛速度和載荷變化時(shí)調(diào)節(jié)車身的高度，支撐懸架的剛度等，減少人在轉(zhuǎn)彎、加速等情況時(shí)的顛簸感，提高舒適度。EGRC——廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)氣管流量，排氣溫度等指標(biāo)，通過傳感器傳遞信息給EGRC，EGRC能控制部分廢氣參與循環(huán)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

MOST——多媒體定向系統(tǒng)傳輸網(wǎng)，采用塑料光纜通信協(xié)議，將定位系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)等連接而成一個(gè)局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)多種媒體功能。

2汽車控制系統(tǒng)發(fā)展前景分析

2.1控制系統(tǒng)占用空間減小

隨著汽車功能的不斷豐富，需要在汽車上搭載更多的設(shè)備，并且人們也希望汽車保證功能的前提下要有更大的空間，這就需要壓縮汽車控制系統(tǒng)占用的空間。

在Bosch公司所舉辦的2018年汽車技術(shù)創(chuàng)新體驗(yàn)日上，Bosch公司展示了一種新的控制系統(tǒng)——線傳控制系統(tǒng)。線傳控制系統(tǒng)與用實(shí)體機(jī)構(gòu)連接的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)不同，主要采用電線來傳遞信號。因此大部分機(jī)械機(jī)構(gòu)可以改為信號傳遞線路，所以線傳控制系統(tǒng)擁有更小的體積。相信未來汽車控制系統(tǒng)會向著不斷減少占用空間的方向發(fā)展。

2.2數(shù)據(jù)處理能力不斷提升

隨著汽車向著更智能化的方向發(fā)展，需要汽車能夠自主應(yīng)對更多的問題。汽車自動駕駛的發(fā)展技術(shù)的發(fā)展使汽車微處理器需要處理的數(shù)據(jù)成幾何級增長，這對汽車的數(shù)據(jù)處理能力提出了更高的要求。并且汽車的安全可靠性將始終是人們關(guān)注的問題，這就需要汽車控制系統(tǒng)做出更精密的控制，同樣需要提升控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。

3結(jié)語

汽車控制系統(tǒng)的功能日趨完善，但依然有著廣闊的發(fā)展前景。我國在此領(lǐng)域還相對薄弱，應(yīng)該優(yōu)化汽車領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，向著汽車控制系統(tǒng)的智能化、集成化不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]佚名.2018年我國汽車電子控制器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析[OL].中國報(bào)告網(wǎng)，2018

[2]黃安華.汽車行車制動系統(tǒng)的發(fā)展[J].汽車維修，2010，7

[3]孫仁云、付百學(xué)（主編）.汽車電器與電子技術(shù)[M].第2版 北京機(jī)械工業(yè)出版社，2011