汽車(chē)電子控制技術(shù)

1、汽車(chē)電子控制技術(shù)汽車(chē)電子控制技術(shù)姓名：專業(yè)：能源與動(dòng)力工程班級(jí)：學(xué)號(hào)：摘要：摘要： 本文探討了汽車(chē)電子控制技術(shù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制、底盤(pán)電子控制和車(chē)身電子控制進(jìn)行了全面的論述。并從電子控制技術(shù)對(duì)汽車(chē)智能化上的巨大推動(dòng)、助力汽車(chē)自動(dòng)調(diào)速和自動(dòng)化高速公路建設(shè)、為汽車(chē)移動(dòng)化辦公提供基礎(chǔ)和多通道傳輸技術(shù)的運(yùn)用等四個(gè)方面入手，論述了汽車(chē)電子控制技術(shù)的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：汽車(chē)電子控制技術(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制、底盤(pán)電 子控制、行駛安全電子控制、舒適性電子控制、信息顯示與傳遞正文：正文：一、一、 電子控制技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用電子控制技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)上的電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)上的電子控制 電子技術(shù)在汽車(chē)中

2、的運(yùn)用顯著提升了汽車(chē)的技術(shù)性能，為汽車(chē)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供了技術(shù)保障，增加了汽車(chē)駕駛過(guò)程中的安全系數(shù)，為駕駛員提供更加舒適的駕駛環(huán)境。同時(shí)，在人們更加注重環(huán)保的今天，電子技術(shù)在汽車(chē)中的應(yīng)用對(duì)于降低汽車(chē)尾氣污染都起到很好的控制作用。經(jīng)歷了六十余年的發(fā)展，電子控制技術(shù)已經(jīng)融入到了各種類型的汽車(chē)發(fā)展之中，并對(duì)汽車(chē)技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)計(jì)創(chuàng)新與外形創(chuàng)新提供了有力的支撐?，F(xiàn)在的汽車(chē)已經(jīng)融合了汽車(chē)技術(shù)和電子技術(shù)等多種技術(shù)，是各種先進(jìn)技術(shù)的綜合產(chǎn)物。從汽車(chē)電子控制技術(shù)的發(fā)展歷程來(lái)看，其經(jīng)歷了三個(gè)階段，即分立電子元件控制、集成電路控制以及微型計(jì)算機(jī)控制。1.1.1 電控汽油噴射 電子控制噴油裝置(EFI)能夠自動(dòng)保障發(fā)動(dòng)機(jī)的

3、最佳工作狀態(tài)，在保證發(fā)動(dòng)機(jī)功率的同時(shí)節(jié)省燃油，降低污染。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)時(shí)，電子控制單元(ECU)通過(guò)處理傳感器傳來(lái)的的進(jìn)氣溫度、工作溫度等參數(shù)，對(duì)噴油量進(jìn)行調(diào)整和正時(shí)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到最佳的工作效率，提升其綜合性能。其控制過(guò)程主要分為以下四個(gè)： （1）控制噴油量。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷確定噴油量，并予以修正，使A/F=14.7。 （2）控制噴油定時(shí)。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序?qū)ε艢庑谐痰臍飧卓刂茋娪汀?（3）控制減速、限速及閉缸斷油。 （4）控制電動(dòng)油泵。泵油壓力、泵油時(shí)間及變速泵油。1.1.2 電控點(diǎn)火 電子打火裝置(ESA)可以將發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)傳感器發(fā)送的信息進(jìn)行處理，得出最佳的點(diǎn)火時(shí)間，優(yōu)化點(diǎn)

4、火特性。該裝置能夠幫助發(fā)動(dòng)機(jī)獲得良好的點(diǎn)火提前角，以達(dá)到節(jié)約燃油和減少污染的目的。總結(jié)起來(lái)有以下三個(gè)好處： （1）控制最佳點(diǎn)火提前角。 （2）控制通電時(shí)間及最大電流。 （3）控制爆震。1.1.3 怠速控制 受ECU控制的怠速控制閥不僅用于暖機(jī)，而且還能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而自動(dòng)提高怠速。如圖1-1為步進(jìn)電機(jī)式怠速控制圖。1.1.4 排放控制 廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的執(zhí)行元件為數(shù)控式EGR，能夠?qū)υ傺h(huán)至發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣量進(jìn)行有效而精準(zhǔn)的控制，能夠有效降低汽車(chē)廢氣中的氮氧化物，減少環(huán)境污染。1.2 底盤(pán)部分的電子控制底盤(pán)部分的電子控制 底盤(pán)部分的電子控制主要分為制動(dòng)防抱死系統(tǒng)控制、電控自動(dòng)變速器控制、電控動(dòng)

5、力轉(zhuǎn)向、電控懸架和巡航制。 1.2.1 制動(dòng)防抱死系統(tǒng)控制 電子控制防抱死系統(tǒng)（ABS）設(shè)置的目的為實(shí)現(xiàn)汽車(chē)制動(dòng)的瞬態(tài)控制。汽車(chē)在行駛狀態(tài)，能夠在緊急狀態(tài)下獲得車(chē)輪的最好制動(dòng)，確保汽車(chē)方向穩(wěn)定性良好，防止側(cè)滑帶來(lái)的危險(xiǎn)。 ABS有三種類型，即車(chē)輪減速度控制、車(chē)輪滑移率控制，還有就是兩者的綜合控制。車(chē)輪減速度控制的ABS，其由三部分組成：車(chē)輪速度傳感器、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器和電子控制裝置。當(dāng)某個(gè)車(chē)輪輸出抱死信號(hào)，車(chē)輪速度感受器對(duì)電子控制器發(fā)出信號(hào)。電子控制器對(duì)信號(hào)作出判斷后，對(duì)電磁閥發(fā)出指令，通過(guò)減緩制動(dòng)力增長(zhǎng)的方式阻止車(chē)輪抱死的發(fā)生。因此，采用ABS能夠有效防止抱死的發(fā)生，確保了駕駛員對(duì)方向盤(pán)的有效

6、控制，通過(guò)操控方向盤(pán)轉(zhuǎn)向，避免與障礙物碰撞。并且電子技術(shù)賦予了其對(duì)于地面摩擦力最佳控制，有效縮短了制動(dòng)長(zhǎng)度，避免容易引發(fā)交通事故的側(cè)滑發(fā)生。其原理如圖1-2所示。1.2.2 電控自動(dòng)變速器控制 電子控制自動(dòng)變速器是通過(guò)各種傳感器，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、自動(dòng)變速器液壓油溫度等參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸人電腦，電腦根據(jù)這些電信號(hào)，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，向換擋電磁閥、油壓電磁閥等發(fā)出電子控制信號(hào)；換擋電磁閥和油壓明閥再將電腦的電子控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘?hào)，閥板中的各個(gè)控制閥根據(jù)這些液壓控制信號(hào)，控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。變速器結(jié)構(gòu)及電控系統(tǒng)的位置如下圖所示。1.2.3

7、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向 主要是速度控制和電動(dòng)機(jī)電流控制。速度控制是當(dāng)速度高于某一值時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)停止對(duì)電動(dòng)機(jī)供電，離合器處于分離狀態(tài)，這時(shí)就按普通的轉(zhuǎn)向控制方式工作。系統(tǒng)確定電動(dòng)機(jī)電流的大小是按照汽車(chē)轉(zhuǎn)向力矩和車(chē)速信號(hào)。當(dāng)車(chē)速很低時(shí)，轉(zhuǎn)向需要的助力大，此時(shí)供給電動(dòng)機(jī)的電流值就應(yīng)大；當(dāng)車(chē)速接近45km/h時(shí)，轉(zhuǎn)向需要的助力減少，此時(shí)供給電動(dòng)機(jī)的電流值就應(yīng)減少；當(dāng)車(chē)速超過(guò)45km/h時(shí)，若無(wú)需助力，此時(shí)就應(yīng)切斷電動(dòng)機(jī)的電流，并點(diǎn)亮報(bào)警燈以通知駕駛?cè)藛T。其控制圖如圖1-5所示。1.2.4 電控懸架 電子控制懸掛系統(tǒng)(TEMS)有空氣式與液壓式兩種?？諝馐郊赐ㄟ^(guò)密封在氣室中的空氣做彈性體，并通過(guò)微型計(jì)算機(jī)對(duì)行車(chē)條件

8、進(jìn)行計(jì)算，以獲取最佳的車(chē)輛高度、彈力常數(shù)轉(zhuǎn)換和衰減力等。其工作原理為在空氣壓縮機(jī)的幫助下獲得壓縮空氣，壓縮空氣在空氣彈簧與減震器的氣室中工作，對(duì)車(chē)輛高度進(jìn)行調(diào)整。該系統(tǒng)能夠幫助駕駛員進(jìn)行控制，保證行車(chē)的穩(wěn)定性，保證駕駛員的安全，并提供舒適的駕駛環(huán)境。示意圖見(jiàn)圖1-6。1.2.5 巡航控制 汽車(chē)巡航控制系統(tǒng)（CCS）就是可使汽車(chē)工作在發(fā)動(dòng)機(jī)有利轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，減輕駕駛員的駕駛操縱勞動(dòng)強(qiáng)度，提高行駛舒適性的汽車(chē)自動(dòng)行駛裝置。在大陸型的國(guó)家，駕駛汽車(chē)長(zhǎng)途行駛的機(jī)會(huì)較多，而且在高速公路上行駛時(shí)變換車(chē)速的頻率及范圍都較少，較能以穩(wěn)定的車(chē)速行駛。但若長(zhǎng)途駕駛而右腳不得不踩油門(mén)踏板時(shí)，久之腳就容易感到疲勞。而汽

9、車(chē)巡航控制系統(tǒng)（CCS）的作用是：按司機(jī)所要求的速度閉合開(kāi)關(guān)之后，不用踩油門(mén)踏板就可以自動(dòng)地保持車(chē)速，使車(chē)輛以固定的速度行駛。采用了這種裝置，當(dāng)在高速公路上長(zhǎng)時(shí)間行車(chē)后，司機(jī)就不用再去控制油門(mén)踏板，減輕了疲勞，同時(shí)減少了不必要的車(chē)速變化，可以節(jié)省燃料。1.3 行駛安全方面的電子控制行駛安全方面的電子控制 1.3.1 安全氣囊 安全氣囊控制系統(tǒng)主要由三部分組成，即安全氣囊、碰撞傳感器與充氣元件。若汽車(chē)發(fā)生激烈碰撞，撞擊導(dǎo)致的慣性力會(huì)激發(fā)傳感器，傳感器對(duì)撞擊強(qiáng)度作出判斷后向充氣元件發(fā)出信號(hào)。當(dāng)撞擊力度超過(guò)預(yù)設(shè)值，充氣元件啟動(dòng)，釋放大量氣體到氣囊中。當(dāng)乘員在慣性力的作用下撞擊氣囊，氣囊又會(huì)吸收沖擊，

10、并漏氣變軟。這種設(shè)計(jì)是為了緩沖乘員的身體慣性，避免產(chǎn)生硬性傷害。當(dāng)然，其防護(hù)效果也與是否使用安全帶有關(guān)。從人性化的角度，越來(lái)越多的汽車(chē)制造商將安全氣囊運(yùn)用到汽車(chē)中來(lái)。1.3.2 防撞系統(tǒng) 汽車(chē)防撞系統(tǒng)，是防止汽車(chē)發(fā)生碰撞的一種智能裝置。它能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)可能與汽車(chē)發(fā)生碰撞的車(chē)輛、行人、或其他障礙物體，發(fā)出警報(bào)或同時(shí)采取制動(dòng)或規(guī)避等措施，以避免碰撞的發(fā)生。 1.3.3 前照燈控制 電子控制前照燈系統(tǒng)具有在會(huì)車(chē)時(shí)前照燈自動(dòng)變光、自然光強(qiáng)度高時(shí)前照燈光自動(dòng)減弱、前照燈關(guān)閉自動(dòng)延時(shí)等功能，從而能對(duì)前照燈的光強(qiáng)、遠(yuǎn)光和近光進(jìn)行自動(dòng)控制。會(huì)車(chē)前照燈自動(dòng)變光器有以光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管為光敏元件的三種

11、類型。光敏元件是一種在光照作用下電阻阻值降低或二、三極管導(dǎo)通產(chǎn)生光電流的電子元件。1.4 舒適性方面的電子控制舒適性方面的電子控制 1.4.1 全自動(dòng)空調(diào) 汽車(chē)內(nèi)自動(dòng)空調(diào)控制系統(tǒng)通過(guò)ECU對(duì)車(chē)內(nèi)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，獲取溫度、輻射、溫差以及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度信息等，從而對(duì)車(chē)內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)整， 以達(dá)到最佳狀態(tài)，是駕駛員和車(chē)內(nèi)乘員獲得良好的乘車(chē)體驗(yàn)。于此同時(shí)，將相關(guān)信息展示到儀表盤(pán)，并被駕乘人員所獲取。 全自動(dòng)空調(diào)構(gòu)成圖見(jiàn)圖1-7。1.4.2 電動(dòng)座椅 現(xiàn)代轎車(chē)的座椅多是電動(dòng)可調(diào)的，又稱電動(dòng)座椅，如圖1-8所示。人們對(duì)轎車(chē)舒適性的評(píng)價(jià)多是通過(guò)座椅感受的，所以轎車(chē)上配備的電動(dòng)座椅必須要滿足便利性和舒適性兩大要求

12、，即駕駛者通過(guò)操縱鍵，不僅能使駕駛者獲得最好的視野，便于操縱方向盤(pán)、踏板、變速桿等，還可以將座椅調(diào)整到最佳的位置上，獲得最舒適和最習(xí)慣的乘坐角度。為了滿足這些要求，汽車(chē)廠家不斷采用機(jī)械和電子技術(shù)手段，制造出可調(diào)整的電動(dòng)座椅。 轎車(chē)的電動(dòng)座椅系統(tǒng)由雙向電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)控制電路等組成。1.5 信息顯示系統(tǒng)與信息傳遞裝置信息顯示系統(tǒng)與信息傳遞裝置 該系統(tǒng)主要包括四大部分， 即導(dǎo)航與定位系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、通信系統(tǒng)與語(yǔ)言系統(tǒng)等。汽車(chē)的導(dǎo)航與定位系統(tǒng)主要適用于城市和公路網(wǎng)中，能夠幫助駕駛員獲得最優(yōu)路徑，并展示給駕駛員，并有望向無(wú)人駕駛的方向發(fā)展。信息系統(tǒng)(IS)能夠全面收集發(fā)動(dòng)機(jī)等參數(shù)，進(jìn)行計(jì)算后將有

13、效信息輸送給駕駛?cè)藛T，以便駕駛?cè)藛T進(jìn)行駕駛狀態(tài)的調(diào)整。語(yǔ)音控制與報(bào)警構(gòu)成了語(yǔ)音系統(tǒng)(vs)的主要部分。語(yǔ)音報(bào)警能夠?qū)Σ徽５娜加蜏囟?、油壓、排氣溫度等進(jìn)行預(yù)警，通過(guò)揚(yáng)聲器通知駕乘人員。而語(yǔ)音控制則是利用駕駛員的語(yǔ)音進(jìn)行汽車(chē)的控制，以實(shí)現(xiàn)某部分的功能。二、汽車(chē)電子控制技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展二、汽車(chē)電子控制技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景前景2.1 汽車(chē)電子控制技術(shù)的現(xiàn)狀汽車(chē)電子控制技術(shù)的現(xiàn)狀 汽車(chē)電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)隨著汽車(chē)工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代汽車(chē)上，電子技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。今天的汽車(chē)已經(jīng)逐步進(jìn)入了電腦控制的時(shí)代。電子技術(shù)在解決提高汽車(chē)性能、環(huán)保、能源、安全等問(wèn)題中占有不可替代的重要地位。21 世

14、紀(jì)汽車(chē)將應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)在汽車(chē)與社會(huì)緊密相連方面具有較大進(jìn)展。包括廣泛應(yīng)用全球定位系統(tǒng)GPS 和廣泛使用車(chē)載信息系統(tǒng)， 以及采用多路傳輸系統(tǒng)來(lái)集成汽車(chē)所有零部件的電子控制模塊， 使整個(gè)汽車(chē)電子系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)融合、故障診斷和一定的自我修復(fù)功能進(jìn)入90 年代后，汽車(chē)電子技術(shù)開(kāi)始向智能化、微型化、集控化方向發(fā)展。如一個(gè)微處理器可同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、牽引力、穩(wěn)定性等進(jìn)行綜合控制。微處理器還可對(duì)駕駛員側(cè)面、乘員側(cè)面、后座、側(cè)向的安全氣囊進(jìn)行控制，控制時(shí)能實(shí)現(xiàn)安全帶預(yù)緊，安全氣囊打開(kāi)的時(shí)間和速度，達(dá)到智能化保護(hù)乘員的目的： 智能化集中傳感器和智能化執(zhí)行機(jī)構(gòu)也付諸使用，數(shù)字式信號(hào)處理方式將用于聲

15、音識(shí)別、適時(shí)診斷、導(dǎo)航系統(tǒng)等。2.2 汽車(chē)電子控制技術(shù)的發(fā)展汽車(chē)電子控制技術(shù)的發(fā)展前景前景 在未來(lái)的15 年內(nèi)，人們很可能將享受即使開(kāi)車(chē)時(shí)打瞌睡也不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)的樂(lè)趣，這就是自動(dòng)調(diào)速汽車(chē)。這是由汽車(chē)內(nèi)或公路旁的電腦控制系統(tǒng)來(lái)消除駕駛員駕駛時(shí)受到外界刺激和影響以及隨之而來(lái)的危險(xiǎn)。以減少高速公路上的交通阻塞現(xiàn)象和交通事故。自動(dòng)凋速系統(tǒng)可使當(dāng)兩車(chē)間的距離太近或有人超車(chē)時(shí)， 自動(dòng)調(diào)節(jié)車(chē)速。以使兩車(chē)之間保持安全距離，并校正轉(zhuǎn)向盤(pán)以保證汽車(chē)在指定的車(chē)道內(nèi)行駛。這使得駕駛員的工作強(qiáng)度大大減輕，并提高了行車(chē)的安全性，德國(guó)奔馳汽車(chē)公司已在部分奔馳汽車(chē)上安裝了這種系統(tǒng)。自動(dòng)化高速公路的開(kāi)發(fā)對(duì)公路交通影響很大。它可使現(xiàn)在擁擠的公路交通容量增加2- 3 倍，并且在提高車(chē)速的同時(shí)還可減少交通事故。移動(dòng)的辦公室目前的統(tǒng)計(jì)表明， 人們?cè)谄?chē)內(nèi)有40以上的時(shí)間是眼望窗外，無(wú)所事事。當(dāng)今人們?cè)谡務(wù)撔畔r(shí)代和信息高速公路的時(shí)候，已不滿足于汽車(chē)的通訊功能僅局限于收聽(tīng)廣播和車(chē)載電話通話，而要求汽車(chē)能顯示信息和日程表，閱讀或發(fā)送電子郵件和傳真，收看天氣預(yù)報(bào)和股市行情，訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)，甚至訂購(gòu)機(jī)票或一束鮮花。不久的將來(lái)在車(chē)內(nèi)將能使用辦公室的一切。汽車(chē)電子控制技術(shù)正在發(fā)展當(dāng)中， 它不再將電子技術(shù)作為機(jī)械的替代或增補(bǔ)，而是強(qiáng)調(diào)總體設(shè)計(jì)的機(jī)電一體化；強(qiáng)調(diào)汽車(chē)的自動(dòng)化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化和信息化，只有靠