現(xiàn)代汽車電子控制組成與作用

李文武

十堰職業(yè)技術(shù)（集團）學(xué)校，湖北十堰 442000

汽車電子控制通常被稱為汽車電腦控制，這個系統(tǒng)主要是利用各種傳感器來探測各類信息，經(jīng)過電子控制單元ECU進行信息處理，從而推動個電子元件的工作進程。

1 汽車電子控制系統(tǒng)介紹與工作流程

1.1 汽車電子控制系統(tǒng)介紹

1）發(fā)動機和動力傳動集中控制系統(tǒng)。包括發(fā)動機集中控制系統(tǒng)、自動化變速控制系統(tǒng)、制動防抱死和牽引力控制系統(tǒng)等；2）底盤綜合控制和安全系統(tǒng)。包括車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)、主動式車身姿態(tài)控制系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)、防撞預(yù)警系統(tǒng)、駕駛員智能支持系統(tǒng)等；3）智能車身電子系統(tǒng)。自動調(diào)節(jié)座椅系統(tǒng)、智能前燈系統(tǒng)、汽車夜視系統(tǒng)、電子門鎖與防盜系統(tǒng)等；4）通訊與信息/娛樂系統(tǒng)。包括智能汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、語音識別系統(tǒng)、“ON STAR”系統(tǒng)（具有自動呼救與查詢等功能）、汽車維修數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、汽車音響系統(tǒng)、實時交通信息咨詢系統(tǒng)、動態(tài)車輛跟蹤與管理系統(tǒng)、信息化服務(wù)系統(tǒng)（含網(wǎng)絡(luò)等）等。

1.2 汽車電子控制系統(tǒng)工作流程

在汽車電子控制系統(tǒng)中，電子控制的一般過程是這樣的，汽車在運行時，各傳感器不斷減持汽車運行的工作狀況等信息，并將這些信息實時的通過輸入接口傳送給ECU，ECU接收到這些信息后，根據(jù)內(nèi)部預(yù)先編寫好的控制程序，進行相應(yīng)的決策與處理，并通過其輸出接口輸出控制信號給相應(yīng)的執(zhí)行器，執(zhí)行器接收到控制信號后，執(zhí)行相應(yīng)的動作，實現(xiàn)某種預(yù)定的功能。

2 汽車電子控制系統(tǒng)的組成

汽車電子控制系統(tǒng)一般由三部分組成：傳感器、控制單元（電腦）和執(zhí)行機構(gòu)。

2.1 傳感器

傳感器是一種信號轉(zhuǎn)化裝置，它可以將非電信號轉(zhuǎn)化成電信號，它的主要作用是向汽車電腦提供運行的各種工況信息。汽車傳感器過去單純用于發(fā)動機上，現(xiàn)在傳感器已經(jīng)擴展到汽車底盤、車身和燈光、電氣等各個系統(tǒng)。

2.2 執(zhí)行器

執(zhí)行器又叫執(zhí)行元件，它的主要功能是根據(jù)ECU輸出的控制信號來執(zhí)行相應(yīng)的動作，以實現(xiàn)某種預(yù)定的功能，按照構(gòu)造可以分為四類：電磁閥類、電機類、繼電器類、顯示器式。

2.3 電子控制單元

電子控制單元就是俗稱的汽車電腦，較早的汽車電子控制幾乎都一個系統(tǒng)一個電子控制單元，隨著汽車電子系統(tǒng)集成化的發(fā)展，許多系統(tǒng)的電腦被整合到一起，例如原先的電子控制點火系統(tǒng)ESA、燃油噴射系統(tǒng)MPI、自動變速器系統(tǒng)ECT，現(xiàn)在已經(jīng)被整合為動力控制單元PCM。

汽車電子控制單元能在幾毫秒內(nèi)，迅速改變輸出信號，也就是說當(dāng)輸入信息有變化時，電腦幾乎是立刻改變輸出信號，控制作用迅速而準(zhǔn)確，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，其處理數(shù)據(jù)的能力也越來越快，由原來的8位、16位、32位，已經(jīng)發(fā)展到64位，運算速度也變得越來越高。

不同系統(tǒng)的電子控制單元，其安裝的位置也不同，如燃油噴射系統(tǒng)的電子控制單元多置于儀表盤下方，以避免高熱、濕度、震動的影響，安全氣囊的電子控制單元多置于座椅或者中央操控臺下，制動防抱死ABS的電子控制單元多置于發(fā)動機室或行李艙等處。

3 汽車電子控制系統(tǒng)的主要作用

在汽車電子控制系統(tǒng)中，電子控制單元是一個相當(dāng)重要的關(guān)鍵器件，也是控制系統(tǒng)的核心，它的主要作用有以下幾個方面：

1）接受感受器或其他裝置輸入的信息，并將輸入信號處理成電子控制單元能夠處理的信號，如將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；2）給傳感器提供參考基準(zhǔn)電壓，參考基準(zhǔn)電壓有2V5V8V9V12V等幾種類型，常見的主要是5V參考基準(zhǔn)電壓，如多大部分車系的節(jié)氣門位置的傳感器、光電式曲軸或者凸輪軸傳感器，個別的車系如北京切諾基凸輪抽霍爾傳感器才用的是8V的參考電壓；3）計算、分析、存儲信息。電子控制單元能夠存儲處理程序、各車型的特性參數(shù)及運算中的數(shù)據(jù)以及故障信號，根據(jù)信息參數(shù)計算出執(zhí)行命令數(shù)值，將輸入的信號與標(biāo)準(zhǔn)值對比并存儲故障信息；4）輸出執(zhí)行命令。電子控制單元能夠?qū)?shù)字信號執(zhí)行器進行控制，電子控制單元直接進行驅(qū)動數(shù)字信號執(zhí)行器，對于模擬信號執(zhí)行器，電子控制單元通常會把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號后進行控制與驅(qū)動，需要較大電流通過的執(zhí)行器，電子控制單元需要利用控制繼電器來驅(qū)動執(zhí)行器進行工作；5）自我修正功能。這項功能又被稱為自適應(yīng)功能或?qū)W習(xí)功能，主要是系統(tǒng)各個部件由于磨損、臟污、積碳或者工作環(huán)境發(fā)生變化時，傳感器的初始值會發(fā)生對應(yīng)的偏差，而電子控制單元具有檢測、記憶、自動修正、調(diào)整的功能，這就可以使車輛在一定程度上能在有關(guān)數(shù)據(jù)變動的情況下，仍保持良好的工作性能。

例如，當(dāng)節(jié)氣門或步進電機贓污后，發(fā)動機怠速時節(jié)氣門的開度或步進電機開啟步數(shù)會自動增大，這是因為節(jié)氣門臟污后，在相同的開度下，進氣量會減少，將不是以維持額定的怠速轉(zhuǎn)速，由于自適應(yīng)功能，ECU會將節(jié)氣門的開度或者步進電機的開啟步數(shù)增大以維持額定的怠速轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機控制單元記憶了當(dāng)前最佳工作值，但是當(dāng)節(jié)氣門被清洗后，發(fā)動機控制單元仍控制節(jié)氣門或者步進電機以清洗前的開度來進行供氣，發(fā)動機就會產(chǎn)生怠速過高的現(xiàn)象，嚴(yán)重時會發(fā)生游車現(xiàn)象，因此發(fā)動機需要重新進行匹配，使ECU重新進行自適應(yīng)，從而回復(fù)正常怠速。

4 結(jié)論

伴隨著計算機技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技元素在汽車行業(yè)的快速應(yīng)用與發(fā)展，汽車電子控制技術(shù)勢必會在工作精度、控制范圍、產(chǎn)品適應(yīng)性和智能化等方面有突飛猛進的發(fā)展，從而實現(xiàn)汽車更高效更人性化的發(fā)展，并且會在降低排氣污染、降低燃油消耗、提升駕駛樂趣性和安全性等方面，汽車電子控制技術(shù)都有著越來越明顯的優(yōu)勢。

[1]韓雪濤.汽車電子控制技術(shù)應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社.2009.

[2]夏雪松.汽車電器設(shè)備構(gòu)造與維修[M].北京.電子工業(yè)出版社，2010.

[3]楊慶彪.現(xiàn)代汽車電子控制原理與維修精華[M].北京：人民郵電出版社，2009.