汽車電子控制系統(tǒng)的關鍵技術及發(fā)展趨勢

趙迪

摘要：現(xiàn)代汽車電子控制技術已成為目前汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術之一，本文介紹汽車電子控制系統(tǒng)的關鍵在技術，并對其未來的發(fā)展趨勢做出討論。

關鍵詞：汽車電子；控制系統(tǒng)；關鍵技術；發(fā)展趨勢

前言

現(xiàn)代汽車電子控制技術是把電子技術和汽車融為一體的機電一體化技術。特別是在上個世紀70年代以后，全球范圍內面臨能源短缺與污染等問題，加速了技術革新的進程，深入到各個行業(yè)尤其是汽車行業(yè)。本文介紹汽車電子控制系統(tǒng)的關鍵在技術，并對其未來的發(fā)展趨勢做出討論。

1.汽車電子控制技術的發(fā)展狀況

隨著汽車電子控制技術相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在汽車的各個系統(tǒng)中紛紛加入了電子控制技術元素。目前比較多見、成熟的汽車電子控制系統(tǒng)主要有發(fā)動機電子控制、底盤電子控制、車身電子控制、信息傳遞等。電子技術的應用范圍越來越廣，汽車電子設備的成本有的已占汽車總成本的30%，成為了汽車核心設備的一部分。國產(chǎn)汽車電子技術的應用多數(shù)處于初級階段，只有中外合資企業(yè)生產(chǎn)的汽車采用電子控制裝置，如一汽奧迪牌、上海桑塔納牌汽車等。但隨著我國轎車工業(yè)的發(fā)展，汽車電子控制新技術必然會得到愈來愈廣泛的應用。

2.電子控制系統(tǒng)的關鍵技術

2.1發(fā)動機電子控制

發(fā)動機電子控制包括燃油噴射控制、點火時間控制（ESA）、怠速控制（ISC）、排氣再循環(huán)（EGR）、發(fā)動機爆震控制和其他相應的控制以及自診斷系統(tǒng)、后備系統(tǒng)等。發(fā)動機電子控制能最大限度地提高發(fā)動機的動力性，改善發(fā)動機運轉的經(jīng)濟性，同時盡可能降低汽車尾氣中有害物質的排放量。它是電子控制技術在汽車上應用的主要部分。

2.2燃油噴射的電子控制

燃油噴射的電子控制主要是用微機控制發(fā)動機所需要的燃油量。控制器（ECU）綜合各種不同傳感器傳來的信息作出判斷，控制噴嘴的油壓，以準確快速的方式進入發(fā)動機進氣支管中。它具有進氣阻力大、效率差、精度高等特點。

2.3點火提前的電子控制（ESA）

微機根據(jù)各種傳感器傳來的大量工況信息，及時處理后輸出相應的控制信號，控制最佳點火提前角。微機控制點火系統(tǒng)的使用之后，讓點火提前角的控制、通電時間的控制、爆震防止的控制等可以達到一個十分精準的程度。微機控制點火系統(tǒng)分為有分電器點火和無分電器點火系統(tǒng)兩類。

2.4怠速控制（ISC）

怠速控制（以下簡稱ISC）系統(tǒng)是當今汽油機集中控制系統(tǒng)中應用最廣的一種怠速控制方式。由ECU根據(jù)節(jié)氣門全關信號（怠速開關）和車速信號來判斷發(fā)動機處于怠速狀態(tài)，然后，ECU根據(jù)從各傳感器傳來的輸入信號所決定的目標轉速與發(fā)動機的實際轉速進行比較，根據(jù)比較得出差值，確定相當于目標轉速的控制量，再由驅動器發(fā)出信號去驅動控制空氣量的執(zhí)行機構。這是以發(fā)動機轉速為信號對怠速轉速實現(xiàn)的閉環(huán)控制。

2.5排氣再循環(huán)控制（EGR）

排氣再循環(huán)控制系統(tǒng)把廢氣導入進氣管中，然后和空氣混合，最后導入回氣缸中循環(huán)的系統(tǒng)裝置。能根據(jù)發(fā)動機工況適時的通過裝在排氣岐管到進氣管通道上的EGR閥的開度來控制EGR率，以減少排氣中一氧化氮的排放量。排氣再循環(huán)控制閥的控制系統(tǒng)有機械式和電控式兩種。機械式控制的EGR率較小，控制的自由度受到限制。電子控制不僅結構簡單，而且易于控制，在目前的汽車發(fā)動機中有很普遍的使用。

2.6電子控制自動變速器（ECT）

電子控制自動變速器（以下簡稱ECT）是由車速傳感器和節(jié)流閥開度傳感器將車速和節(jié)流閥開度轉換成電信號后作為電子控制裝置ECU的輸入信號，經(jīng)ECT的ECU按照換擋特性和換擋規(guī)律，適時輸出信號給電磁閥，利用電磁閥來控制油壓回路，從而精確控制傳動比，使汽車得到最佳擋位和最佳換擋時間。它與傳統(tǒng)變速器比較，具有高精度動力傳動效率、低油耗，改善換擋舒適性，汽車行駛的平穩(wěn)性以及延長使用壽命等優(yōu)點。

2.7制動防抱死（ABS）和驅動防滑系統(tǒng)（ASR）

制動防抱死（以下簡稱ABS）和驅動防滑系統(tǒng)（以下簡稱ASR）都是汽車的主要安全裝置，ABS可以防止汽車制動時車輪被抱死，從而有效地避免由于車輪抱死而易出現(xiàn)的交通事故。它充分利用了輪胎與路面之間的最大附著力，顯著地提高了車輛制動時的方向穩(wěn)定性和可操縱性，防止了制動時產(chǎn)生側滑、甩尾等危險現(xiàn)象，縮短了制動距離，使制動器的效能得到充分發(fā)揮。

2.8電子控制動力轉向

電子控制動力轉向系統(tǒng)是可根據(jù)車速、轉向角、轉矩等傳感器，自動控制施加在轉向盤所需的轉向力，使汽車在停車或低速行駛時轉動轉向盤所需的力增大，即在各種行駛條件下實現(xiàn)轉向盤上所需力的最佳值。全電子控制動力轉向可提供回正力矩和阻尼力矩，從而獲得最優(yōu)轉向回正特性，且大大改善車輛行駛穩(wěn)定性。此外，電子控制動力轉向還可獲得最優(yōu)化的轉向作用力特性，提高轉向響應性。

3.發(fā)展趨勢

電子控制已近不可扭轉的滲透到汽車控制領域了，也必將在未來的很長時間內占有重要的地位。電子控制技術將會汽車與社會緊密結合，并將現(xiàn)代的先進技術加以融合，如，全球定位系統(tǒng)GPS和廣泛使用車載信息系統(tǒng)以及采用多路傳輸系統(tǒng)來集成汽車所有零部件的電子控制模塊，使整個汽車電子系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)融合、故障診斷和一定的自我修復功能，都使得汽車電子控制系統(tǒng)更加強大。今天的汽車已經(jīng)逐步進入了電腦控制的時代。電子技術在解決提高汽車性能、環(huán)保、能源、安全等問題中占有不可替代的重要地位。現(xiàn)代汽車電子控制技術是把電子技術和汽車融為一體的機電一體化技術，被日益廣泛地應用在汽車上。

4.總結

在汽車電子控制技術飛速發(fā)展的的今天，這個系統(tǒng)已經(jīng)不是簡單的某些機械結構的補充或者代替，以成為汽車整體設計的不可忽視的一部分。強調汽車的自動化、智能化、網(wǎng)絡化和信息化。我們應努力學習國外汽車先進電子控制技術，充分應用現(xiàn)代系統(tǒng)、信息、控制這一橫斷科學理論，充分發(fā)揮汽車研究人員的才能，努力提高我國汽車電子控制技術水平，使未來的汽車成為國民生活中通訊、信息、環(huán)境等系統(tǒng)中不可缺少的環(huán)節(jié)。

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