汽車電氣現(xiàn)代電子控制技術(shù)

隨著信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，科學(xué)技術(shù)也發(fā)生了日新月異的變化，計算機(jī)應(yīng)用及其相關(guān)的電子控制技術(shù)都獲得了很大的進(jìn)展，為實現(xiàn)計算機(jī)電子控制從而提高汽車效率及排放環(huán)保等奠定了基礎(chǔ)。本文首先闡述了汽車電子控制技術(shù)的概況，然后分析了汽車電子控制中各種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】汽車電氣系統(tǒng) 電子控制

汽車電氣設(shè)備的應(yīng)用及發(fā)展歷經(jīng)了一百多年的風(fēng)雨歷程。從上個世紀(jì)早期的磁電機(jī)點火發(fā)展至如今的電子點火，中間包括許多電氣裝置的研究應(yīng)用，例如汽車的點火、照明、起動機(jī)、交流發(fā)電機(jī)等電氣控制系統(tǒng)，都是隨著電子控制技術(shù)的成熟在不斷的發(fā)展、且越來越完善。伴隨信息化進(jìn)程的推進(jìn)，各種信息技術(shù)手段日益廣泛的引入到汽車電子控制領(lǐng)域，推動汽車電氣控制系統(tǒng)朝著更穩(wěn)當(dāng)、更可靠、更安全的方向發(fā)展。大部分汽車生產(chǎn)商紛紛改善當(dāng)前的技術(shù)，使電子控制技術(shù)開始應(yīng)用在汽車的方方面面。在今后，汽車電子控制系統(tǒng)將會發(fā)生巨大的變化，從現(xiàn)在的12V轉(zhuǎn)變?yōu)?2V 電源系統(tǒng)將是汽車電子技術(shù)發(fā)展的趨勢，因為42V 電源系統(tǒng)使汽車能夠引入更多的電傳線控系統(tǒng)，同時其遠(yuǎn)程信息處理也會獲得更大發(fā)展。

1 概況

汽車中一些繁瑣的電子控制系統(tǒng)均能夠從輸入與輸出來加以分析。一般情況下，我們把電子控制單元當(dāng)作其中的控制元件，然后再分析它的輸入與輸出，這是電子控制電路分析過程中十分常見的一種方法。

一般來說，其電氣控制系統(tǒng)主要包括開、閉環(huán)控制兩類。其中，對于前者來說，只要給定輸入則能夠獲得所需的輸出。比如，前照燈控制即屬于此類范疇，在輸入開關(guān)接通的信號條件下，就能夠獲得所需的輸出控制前照燈點亮。如果要判斷是不是該類系統(tǒng)，則需要觀察它工作過程中是否需要反饋信號，若不需要，就屬于此類。對于后者來說，其存在工作反饋。反饋控制的功能是指若輸出結(jié)果與想要的結(jié)果發(fā)生了偏離，此時，電子控制單元能夠自動的加以矯正。汽車的自動溫度控制系統(tǒng)即為該類的范疇，內(nèi)部溫度主要取決于空調(diào)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，是由車內(nèi)外溫度傳感器的信號所決定，反饋的是溫度信號。汽車電氣控制系統(tǒng)按照各種功能劃分，其中主要涉及到空調(diào)、點火、照明、起動、充電、安全系統(tǒng)等諸多方面內(nèi)容。

充電系統(tǒng)：交流發(fā)電機(jī)屬于其關(guān)鍵部件，其次還有一些連接導(dǎo)線。其一定要滿足可以提供負(fù)載所需的電流、恒定電壓且維護(hù)需求不高、功率重量比相對較高等要求。

啟動系統(tǒng)：條件是無需維護(hù)或少維護(hù)、壽命長、可隨時運行、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊等。設(shè)計該系統(tǒng)時要結(jié)合蓄電池安裝確定起動機(jī)位置。

點火系統(tǒng)：在氣缸接近壓縮行程上止點的時候，通過火花塞在氣缸內(nèi)形成電火花，將可燃混合氣點燃。原理是通過點火線圈一次繞組反復(fù)通斷電使其磁通發(fā)生變化，在二次線圈感應(yīng)出高電壓。設(shè)計時注意發(fā)動機(jī)用途、負(fù)荷、轉(zhuǎn)速范圍，燃燒室結(jié)構(gòu)等因素的影響。

發(fā)動起管理系統(tǒng)：主要由點火、進(jìn)氣控制、燃油供給、排放控制以及車身控制等管理系統(tǒng)組成。各系統(tǒng)都引入了計算機(jī)電子控制單元，相互間利用數(shù)據(jù)總線彼此通信。使車載自診斷系統(tǒng)拓寬至整車，降低運行成本，提高維護(hù)修理速度。

底盤電子控制系統(tǒng)：由牽引力控制、防抱死制動控制、電子控制動力轉(zhuǎn)向、自動變速器控制等組成。可以提高車輪制動器制動力，確保制動方向，避免跑偏、側(cè)滑等。

2 在汽車電子控制系統(tǒng)中各種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 電子控制系統(tǒng)中電子開關(guān)的應(yīng)用

該器件主要有以下幾種元件構(gòu)成：晶閘管、功率場效應(yīng)管、大功率晶體三極管、絕緣柵雙極型晶體管等。能夠按照各種工作參數(shù)與用途來對各種器件及型號進(jìn)行區(qū)分。將其引入到汽車電子控制系統(tǒng)里面，可以減少機(jī)械觸點開關(guān)，降低電子干擾延長使用壽命，在設(shè)計時必須注重控制綜合目標(biāo)，例如其工作極限參數(shù)、控制方式以及性能特點等諸多方面。現(xiàn)階段，汽車電子控制模塊逐漸趨向于集成化，通常情況下，一個電子控制模塊將2個或更多的控制單元及相關(guān)輔助電路進(jìn)行集成。該種電子控制模塊能很好的改善了電子裝置的工作效率與可靠性，同時還使其重量與體積得以減少，明顯改善了其綜合性能指標(biāo)。

這類電子控制模塊是整個控制系統(tǒng)里面的核心部件。其作用是實現(xiàn)對各種電氣設(shè)備或系統(tǒng)的有效控制，所以其必須滿足一系列的性能要求，例如可靠性、安全性、易操作性以及耐用性等各個方面。伴隨集成化程度的不斷提升，現(xiàn)在控制單元的設(shè)計推出，即混合封裝成智能電子控制模塊的形式，并且日益普及，其具有非常突出的優(yōu)勢，經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性相對較高。

2.2 汽車電氣系統(tǒng)中總線技術(shù)的應(yīng)用

由于現(xiàn)代汽車控制單元數(shù)量的不斷增多，從前的線路傳輸系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足日益繁重的信號傳輸?shù)囊蟆Ｔ谶@種形勢下，數(shù)據(jù)總線局域網(wǎng)控制技術(shù)應(yīng)運而生，其主要涉及到CAN、LIN、MOST與FlexRay 總線技術(shù)，應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬第一種技術(shù)。

根據(jù)各種總線技術(shù)的具體特征，汽車制造商按照需要連接的電子控制單元的具體情況科學(xué)選取總線技術(shù)。一般CAN總線技術(shù)基本上用來連接動力系統(tǒng)與制動系統(tǒng)控制單元。而LIN總線技術(shù)則是在通信不太密集的環(huán)境中適用，因此，該技術(shù)通常只在汽車的車窗、后視鏡及中控鎖等系統(tǒng)上應(yīng)用。而對于MOST 總線技術(shù)來說，其基本上應(yīng)用在汽車的多媒體娛樂系統(tǒng)中，對于FlexRay 總線技術(shù)來說，則作為控制系統(tǒng)的連接的補(bǔ)充方法。

2.3 電氣系統(tǒng)中智能電器的應(yīng)用

隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，今后通信數(shù)字化將成為電子控制系統(tǒng)智能化發(fā)展的特征。具體來說，在汽車上的應(yīng)用主要涉及到汽車智能執(zhí)行器與傳感器，數(shù)字信號傳輸技術(shù)等方面。一般由微處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、存儲器等部件構(gòu)成，深受人們的歡迎，且日益普及。因其能夠改善傳感器的準(zhǔn)確度、完成模擬信號采集、數(shù)字轉(zhuǎn)換及傳輸?shù)取６鴮τ谥悄軋?zhí)行器來說，在從前的執(zhí)行裝置基礎(chǔ)上配置了諸多復(fù)雜功能，包括自我調(diào)節(jié)、控制等。汽車中的典型裝置主要有智能輪胎、智能雨刮器等。

3 結(jié)語

綜上所述，伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在汽車電子控制系統(tǒng)中，各種先進(jìn)技術(shù)逐漸引入其中，例如數(shù)據(jù)總線技術(shù)以及智能電器等。伴隨新能源汽車與電動汽車的不斷發(fā)展，以后汽車電氣電子控制系統(tǒng)將會朝著集成化、智能化、復(fù)雜化的方向發(fā)展。

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作者簡介

黃斌（1973-），男，廣西壯族自治區(qū)桂林市人。現(xiàn)為桂林市交通技工學(xué)校汽車維修高級技師。研究方向為汽車電器及電子控制裝置一體化教學(xué)模式。

作者單位

桂林市交通技工學(xué)校 廣西壯族自治區(qū)桂林市 541004