汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析

安高平 孫剛

【摘 要】現(xiàn)如今，電子技術(shù)已經(jīng)遍布人們生活的各個角落，有效提高了相關(guān)行業(yè)控制工作的效率，使電子控制系統(tǒng)發(fā)揮出了非常顯著的效果。汽車電子控制系統(tǒng)能夠輔助駕駛員對車輛進(jìn)行精準(zhǔn)控制，這不僅降低了駕駛員的操作強度，同時也能提高汽車控制的有效性和安全性，進(jìn)而使我國汽車行業(yè)的技術(shù)水平得到進(jìn)一步的提升。

【關(guān)鍵詞】電子控制系統(tǒng)；汽車；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展趨勢

引言：

目前，我國汽車行業(yè)的相關(guān)技術(shù)正在不斷發(fā)展和更新，現(xiàn)代化汽車電子控制系統(tǒng)在汽車行業(yè)發(fā)展過程中占據(jù)著十分重要的地位。電子控制系統(tǒng)在保證車輛安全行駛和駕駛舒適度方面發(fā)揮著重要作用，并且具有諸多優(yōu)勢。文章首先研究了汽車電子控制系統(tǒng)的工作原理，其次對各種關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析與討論，最后展望了汽車電子控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢。

一、汽車電子控制系統(tǒng)的工作原理

在汽車配置上，電器的分布較為零散，其機械結(jié)構(gòu)也十分的復(fù)雜，要想在這個基礎(chǔ)上，通過ECU電子控制單元來對其進(jìn)行集中化的管理控制，很難達(dá)到相應(yīng)的簡化效果。針對這個問題，應(yīng)該在汽車電氣電子控制系統(tǒng)的設(shè)計中，將各類電氣進(jìn)行分配布置，按照區(qū)域內(nèi)容來進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的設(shè)計。現(xiàn)代汽車電器電子控制系統(tǒng)中，主要分為六個區(qū)域：左前區(qū)、左后區(qū)、右前區(qū)、右后區(qū)、駕駛室區(qū)和儀表信號區(qū)，通過ECU電控單元，來對各個區(qū)域的電器進(jìn)行連接、控制，所有電子控制單元，都是通過信號總線進(jìn)行連接，最后再匯集到總的控制區(qū)域進(jìn)行連接。

汽車電子控制系統(tǒng)的六大區(qū)域主要是利用電源線路連接，最終都集中在蓄電池上，進(jìn)而保證電路統(tǒng)一控制，并且為相關(guān)電氣元件提供充足的電力。在汽車電子控制系統(tǒng)中，總控制區(qū)是非常重要的部分，該部分主要是轉(zhuǎn)換裝置發(fā)出的指令和傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行處理和執(zhí)行，之后通過相關(guān)軟件，發(fā)出控制信號，通過主線路傳輸至各個節(jié)點，進(jìn)而在六大區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制。在汽車電子控制系統(tǒng)中，ECU電子控制單元不僅能夠獲取主線路傳輸?shù)目刂菩盘枺塬@取其他區(qū)域發(fā)出的反饋和協(xié)調(diào)信號，同時，各區(qū)域內(nèi)分布的ECU電控單位還需要獲取本區(qū)域內(nèi)各感應(yīng)元件發(fā)出的信號，進(jìn)而根據(jù)信號內(nèi)容，對相關(guān)工作情況進(jìn)行監(jiān)督與控制。

二、汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）發(fā)動機電子控制技術(shù)

目前，我國還局限在傳統(tǒng)的發(fā)動機領(lǐng)域，導(dǎo)致我國在燃油噴射電子控制、提前點火電子控制（ESA）、廢氣再循環(huán)控制（ERG）等方面與國際水平相比還存在著較大的差距。就此方面的關(guān)鍵技術(shù)而言，需要注意以下幾個方面：首先，汽油機稀薄燃燒技術(shù)，其最重要的功效就是能夠提升汽油的利用率，提高其經(jīng)濟效能。而且汽油機稀薄燃燒技術(shù)的應(yīng)用可以有效減少汽油燃燒而產(chǎn)生的污染氣體，有效提升了對環(huán)境的保護(hù)作用，為汽車的綠色環(huán)保提供支撐。此外，稀薄燃燒技術(shù)還能夠讓汽車發(fā)動機不在受制于敲缸界限的限制，而且可以為汽車在運行過程中的調(diào)節(jié)提供支撐，減少汽車因為運行而產(chǎn)生的負(fù)荷，讓發(fā)動機的性能得以提升；其次，四沖程汽油機缸內(nèi)直接噴射發(fā)動機技術(shù)也同樣是其中的關(guān)鍵技術(shù)，其更為重要的是能夠調(diào)節(jié)缸內(nèi)噴射的汽油量，進(jìn)而讓汽車燃油更加充分地燃燒，并通過擴散性燃燒的方式提高缸內(nèi)汽油的燃燒率，讓汽車發(fā)動機的壓縮比得以優(yōu)化，讓發(fā)動機的功率得以提高。

（二）底盤電子控制系統(tǒng)

底盤電子控制系統(tǒng)也是現(xiàn)階段汽車行業(yè)中非常重要的電子控制系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)主要是在汽車懸架電子控制技術(shù)和汽車自動變速器電子控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過更加深入的研究得到的新型電子控制系統(tǒng)。汽車底盤電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括如下幾點：第一，電子控制自動變速器，其與傳統(tǒng)汽車變速器相比有非常多的優(yōu)點，例如，換擋更加流暢、油耗更低、動力傳輸精度更高等，同時，電子控制自動變速器的工作流程更加流暢，其具體工作流程主要是車速節(jié)流閥的開度信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換傳輸至ECU中，之后ECU輸出信號至電磁閥，電磁閥會對油壓回路進(jìn)行控制，進(jìn)而使傳動比更加精確，最終使自動變速器獲得最佳擋位和最佳換擋時間；第二，懸架電子控制技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用之后，電子控制系統(tǒng)能夠根據(jù)汽車的實際駕駛情況對車身懸架進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時也會考慮懸架的彈性剛度，通過對汽車阻尼系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，可以有效提高汽車運行過程中的穩(wěn)定性，進(jìn)而給駕駛員更加舒適的駕駛體驗。

（三）汽車機械制動電子控制系統(tǒng)

現(xiàn)階段，人們還將汽車電子控制系統(tǒng)技術(shù)用于控制汽車的機械制動裝置，進(jìn)而提高了制動系統(tǒng)的安全性和制動效果，其主要特點有以下幾點。

第一，系統(tǒng)縮短了制動的距離，顯得更加穩(wěn)定。因為制動執(zhí)行設(shè)備與制動踏板間取消了以往液壓與機械連接，而應(yīng)用的是數(shù)據(jù)線，這會極大地降低制動器發(fā)揮作用的時間，從而更好地減短了制動的距離。

第二，不用制動液，安裝過程簡易快捷，環(huán)保性能較好，也有利于提升系統(tǒng)的利用率。此外，也可以降低系統(tǒng)本身的重量；

第三，取消了常規(guī)的制動系統(tǒng)第中的真空增壓設(shè)備，進(jìn)而縮小了需要的空間，使得機罩以下的布置更為靈活，由于相關(guān)的零件被取消，所以安裝起來相對簡易；

第四，制動的踏板具有可調(diào)節(jié)性，這樣會使得駕駛?cè)藛T更加舒適，并且具有良好的安全性能。此外，在ABS的模式下踏板不會回彈或振動，所以沒有噪聲的污染；

第五，可以達(dá)到全部制動與穩(wěn)定的性能，如：ABS、EBD、TCS、ESP、BA、ACC等；

第六，能夠便捷地和交通管理系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，有助于集成相關(guān)的附加功能，如電子駐車的制動；

第七，有的高級車輛具有控制系統(tǒng)，如：主動巡航的控制系統(tǒng)，能夠簡單地利用數(shù)據(jù)總線和制動系統(tǒng)連接在一起，而其他簡易的性能只要附加軟件或者傳感器連接到制動系統(tǒng)就可以實現(xiàn)。EMB系統(tǒng)現(xiàn)階段還存在很多問題需要解決，如因汽車的外部條件發(fā)生的變化，如產(chǎn)生磨損現(xiàn)象，會導(dǎo)致制動執(zhí)行設(shè)備的效率不夠穩(wěn)定，進(jìn)而增加了控制的難度。

三、汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著人們對汽車性能要求的不斷提高，單一系統(tǒng)控制的應(yīng)用已經(jīng)無法滿足汽車性能的整體提高，尤其是汽車底盤動力學(xué)集成控制研究和發(fā)動機電子控制系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為國際汽車領(lǐng)域研究的重點問題，探索這兩個問題的解決措施也成為汽車電子控制系統(tǒng)在未來技術(shù)發(fā)展的主要方向。對發(fā)動機的運行參數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機柔性的提升和保持最佳的運行狀態(tài)，同時電子控制系統(tǒng)技術(shù)能夠快速使發(fā)動機故障問題得以很好排除，以更加穩(wěn)定的狀態(tài)高效運行。比如，汽車芯片的使用已經(jīng)從之前的通用芯片逐漸發(fā)展成為當(dāng)前的專用集成芯片，這就讓發(fā)動機的體積越來越小，但是其所實現(xiàn)的功能越來越強大，并能夠呈現(xiàn)出多元化和集成化態(tài)勢。此外，發(fā)動機電子控制系統(tǒng)還要注重其控制單元的專業(yè)化，通過集成的方式讓多功能既在專業(yè)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)多功能化。電子控制單元為了提高底盤系統(tǒng)的應(yīng)用性能和實用性，可以針對不同性能的系統(tǒng)統(tǒng)一為一個總的穩(wěn)定電子控制系統(tǒng)，其能夠通過單一的中控制起作用，達(dá)到對各個單元的集中控制，依托于此對各個供能系統(tǒng)發(fā)號施令。

四、結(jié)語

就目前，汽車電子控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢來看，電子控制系統(tǒng)和相關(guān)的技術(shù)已經(jīng)成為汽車設(shè)計和生產(chǎn)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，能夠有效提高汽車的整體性能。因此，為了進(jìn)一步提高我國汽車生產(chǎn)制造水平，使我國的汽車行業(yè)在國際競爭中占據(jù)更加有利的地位，相關(guān)工作人員需要對相關(guān)技術(shù)展開更加深入的研究，使汽車電子控制系統(tǒng)及技術(shù)獲得更為廣泛的應(yīng)用和更好的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孫環(huán).汽車電器的現(xiàn)代電子控制技術(shù)研究[J].內(nèi)燃機與配件，2018（01）：199.

[2]趙志芳.汽車電器的現(xiàn)代電子控制技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（08）：248.