汽車電子自動化控制技術的應用

種育濤 柳垚

【摘 要】當前汽車電子自動化控制技術已經取代了傳統的機械裝置，使汽車具有動力性、經濟性以及安全性。電子自動化控制技術被應用于汽車的各個系統中，提高了汽車的行駛速度和運輸效率，使駕駛環境進一步得到改善，汽車維修更準確、快捷。本文對電子自動化控制技術在汽車各個部位的應用進行了分析，以期為相關人員提供參考。

【關鍵詞】汽車電子；自動化控制技術；應用

自動化控制技術是我國科學技術研究領域中的一個重點內容，隨著自動化技術的不斷發展，其應用范圍也越來越廣泛。傳統的自動化技術表現形式比較單一，而且沒有實現智能化控制，隨著自動化技術的不斷發展和應用，汽車自動化技術逐漸向集成自動化以及智能化方向發展，使得汽車的整體性能得到很大改善。在未來汽車的發展過程中應該不斷加強對汽車自動化控制技術的研究，不斷提高汽車自動化技術的應用水平。

一、汽車電子控制系統簡介

汽車電子控制系統基本由傳感器、電子控制器（ECU）、驅動器和控制程序軟件等部分組成，與車上的機械系統配合使用（通常與動力系統、底盤系統和車身系統中的子系統融合），并利用電纜或無線電波互相傳輸信息，如電子燃油噴射系統、防滑控制系統、電子助力轉向、電子控制自動變速器等。汽車電子控制系統大體可分為：發動機電子控制系統、底盤綜合控制系統、車身電子安全系統、信息通訊系統。

二、汽車電子自動化控制技術的應用

（一）在發動機上的應用

1.電控點火裝置（ESA）

該系統能夠接收由傳感器發出的與發動機有關的各種參數信息，系統中微處理芯片對這些參數進行分析、運算，并據此調節車輛的點火時刻，不但能有效改善汽車的點火特性，而且大幅度降低了燃料的消耗量。

2.電控燃油噴射（EFI）

EFI逐漸取代了機電混合式和機械式的燃油噴射系統。當發動機工作時EFI會根據各傳感器測得的空氣流量、發動機轉速以及進氣溫度等，按預先編制的程序進行運算，和預先存儲的最佳工況時的供油控制參數比較，并適時調整供油量，保證發動機始終工作在最佳工作狀態。

3.汽車廢氣再循環控制系統（EGR）

EGR能將汽車運行中產生的一部分廢氣引入進氣管中，并和新鮮的混合氣混合形成一種帶有廢氣的氣體，并被回收到氣缸中，同時系統會按當前發動機的運行工況，利用安裝在排氣管上的進氣支管通道打開EGR的閥門，進而有效控制EGR率，減少了汽車發動機運行時產生的廢氣排放。

4.發動機電子綜合控制系統（EECS）

EECS的作用是使汽車發動機始終處于最佳的狀態，提高了整車的安全性能，該系統借助電子控制手段，對點火、噴油、空氣燃油比、廢氣排放等環節進行優化控制。EECS在汽車發動機上的應用具體體現在以下兩個方面：

（1）應用在以汽油機為動力驅動裝置的汽車發動機上。該系統除了能對空氣燃油比進行反饋控制外，還能夠對怠速進行有效控制，進一步降低了汽油機的燃油消耗量。同時，能夠有效控制啟動噴油量和伺服噴油量。隨著研究的不斷深入，現已研發出了一種帶有故障自診斷功能的電子綜合控制系統，提升了該系統的穩定性和可靠性，對發動機的控制更加有效。

（2）應用在以柴油機作為動力驅動裝置的汽車上。EECS能夠使車輛節約能耗達到15%以上，節能效果十分顯著，更重要的是它能有效改善廢氣排放和發動機噪音，國家環保部門的相關標準中明確規定，未安裝該系統的柴油汽車不得上路行駛。

（二）底盤綜合控制系統

1.電控自動變速器（ECAT）

由相關的傳感器采集車速和節流閥的開度等信息，并通過轉換器將采集到的信息轉換成電信號，將信號作為電子控制裝置（ECU）的輸入信息，經ECAT的ECU根據汽車的換擋特性和規律適時地輸出信號給電磁閥，以此來控制油壓回路，在此基礎上便可精確控制傳動比，使汽車獲得最佳的檔位和換擋時間。ECAT的傳輸效率高、油耗低、提升了換擋的舒適性，使車輛更加平穩的運行。此外，ECAT的應用能使鎖止控制不再依賴油壓，不但減輕了鎖止沖擊，而且使變速器各個檔位均能實現有效控制。

2.防抱死裝置（ABS）

ABS的作用是確保車輛在緊急剎車的過程中獲得瞬態的控制。目前大部分轎車都帶有ABS系統，有效降低了車輛制動時的側滑風險，一般ABS由輪速傳感器、制動壓力調節器、電子控制裝置組成，當車輛制動時，若某個車輪發出抱死信號，電子控制裝置會接收到該信號，并對該信號進行判斷，然后對電磁閥發出指令，減緩制動力增長，阻止車輪抱死。

3.電子轉向助力系統（EPS）

采用電動機與電子自動化控制技術控制轉向，利用電動機產生的動力協助駕駛者進行動力轉向，不直接消耗發動機的動力。EPS一般由轉矩（轉向）傳感器、電動機、電子控制單元、減速器等構成。當汽車轉向時，轉矩（轉向）傳感器會感知轉向盤的力矩和擬轉動的方向，通過數據總線將信號傳送到電控單元，電控單元根據傳動力矩等信號，向電動機控制器發出動作指令，電動機就會根據具體的需要輸出相應大小的轉動力矩，從而產生助力轉向。若不轉向本系統就不工作，處于待調用狀態。EPS提高了汽車的轉向能力和轉向響應特性，增加了汽車低速時的機動性和調整行駛時的穩定性。

（三）電子自動化控制技術在車身上的應用

1.安全氣囊防護系統（SRS）

當車輛相撞時，由電控元件用電流引爆安置在方向盤中央等處的氣囊中的滲氮物，迅速燃燒產生氮氣并充滿氣囊（大約需要30ms）。SRS的作用是在前座乘員和儀表板間、駕駛員和方向盤之間形成一個緩沖軟墊，避免硬性撞擊。此裝置要和安全帶配合使用，否則會大大降低其使用效果。

2.碰撞警示和預防系統（CWAS）

CWAS有多種形式，有的在汽車行駛過程中，當兩車間的距離小到安全距離時自動報警，若繼續行駛會在即將相撞的瞬間自動汽車將制動；有的在汽車倒車時顯示車后障礙物的距離，防止倒車事故的發生。

3.自適應前照燈系統（AFS）

AFS可在前照燈照明范圍內，根據車身的動態變化、轉向機構的動作特性等因素進行判斷和計算，進而確定當前汽車的行駛狀態并對前照燈近光進行調整。使駕駛者夜晚在彎路上行車時能看清轉彎處的實際路況，使其有充分的時間進行轉向操作及應付緊急情況，提高夜晚彎路上行車的安全性。日本一些汽車商在其高檔轎車中已標配AFS系統，如豐田汽車公司在獵犬上采用了可變式前燈自適應性前照燈系統。

（四）信息通訊系統

（1）汽車導航系統與定位系統（NTIS）。可在城市或公路網范圍內，定向選擇最佳行駛路線，并能在屏幕上顯示地圖，顯示汽車行駛中的位置，以及到達的目的地的距離和方向；（2）車載雷達。最主要的應用優勢在于測距上，由于雷達能進行較遠距離的測距，通過它可為駕駛員提供前方路況和其它車輛的速度等信息。目前已研發出了毫米波雷達，基本上不會受到外界環境的干擾，即使在惡劣環境中其精度也能得到保證。

三、結束語

綜上所述，電子自動化控制技術在汽車上的應用，提高了整車的安全性，同時為駕駛者提供了舒適的駕駛環境。無論是在車身、底盤、發電機還是在通訊上都實現了自動化控制，保證了汽車的穩定、可靠、安全運行。未來研究人員應該加強這方面的研究工作，將電子自動化控制技術更好的應用在汽車整車中，為人們的出行帶來安全和便利。

【參考文獻】

[1]李定川.汽車電子控制技術的應用與發展趨勢[J].智慧工廠，2017（07）：41-44.

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