汽車控制系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

李非凡

摘要：如今，控制系統(tǒng)的性能對于汽車起著至關重要的作用，計算機技術的發(fā)展與控制理論的完善也使控制系統(tǒng)有了長足的進步。汽車控制系統(tǒng)正向著更高精度，更多功能，更安全化發(fā)展。

關鍵詞：汽車 控制系統(tǒng)

0引言

我國擁有全球最大的汽車市場，并且在持續(xù)增長。預計到2020年市場規(guī)模有望超過萬億元。[1]然而由于我國工業(yè)建設起步相對較晚，汽車控制系統(tǒng)發(fā)展相對落后，并不能滿足如此廣闊的市場。本文旨在通過對當代汽車控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析探討，為我國汽車控制系統(tǒng)的發(fā)展提供積極幫助。

1現(xiàn)代汽車控制系統(tǒng)

如今汽車控制系統(tǒng)主要有四個方面的應用：發(fā)動機控制系統(tǒng)，信息通訊系統(tǒng)，底盤控制系統(tǒng)，車身安全系統(tǒng)。隨著汽車功能的多樣化與智能化，以及對汽車安全性能的要求，汽車控制系統(tǒng)需要有較高可靠性和實時性。

1.1汽車動力控制

動力系統(tǒng)是汽車最為主要的部分，如今汽車不僅要有足夠的動力，更重要的是希望汽車能夠更加智能的適應不同路況、保障車上成員的安全、變速更加平穩(wěn)、更加節(jié)能。這些功能主要由汽車動力控制系統(tǒng)實現(xiàn)。其中，德國Bosch公司在汽車動力控制系統(tǒng)方面處于較為領先的位置。

汽車的動力控制系統(tǒng)主要包括以下內(nèi)容：EFI——電子控制發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng);MCIS——微機控制點火系統(tǒng);EDCS——發(fā)動機爆震控制系統(tǒng);ISC——怠速控制系統(tǒng);ECT——電子控制自動變速系統(tǒng)。[2]這些系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)對汽車動力的合理控制、降低油耗、對汽車動力系統(tǒng)存在的隱患進行診斷和處理等，進而提升汽車的壽命，提升經(jīng)濟效益，降低安全風險。以EFI——電子控制發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)為例，發(fā)動機供油與供氣的量對發(fā)動機的性能有著重要影響。供氣過少，則燃油燃燒不夠充分，造成尾氣過多，油耗增加;而供氣過多，則油氣過于稀薄，燃油燃燒不充分，可能導致動力不足?，F(xiàn)代汽車控制系統(tǒng)可以通過自動化的調(diào)控，實現(xiàn)供油比的優(yōu)化調(diào)控。按照EFI的控制方式，其可以分為三種形式：機械式、機電混合式、電子式。Bosch公司的K-Jetronic系統(tǒng)就是機械式燃油噴射系統(tǒng)，其將空氣流量計與燃油計量分配器組合在一起，空氣流量計檢測空氣流量的大小后，靠連桿傳動操縱燃油計量分配器的活塞動作，以燃油計量槽孔開度的大小控制噴油量，以達到控制混合氣空燃比的目的。[3]機電混合式燃油噴射系統(tǒng)與機械式燃油噴射系統(tǒng)的差別主要在于其燃油計量器上安裝了ECU控制的電液式壓差調(diào)節(jié)器，利用溫度和節(jié)氣門傳感器調(diào)節(jié)燃油供給量。電子控制式燃油噴射系統(tǒng)則完全利用ECU和各種控制傳感器來控制供油比。

1.2汽車安全控制

隨著社會發(fā)展，路面上行駛的汽車越來越多，世界上由汽車引起的交通事故層出不窮，其中中國交通事故每年死逾10萬人。汽車的安全控制是汽車控制系統(tǒng)的首要問題。汽車的行駛安全性分為主動安全性和被動安全性。主動安全性是指汽車避免危險的能力，被動安全性則是指汽車遇到危險時對車上人員及汽車本身的保護能力。現(xiàn)代汽車的安全控制系統(tǒng)主要有以下系統(tǒng)構成：ABS——防抱死制動系統(tǒng)、ASR——加速防滑系統(tǒng)、TCS——牽引力控制系統(tǒng)、EBD——電子控制動力分配系統(tǒng)、ABD——自動制動差速器、EBA——電子控制制動輔助系統(tǒng)、ESP——電子穩(wěn)定程序、SRS——輔助防護安全氣囊系統(tǒng)、STTS——安全帶張緊控制系統(tǒng)、OBD-Ⅱ——第二代車載故障診斷系統(tǒng)。由于汽車的安全系統(tǒng)關系重大，所以對汽車安全系統(tǒng)的可靠性有著極高要求。為了能使汽車在故障時依然能夠保護乘客和降低損失，現(xiàn)代汽車安全系統(tǒng)中一些關鍵系統(tǒng)在車輛故障時也能運行。而對于SRS等系統(tǒng)，由于其作用時間極短，所以有極高的靈敏度，并且能快速反應。在發(fā)生碰撞時，從碰撞到氣囊充氣大約只需要0.03秒。

1.3其他控制

除了動力控制與安全性控制，現(xiàn)代汽車還有舒適性要求，操控性能提升要求，節(jié)能減排要求，信息化需求。這些需求都要通過控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。例如：ECSS——電子控制懸掛系統(tǒng)，主要在車輛行駛速度和載荷變化時調(diào)節(jié)車身的高度，支撐懸架的剛度等，減少人在轉(zhuǎn)彎、加速等情況時的顛簸感，提高舒適度。EGRC——廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，進氣管流量，排氣溫度等指標，通過傳感器傳遞信息給EGRC，EGRC能控制部分廢氣參與循環(huán)，實現(xiàn)節(jié)能減排。

MOST——多媒體定向系統(tǒng)傳輸網(wǎng)，采用塑料光纜通信協(xié)議，將定位系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)等連接而成一個局域網(wǎng)，實現(xiàn)多種媒體功能。

2汽車控制系統(tǒng)發(fā)展前景分析

2.1控制系統(tǒng)占用空間減小

隨著汽車功能的不斷豐富，需要在汽車上搭載更多的設備，并且人們也希望汽車保證功能的前提下要有更大的空間，這就需要壓縮汽車控制系統(tǒng)占用的空間。

在Bosch公司所舉辦的2018年汽車技術創(chuàng)新體驗日上，Bosch公司展示了一種新的控制系統(tǒng)——線傳控制系統(tǒng)。線傳控制系統(tǒng)與用實體機構連接的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)不同，主要采用電線來傳遞信號。因此大部分機械機構可以改為信號傳遞線路，所以線傳控制系統(tǒng)擁有更小的體積。相信未來汽車控制系統(tǒng)會向著不斷減少占用空間的方向發(fā)展。

2.2數(shù)據(jù)處理能力不斷提升

隨著汽車向著更智能化的方向發(fā)展，需要汽車能夠自主應對更多的問題。汽車自動駕駛的發(fā)展技術的發(fā)展使汽車微處理器需要處理的數(shù)據(jù)成幾何級增長，這對汽車的數(shù)據(jù)處理能力提出了更高的要求。并且汽車的安全可靠性將始終是人們關注的問題，這就需要汽車控制系統(tǒng)做出更精密的控制，同樣需要提升控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。

3結語

汽車控制系統(tǒng)的功能日趨完善，但依然有著廣闊的發(fā)展前景。我國在此領域還相對薄弱，應該優(yōu)化汽車領域的產(chǎn)業(yè)結構，向著汽車控制系統(tǒng)的智能化、集成化不斷發(fā)展。

參考文獻

[1]佚名.2018年我國汽車電子控制器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析[OL].中國報告網(wǎng)，2018

[2]黃安華.汽車行車制動系統(tǒng)的發(fā)展[J].汽車維修，2010，7

[3]孫仁云、付百學（主編）.汽車電器與電子技術[M].第2版 北京機械工業(yè)出版社，2011