電子技術(shù)在車輛控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析

高娟

【摘 要】隨著科技發(fā)展，電子控制技術(shù)開始被人們廣泛的應(yīng)用到各種領(lǐng)域。車輛工程行業(yè)也開始與電子控制技術(shù)建立密切的合作機會，不斷促進了車輛工程的發(fā)展和不斷進步。本篇文章就是根據(jù)電子技術(shù)在車輛控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進行分析。

【關(guān)鍵詞】電子控制技術(shù)；車輛工程；應(yīng)用

隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車上應(yīng)用越來越廣泛，汽車上原有的機械控制裝置逐漸被電子控制裝置所取代，使汽車的性能、技術(shù)水平不斷趨于完善。縱觀近幾十年來汽車技術(shù)方面的重大成就.從最初的“自動駕駛儀”的構(gòu)想到現(xiàn)在的”智能運輸系統(tǒng)”的發(fā)展研究，幾乎無例外的都是依賴現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷完善和進步，采用現(xiàn)代電子技術(shù)是解決汽車所面臨的諸多技術(shù)問題的最佳方案。

一、 電子控制技術(shù)的含義

（一）什么是電子控制技術(shù)

1.開環(huán)控制系統(tǒng)。

開環(huán)控制就是輸入信號不受輸出信號影響的控制系統(tǒng)。也就是，不能進行數(shù)據(jù)反饋，將結(jié)果影響當前控制的系統(tǒng)，開環(huán)控制系統(tǒng)由控制器與被控對象組成。控制器通常具有功率放大的功能。

2.閉環(huán)控制系統(tǒng)。

閉環(huán)控制系統(tǒng)的原理主要是被控的輸出以一定方式返回到作為控制的輸入端，并對輸入端施加控制影響的一種控制關(guān)系?？梢詫⒖刂频慕Y(jié)果反饋回來與希望值比較，并根據(jù)它們的誤差調(diào)整控制作用的系統(tǒng)。提高閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定特性以及抗干擾能力是電路設(shè)計的關(guān)鍵。

（二）電子控制技術(shù)的控制過程

1.實時數(shù)據(jù)采集。

在電子控制系統(tǒng)中最先要獲得大量的數(shù)據(jù)并進行分析，這是借助計算機具備這一特點加以利用。對被控制對象所產(chǎn)生的瞬間數(shù)據(jù)進行測量并采集，將這些獲取的數(shù)據(jù)應(yīng)用在識別的數(shù)據(jù)的傳輸中。

2.實時控制決策。

把獲取一定批量的數(shù)據(jù)進行處理，借助安裝的軟件技術(shù)對獲取的數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理之后，將其使用到適合的地方。

3.實時控制。

把處理后獲取的數(shù)據(jù)進行及時的反饋，將其傳輸?shù)教幚碇行?，根?jù)系統(tǒng)自身的運轉(zhuǎn)狀況，并給出相應(yīng)的指示。

二、電子控制技術(shù)在汽車工程中的應(yīng)用

目前電子技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到汽車所有的系統(tǒng)。按照對汽車行駛性能作用的影響劃分.可以把汽車電子產(chǎn)品歸納為兩類：一是汽車電子控制裝置，二是車載汽車電子裝置

（一）汽車電子控制裝置

汽車電子控制裝置要和車上機械系統(tǒng)進行配合使用，即所謂“機電結(jié)合”的汽車電子裝置。

1.電子控制燃油噴射系統(tǒng)（EFI）。

在電子控制燃油噴射裝置系統(tǒng)中?？諝饬髁坑嫽蜻M氣壓力傳感器檢測進氣量、曲軸位置傳感器檢測曲軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎氲诫娮涌刂迫加蛧娚溲b置的電控單元，電控單元根據(jù)進氣量信號和轉(zhuǎn)速信號計算基本噴油量，再根據(jù)冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器以及氧傳感器信號對基本噴油量進行修正并確定實際噴油量。此外，電控單元還能根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號在發(fā)動機的不同工況下按照不同的控制模式來控制噴油量。使發(fā)動機始終工作在最佳狀態(tài)，最大限度地節(jié)約燃油，提高發(fā)動機的綜合性能。

2.電子點火系統(tǒng)。

該系統(tǒng)由微機、傳感器及其接口、執(zhí)行機構(gòu)等幾部分構(gòu)成。電控單元根據(jù)曲軸位置傳感器采集的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和凸輪軸位置傳感器采集的活塞上止點信號確定基本點火時刻，根據(jù)冷卻液溫度傳感器采集的冷卻液溫度信號和進氣溫度傳感器采集的進氣溫度信號來調(diào)整點火時刻，根據(jù)爆震傳感器采集的爆震信號來修正點火時刻，從而使發(fā)動機始終處于最佳點火時刻狀態(tài)，提高了其動力性和經(jīng)濟性。

3.電控自動變速器（ECAT）。

電控自動變速器可以根據(jù)發(fā)動機的載荷、轉(zhuǎn)速車速、制動器工作狀態(tài)及駕駛員所控制的各種參數(shù)，經(jīng)過計算機的計算、判斷后自動地改變變速桿的位置從而實現(xiàn)變速器換擋的最佳控制，即可得到最佳位和最佳換擋時間。

4.防抱死制動系～（ABS）。

在汽車制動過程中，該系統(tǒng)能自動調(diào)節(jié)車輪的制動力，保證車輪與地面達到最佳滑動率，從而使汽車在各種路面上制動時車輪與地面都能達到峰值的縱向附著系數(shù)和較大的側(cè)向附著系數(shù)，以保證車輛制動時不發(fā)生抱死、拖滑等不安全的工況，提高汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性。

5.安全氣囊系～（SRS）。

當汽車發(fā)生碰撞時，安裝在汽車上的碰撞傳感器會檢測到汽車突然減速的信號，并將信號輸入到安全氣囊系統(tǒng)的電控單元，以判斷是否發(fā)生碰撞。如果檢測到汽車發(fā)生碰撞，電控單元會發(fā)出指令將氣囊組件中的點火器電路接通.并引爆點火劑使之爆炸，點火劑引爆時迅速產(chǎn)生大量熱量，使充氣劑受熱分解并釋放出大量氮氣充入氣囊并鼓向駕駛員或乘員，達到保護人體的目的。

當然，汽車電子控制裝置還有很多，比如空燃比反饋控制系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)、電子控制動力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、中央門鎖控制系統(tǒng)等。

（二）車載汽車電子裝置

車載汽車電子裝置是在汽車環(huán)境下能夠獨立使用的電子裝置，它和汽車本身的性能并無直接關(guān)系。包括汽車信息系統(tǒng)（行車電腦）、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設(shè)備等。

1.汽車導(dǎo)航系統(tǒng)。

汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是指車輛道路交通信息通訊系統(tǒng)。包括微機及顯示屏、同步衛(wèi)星定位系統(tǒng)、雷達等。它在微機內(nèi)存儲有大量的與道路相關(guān)的系統(tǒng)資料。用安裝在道路上的雷達測定車輛間距及數(shù)量等交通信息，傳輸?shù)诫娔X控制中心并發(fā)射到通訊衛(wèi)星上，衛(wèi)星把交通信號發(fā)回汽車接收器，駕駛員便可從車內(nèi)顯示屏上掌握交通信息。當你把行程的起點、路線及目的地輸人電腦后。電腦即可為你籌劃最佳路線并經(jīng)提供詳細資料，實現(xiàn)導(dǎo)航功能，甚至實現(xiàn)自動導(dǎo)航功能。該通訊系統(tǒng)在汽車發(fā)生故障時，還可作為維修服務(wù)系統(tǒng)和安全預(yù)警系統(tǒng)。

2.控制器局域網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。

控制器局域網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)是分布在汽車上的多個控制器即電控單元在物理上相互連接，并協(xié)議相互進行通信，以共享硬件、軟件和信息等資源為目的的控制器系統(tǒng)。

（三）汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢

目前。隨著人們對汽車的安全、環(huán)保、舒適、娛樂等要求的不斷提高，汽車電子技術(shù)在功能多樣化、系統(tǒng)集成化、體積微型化、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化等方面不斷取得新的突破。如發(fā)動機電子控制系統(tǒng)由20多個子系統(tǒng)組成，體現(xiàn)了功能多樣化；如ABS/ARS一體化、ABS/ASR/VDC集成化系統(tǒng)，體現(xiàn)了系統(tǒng)集成化在硬件上共用傳感器、控制元件、線路，減少了元器件數(shù)量和連接點數(shù)目、提高了可靠性，在軟件上實現(xiàn)了信息融合、集中控制，提高了控制的可靠性和實時性：電子元器件的多功能、微型化、智能化帶來了汽車電子控制系統(tǒng)的微型化：汽車上已經(jīng)開始越來越多地使用CAN、LIN等總線技術(shù)，進入了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化時代。