汽車電子控制技術論文
汽車電子控制技術論文
電子控制技術開始廣泛應用于汽車的各個方面,改善行駛的穩定性和舒適性,下面是小編為大家精心推薦的汽車電子控制技術論文，希望能夠對您有所幫助。
汽車電子控制技術論文篇一
淺談汽車電子控制技術的應用
摘要本文主要從汽車電子控制技術應用的優越性及其應用這兩個方面進行闡述。
關鍵詞交通運輸 汽車電子控制技術
中圖分類號:U463.6 文獻標識碼:A
1 前言
隨著社會的發展,人類對汽車的性能和環保提出了更高的要求。傳統的機械裝置已經無法解決某些與汽車功能要求有關的問題。近年來,隨著電子技術、計算機技術和信息技術的應用,電子控制技術開始廣泛應用于汽車的各個方面,其不僅能提高汽車的動力性、經濟性和安全性,改善行駛的穩定性和舒適性,推動汽車工業的發展,還在控制精度、范圍、適應性、智能化和網絡化等多方面有了較大突破,成為衡量現代汽車發展水平的重要標志。因此,本文將重點談談汽車電子控制技術的應用。
2 汽車電子控制技術應用的優越性
(1)減少汽車修復時間。汽車運用了電子控制技術,即汽車自身就配備了自診斷系統,當汽車出現故障時,自診斷系統可迅速精確的診斷故障,從而可縮短汽車的修復時間,帶來很好的社會效益和經濟效益。
(2)節油。由于汽車發動機采用了電子綜合優化控制,在汽車行駛的過程中,電子控制系統可對汽車的溫度、氣體壓力、轉速、排氣成分等進行優化控制,以使汽車在最佳工況下工作,從而達到節油的目的。
(3)減少空氣污染。用傳感器控制的發動機空燃比閉環控制系統,可以保證空燃比處于理論空燃比附近工作;若加裝廢氣再循環和三元催化凈化等裝置,不但可以節約燃油,而且廢氣中碳氫化合物(HC)的體積分數可降低40%,氮氧化合物(NOx)的體積分數可降低60%左右。
(4)減少交通事故。由于電子控制系統中包含防止酒后駕車和駕駛員磕睡的電子裝置、電子控制防滑裝置、智能駕駛信息系統、汽車主要參數報警裝置和安全氣囊等,其在汽車安全方面得到應用后,可大大減少交通事故,提高汽車的安全性能。
(5)提高乘坐舒適性。一般情況下,汽車的乘坐舒適性是指乘客對振動的適應程度。在汽車上運用電子控制技術后,其可根據汽車的運行情況和路況適時控制減振器的阻尼等參數,從而提高乘坐舒適性。
3 汽車電子控制技術的應用
3.1 發動機電子控制系統
(1)電控點火裝置(ESA):該系統是指根據傳感器測得的發動機參數進行運算、判斷,然后調節點火時刻,使發動機在各種工況下,可自動獲得最佳的點火提前角,使發動機的動力性、經濟性、排放行及穩定性均處于最佳。在發動機整個工作過程中,其不僅可提高點火的可靠性,還可有效地減少電能消耗,防止點火線圈燒損。
(2)電控燃油噴射(EFI):EFI是根據各傳感器輸測得發動機的工作參數,按照在計算機設定的控制程序,通過控制噴油器,精確地控制噴油量,使發動機在各種工況下都能獲得精確的空燃比,從而使發動機獲得良好的燃料經濟性和排放性,也提高了汽車的使用性能。
(3)廢氣再循環(EGR)控制系統:該系統是目前用于降低廢氣中氧化氮排放的一種有效措施。其是通過電腦根據發動機進氣溫度、冷卻液溫度、EGR閥的位置和空氣燃油混合的比例等參數,計算出EGR閥實時最佳控制位置,同時向EGR電磁閥發出調寬式的脈沖指令,令EGR閥的閥門處于最優位置,使發動機燃燒生成的NOx降低到最低限度而又不影響發動機的正常工作和動力性能。
(4)怠速控制(ISC):ISC主要執行元件是怠速控制閥,其是通過怠速控制閥調節空氣通道面積以控制進氣流量,同時配合噴油量及點火提前角的控制,改變怠速工況燃料消耗所發出的功率,以穩定或改變怠速轉速。
除以上控制裝置外,發動機部分利用電子技術的還有:發動機輸出、冷卻風扇、發動機排量、節氣門正時、二次空氣噴射、發動機增壓、油汽蒸發、燒室的容積、壓縮比等。
3.2 底盤綜合控制系統
(1)電控自動變速器(ECAT):ECAT可以根據發動機的載荷、轉速、車速、制動器工作狀態及駕駛員所控制的各種參數,經過計算機的計算、判斷后自動地改變變速桿的位置,從而實現變速器換擋的最佳控制,即可得到最佳擋位和最佳換擋時間。它的優點是加速性能好、靈敏度高、傳動效率高、低油耗、換檔舒適性好、行駛平穩性好、變速器使用壽命長、能準確地反映行駛負荷和道路條件等。采用電子技術特別是微電子技術控制變速系統,已經成為當前汽車實現自動變速功能的主要方法。
(2)汽車制動防抱死裝置(ABS)與驅動防滑系統(ASR):ABS的基本功能就是可感知制動輪每一瞬時的運動狀態,并根據其運動狀態相應地調節制動器制動力矩的大小以避免出現車輪的抱死現象,因而是一個閉環制動系統。它是電子控制技術在汽車上最有突出成就的一項應用。可使得汽車在制動時維持方向穩定性和縮短制動距離,有效地提高了行車的安全性。
ASR是在ABS的基礎上擴充,其可以通過減少節氣門開度來降低發動機功率或者由制動器控制車輪打滑來達到對汽車牽引力的控制,從而提高其安全性,維持汽車行駛的方向穩定性。
(3)電子轉向助力系統(EPS):EPS是通過轉矩(轉向)傳感器會感知轉向盤的力矩和擬轉動的方向,這些信號會通過數據總線發給電控單元,電控單元會根據傳動力矩、擬轉的方向等數據信號,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,從而產生了助力轉向。該系統具有轉向輕便和響應性好等優點,增加了汽車低速時的機動性以及調整行駛時的穩定性,已經在汽車上廣泛使用。
(4)電控懸掛(TEMS):該系統能根據不同的路面狀況,控制車輛高度,調整懸掛的阻尼特性及彈性剛度,改善車輛行駛的穩定性、操縱性和乘坐舒適性。
(5)巡行控制系統(CCS):該系統又稱恒速行駛系統。汽車在長途行駛時,打開該系統的自動操縱開關后,恒速行駛裝置將根據行駛阻力自動增減節氣門開度,使汽車行駛速度保持一定。該系統可以減輕駕駛員長途駕駛之疲勞,給駕駛帶來了很大的方便,同時也可以得到較好的燃油經濟性。
3.3 行駛安全系統
(1)安全氣囊(SRS):該系統是國內外汽車上一種常見的被動安全裝置。在車輛相撞時,通過傳感器和微處理器判斷和傳遞信號,氣體發生器根據信號指示產生點火動作,使氣囊中的滲氮物迅速分解,產生大量氣體,充滿氣囊。氣囊的作用是在駕駛員與方向盤之間、前座乘員與儀表板間形成一個緩沖軟墊,避免硬性撞擊而受傷。此裝置一定要與安全帶配合使用,才能使駕駛員在重大事故時得到最好的保護。
(2)碰撞警示和預防系統(CWAS):該系統有多種形式,當汽車碰撞事故臨近時,如兩車的距離小到安全距離、汽車倒車時后方有障礙物等情況時,計算機會采集到準確的信息,以實現汽車自動判斷和自動制動,從而以最大可能地降低碰撞時的車速,減少對碰撞中乘員的傷害風險。同時,計算機系統還可解讀所有信息,遇見可能出現的交通情況,并作出相應的反應,通過鈴聲、可視圖標和座位震動等方式提醒駕駛者。
(3)自適應前照燈系統(AFS):該系統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綜合因素進行計算和判斷,從而判定汽車當前的行駛狀態并對前照燈近光進行相應的調整。它能夠有效地降低駕駛者在夜晚彎路上行車的疲勞程度,使駕駛者能夠看清轉彎處的實際路況,使駕駛者能夠擁有充分的時間進行轉向操縱和應付緊急情況,從而明顯提高夜晚彎路上行車的安全性。
(4)汽車夜視系統(N VS):該系統是通過紅外技術,以傳感器來探測前方物體熱量,然后將其集中到一個可以通過各種紅外線波長的探測器,被探測器的紅外線敏感元件吸收,而后將輻射依次變換為電信號和數字信號,再通過眼前顯示(HUD)或車內顯示屏將圖像顯示給駕駛者。該系統可很好的延伸駕駛員的視力范圍,使其視力范圍達到近光燈照射距離的3到5倍,從而可大大提高行駛的安全性。
(5)安全帶控制系統:該系統在汽車發生任何撞擊的情況下,可瞬間束緊安全帶。有的汽車上只有當計算機確認駕駛員和乘客安全帶使用正確無誤時,發動機才能被起動。
除以上控制系統外,行駛安全部分還開發了疲勞監視系統、自動雨刷系統、智能性型后視系統、輪胎壓力監測系統及自動調節座椅等系統。
3.4 信息通訊系統
(1)定位導航系統:導航系統的功能包括推算航跡、地圖匹配和GPS(全球定位系統)接收等。其在汽車應用后,可通過航跡推算,獲得汽車的相對位置和方向;可由地圖匹配,根據汽車所行駛過的道路,在地圖上進行定位;也可通過GPS,使用經緯度確定具體的位置信息。這實質上也是汽車行駛向智能化發展的方向,再進一步就可成為無人駕駛汽車。
(2)語音系統(VS):該系統包括語音報警和語音控制兩類。語音報警是在汽車出現不正常情況,如汽車車門、油量、制動系統等出現異常情況時,計算機經過邏輯判斷后輸出信息至揚聲器或警示器報警。語音控制是用駕駛員的聲音來指揮和控制汽車的某個部件、設備進行動作。
(3)信息通訊系統:該系統是通過微處理機處理發動機的工況和其它信息參數,根據駕駛員的需要,輸出顯示對駕駛員擁有的信息;同時,該系統還可通過衛星、電話網和各交通工具的連線,實現車與車之間、車與飛機之間等電話通信,及還可實現網絡信息交換,圖像傳輸等。
綜上所述,當前電子控制技術已廣泛應用于汽車中,且隨著集成控制技術、計算機技術和網絡技術的不斷發展,使得汽車電子控制系統的集成化、智能化和網絡化成為了汽車技術發展的必然趨勢。
參考文獻
[1] 王道峰.汽車電子控制技術的應用[J].決策與信息,財經觀察,2008(7).
[2] 仲子平,余文明.現代汽車電子控制技術的應用與發展趨勢[J].現代機械,2003(3).
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