汽车电子控制技术

1、汽车电子控制技术汽车电子控制技术姓名：专业：能源与动力工程班级：学号：摘要：摘要： 本文探讨了汽车电子控制技术，对发动机电子控制、底盘电子控制和车身电子控制进行了全面的论述。并从电子控制技术对汽车智能化上的巨大推动、助力汽车自动调速和自动化高速公路建设、为汽车移动化办公提供基础和多通道传输技术的运用等四个方面入手，论述了汽车电子控制技术的发展前景。关键词：关键词：汽车电子控制技术、发动机电子控制、底盘电 子控制、行驶安全电子控制、舒适性电子控制、信息显示与传递正文：正文：一、一、 电子控制技术在汽车上的应用电子控制技术在汽车上的应用1.1 发动机上的电子控制发动机上的电子控制 电子技术在汽车中

2、的运用显著提升了汽车的技术性能，为汽车的高效运转提供了技术保障，增加了汽车驾驶过程中的安全系数，为驾驶员提供更加舒适的驾驶环境。同时，在人们更加注重环保的今天，电子技术在汽车中的应用对于降低汽车尾气污染都起到很好的控制作用。经历了六十余年的发展，电子控制技术已经融入到了各种类型的汽车发展之中，并对汽车技术创新、设计创新与外形创新提供了有力的支撑。现在的汽车已经融合了汽车技术和电子技术等多种技术，是各种先进技术的综合产物。从汽车电子控制技术的发展历程来看，其经历了三个阶段，即分立电子元件控制、集成电路控制以及微型计算机控制。1.1.1 电控汽油喷射 电子控制喷油装置(EFI)能够自动保障发动机的

3、最佳工作状态，在保证发动机功率的同时节省燃油，降低污染。当发动机发动时，电子控制单元(ECU)通过处理传感器传来的的进气温度、工作温度等参数，对喷油量进行调整和正时，保证发动机达到最佳的工作效率，提升其综合性能。其控制过程主要分为以下四个： （1）控制喷油量。ECU根据发动机转速、负荷确定喷油量，并予以修正，使A/F=14.7。 （2）控制喷油定时。ECU根据发动机工作顺序对排气行程的气缸控制喷油。 （3）控制减速、限速及闭缸断油。 （4）控制电动油泵。泵油压力、泵油时间及变速泵油。1.1.2 电控点火 电子打火装置(ESA)可以将发动机相关传感器发送的信息进行处理，得出最佳的点火时间，优化点

4、火特性。该装置能够帮助发动机获得良好的点火提前角，以达到节约燃油和减少污染的目的。总结起来有以下三个好处： （1）控制最佳点火提前角。 （2）控制通电时间及最大电流。 （3）控制爆震。1.1.3 怠速控制 受ECU控制的怠速控制阀不仅用于暖机，而且还能根据发动机负荷的增加而自动提高怠速。如图1-1为步进电机式怠速控制图。1.1.4 排放控制 废气再循环系统的执行元件为数控式EGR，能够对再循环至发动机的废气量进行有效而精准的控制，能够有效降低汽车废气中的氮氧化物，减少环境污染。1.2 底盘部分的电子控制底盘部分的电子控制 底盘部分的电子控制主要分为制动防抱死系统控制、电控自动变速器控制、电控动

5、力转向、电控悬架和巡航制。 1.2.1 制动防抱死系统控制 电子控制防抱死系统（ABS）设置的目的为实现汽车制动的瞬态控制。汽车在行驶状态，能够在紧急状态下获得车轮的最好制动，确保汽车方向稳定性良好，防止侧滑带来的危险。 ABS有三种类型，即车轮减速度控制、车轮滑移率控制，还有就是两者的综合控制。车轮减速度控制的ABS，其由三部分组成：车轮速度传感器、制动压力调节器和电子控制装置。当某个车轮输出抱死信号，车轮速度感受器对电子控制器发出信号。电子控制器对信号作出判断后，对电磁阀发出指令，通过减缓制动力增长的方式阻止车轮抱死的发生。因此，采用ABS能够有效防止抱死的发生，确保了驾驶员对方向盘的有效

6、控制，通过操控方向盘转向，避免与障碍物碰撞。并且电子技术赋予了其对于地面摩擦力最佳控制，有效缩短了制动长度，避免容易引发交通事故的侧滑发生。其原理如图1-2所示。1.2.2 电控自动变速器控制 电子控制自动变速器是通过各种传感器，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器液压油温度等参数转变为电信号输人电脑，电脑根据这些电信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号；换挡电磁阀和油压明阀再将电脑的电子控制信号转变为液压控制信号，阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行机构的动作，从而实现自动换挡。变速器结构及电控系统的位置如下图所示。1.2.3

7、电控动力转向 主要是速度控制和电动机电流控制。速度控制是当速度高于某一值时，系统应停止对电动机供电，离合器处于分离状态，这时就按普通的转向控制方式工作。系统确定电动机电流的大小是按照汽车转向力矩和车速信号。当车速很低时，转向需要的助力大，此时供给电动机的电流值就应大；当车速接近45km/h时，转向需要的助力减少，此时供给电动机的电流值就应减少；当车速超过45km/h时，若无需助力，此时就应切断电动机的电流，并点亮报警灯以通知驾驶人员。其控制图如图1-5所示。1.2.4 电控悬架 电子控制悬挂系统(TEMS)有空气式与液压式两种。空气式即通过密封在气室中的空气做弹性体，并通过微型计算机对行车条件

8、进行计算，以获取最佳的车辆高度、弹力常数转换和衰减力等。其工作原理为在空气压缩机的帮助下获得压缩空气，压缩空气在空气弹簧与减震器的气室中工作，对车辆高度进行调整。该系统能够帮助驾驶员进行控制，保证行车的稳定性，保证驾驶员的安全，并提供舒适的驾驶环境。示意图见图1-6。1.2.5 巡航控制 汽车巡航控制系统（CCS）就是可使汽车工作在发动机有利转速范围内，减轻驾驶员的驾驶操纵劳动强度，提高行驶舒适性的汽车自动行驶装置。在大陆型的国家，驾驶汽车长途行驶的机会较多，而且在高速公路上行驶时变换车速的频率及范围都较少，较能以稳定的车速行驶。但若长途驾驶而右脚不得不踩油门踏板时，久之脚就容易感到疲劳。而汽

9、车巡航控制系统（CCS）的作用是：按司机所要求的速度闭合开关之后，不用踩油门踏板就可以自动地保持车速，使车辆以固定的速度行驶。采用了这种装置，当在高速公路上长时间行车后，司机就不用再去控制油门踏板，减轻了疲劳，同时减少了不必要的车速变化，可以节省燃料。1.3 行驶安全方面的电子控制行驶安全方面的电子控制 1.3.1 安全气囊 安全气囊控制系统主要由三部分组成，即安全气囊、碰撞传感器与充气元件。若汽车发生激烈碰撞，撞击导致的惯性力会激发传感器，传感器对撞击强度作出判断后向充气元件发出信号。当撞击力度超过预设值，充气元件启动，释放大量气体到气囊中。当乘员在惯性力的作用下撞击气囊，气囊又会吸收冲击，

10、并漏气变软。这种设计是为了缓冲乘员的身体惯性，避免产生硬性伤害。当然，其防护效果也与是否使用安全带有关。从人性化的角度，越来越多的汽车制造商将安全气囊运用到汽车中来。1.3.2 防撞系统 汽车防撞系统，是防止汽车发生碰撞的一种智能装置。它能够自动发现可能与汽车发生碰撞的车辆、行人、或其他障碍物体，发出警报或同时采取制动或规避等措施，以避免碰撞的发生。 1.3.3 前照灯控制 电子控制前照灯系统具有在会车时前照灯自动变光、自然光强度高时前照灯光自动减弱、前照灯关闭自动延时等功能，从而能对前照灯的光强、远光和近光进行自动控制。会车前照灯自动变光器有以光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管为光敏元件的三种

11、类型。光敏元件是一种在光照作用下电阻阻值降低或二、三极管导通产生光电流的电子元件。1.4 舒适性方面的电子控制舒适性方面的电子控制 1.4.1 全自动空调 汽车内自动空调控制系统通过ECU对车内环境进行检测，获取温度、辐射、温差以及发动机冷却水温度信息等，从而对车内温度进行调整， 以达到最佳状态，是驾驶员和车内乘员获得良好的乘车体验。于此同时，将相关信息展示到仪表盘，并被驾乘人员所获取。 全自动空调构成图见图1-7。1.4.2 电动座椅 现代轿车的座椅多是电动可调的，又称电动座椅，如图1-8所示。人们对轿车舒适性的评价多是通过座椅感受的，所以轿车上配备的电动座椅必须要满足便利性和舒适性两大要求

12、，即驾驶者通过操纵键，不仅能使驾驶者获得最好的视野，便于操纵方向盘、踏板、变速杆等，还可以将座椅调整到最佳的位置上，获得最舒适和最习惯的乘坐角度。为了满足这些要求，汽车厂家不断采用机械和电子技术手段，制造出可调整的电动座椅。 轿车的电动座椅系统由双向电动机、传动机构、调节控制电路等组成。1.5 信息显示系统与信息传递装置信息显示系统与信息传递装置 该系统主要包括四大部分， 即导航与定位系统、信息系统、通信系统与语言系统等。汽车的导航与定位系统主要适用于城市和公路网中，能够帮助驾驶员获得最优路径，并展示给驾驶员，并有望向无人驾驶的方向发展。信息系统(IS)能够全面收集发动机等参数，进行计算后将有

13、效信息输送给驾驶人员，以便驾驶人员进行驾驶状态的调整。语音控制与报警构成了语音系统(vs)的主要部分。语音报警能够对不正常的燃油温度、油压、排气温度等进行预警，通过扬声器通知驾乘人员。而语音控制则是利用驾驶员的语音进行汽车的控制，以实现某部分的功能。二、汽车电子控制技术的现状及发展二、汽车电子控制技术的现状及发展前景前景2.1 汽车电子控制技术的现状汽车电子控制技术的现状 汽车电子控制技术的发展趋势随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越广泛。今天的汽车已经逐步进入了电脑控制的时代。电子技术在解决提高汽车性能、环保、能源、安全等问题中占有不可替代的重要地位。21 世

14、纪汽车将应用电子计算机网络和信息技术在汽车与社会紧密相连方面具有较大进展。包括广泛应用全球定位系统GPS 和广泛使用车载信息系统， 以及采用多路传输系统来集成汽车所有零部件的电子控制模块， 使整个汽车电子系统具有数据融合、故障诊断和一定的自我修复功能进入90 年代后，汽车电子技术开始向智能化、微型化、集控化方向发展。如一个微处理器可同时对发动机、变速器、牵引力、稳定性等进行综合控制。微处理器还可对驾驶员侧面、乘员侧面、后座、侧向的安全气囊进行控制，控制时能实现安全带预紧，安全气囊打开的时间和速度，达到智能化保护乘员的目的： 智能化集中传感器和智能化执行机构也付诸使用，数字式信号处理方式将用于声

15、音识别、适时诊断、导航系统等。2.2 汽车电子控制技术的发展汽车电子控制技术的发展前景前景 在未来的15 年内，人们很可能将享受即使开车时打瞌睡也不会出现危险的乐趣，这就是自动调速汽车。这是由汽车内或公路旁的电脑控制系统来消除驾驶员驾驶时受到外界刺激和影响以及随之而来的危险。以减少高速公路上的交通阻塞现象和交通事故。自动凋速系统可使当两车间的距离太近或有人超车时， 自动调节车速。以使两车之间保持安全距离，并校正转向盘以保证汽车在指定的车道内行驶。这使得驾驶员的工作强度大大减轻，并提高了行车的安全性，德国奔驰汽车公司已在部分奔驰汽车上安装了这种系统。自动化高速公路的开发对公路交通影响很大。它可使现在拥挤的公路交通容量增加2- 3 倍，并且在提高车速的同时还可减少交通事故。移动的办公室目前的统计表明， 人们在汽车内有40以上的时间是眼望窗外，无所事事。当今人们在谈论信息时代和信息高速公路的时候，已不满足于汽车的通讯功能仅局限于收听广播和车载电话通话，而要求汽车能显示信息和日程表，阅读或发送电子邮件和传真，收看天气预报和股市行情，访问互联网，甚至订购机票或一束鲜花。不久的将来在车内将能使用办公室的一切。汽车电子控制技术正在发展当中， 它不再将电子技术作为机械的替代或增补，而是强调总体设计的机电一体化；强调汽车的自动化，智能化，网络化和信息化，只有靠