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[摘 要]当前社会,汽车成为了人们出行的主要交通工具,而电子控制技术在汽车领域中的有效应用,促进了汽车工业的良好发展。随着电子控制技术不断发展,其在汽车行业中发挥的作用越来越明显,但是当前我国汽车工业发展同国外仍旧存在一定的差距,需要相关人员继续研究。文章就此对汽车电子控制技术的应用和发展现状进行了分析,并重点探讨了汽车发动机电子控制系统,最后叙述了电子控制技术的未来发展方向。
[关键词]汽车;电子控制技术;发展趋势
中图分类号:TP709 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)38-0393-01
前言
电子控制单元英语缩写为ECU英文全称是Electronic Control Unit,又称“行车电脑”、“车载电脑”等。ECU相当于汽车“大脑”,对发动机点火、空燃比、怠速、废气再循环等多项参数进行控制,是汽车发动机的核心控制部件。因此,电子控制技术的不断创新和发展对于汽车行业的发展具有十分重要的作用和意义。
1现代汽车电子控制技术的应用和发展现状
有关专家和学者将汽车电子控制系统分为三部分,分别为:信号采集、信号处理、信号执行。其中,信号采集部分是由不同的传感器构成的;信号处理主要是在信号采集完毕的基础上,对相关的一些信号进行分析处理,然后通过传感器将已经分析的信号传递给相关电子控制单元的一种技术;最后一部分则是根据电子控制单元输出的信号,完成控制操作的执行器。
汽车传感器就是一种传感装置,主要作用就是用于信号的传递,并通过测量汽车在实际运行状态下的参数变化情况,将汽车的机械运动状态转变成电参数,并传递给电子控制器。通过这种方式,驾驶员能够及时地了解汽车的工作状态,这样汽车即使是出现了什么状况,驾驶员也能够通过传感器传递的信息及时了解并处理,从而提高了汽车的性能,能夠带给驾驶员更好的驾驶体验。
当前,市场上使用的传感器按照其工作原理一般可以分为4大类。第一类是电阻型传感器。这种传感器的有温度传感器、水温传感器、节气门位置传感器等,主要是热敏电阻型和可变电阻型,一般要选取这种电阻器主要方式是通过判断传感器的电压、电阻和温度等,若是他们出现异常,则说明汽车传感器出现问题;第二类是电磁感应型。代表性产品有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、车速传感器等,他们一般是安装在旋转轴铁心凸缘上;第三类则是自发电型和压电型,主要有氧传感器、爆震传感器等;第四类则是电子式传感器。
2发动机电子控制系统分析
2.1电控点火装置
电控点火装置由微处理机、传感器及其接口、执行器等构成。该装置根据传感器测得的发动机参数进行运算、判断,然后进行点火时刻的调节,可使发动机在不同转速和进气量等条件下,保证在最佳点火提前下进行工作,使发动机输出最大的功率和转矩,降低油耗和排放,节约燃料,减少空气污染。
2.2电控燃油喷射
电控燃油喷射装置主要根据各种传感器测得的空气流量、进气温度、发动机转速以及工作温度参数等,按照预先编制的程序来进行运算,并与最佳工况时的供油控制参数进行比较和判断,适时调整供油量,保证发动机始终在最佳状态下工作,使其在输出一定功率的条件下,提高发动机的综合性能。
2.3废气再循环控制
废气再循环控制系统是当前用于降低废气中氧化氮排放的有效措施。其主要执行元件就是数控式EGR阀,作用是独立地对发动机废气量进行正确控制。ECU根据发动机的工况适时地调节参与再循环废气的循环率,发动机在负荷下运转时,EGR阀开启,将一部分排气引入进气管与新混合气混合后进入气缸燃烧,从而实现再循环,并对送入进气系统的排气进行最佳的控制,从而抑制有害气体氧化氮的生成,降低其在废气中的排出量。
2.4怠速控制
怠速控制系统就是通过调节空气通道面积来控制进气流量的方法,其主要的执行元件就是怠速控制阀。ECU根据从各传感器的输入信号所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较,根据比较得出的差值,确定相当于目标转速的控制量,去驱动控制空气量的执行机构,使怠速转速保持在最佳状态附近。
除以上控制装置外,发动机部分利用电子技术的还有:节气门正时、二次空气喷射、发动机增压、油汽蒸发、烧室的容积、压缩比等方面,并已在部分车型上得到了应用。
3现代汽车电子控制技术的发展趋势
3.1 ECU集成一体化将成为趋势
随着电子控制系统增加,汽车ECU的配备空间越来越紧张,因此设计人员正在进行配备空间的调整。另外,为减轻车体重量,通过减少线束等措施将ECU配备在发动机室内或内置于变速箱等电装产品中实现一体化的案例增多。由于马达的控制电路等已经非常小,还出现了将控制电路内置于马达以进一步减小尺寸的做法。
3.2汽车电子化趋势明显
未来几年,汽车电子化趋势明显,驾驶辅助系统可望在中高阶和特殊车种中脱颖而出,车厂将逐渐从由机械零组件组装的被动驾驶辅助系统,逐渐升级成融合电子技术的主动驾驶辅助系统,以增进行车的安全性。在一般车款的应用上,电力方向盘及后视镜、车窗和雨刷亦将逐渐升级为电子动力方向盘,以及电动后视镜、车窗和雨刷,汽车系统电动化的发展将日益普及。
随着汽车电子的高度电子化,自动化,集成化,会有越来越多的ECU系统构建成一个汽车电子的局域网络CAN总线。集中综合控制、总线技术、汽车智能控制是未来汽车电子控制技术重点发展方向。
3.3各ECU间信息及数据共享将成为ECU的发展趋势
目前,不仅发动机拥有自己的ECU,自动变速器、ABS系统、车载娱乐影音系统、四轮驱动扭矩分配系统、主动悬挂系统、安全气囊+安全带系统等等,都有自己的电子控制单元。
发动机和变速器的数据信息已经实现共享,未来的ECU将会是强大的电脑系统,将整合各部分系统所有需要管理的部件,我们可以享受汽车影音系统,可以玩PC-Game,可以接受GPS信号,甚至连一个杯架都会处于ECU的管理之中。电子控制单元和微控制器集成整合是国际大型汽车企业发展的目标,目前,宝马、奔驰和奥迪等高端车型两者的整合程度最高。
结束语
综上所述,未来是智能化的时代,汽车电子控制技术必将朝着这个方向发展。因此,相关技术研究人员还需要不断加强新技术的研发,从而使电子控制技术能够更加深入地应用到汽车上。就当前我国的电子控制技术发展来看,同发达国家之间存在一定差距,因此,在进行相关的电子控制技术研发的时候,相关技术人员还需要学习更多的知识,为我国汽车行业的发展奠定基础,促进汽车的发展与进步。
参考文献
[1]李定川.汽车电子控制技术的应用与发展趋势[J].智慧工厂,2017(07):41-44.
[2]王艳.试析计算机技术在汽车电子控制系统中的应用[A].天津市电子工业协会.天津市电子工业协会2017年年会论文集[C].天津市电子工业协会:,2017:3.
[3]徐峥.现代汽车电子控制技术之探[J].时代汽车,2017(06):19-20.
[4]周宁.汽车电子控制系统的关键技术分析[J].内燃机与配件,2017(01):123-124.
[关键词]汽车;电子控制技术;发展趋势
中图分类号:TP709 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)38-0393-01
前言
电子控制单元英语缩写为ECU英文全称是Electronic Control Unit,又称“行车电脑”、“车载电脑”等。ECU相当于汽车“大脑”,对发动机点火、空燃比、怠速、废气再循环等多项参数进行控制,是汽车发动机的核心控制部件。因此,电子控制技术的不断创新和发展对于汽车行业的发展具有十分重要的作用和意义。
1现代汽车电子控制技术的应用和发展现状
有关专家和学者将汽车电子控制系统分为三部分,分别为:信号采集、信号处理、信号执行。其中,信号采集部分是由不同的传感器构成的;信号处理主要是在信号采集完毕的基础上,对相关的一些信号进行分析处理,然后通过传感器将已经分析的信号传递给相关电子控制单元的一种技术;最后一部分则是根据电子控制单元输出的信号,完成控制操作的执行器。
汽车传感器就是一种传感装置,主要作用就是用于信号的传递,并通过测量汽车在实际运行状态下的参数变化情况,将汽车的机械运动状态转变成电参数,并传递给电子控制器。通过这种方式,驾驶员能够及时地了解汽车的工作状态,这样汽车即使是出现了什么状况,驾驶员也能够通过传感器传递的信息及时了解并处理,从而提高了汽车的性能,能夠带给驾驶员更好的驾驶体验。
当前,市场上使用的传感器按照其工作原理一般可以分为4大类。第一类是电阻型传感器。这种传感器的有温度传感器、水温传感器、节气门位置传感器等,主要是热敏电阻型和可变电阻型,一般要选取这种电阻器主要方式是通过判断传感器的电压、电阻和温度等,若是他们出现异常,则说明汽车传感器出现问题;第二类是电磁感应型。代表性产品有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、车速传感器等,他们一般是安装在旋转轴铁心凸缘上;第三类则是自发电型和压电型,主要有氧传感器、爆震传感器等;第四类则是电子式传感器。
2发动机电子控制系统分析
2.1电控点火装置
电控点火装置由微处理机、传感器及其接口、执行器等构成。该装置根据传感器测得的发动机参数进行运算、判断,然后进行点火时刻的调节,可使发动机在不同转速和进气量等条件下,保证在最佳点火提前下进行工作,使发动机输出最大的功率和转矩,降低油耗和排放,节约燃料,减少空气污染。
2.2电控燃油喷射
电控燃油喷射装置主要根据各种传感器测得的空气流量、进气温度、发动机转速以及工作温度参数等,按照预先编制的程序来进行运算,并与最佳工况时的供油控制参数进行比较和判断,适时调整供油量,保证发动机始终在最佳状态下工作,使其在输出一定功率的条件下,提高发动机的综合性能。
2.3废气再循环控制
废气再循环控制系统是当前用于降低废气中氧化氮排放的有效措施。其主要执行元件就是数控式EGR阀,作用是独立地对发动机废气量进行正确控制。ECU根据发动机的工况适时地调节参与再循环废气的循环率,发动机在负荷下运转时,EGR阀开启,将一部分排气引入进气管与新混合气混合后进入气缸燃烧,从而实现再循环,并对送入进气系统的排气进行最佳的控制,从而抑制有害气体氧化氮的生成,降低其在废气中的排出量。
2.4怠速控制
怠速控制系统就是通过调节空气通道面积来控制进气流量的方法,其主要的执行元件就是怠速控制阀。ECU根据从各传感器的输入信号所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较,根据比较得出的差值,确定相当于目标转速的控制量,去驱动控制空气量的执行机构,使怠速转速保持在最佳状态附近。
除以上控制装置外,发动机部分利用电子技术的还有:节气门正时、二次空气喷射、发动机增压、油汽蒸发、烧室的容积、压缩比等方面,并已在部分车型上得到了应用。
3现代汽车电子控制技术的发展趋势
3.1 ECU集成一体化将成为趋势
随着电子控制系统增加,汽车ECU的配备空间越来越紧张,因此设计人员正在进行配备空间的调整。另外,为减轻车体重量,通过减少线束等措施将ECU配备在发动机室内或内置于变速箱等电装产品中实现一体化的案例增多。由于马达的控制电路等已经非常小,还出现了将控制电路内置于马达以进一步减小尺寸的做法。
3.2汽车电子化趋势明显
未来几年,汽车电子化趋势明显,驾驶辅助系统可望在中高阶和特殊车种中脱颖而出,车厂将逐渐从由机械零组件组装的被动驾驶辅助系统,逐渐升级成融合电子技术的主动驾驶辅助系统,以增进行车的安全性。在一般车款的应用上,电力方向盘及后视镜、车窗和雨刷亦将逐渐升级为电子动力方向盘,以及电动后视镜、车窗和雨刷,汽车系统电动化的发展将日益普及。
随着汽车电子的高度电子化,自动化,集成化,会有越来越多的ECU系统构建成一个汽车电子的局域网络CAN总线。集中综合控制、总线技术、汽车智能控制是未来汽车电子控制技术重点发展方向。
3.3各ECU间信息及数据共享将成为ECU的发展趋势
目前,不仅发动机拥有自己的ECU,自动变速器、ABS系统、车载娱乐影音系统、四轮驱动扭矩分配系统、主动悬挂系统、安全气囊+安全带系统等等,都有自己的电子控制单元。
发动机和变速器的数据信息已经实现共享,未来的ECU将会是强大的电脑系统,将整合各部分系统所有需要管理的部件,我们可以享受汽车影音系统,可以玩PC-Game,可以接受GPS信号,甚至连一个杯架都会处于ECU的管理之中。电子控制单元和微控制器集成整合是国际大型汽车企业发展的目标,目前,宝马、奔驰和奥迪等高端车型两者的整合程度最高。
结束语
综上所述,未来是智能化的时代,汽车电子控制技术必将朝着这个方向发展。因此,相关技术研究人员还需要不断加强新技术的研发,从而使电子控制技术能够更加深入地应用到汽车上。就当前我国的电子控制技术发展来看,同发达国家之间存在一定差距,因此,在进行相关的电子控制技术研发的时候,相关技术人员还需要学习更多的知识,为我国汽车行业的发展奠定基础,促进汽车的发展与进步。
参考文献
[1]李定川.汽车电子控制技术的应用与发展趋势[J].智慧工厂,2017(07):41-44.
[2]王艳.试析计算机技术在汽车电子控制系统中的应用[A].天津市电子工业协会.天津市电子工业协会2017年年会论文集[C].天津市电子工业协会:,2017:3.
[3]徐峥.现代汽车电子控制技术之探[J].时代汽车,2017(06):19-20.
[4]周宁.汽车电子控制系统的关键技术分析[J].内燃机与配件,2017(01):123-124.