汽车电子自动化控制技术的应用
⇨⇦
种育涛 柳垚
【摘 要】当前汽车电子自动化控制技术已经取代了传统的机械装置，使汽车具有动力性、经济性以及安全性。电子自动化控制技术被应用于汽车的各个系统中，提高了汽车的行驶速度和运输效率，使驾驶环境进一步得到改善，汽车维修更准确、快捷。本文对电子自动化控制技术在汽车各个部位的应用进行了分析，以期为相关人员提供参考。
【关键词】汽车电子；自动化控制技术；应用
自动化控制技术是我国科学技术研究领域中的一个重点内容，随着自动化技术的不断发展，其应用范围也越来越广泛。传统的自动化技术表现形式比较单一，而且没有实现智能化控制，随着自动化技术的不断发展和应用，汽车自动化技术逐渐向集成自动化以及智能化方向发展，使得汽车的整体性能得到很大改善。在未来汽车的发展过程中应该不断加强对汽车自动化控制技术的研究，不断提高汽车自动化技术的应用水平。
一、汽车电子控制系统简介
汽车电子控制系统基本由传感器、电子控制器（ECU）、驱动器和控制程序软件等部分组成，与车上的机械系统配合使用（通常与动力系统、底盘系统和车身系统中的子系统融合），并利用电缆或无线电波互相传输信息，如电子燃油喷射系统、防滑控制系统、电子助力转向、电子控制自动变速器等。汽车电子控制系统大体可分为：发动机电子控制系统、底盘综合控制系统、车身电子安全系统、信息通讯系统。
二、汽车电子自动化控制技术的应用
（一）在发动机上的应用
1.电控点火装置（ESA）
该系统能够接收由传感器发出的与发动机有关的各种参数信息，系统中微处理芯片对这些参数进行分析、运算，并据此调节车辆的点火时刻，不但能有效改善汽车的点火特性，而且大幅度降低了燃料的消耗量。
2.电控燃油喷射（EFI）
EFI逐渐取代了机电混合式和机械式的燃油喷射系统。当发动机工作时EFI会根据各传感器测得的空气流量、发动机转速以及进气温度等，按预先编制的程序进行运算，和预先存储的最佳工况时的供油控制参数比较，并适时调整供油量，保证发动机始终工作在最佳工作状态。
3.汽车废气再循环控制系统（EGR）
EGR能将汽车运行中产生的一部分废气引入进气管中，并和新鲜的混合气混合形成一种带有废气的气体，并被回收到气缸中，同时系统会按当前发动机的运行工况，利用安装在排气管上的进气支管通道打开EGR的阀门，进而有效控制EGR率，减少了汽车发动机运行时产生的废气排放。
4.发动机电子综合控制系统（EECS）
EECS的作用是使汽车发动机始终处于最佳的状态，提高了整车的安全性能，该系统借助电子控制手段，对点火、喷油、空气燃油比、废气排放等环节进行优化控制。EECS在汽车发动机上的应用具体体现在以下两个方面：
（1）应用在以汽油机为动力驱动装置的汽车发动机上。该系统除了能对空气燃油比进行反馈控制外，还能够对怠速进行有效控制，进一步降低了汽油机的燃油消耗量。同时，能够有效控制启动喷油量和伺服喷油量。随着研究的不断深入，现已研发出了一种带有故障自诊断功能的电子综合控制系统，提升了该系统的稳定性和可靠性，对发动机的控制更加有效。
（2）应用在以柴油机作为动力驱动装置的汽车上。EECS能够使车辆节约能耗达到15%以上，节能效果十分显著，更重要的是它能有效改善废气排放和发动机噪音，国家环保部门的相关标准中明确规定，未安装该系统的柴油汽车不得上路行驶。
（二）底盘综合控制系统
1.电控自动变速器（ECAT）
由相关的传感器采集车速和节流阀的开度等信息，并通过转换器将采集到的信息转换成电信号，将信号作为电子控制装置（ECU）的输入信息，经ECAT的ECU根据汽车的换挡特性和规律适时地输出信号给电磁阀，以此来控制油压回路，在此基础上便可精确控制传动比，使汽车获得最佳的档位和换挡时间。ECAT的传输效率高、油耗低、提升了换挡的舒适性，使车辆更加平稳的运行。此外，ECAT的应用能使锁止控制不再依赖油压，不但减轻了锁止冲击，而且使变速器各个档位均能实现有效控制。
2.防抱死装置（ABS）
ABS的作用是确保车辆在紧急刹车的过程中获得瞬态的控制。目前大部分轿车都带有ABS系统，有效降低了车辆制动时的侧滑风险，一般ABS由轮速传感器、制动压力调节器、电子控制装置组成，当车辆制动时，若某个车轮发出抱死信号，电子控制装置会接收到该信号，并对该信号进行判断，然后对电磁阀发出指令，减缓制动力增长，阻止车轮抱死。
3.电子转向助力系统（EPS）
采用电动机与电子自动化控制技术控制转向，利用电动机产生的动力协助驾驶者进行动力转向，不直接消耗发动机的动力。EPS一般由转矩（转向）传感器、电动机、电子控制单元、减速器等构成。当汽车转向时，转矩（转向）传感器会感知转向盘的力矩和拟转动的方向，通过数据总线将信号传送到电控单元，电控单元根据传动力矩等信号，向电动机控制器发出动作指令，电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，从而产生助力转向。若不转向本系统就不工作，处于待调用状态。EPS提高了汽车的转向能力和转向响应特性，增加了汽车低速时的机动性和调整行驶时的稳定性。
（三）电子自动化控制技术在车身上的应用
1.安全气囊防护系统（SRS）
当车辆相撞时，由电控元件用电流引爆安置在方向盘中央等处的气囊中的渗氮物，迅速燃烧产生氮气并充满气囊（大约需要30ms）。SRS的作用是在前座乘员和仪表板间、驾驶员和方向盘之间形成一个缓冲软垫，避免硬性撞击。此装置要和安全带配合使用，否则会大大降低其使用效果。
2.碰撞警示和预防系统（CWAS）
CWAS有多种形式，有的在汽车行驶过程中，当两车间的距离小到安全距离时自动报警，若继续行驶会在即将相撞的瞬间自动汽车将制动；有的在汽车倒车时显示车后障碍物的距离，防止倒车事故的发生。
3.自适应前照灯系统（AFS）
AFS可在前照灯照明范围内，根据车身的动态变化、转向机构的动作特性等因素进行判断和计算，进而确定当前汽车的行驶状态并对前照灯近光进行调整。使驾驶者夜晚在弯路上行车时能看清转弯处的实际路况，使其有充分的时间进行转向操作及应付紧急情况，提高夜晚弯路上行车的安全性。日本一些汽车商在其高档轿车中已标配AFS系统，如丰田汽车公司在猎犬上采用了可变式前灯自适应性前照灯系统。
（四）信息通讯系统
（1）汽车导航系统与定位系统（NTIS）。可在城市或公路网范围内，定向选择最佳行驶路线，并能在屏幕上显示地图，显示汽车行驶中的位置，以及到达的目的地的距离和方向；（2）车载雷达。最主要的应用优势在于测距上，由于雷达能进行较远距离的测距，通过它可为驾驶员提供前方路况和其它车辆的速度等信息。目前已研发出了毫米波雷达，基本上不会受到外界环境的干扰，即使在恶劣环境中其精度也能得到保证。
三、结束语
综上所述，电子自动化控制技术在汽车上的应用，提高了整车的安全性，同时为驾驶者提供了舒適的驾驶环境。无论是在车身、底盘、发电机还是在通讯上都实现了自动化控制，保证了汽车的稳定、可靠、安全运行。未来研究人员应该加强这方面的研究工作，将电子自动化控制技术更好的应用在汽车整车中，为人们的出行带来安全和便利。
【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]石启军.汽车电子控制技术的应用与分类研究[J].电子技术与软件工程，2016（07）：243+258.