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Abstract: The traditional way of electronic control technology does not meet the demand at this stage, while modern electronic control technology of automotive electric appliances combines the technical advantages in many areas, meanwhile combine with transport development, updates faster. Research this technology has great positive significance for the development of the automotive sector.
关键词: 汽车;电器;电子控制;研究
Key words: automotive;electric appliances;electronic controls;research
中图分类号:U463.6 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)11-0039-02
0 引言
从时间上来分析,传统的汽车电子控制技术主要体现在对机械部件控制方面,而对于汽车电器、如信号、照明、保险等装置的控制,仍然需要依靠驾驶人员通过对电器开关的操作来实现,通过改变传统汽车电器控制方法,根据驾驶员指令与传感器信号,实现汽车电器的电子化及智能化,这些根本性能的提高,能够将汽车领域的各项工作提升到一个全新的领域。在此,本文主要对汽车电器的现代电子控制技术进行一定的研究。
1 概述
汽车电器系统包括汽车电器与电子控制两大部分。就现阶段的发展来看,汽车的各项工作还是要从汽车的内部来研究。首先,汽车的各项硬性指标,需要得到一定的提高。在目前资源紧缺、物价暴涨的趋势下,汽车领域的消费并没有丝毫的下降。而且各项修理费用也逐渐升高。无论是私家车还是公家车,都要求汽车的一些根本性技术得到提高,这样才能给予汽车更大的保障,最大限度推进经济的发展。其次,汽车的电子控制属于高精密的领域,每一种技术只能负责很小的一个领域,如果要想让汽车电子控制提升到一个全新的水准,就需要一个革新较大的技术来负责核心领域,既要避免技术上的冲突,同时又要推动汽车的各项性能进步。从客观的角度来分析,通过电控技术,改变了原来的机械控制系统,并实现了根据车辆运行状态,利用电子信息处理装置完成相对应机械机构动作的执行,降低了汽车驾驶人员劳动强度,克服了传统机械装置存在的缺陷及不足,提高了汽车的安全性和舒适性。这些才是消费者最大的需求,也是未来的发展方向。
2 汽车电器电子控制系统的实现
汽车电器的现代电子控制技术在目前的发展当中已经具备了一定的规模,同时部分技术已经投入使用。从效果上来看,无论是出租车的顾客、还是私家车的应用、亦或是公家车的招待,都得到了满意的认可。另一方面,由于汽车自身的质量有所上升,再加上汽车电器的现代电子控制技术的辅助,汽车领域的提高已经非常明显。在此,本文对汽车电器的现代电子控制系统的实现进行一定的阐述。
2.1 汽车电子控制系统的结构 在汽车的发展史当中,汽车电器的现代电子控制技术可以说是一个最终的诉求。自从第一台汽车诞生以来,人们就不断的追求更快的速度、更稳定的座驾环境以及更加安全的保障体系,甚至是更加全面的电子功能。汽车电器的现代电子控制技术经过大量的研究和实践,终于在目前获得了阶段性的成果。为了保证这项技术能够切实的为实际工作提供较大的帮助。首先要在系统的结果以及工作原理上努力,系统不能太过复杂,同时工作原理要尽量简单,避免出现较大的失误。在汽车布置当中,汽车电器的分布比较分散,电器机械结构较为复杂。在这样的基础之上,通过使用单一的ECU电子控制单元进行集中性的控制,并没有办法实现减少汽车线束的目的。经过深入研究,科研人员认为,在进行汽车电器控制系统设计的过程当中,如果能够将汽车电器布置作为基础,进行分区结构设计,能够得到一个较好的结果。
2.2 汽车电子控制系统的工作原理 汽车电器电子控制系统的集中控制区,其主要功能是负责对机电转换装置中所获得的驾驶员控制指令及传感器信号的接收、分析与执行等,利用软件产生控制信号,将控制信号发送到总线上,充分发挥总线主节点的作用,如图1所示。
汽车电器的现代电子控制系统的工作原理,主要是根据目前汽车运行的需求来设定的。从动力的角度来讲,最短的传输有助于帮助汽车最快的接受驾驶者发出的指令,并且在第一时间执行,减少问题的发生。目前的汽车在性能等一系列的指标上都有所提高,面对市场的大众化需求,汽车电器的现代电子控制系统的工作原理也发生了较大的改变。
2.3 汽车电子控制系统的主要功能 在系统运行的过程当中,技术性的措施和安排,能够将系统的各项功能逐步完善。但是主要功能的实现,才能彻底帮助汽车摆脱一系列的问题。汽车电器电子控制系统的一般功能主要包括汽车点火、启动、照明、信号指示以及检测功能。除了上述的这些功能以外,还有一些必须具备的辅助,比方说洗涤、空调、刮水等等。汽车电子控制系统在功能的要求上,比传统的系统更加完善。首先,汽车电子控制系统的各项功能要相互独立,各个功能负责的汽车部件不同,互相之间不能发生冲突,要让汽车随时都保持一个最佳的状态。其次,汽车电子控制系统的各项功能要具有较强的兼容性。在汽车运行的过程当中,有时候需要同时运行多个功能,这些功能都是为了汽车能够更好的行驶而准备的,功能之间的兼容性越强,运行的效率就越高,效果就越好。比方说,为了解决传统汽车机电仪表存在的问题,利用液晶显示屏等仪器实现仪表信号数字化,并且在软件的辅助下,将各种信息转化为驾驶员容易理解的信息内容。
2.4 汽车电器电子控制系统的关键技术 现代汽车的发展速度远远超过了研究人员的想象,随着各个行业的不断进步,对汽车的需求也越来越高,即便在各种限制条件下,汽车电器电子控制系统的关键技术依然在不断的增多。首先,汽车电器电子控制系统的容错技术与故障自诊断技术是众多驾驶人员的首选,因为汽车不能总是因为一点毛病就停下来维修,同时汽车的系统要将各种技术错误或者故障记录下来,便于维修。汽车电器的现代电子控制技术在目前的发展当中,能够允许汽车在运行的过程当中,即便是发生问题,也可以继续运行,最大限度的帮助汽车走完路程,之后再进行维修,既不耽误驾驶者的工作,同时会最大限度的保护好汽车的各项性能。其次,系统通信技术对汽车的影响较大,这种技术能够让汽车更加的完善。由于目前的交通压力较大,有些驾驶人员会选择走一些偏僻的路径,但这些路径的维修地点少,并且安置的相关工作人员也不多,一旦汽车发生故障,就只能搁置。系统通信技术能够帮助汽车快速联系维修人员,以最短的时间和距离,将汽车运送到维修点。另一方面,系统通信技术还能够防盗、防破坏,减少了汽车损害。系统通信技术主要是采取建立于事件触发式单线控制器局域网穿行多路传输的方式,将多个区域信号总线连接便可以满足其通信要求。
3 总结
本文主要对汽车电器的现代电子控制技术进行了一定的研究,从目前的研究和应用来看,汽车电器的现代电子控制技术已经取得了非常好的成果,并且达到了预期,在很多方面都帮助汽车运行的更加平稳,处理问题更加全面。日后的工作重点在于,通过对不同汽车制定不同的合理化方案,减少目前的不良问题,汽车领域当中,建立起技术上的良性循环。相信在今后的研究当中,汽车电器的现代电子控制技术能够取得更好的成绩。
参考文献:
[1]朱俊.现代汽车的电子控制技术[J].电力电子,2013(02).
1.1创新汽车制动系统的研究
汽车制动系统性能好坏直接影响汽车行驶安全性和停车可靠性,多数汽车机械故障导致的事故是由制动系统引起的。据汽车安全性研究相关资料,如今众多交通事故中,由于制基于自动控制系统的汽车电子技术分析文/田荣随着科学技术的不断进步,电子电工工业技术不断更新,汽车行业高速发展,自动化、智能化的不断革新,这给汽车电子中的自动控制领域带来新的挑战和机遇。如何让人们更好地掌握汽车电子、电工技术,以便适应日新月异的发展需要。本文主要结合汽车电子的现状和当前汽车电子发展所存在的问题,阐述了自动控制系统对汽车电子技术的机遇与发展。。摘要动系统故障导致的高达45%。为了保证行车安全、停车可靠,对汽车制动系的工作靠可性问题的研究已成为汽车行业研究的重要课题之一。制动系统的作用主要是使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车,使已停驶的汽车在各种道路条件下稳定驻车,使下坡行驶的汽车速度保持稳定,在汽车领域内,一切都是以安全为前提,在此基础之上,对自动控制技术加以研究,能够在科学上加强安全性。
1.2汽车电子中的电子元件开发
汽车电子技术涉及到许多电子元件,每一个元件都有其相应的用处,有的甚至有着至关重要的作用,如何确保每一个电子元件都能够应用到位,如何开发创新新的电子元件,是汽车电子中的必修课。所谓的汽车电子一般是指车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置。车体汽车电子控制装置,包括发动机控制系统、底盘控制系统和车身电子控制系统(车身电子ECU)。汽车电子最重要的作用是提高汽车的安全性、舒适性、经济性和娱乐性。用传感器、微处理器MPU、执行器、数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统。由于汽车上的电子元器件的装置数量的急剧增多,为了减少连接导线的数量和重量,网络、总线技术在此期间有了很大的发展。总线技术是将各种汽车电子装置连接成为一个网络,通过数据总线发送和接收信息。电子装置除了独立完成各自的控制功能外,还可以为其它控制装置提供数据服务。由于使用了网络化的设计,简化了布线,减少了电气节点的数量和导线的用量,使装配工作更为简化,同时也增加了信息传送的可靠性。通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置,读取故障码对其进行故障诊断,使整车维修工作变得更为简单。
1.3发动机系统的改善
目前汽车发动机主流是汽油发动机,对于环境污染严重的今天来说,汽油发动机可以说是罪魁祸首,只有在抛弃汽油发动机的提前下,对发动机系统的进行创新和技术开发,才能让汽车电子的发展显得更加有意义。天然气汽车逐渐得到了普遍的认同与应用,作为一种新型的能源汽车,发动机燃料主要采用压缩天然气。从某种程度上来讲,与一般的汽油发动机对比,一定限度地降低了碳氢以及一氧化碳的排放量。立足于柴油发动机,天然气发动机几乎没有排放任何颗粒物。目前,天然气发动机主要存在两种形式:一是由汽油机改装成双用燃料发动机,二是由柴油机改装成单燃料发动机。由此可知,当进气道处要实施天然气喷射时,将会存在诸多的问题,主要表现在四个方面:第一,降低了发动机充气效率;第二,平均有效压力出现降低;第三,动力性出现下降;第四,排放性能与原车水平保持一致。因此,必须要充分发挥天然气能源优势,不断完善稀燃技术、缸内直接喷射技术以及电控多点顺序喷射技术等新型的发动机控制技术,改善压缩天然气发动机的性能。
1.4利用计算机多媒体进行技术创新
计算机多媒体技术的运用已经应用在各个领域内,如3DMAX软件的运用,能够实现各种模型的创立,能够直观的反应于现实中,把相关图片、数据图以及视频分析穿自动控制系统的开发中。汽车电子技术的研究在许多人开来是非常专业化的领域,导致其局限性,其实不然。在信息化的今天,任何知识都可以通过上网和网上媒体进行快速了解,通过网络,能够把无法形象讲述该专业领域内汽车器件结构的安装、线路的走向清晰地呈现出来,对汽车电子技术的发展有着重要作用。
二、结语
关键词汽车;电子控制技术;发展趋势
现代社会,人们的生活水平不断提高,基本实现了汽车的普及,与此同时,对于汽车的环保与性能,人们也提高了要求。早些年代的汽车机械装置已然无法满足人们对汽车功能的更高标准,并且逐渐的被当代的汽车电子控制技术慢慢代替。目前,电子控制技术已经应用在汽车的大多方面,既保证了汽车的安全性,又提高了汽车的舒适性、稳定性以及经济性,对汽车工业的快速发展更是具有深远意义。
1电子控制技术在汽车方面应用概述
经调查发现,无论是发达国家还是发展中国家都在汽车电子控制技术领域不断的深入研究,21世纪以来,作为现代重要的工程技术,汽车电子控制技术逐步走向成熟,在此过程中,电子工业不断的为汽车工业的发展提供了先进的微处理器、灵敏的传感器及稳定电源等,同时,汽车的整体设计更加注重机电一体化的引进,因此,人们开始广泛的关注汽车在智能化、自动化方面的不断发展。
2电子控制技术在现代汽车上的应用
迄今为止较常见的汽车电子控制系统主要包括底盘电子控制、发动机电子控制及车身电子控制等几大方面。
2.1电子控制系统在发动机方面的运用
1)燃油喷射装置:
当进气系统中进入空气时,相应的传感器就会开始工作,检测进入的空气质量,同时将相关的信息传入电子控制系统,此时电子控制系统就会根据特定的计算模式计算出对应的A/F值,从而确定需求的汽油质量,并使喷油器发起相应的命令,喷射出定压、定量的燃油到进气缸或道内,由此形成混合可燃气体。
2)点火装置:
通常情况下,如果发动机正常工作,温度进气传感器、负荷传感器、转速传感器以及水温传感器必须能够灵敏采集相关的信号,同时和ROM中事先保存的数据和程序进行对比,进而获得最佳导通角与点火提前角,并对点火控制装置及时发出正确指令。
3)气门升程与可变配气正时控制系统:
首先,由转速传感器收集信号,电子控制系统通过转速传感器收集到的信号进行判断,最后进行分析、处理,与此同时,调整气门升程和气门的正时,进而使充气效率发生变化,致使排入气缸中的新鲜充量加大,发动机的工作效率得到大大提高。
4)怠速控制系统:
电子控制系统通过接收相应传感器所发出的信号,使怠速旁通通道在进气系统里的流通面积发生改变,从而控制进气量,使汽车发动机的怠速大小得到控制。
5)废气再利用控制系统:
一般情况下,发动机工作时通常都会产生部分废气,而其中部分废气则通过废气再利用系统被引入进气道,新鲜空气和废气两者混合后进入气缸中从而重新正常燃烧。除了以上所说的几种发动机电子控制系统外,还有发动机故障自诊断、进气噪声控制系统、后备功能等多种系统。
2.2电子控制系统在底盘方面的运用
1)变速箱电控模式自动转换:
随着汽车发动机的负荷以及车速不断变化,变速箱自动转换成为经济型或运动型两种-+K2状态,从而达到省油降耗的目的。
2)制动防抱死系统:
汽车在行驶过程中突然刹车,有可能会产生托滑或是抱死的现象,为了防止此类现象发生,ABS系统能够自动改变各个车轮刹车过程中制动力的大小,进而确保行车安全性,达到最佳效果。
3)发动机管理系统:
通过汽车的各类电路及其传感器,将发动机加减速和转速,其吸入的空气量等信息转换后,传送到汽车电子控制系统,经准确计算后发出相应的控制信号,这样既能控制发动机的燃油量又能增加发动机的性能。
4)电动助力转向系统:
电子控制系统通过接收发动机转速传感器或车速传感器所发出的信号,从而调整动力放大相对应的倍数,进而在想要控制汽车低速行驶或者停车时转动方向盘更省力。除了以上几种底盘电子控制系统,还有防滑系统、制动辅助以及分配系统等。
2.3车身控制系统
1)导航控制系统:
可以随时随地测定汽车的具置信息,具备放大图像和自动检索等功能,能够根据所设定的目的地,将所有可以行使的路线全部标记出来,这样既方便又简捷。
2)汽车自动防撞系统:
通过雷达实时监察行车环境,同时进行收集,如果遇到障碍物立刻输出信号,紧急情况下及时发出警告信号,进而有效避免发生碰撞事故,确保人车安全。
3)安全气囊电控系统:
它主要是对驾驶员起到防撞保护的作用,当汽车遇到重大冲击时,安全气囊就会运用最短的时间快速开启,进而保证驾驶员的安全不受到危害。
4)前照灯智能控制系统:
根据不同的驾驶情况调节前照灯的光照强度,进而提高夜间行驶时的安全性和可见度,使光线适应驾驶环境。除了以上3种车身控制系统外,还有电子仪表、电控座椅以及空调等控制系统。
3电子控制技术在未来汽车方面的发展趋势
随着科技的不断进步,电子控制技术在汽车方面的应用也将逐渐走向多功能化、智能化。汽车的整体设计将围绕环保、安全、高效以及舒适等多功能性发展。与此同时,汽车电子控制技术也会越来越智能化,在机电液磁、系统高度等方面更加集成化,这样汽车的功能就会更加齐全,技术精密,控制精度也会大大提高,使得汽车的安全性能和舒适程度更高。未来的20年内,很有可能汽车会具备自动调速的功能,那么以往人们开车时间过长产生疲劳时的危险性就会大大降低。这种功能的实现是通过道路旁或者汽车内部的电脑控制系统来避免外界影响和刺激的,同时它的特殊调速系统还能在别人超车或者两车距太近时调节车速,进而减少交通事故的发生。
4结论
展望未来,汽车电子控制技术的应用及发展需要相关科研工作人员不断地探索研究,它不再单方面地将电子控制技术作为机械的增补,反而更加强调汽车整体的设计理念,使汽车实现真正意义上的智能化、自动化以及信息化。可想而知未来的汽车电子控制技术必将逐渐走向智能化和多功能化,它不仅决定着一个国家在汽车工业发展领域技术水平的高低,同时也是衡量一个国家发展水平的重要标准,目前来看,汽车电子控制技术的应用和不断完善必将成为带动我国汽车产业发展的一项重要技术。
参考文献
[1]刘晶晶,于梦霞,常志萍.电子技术在现代汽车上的应用和发展[J].电子技术与软件工程,2013(21):18-23.
[2]仲子平,余文明.现代汽车电子控制技术的应用及发展趋势[J].现代机械,2003(3):9-11.
[3]孙世博,张守国.汽车电子技术的发展及应用探讨[J].中国新技术新产品,2015(11):23-24.
关键词:汽车电子控制技术;教学改革;一体化
随着汽车产业与电子技术的不断发展,在现代汽车上,电子技术应用越来越广泛。电子技术的应用极大地改善汽车的综合性能,使汽车在安全、节能、环保、舒适等各方面都有长足的进步。所以汽修专业开展《汽车电子技术》课程是非常必要的。汽车电子控制技术是一门专业课,它具有很强的理论性,也有很强的实践性,是汽车维修类专业的重要课程。课程以传感器、执行器为主要对象,讲述电子控制装置的基本结构、工作原理和故障诊断。由于电子控制技术涉及面广、电子产品种类繁多、功能各异。学生平时接触较少或者根本就没有接触过,因此学生普遍感觉深奥难懂,容易畏惧、抵触的情绪。其次电子技术更新换代快、日新月异,教学内容跟不上电子技术更新脚步、设备也不可能囊括各种控制系统。因此课堂教学知识往往滞后于现实生产实践。另外目前教学中存在教学内容理论化,学生难以理解;教学内容难度偏高,学生难以接受;教学方法老套,学习效果较差等问题。针对以上事实,本文对汽车电子控制技术教学作一些探讨。
一、优化教学内容
1.课程重新调整,适应发展方向
从20 世纪80 年代以来,汽车工业的长足进步,也是以现代电子技术为动力而实现的。当今汽车维修的特点表现为:故障诊断智能化、检修工具电子化、维修咨询网络化、维修人才专业化、维修管理标准化。然而当下存在:课程不合理、知识面狭窄、重视机构轻视电气与电控和重视理论而轻实操等通病,或因为汽车电子控制技术难教、学生学不好而放弃。课程重新调整已经势在必行,在汽车维修专业教学中应该越来越重视汽车电子控制技术这门课程。
2.教学内容更新,注重与时俱进
现代汽车工业随着科学技术的飞速发展而日新月异,新工艺、新材料、新技术广泛运用,特别是电子技术、液压技术在汽车上应用。现代汽车的故障诊断不再是眼看、耳听、手摸,而是各种新技术的应用过程。汽车技术的快速发展,日益呈现出汽车维修的高科技特征,与其同时汽车维修理念也不断更新。要求汽车维修专业的人才的培养理念要进行相应的变革,完善教育模式、更新教学内容以适应人才需求的变化。所以教学内容也要新陈代谢,删除那些已经淘汰的技术,引入新技术作为我们教学内容。
3.基于工作过程,缩小就业落差
职业教育是以就业为导向,学生就业前能在学校学有一技之长,为
今后的职业生涯打下坚实的基础。理想的职业教育实现学生“无缝”就业,也就是学生在校学习的知识技能到了企业就可以转化为生产力,可以胜任工作岗位的需求。这就要求职业教育的教学内容符合工作过程,所以教学内容的设置需要对工作过程进行研究。基于工作过程的专业教学就要满足学生就业岗位和职业发展的需求。以工作任务为核心,按照工作过程设置教学课程确定教学内容,使学生在校的学习情境中通过完成任务的过程中掌握必要的知识和技能以适应今后工作岗位的需求。
4.精选典型案例,注重理实一体
当今汽车种类繁多,汽车电子控制技术也参差不齐,职业教育业难于面面俱到,摆在职业教育教师面前的难题:如何在有限的时间内把知识传授得全面而不繁冗,并且让学生乐学其中。这样就要求教学内容要精辟、具有代表性,能够以点带面、具有启发性,能让学生触类旁通。另外考虑到中职生的智力元素属于好动型,喜欢在实践中去学习知识和技能。经过方方面面的考虑,教学内容的选取上既要典型精辟又要注重理论实践一体化课开展。
二、完善课堂教学
1.转变教学观念,课堂以学生为中心
传统的教学是以教师为中心,教学方式是我们所说的满堂灌,教师拼命灌输式的讲和学生死记硬背地学。众所周知这种教学形式简单、教法单一,已经无法激起学生的兴趣和主动性,教学效果也不理想。这就要求课堂教学中心转变,将课堂返还给学生以学生为中心。以“学生学习”为中心的主动式教学方式就是要以培养学生的兴趣为主,让学生在兴趣的驱使下自主获取知识。这样不仅仅提高了学习的效率,也培养了学生观察、发现、研究以及解决问题的能力,提高了他们的综合素质。对于《汽车电子控制技术》课程理论强注重实践的课程,只有激发学生的兴趣,才能更好的开展教学活动,达到教学目标。老师在课前准备充分的材料为学生在课堂中吸收知识掌握技能做好铺垫,学生通过老师的指引和提供的材料去探索、尝试,最后获得知识和技能。
2.采用项目教学法,课堂即工作过程
项目教学法就是在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理.信息的收集,方案的设计,项目实施及最终评价,都由学生自己负责,学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。具体课堂实施过程:教师根据索要教授的知识或技能点设计好项目,以案例切入主题,布置项目任务;学生围绕项目展开讨论,寻找解决问题的对策同时再查找资料获取必要的知识;学生实施对策,解决问题同时获取相关的操作技能;结果检验方法是否可行,总结提高。这样的学习过更符合汽车维修工作过程,维修人员接受工单,进行分析确定维修方案、施工维修、检查结果故障是否排除、积累经验。
三、校企合作
关键词:自动控制;电子技术;汽车
0 引言
在电子技术与汽车行业不断发展的过程中,两者出现了交织,从而得到了一类新兴技术即汽车电子技术,这给整个汽车行业的发展带来了一场变革。如今汽车电子化已经被视作为衡量汽车现代化的标准之一。当然汽车电子化经历了一个长时间的过程过度,最初开始于上世纪50年代中叶,主要是通过电子零部件对机械部件进行完善,之后开始对汽车各系统的独立控制部分进行开发,由电子设备解决了部分机械设备无法解决的难题。在规模化集成电路成熟后以及计算机技术的推动下,电子技术被用于开发汽车整体系统的微机控制。从上世纪90年代至今利用电子技术实现了汽车的智能化控制及网络化控制,在自动驾驶系统、导航等方面取得了巨大的进展。显然汽车电子技术为扩充汽车功能性,提高设备质量带来了强有力的支持,未来将得到更大的发展空间。
1 汽车电子技术的优势
汽车电子技术的应用给汽车发展带来了极大的支持,通过运用这些技术使得汽车在控制精度上得到了极大程度的提升,同时也扩充了控制范围,让汽车整体上得到了极大程度的优化。另外依托于汽车电子技术从一定程度上降低了油耗与污染排放,无论是在安全性上还是使用舒适性方面使汽车都发生了一个较大的改观。在节油过程中主要是配合计算机对控制参数进行采样并根据数据反馈进行相关处理来控制汽车执行机构,这不仅可以优化汽车工作状态,同时可促进其节油。通过利用传感器对发动机空燃比进行控制,配合废气循环装置在节油的基础上可大幅度降低氮氧化合物使空气污染得以控制。另外通过汽车电子技术让汽车的整体安全性得到改观。交通事故的发生是由客观因素与主观因素共同导致,电子设备的添入可强化提醒功能与警示功能,并通过ABS及安全设备等让汽车所出现的意外风险得到控制,让驾驶人的安全得以提升。汽车电子技术对汽车而言所带来的优化是全面性的,使得汽车得到了综合性完善,并成为了汽车发展的重要标志。
2 自动控制系统相关汽车电子技术讨论
(一)发动机系统
当下大多数汽车都是采用汽油发动机,这带来了巨大的环境污染。在环境问题日趋重视的背景下使得新能源发动机愈来愈受到重视。而汽车电子技术则为新能源发动机的应用提供了有力的技术支持。在新能源发动机当中天然气发动机倍受瞩目,而要让天然气发动机得以正常工作就必须控制发动机充气效率并保持有效工作压力使其动力性得以维持,那么这就需要对气缸喷射以及电控多点顺序喷射进行完善,而汽车电子技术为这些控制技术带来了支持让天然气发动机系统的性能并不逊色于汽油发动机。
(二)电子元件开发
对于汽车而言各类电子元件在某些模块及环节上起到了至关重要的作用,同样汽车电子技术也涉及到多种电子元件。在现代汽车功能性不断扩充的过程中使得电子元件的数量逐渐提升,这就涉及到了大量连接导线,使得汽车结构复杂程度进一步加大。而网络技术与总线技术对上述情况带来了优化措施,可将汽车电子设备融合成一个综合性网络并利用总线对数据进行采集及反馈。电子装置除了可实现自控外,同时可给予其他装置相关的数据服务。依托于网络化设计让布线得到了有效简化,使得电气节点与导线均得到了优化,降低了汽车结构的复杂性并使得数据传输的稳定性更为稳妥。经由数据总线可对汽车电子装置进行有效控制,一旦出现故障时也可获取故障信息并对故障因素及位置进行准确判断,以此来降低维修工作的困难程度。
(三)制动系统完善
对于汽车来说制动系统直接关系到汽车的安全性与可靠性,某些情况下汽车出现机械故障正是由于制动系统所导致的。汽车电子技术使得制动系统得到了完善,系统可匹配驾驶人员的指令达到强制降速或停止的目的。电子技术的智能性让制动系统的稳定性与适用性得到了保证,为乘驾者的行车安全带来了保障。
(四)变速系统
电控自动变速器可结合发动机载荷、转速及车速情况等对变速杆位置进行动态性调控,使得变速其换挡处于最佳位置,即可获取最优换挡时间以理想挡位。这使得汽车的加速性能得到了大幅度提升并提高了灵敏度,可将车辆负荷即驾车环境等确切地反映出来。电子气动换挡替代了原本机械换挡的作用使得汽车操纵变得更为简便,让汽车的安全性及行驶动力有所保证。
3 结语
汽车电子技术让现代汽车业逐渐朝着智能化、自动化方向所发展,当然这也是未来汽车行业必然性的趋势。在汽车电子技术的推广下让汽车安全、舒适度、操作便捷性等都有了一定幅度的提升,特别是对新能源汽车提供了实现方案,让汽车对环境的亲和性得到了改善。汽车电子技术推动了整个汽车行业的发展,为汽车整体稳定性带来了有力的技术支持。
关键词:电子技术;自动控制
前言:当今社会,电子技术已经逐渐成为汽车的核心技术,汽车工业也为电子技术工业的发展提供了新的机遇和更为全面的展示平台。随着人类社会持续发展的理念不断的加深,要求汽车向节能环保,安全无污染的方向发展,同时,驾乘人员对驾驶的便捷性、操控的稳定性、乘坐的舒适性等要求也在不断的提高,因此,现代汽车的电子信息化和网络智能化已经成为发展的方向和必经之路。
1.汽车行业中电子技术的应用
1.1 电子技术在汽车交通智能化中的应用
随着人类对于机器智能化的程度不断提高,智能汽车技术发展的重要领域已经转移到能够感知周围环境的智能传感器技术和响应快速可靠的执行器技术,同时需要结合集成协调控制策略和网络通信技术,这些技术的引进,将大大提高智能汽车的环境实时感知能力,也为实现车辆自身的规划决策行驶路线能和自动驾驶操作提供了硬件保障。同时,人类对于智能交通系统技术的环保节能,高效安全的使命也给予了更多的关注,解决行车安全问题已成为发达国家未来智能交通技术研究的重点,这也成为提升交通畅通能力,降低温室气体排放等保护环境和节约资源能力的重要途径之一。
1.2 电子技术在汽车信息系统平台中的应用
简单来说,电子技术的发展将以人、车、环境交互为统一特征的信息系统平台的实现提供了可能。现在,以车载远程信息系统作为基本构架,提供包括定位导航系统、移动通信办公、多媒体移动影音系统、车辆远程故障诊断、辅助驾驶等功能的技术已经得以实现,人性化的人机交流控制技术将在不就得将来得到广泛应用。
1.3 电子技术在新能源汽车中的应用
由于能源的耗竭,减少汽车工业对石油的依赖以成为现代科技工作者最务须解决的问题之一,新能源汽车也就应运而生并且快速发展,电子技术在新能源汽车的载动力蓄电池管理、电液复合制动,燃料电池发动机控制和动力系统匹配控制等关键技术方面发挥着重要作用。
2.电子技术在自动控制领域的应用
2.1 电子技术在汽车地盘中的应用
众所周知,汽车的地盘作为整车的基础,是汽车最为重要的部分,包含了转向、制动、悬挂等多个系统:转向系统中,电动助力转向已经初步替代了传统的继液压动力转向系统,将汽车转向系统的技术层次又提高到一个新的领域,其中,在欧洲市场中销售的小型汽车大多数已经采用了这种技术,同时,在汽车的稳定性控制方面,电子技术已经被广泛的应用,主动打滑系统、四轮转向系统技术和整车横摆稳定控制技术已经成为现代汽车应用最为广泛最为有效的主动安全技术之一,而电子机械制动和线控制动已开始由研究阶段转为实际应用阶段,前景十分广阔;在汽车的悬架系统中,减震系统是最为主要的部件组之一,电子技术已经开发出了很多的技术部件对此加以操控,包括通过调节电磁力变化的阻尼连续可调的电磁流变减震器的半主动悬架系统和通过调节弹簧刚度和减震器阻尼实现对悬架控制和对车辆高度调节的电控空气悬架系统,这些系统的研发成功,为汽车的减震做出了相当大的贡献。
2.2 电子技术在汽车综合集成控制中的应用
由于现代汽车的智能化功能化的发展,驾驶人员索要操控的功能会越来越多,而汽车的操作也要求越来越简化,这就要求电子技术能够解决综合集成各种控制技术的目的,实现对多个控制目标的统一协调控制。其中,发展和应用都最为广泛的就是融合了四轮转向系统、主动前轮转向和直接横摆控制和主动悬架控制技术的汽车动力学综合管理系统,这一复杂系统不仅集成了汽车主动和被动安全技术,同时,这种分布控制系统为车载网络总线技术提供了合理的架构,也为整车综合集成控制提供了技术保证。
2.3 电子技术在汽车动力传动中的应用
汽车的动力性作为汽车最为重要的指标之一,是反应汽车性能最直接也是最客观的指标。但是,随着我国范围乃至世界范围内,对环境污染和节约能源的呼声和要求越来越高,这也推动了汽油发动机中涡轮增压和缸内直喷技术以及稀薄燃烧以及车载诊断等控制技术的不断发展和应用。最主要的就是基于缸压控制的电控发动机和均质压燃发动机的深入研究和发展。而随着各国对发动机排放量的要求更加严格,单纯的采用车载诊断技术已经不能满足这些要求,而需进一步采用可变截面涡轮增压以及电控高压燃油喷射,包括废气再循环相关控制和排放后处理技术。同时,在自动变速器发展方面,实现动力转动一体化的集成控制以优化动力性和燃油经济性是目前技术发展的热点。
2.4 电子技术在汽车总线的应用
由于汽车操控的部件越来越多,为了简化汽车电控装置的线路连接,提高汽车系统可靠性,利于各电控装置之间数据传输和信息共享,便于建成标准模块化结构,现代汽车的网络总线技术得到了极大的发展,车载网罗总线技术的应用不仅为整车综合集成控制提供了技术保证,同时也对整车电气系统设计的结构优化和技术革新提供了坚实的基础。
关键词:现代汽车发动机;电子控制;应用
在现代汽车上,电子技术的应用越来越广泛,今天的汽车已经进人了电脑控制的时代。电子技术和计算机技术的发展为汽车技术性能的提高,经济性和舒适性的改善,乃至对减少汽车废气污染都创造了良好的条件。汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命,汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志,是用来开发新车型,改进汽车性能最重要的技术措施。据统计,从1989年至2000年,平均每辆车的电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至23%以上。在一些豪华轿车上使用单片微型计算机的数量已经达48个,电子产品占到整车成本的50%以上。目前电子技术的应用几乎已经深人汽车,尤其是发动机上所有的系统。
发动机采用电子控制是必然趋势
由于汽车的保有量不断增加,人们对生活质量也越来越注重,因而,汽车排放的有害气体对大气的污染日益引起人们的重视,特别是在美国洛杉矾以及日本东京发生光化学烟雾事件后,造成很大影响。一些发达国家的政府开始研究制定法规对汽车的排放进行限制。美国、日本及欧洲一些国家在20世纪60年代末相继提出限制排放的法规,而且不断地严格。美国有的州甚至还提出了低污染或无污染车的要求。这样日趋严格的要求,用传统的结构是无法达到的,于是电子技术起了很大的作用。也可以说是排放法规推动了电子技术在发动机上的应用,大量采用电子控制是从发动机管理开始的。
采用电子控制发动机
发动机采用电子管理是从20世纪60年代应用电子点火开始。当时是一种比较简单的、用锗功率晶体管结构,非常昂贵并对环境很敏感。到70年代,电子点火在轿车上已成为标准装置。电子点火系统大致有白金晶体管点火系统、霍尔电压发生器晶体管点火系统、感应脉冲波发生器晶体管点火系统及电容器放电式点火系统等。
电子点火系统与传统结构的不同之处在于它不是靠触点断电,而是由信号发生器发出信号使点火控制器进行控制。由于其点火线圈的一次电流像普通点火系统那样受触点控制,可以增大;因而提高了点火能量。此外,由于信号发生器的信号不是由机械凸轮控制,点火的正时可以更为精确,取消了触点也就不存在触点火花的问题,因此工作可靠,也无需维护与保养,大大方便了用户。
由于电子技术的不断发展,又出现了微机控制点火系统,由微机接收水温 、进气压力、空气流量及曲轴位置与转速等信号,经微机分析处理,按最佳燃烧的要求,控制点火线圈三极管的导通和截止。这样,就可以更精确地根据发动机工况来控制点火正时。
电子点火系统
电子点火系统是指利用半导体器件(如三极管、可控硅代传统点火系统的机械开关,接通或断开初级电流的点火系统。电子点火系统由微机、传感器及其接口、执行机构等几部分构成。该系统可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断,然后进行点火时刻的调节,这样可以节约燃料,减少空气污染。根据储能方式不同,电子点火系统可以分为电感点火系统和电容点火系统两大类。
电控燃油喷射
电子控制燃油喷射系统(简称EFI)是用计算机控制燃油供给量的装置,它能在各种工况下,精确地控制混合气空燃比,各缸混合气的分配在质与量两个方面都较为均匀,从而使各气缸都能获得良好的混合气,保证燃烧得完全与及时,保证发动机始终工作在最佳状态,使其在输出一定功率的条件下最大限度地节油和净化空气。与传统的化油器装置相比,它具有易于起动发动机,且起动时间短、省油、排放污染少、加速性能好,以及动力性强等优点。到20世纪纪70年代后期,电子控制化油器及电子控制燃油喷射系统快速发展。这是由于开始可以提供微控制器,电控喷油技术比电子点火系统要复杂多了。但它使精确及灵活的控制成为可能,使直喷式汽油机的梦想得以实现,并达到稀薄燃烧,大大改善燃烧效率,提高燃油经济性15%并改善排放。同时对冷启动、瞬时加速、过渡状态的平稳I生等发动机性能都有帮助。国外20世纪8O年代以后的小型汽车都普遍采用这种装置,我国近年来也大力普及采用这种装置,逐渐淘汰了化油器装置。
燃油喷射有单点喷射及多点喷射两种形式。定喷射系统是通过设在空气流量传感器与分油盘之间的连杆,使活塞往上或往下移,以调整空气,燃油混合比。气流控制喷射系统,即通过空气流量传感器与电子控制器监控发动机状况,利用电磁式喷射器开启时间的变化来增减供油量 、调整混合比。其控制是根据空气流量、发动机温度、发动机转速、进气温度、节流阀位置、进气压力及氧传感器的信息通过计算机来进行的。
电控燃油喷射系统用于汽车已二十多年。在这期间,有了很多改进,特别是直喷式汽油机的推广,推动了发动机电子控制系统的发展。该系统将原来各自独立的电子控制燃油喷射系统与电子控制点火系统组合在一起,共用一套传感器和一个控制单元,使喷油与点火真正能达到精确的优化匹配,使发动机能更好地适应各种工况及外部环境。其工作机理主要是靠电子监测对发动机扭矩的需求来控制发动机的各种功能及负荷。扭矩需求的输入信号主要是根据驾驶信号操纵加速踏板的状况,同时也考虑其他系统,如防抱制动及驱动防滑电子控制系统的输入信号。发动机的外部负荷及内部控制功能,如发动机的启动、怠速速度控制以及三元催化转换器的加热等,也都一样组合在一 起。所有这些输人数据,皆由电子控制单元加权处理并转换成一简单的扭矩要求,以此对每一个特定工况确定节气阀位置、点火提前角及喷油量。用这种优化匹配的结果,既可降低油耗,同时还降低了排放。
连续可变气门正时及升程
发动机采用电子控制的另一个新领域就是连续可变气门正时及升程。通用汽车公司将此结构用于雪弗兰车型上。福特汽车公司亦已在其1.7L发动机上应用。丰田汽车公司则在其3L的直列6缸发动秽1(用于丰田1998年的Supra及GS300、SC300车型 ),以及4L的V8发动机(用于Ls400及GS400车型 )上作为标准装置投放于美国市场。除了可以降低排放及降低油耗外,还可加大输出功率。本田及福特是首先将这种结构用于低档车正在开发一种液力驱动式气门机构,取消凸轮轴、推杆、摇臂等气门驱动机构。用到6.4L的V8秽1(用于轻卡)上。西门子公司也在研究电磁式气门,这都将为电子控制开辟新的应用领域。
电子控制节气门
电子控制节气门是一个发展较快的电子技术。通用、丰田、西门子以及飞亚特公司均已开始生产并装于汽车上。此装置可替代行驶车速控制系统。在欧洲这一结构发展较快,现已从豪华高档车发展到普通国民车(大众汽车公司的新型甲壳虫车涡轮柴油机上 )。
控制模块的安装位置
控制模块的安装位置也是一个重要的问题。20世纪70年代,电子控制单元承受不了发动机舱内的严酷环境,都装在客舱 内的前围下方,因此,就有大量的线柬穿过前围板进入发动机舱。到了80年代,一些新材料开发出来,使控制单元可以进入发动机舱,但仍远离发动机。新一代电子模块已可以做得非常严实,不仅可装在发动机舱内,而且可以装在发动机上,因而大大简化了布线。这种模块完全采用了不同的技术,功能强,尺寸小,具有更强的计算能力。同时,它能耐高温环境和承受强烈的振动,并将集成更多的控制功能于一体。
克莱斯勒汽车公司开发的动力传动系统控制模块SBECIIIA,是一种第三代的单板电子控制器。它具有先进的爆震传感器输出信号,根据发动机转速区分出噪声与爆震。它能提供很低的怠速转速,即保持500r/min的稳定转速。而当蓄电池电压过低需提高充电率时,或在停放车辆过程中需加大动力转向助力时,以及使用空调降低车内温度时,可将怠速转速提高到650r/min。这种控制器的软件可在任何时候进行更新,如需要改变性能或排放控制,在装配厂或经销商处就可以很快地更改,比更换整个控制器便宜得多。由此可以看出在发动机电子控制方面的技术进步及集成化、模块化的趋势。今后,将会把电子控制节气门、电子控制变速器、行驶速度控制器等都集成为一个动力传动系统电子控制模块。
汽车行业的快速发展,要求其技术手段必须不断创新,才能够满足人们的需要,获得长足的发展和进步。现代化汽车更加注重智能化、自动化发展,四轮转向系统应用电子控制技术后,具有较强的智能化水平,从而保证驾驶过程中,能够对汽车进行较好的控制。
【关键词】汽车电子控制技术 四轮转向系统 4WS系统
交通运输行业的快速发展,促进了汽车行业的迅猛发展,汽车技术水平不断提升,尤其是四轮转向系统的应用,保证了汽车驾驶过程中,可以对汽车进行较好的控制。目前汽车四轮转向系统主要应用了4WS系统,该系统实现了智能化控制,保证汽车在行驶时能够具有较高的安全性。本文分析了4WS系统的结构,并就4WS系统的有效应用展开了分析和论述。
1 汽车四轮转向系统结构及工作原理分析
4WS系统在汽车四轮转向系统中得到了广泛应用,4WS系统是日本NISSAN公司研制的,在对四轮控制中,发挥了重要作用。4WS系统的可靠性较高,并且工作压力大、系统较为可靠,有效地满足了汽车四轮转向系统的应用需要。
1.1 4WS系统组成
4WS系统是基于汽车电子控制技术发展到一定阶段的产物,其采用了电子控制技术和电机助力技术。4WS应用于四轮转向控制当中,结构相对独立,在前后轮转向系统当中,并不存在机械连接,保证系统在工作中,能够具有较强的性能水平。4WS系统由转向机构、传感器、ECU、电动机、减速器等部分组成。电子控制技术在后轮转向中得到应用,可以完成汽车转向操作,满足汽车行驶需要。
1.2 4WS系统工作原理
从上文中4WS系统的组成部分来看,4WS系统发挥功能,需要借助于电子控制技术,并且对传感器进行应用,获取转向信息,利用ECU分析计算,之后将相关命令传递给电动机,电动机对信号进行执行,以完成转向操作。在这一过程中,ECU和传感器之间进行联动,可以对汽车状况进行有效监测,保证汽车转向时,转向角能够符合要求。4WS系统在转向控制过程中,主要有两种转向模式,一种是4WS状态,即车主根据4WS系统反馈的信息,对转向过程中存在的危险进行规避,保证转向安全;另一种是在系统出现故障后,系统处于2WS状态,通过对后轮自动转向装置进行控制,完成转向需要。无论是4WS还是2WS转向,都需要借助于传感器和ECU之间的联动,保证对汽车行驶状况进行把握,以保证汽车转向具有较高的安全性和可靠性。
2 基于汽车电子控制技术的四轮转向系统分析
4WS系统在汽车四轮转向系统中的应用,采用了步进电动机作为转向系统的执行元件,具有较高的动态响应效果,能够提升转向的灵敏性,保证驾驶员转向操作具有较高的稳定性和安全性。4WS系统在应用时,需要对结果框架以及系统内部设计进行把握,保证系统具有较强的刚,能够更好地满足汽车行业发展需要。
2.1 结构框架
四轮转向系统在设计过程中,关键点在于把握其结构设计,能够从整体角度出发,对各个局部进行有效地分析,以保证4WS汽车电控系统功能和作用得以发挥。4WS系统中,传感器以及控制ECU是系统功能得以发挥的关键,在设计过程中,需要选择性能较好的单片机,并且保证指示灯设计合理,能够为汽车驾驶员提供预警,避免转向过程中出现危险。关于4WS系统的结构框架,我们可以从图1中看出。
4WS系统设计需要兼顾4WS模式和2WS模式,保证两种模式在系统应用过程中发挥应有的功能和作用,保证4WS系统具有较高的稳定性。在进行控制核心选择时,利用80C196KB单片机,可以保证系统性能,对获取的信号信息进行有效处置,保证系统功能稳定发挥。
2.2 系统设计
如图2,在进行系统设计过程中,需要考虑到微处理器的设计、电路设计两个方面内容,这两个方面设计合理性,直接影响到了四轮转向系统的功能。
2.2.1 微处理器设计
微处理器是四轮转向系统中的重要组成部分,在利用4WS系统过程中,微处理器性能需要得以保证。微处理器是ECU的核心部门,对大部分输入信号进行处理,工作量较大。微处理器的性能,直接影响到了信号处理效率和质量,对于4WS系统功能有着十分重要的影响。在进行设计过程中,其采取A/D或是D/A的转换模式,能够保证信号进行有效传输。同时,在CPU选择时,可以应用80C196KB单片机,这种单片机具有较好的处理性能。
2.2.2 电路设计
电路设计过程中,需要考虑到信号有效调理,能够保证电路符合系统处理信息需要。4WS系统电路设计以ECU设计为主,ECU是输入信号调理电路的重要组成部分,主要由运算放大器LM2902和阻容元件构成低通滤波器。为了保证电路运行的稳定性,利用电极管D1和D2进行过载保护,当元器件中电流或是电压过大,对电路产生破坏后,可以对故障问题进行较好的解决。同时,电路设计时,需要保证A/D转换器能够对干扰信号进行处理,并通过利用滤波电容,对高频干扰问题进行有效解决。同时,在进行电路设计过程中,需要加强电路与其他系统结构之间的联系,尤其考虑到电路设计与微处理器选择之间的关系,保证CPU和ECU之间发挥联动作用,保证4WS系统具有较强的功能。
2.2.3 抗干扰设计
4WS系统在四轮转向系统中应用,干扰设计问题必须予以考虑。系统工作时,由于受到电源波动以及电磁辐射的影响,可能导致信号传输出现混乱的情况,进而影响到程序正常运转,导致程序出现失控。在这一过程中,为了保证程序运行的稳定性和可靠性,可以利用多级滤波技术对抗电源波动干扰,降低外部电磁辐射的影响,从而保证数据信息更加有效的获取。
3 结束语
4WS系统在汽车四轮转动系统中应用,实现了电子控制技术的有效利用,保证在转向操作时,为驾驶员提供较好的指导,在遇到危险时,能够对{驶员进行预警,避免驾驶员错误操作,给汽车和自身带来危险。因此,汽车行业在发展过程中,要注重对电子控制技术进行应用,使其能够对四轮转向系统进行完善,提升转向系统的性能水平,使其更加稳定、可靠。
参考文献
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[2]张庆永,刘成武,洪亮.基于ADAMS和Matlab的四轮转向汽车控制系统联合仿真研究[J]. 机电技术,2013(01):5-8.
作者简介
张凯(1988-),男,山西省临猗县人。学士学位。现为运城职业技术学院助工。主要研究方向为汽车电子。