論客用汽車(chē)電子控制技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

[摘要]我國(guó)客用汽車(chē)目前也逐步將電子控制技術(shù)應(yīng)用到整車(chē)控制系統(tǒng)當(dāng)中，極大的方便了人們?nèi)粘ｑ{駛的需要。本文介紹了電子控制技術(shù)在可用汽車(chē)中的實(shí)際應(yīng)用例子，如ABS、CCS系統(tǒng)，并且針對(duì)可用汽車(chē)未來(lái)發(fā)展的方向，預(yù)測(cè)了客用汽車(chē)電子控制技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。

[關(guān)鍵詞]客用汽車(chē)；電子控制技術(shù)；ABS；CCS

一、引言

隨著汽車(chē)技術(shù)和電子技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代汽車(chē)為提高汽車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、舒適性，以及減少尾氣排放污染而廣泛采用了電子控制技術(shù)。電子控制技術(shù)是現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)與標(biāo)志，從發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射、點(diǎn)火控制、進(jìn)氣控制、排放控制、故障自診斷到底盤(pán)的傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向與制動(dòng)系統(tǒng)，以及車(chē)身、輔助裝置等都普遍采用了電子控制技術(shù)。當(dāng)前在汽車(chē)電子控制技術(shù)領(lǐng)域，主要有：發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制、電控自動(dòng)變速器（ECT）、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)（ABS）、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）、緩速器、電控空氣懸架（ASC）、巡航控制系統(tǒng)（CCS）、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPAS）、四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（4WS）、安全氣囊（SRS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）等電子控制應(yīng)用技術(shù)。我國(guó)交通部在2001年7月1日頒布實(shí)施了營(yíng)運(yùn)客車(chē)類(lèi)型劃分及等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JT/T325—2002中規(guī)定：高一級(jí)以上客車(chē)必須安裝制動(dòng)防抱死系統(tǒng)（ABS），高二級(jí)以上大中型客車(chē)必須安裝緩速器。本文分別針對(duì)可用汽車(chē)制動(dòng)防抱死系統(tǒng)（ABS）和巡航控制系統(tǒng)（CCS）展開(kāi)分析，重點(diǎn)研究了它們的性能特點(diǎn)和工作原理。

二、電子控制技術(shù)在客用汽車(chē)上的應(yīng)用

（一）制動(dòng)防抱死系統(tǒng)（ABS）

它是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點(diǎn)的汽車(chē)安全控制系統(tǒng)。ABS是常規(guī)剎車(chē)裝置基礎(chǔ)上的改進(jìn)型技術(shù)，可分機(jī)械式和電子式兩種。它既有普通制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)功能，又能防止車(chē)輪鎖死，使汽車(chē)在制動(dòng)狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向，保證汽車(chē)的制動(dòng)方向穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏，是目前汽車(chē)上最先進(jìn)、制動(dòng)效果最佳的制動(dòng)裝置。

制動(dòng)性能是汽車(chē)主要性能之一，它關(guān)系到行車(chē)安全性。評(píng)價(jià)一輛汽車(chē)的制動(dòng)性能最基本的指標(biāo)是制動(dòng)加速度、制動(dòng)距離、制動(dòng)時(shí)間及制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性。 制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性，是指汽車(chē)制動(dòng)時(shí)仍能按指定的方向的軌跡行駛。如果因?yàn)槠?chē)的緊急制動(dòng)（尤其是高速行駛時(shí)）而使車(chē)輪完全抱死，那是非常危險(xiǎn)的。若前輪抱死，將使汽車(chē)失去轉(zhuǎn)向能力；若后輪抱死，將會(huì)出現(xiàn)甩尾或調(diào)頭（跑偏、側(cè)滑）尤其在路面濕滑的情況下，對(duì)行車(chē)安全造成極大的危害。

制動(dòng)防抱死系統(tǒng)（ABS）的基本工作原理，以WABCO公司生產(chǎn)的氣制動(dòng)防抱死系統(tǒng)為例。該公司主要生產(chǎn)4S/3M、4S/4M、6S/4M和6S/6M等4種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的制動(dòng)防抱死系統(tǒng)，其中最為典型的是4S/4M布置方式的制動(dòng)防抱死系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中有4個(gè)傳感器、4個(gè)電磁閥、4個(gè)齒圈、1個(gè)電子控制器ECU、1個(gè)報(bào)警燈和各種規(guī)格的連接導(dǎo)線等部分組成。當(dāng)汽車(chē)在制動(dòng)時(shí)，每個(gè)輪胎上安裝的傳感器會(huì)將各自車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)傳給電子控制器，然后由電子控制器來(lái)確定每個(gè)車(chē)輪實(shí)際的滑移率。如果車(chē)輪的滑移率超過(guò)正常值的30%的時(shí)候，電子控制器會(huì)控制電子閥進(jìn)行排氣，從而降低制動(dòng)室的氣壓，減小車(chē)輪的偏移率；當(dāng)車(chē)輪的偏移率減少到正常值的15%以下的時(shí)候，電子控制器會(huì)控制電磁閥關(guān)閉，提高制動(dòng)室內(nèi)的氣壓，從而增大車(chē)輪的偏移率，經(jīng)過(guò)數(shù)次調(diào)整，車(chē)輪的偏移率就能夠穩(wěn)定在一個(gè)最佳的制動(dòng)狀態(tài)了。

（二）巡航控制系統(tǒng)（CCS）

它是一種減輕駕車(chē)者疲勞的裝置。當(dāng)汽車(chē)在長(zhǎng)距離的高速公路行駛時(shí)，啟動(dòng)巡航控制系統(tǒng)就可以自動(dòng)將汽車(chē)固定在特定的速度上，免除駕車(chē)者長(zhǎng)時(shí)間腳踏油門(mén)踏板之苦。同時(shí)，它還能在巡航狀態(tài)下對(duì)預(yù)定的車(chē)速進(jìn)行加速和減速的調(diào)節(jié)。在上世紀(jì)60年代的美國(guó)，巡航控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在汽車(chē)上，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的一些中高檔車(chē)如帕薩特、雅閣等也都安裝有巡航控制系統(tǒng)。另外，巡航控制系統(tǒng)還有節(jié)省燃料和減少排放的好處，因?yàn)槠?chē)都有對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)速度，當(dāng)駕駛者將巡航控制系統(tǒng)調(diào)置在經(jīng)濟(jì)速度上就可以起到省油的作用。具體來(lái)說(shuō)，巡航控制系統(tǒng)（CCS）有巡航定速、巡航加速、巡航減速等功能。

（1）定速巡航：將控制手柄開(kāi)關(guān)撥到ON位置后，即可在40公里/小時(shí)以上的任何速度，按住（SET/ACC）鍵1秒鐘設(shè)定巡航車(chē)速，進(jìn)入巡航狀態(tài)（無(wú)需踩油門(mén)，車(chē)輛即可按設(shè)定的速度巡航）。（2）巡航加速：在巡航狀態(tài)下，每按住（SET/ACC）鍵半秒鐘可以增加時(shí)速1公里。也可一直按住（SET/ACC）鍵，車(chē)速會(huì)自動(dòng)緩緩提升，直至適合的速度再松開(kāi)按鍵。此外，在定速巡航狀態(tài)下可以直接踩油門(mén)加速，當(dāng)松開(kāi)油門(mén)后，車(chē)速將緩緩回復(fù)到先前設(shè)定的巡航速度。（3）巡航減速：在巡航狀態(tài)下，每按住（RES/DEC）鍵半秒鐘可以降低時(shí)速1公里。也可一直按住（RES/DEC）鍵，車(chē)速會(huì)自動(dòng)緩緩下降，直至適合的速度再松開(kāi)按鍵。（4）定速解除：在巡航狀態(tài)下，輕輕踩下制動(dòng)，便可解除定速。（5）定速恢復(fù)：解除定速后，只要按住（RES/DEC）鍵1秒鐘，不用踩油門(mén)，車(chē)速即可自動(dòng)恢復(fù)到定速解除之前的巡航速度。（6）巡航開(kāi)關(guān)：一是巡航開(kāi)/關(guān)開(kāi)關(guān)：用于開(kāi)啟或關(guān)閉巡航功能。原先記錄的目標(biāo)巡航車(chē)速將在巡航功能關(guān)閉后丟失。二是巡航設(shè)置/減少開(kāi)關(guān)：用于開(kāi)啟巡航車(chē)速設(shè)置功能或減少目標(biāo)巡航車(chē)速。開(kāi)關(guān)具有機(jī)械自恢復(fù)功能。三是巡航恢復(fù)/增加開(kāi)關(guān)：用于開(kāi)啟巡航車(chē)速恢復(fù)功能或增加目標(biāo)巡航車(chē)速。開(kāi)關(guān)具有機(jī)械自恢復(fù)功能。四是每隔50ms，BCM（車(chē)身控制器）都檢測(cè)并記錄巡航開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

三、客用汽車(chē)電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）客用汽車(chē)電子控制技術(shù)發(fā)展趨于集中化與智能化。自從上世紀(jì)九十年代末，客用汽車(chē)電子技術(shù)逐漸趨于智能化、微型化與集成化。例如：當(dāng)今汽車(chē)電子控制系統(tǒng)中的任何一個(gè)微處理器都可以同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、牽引力和穩(wěn)定性等汽車(chē)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行綜合操縱。這個(gè)微處理器還可以對(duì)汽車(chē)內(nèi)的駕駛?cè)藛T進(jìn)行實(shí)時(shí)的正面、側(cè)面和后面的安全氣囊控制，并且可以同時(shí)對(duì)安全帶進(jìn)行預(yù)緊，調(diào)整安全氣囊打開(kāi)的速度，從而達(dá)到全面保障駕駛員安全的作用。另外，在電子控制系統(tǒng)中，智能化集中傳感器和智能化的執(zhí)行操縱機(jī)構(gòu)也可以同時(shí)應(yīng)用，車(chē)載的數(shù)字信號(hào)處理器也可以針對(duì)聲音、各種檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。（2）客用汽車(chē)電子控制技術(shù)發(fā)展趨于多功能化。據(jù)當(dāng)前的一些統(tǒng)計(jì)資料顯示，大多數(shù)駕駛員會(huì)停留在汽車(chē)中，通常有超過(guò)40%以上的時(shí)間都是無(wú)所事事，而在時(shí)間就是金錢(qián)，信息就是企業(yè)生命的今天，在每時(shí)每刻都能夠收集到外界的信息，并與外界時(shí)刻保持聯(lián)系是身處商業(yè)社會(huì)的人們所面臨的普遍狀況。如果在汽車(chē)上安裝有能顯示信息和日程表， 閱讀或發(fā)送電子郵件和傳真， 收看天氣預(yù)報(bào)和股市行情， 訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)， 甚至訂購(gòu)機(jī)票或一束鮮花的電子商務(wù)、通信系統(tǒng)，人們就會(huì)實(shí)時(shí)保持與車(chē)外世界的聯(lián)系，能夠進(jìn)一步提高人們工作的效率，節(jié)約時(shí)間。

四、總結(jié)

在當(dāng)前的客用汽車(chē)電子控制技術(shù)水平階段，車(chē)載電子控制技術(shù)不僅有制動(dòng)防抱死系統(tǒng)（ABS）和巡航控制系統(tǒng)（CCS）這兩大類(lèi)產(chǎn)品，還在智能導(dǎo)航系統(tǒng)和緩流器等產(chǎn)品中也有應(yīng)用。隨著電子控制技術(shù)的發(fā)展和人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種型號(hào)的集中化、智能化和多功能化的汽車(chē)將越來(lái)越多的應(yīng)用到人們工作、生活當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)

[1]何渝生．汽車(chē)電子技術(shù)及控制系統(tǒng)[M]．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1997

[2]鄒長(zhǎng)庚．現(xiàn)代汽車(chē)電子控制系統(tǒng)[M]．北京：北京理工大學(xué)出版社，2002

[3]唐仕明．電渦流緩速器在大客車(chē)上的應(yīng)用[M]．汽車(chē)電器．2002（3）：30～32

[4]李東江．現(xiàn)代汽車(chē)電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修[M]．江蘇：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2001

[5]王春民．現(xiàn)代汽車(chē)電子控制技術(shù)在客車(chē)上的應(yīng)用[J]．客車(chē)技術(shù)與研究．2002，24（5）：35～37