汽車電子控制技術的應用與分類研究

隨著時代的發展和社會的進步，汽車已經不單純是人們日常出行的一種代步工具，而越來越多的是追求安全性、舒適性和豪華程度，甚至能代表其身份和地位的汽車。要實現這些愿望都離不開電子控制技術的發展，當不斷革新的電子控制技術被應用到汽車設計與制造中，就給汽車的發展提供了無限的空間，本文就汽車電子控制技術的應用與分類進行了研究。

【關鍵詞】汽車 電子控制技術 性能

1 汽車電子控制技術的發展概況

對于現代汽車制造業而言，電子控制技術已經成為一項不可或缺的重要技術，它的應用除了能夠提高汽車的安全性、舒適性、動力性之外，還能有效減輕車輛的尾氣排放量。汽車電子控制技術的發展主要經歷以下歷程：

第一階段是上個世紀60年代，在該時期，汽車上應用的電子控制技術主要有二極管整流式交流發電機、晶體管點火裝置、變速器電子控制裝置。

第二階段是上個世紀70年代-90年代，這是電子控制技術發展極為迅速的一個時期，在該時期，汽車上應用的電子控制技術主要有微處理器、電子控制防滑裝置、IC點火器、數字式點火時刻控制系統、發動機集控系統、微機控制型儀表系統。

第三階段是上個世紀90年代至今，該時期汽車電子控制技術已經進入了成熟期，各種技術更加先進、合理，在汽車上的應用范圍也逐步擴大，汽車上電子設備在其總造價的比例也越來越高，如某公司出產的汽車，僅電子設備的成本就占了整車造價的33.4%左右，電子控制已經成為汽車發展的一種必然趨勢。

2 汽車電子控制技術的分類及其應用

目前，對于汽車電子控制技術并沒有一個非常系統的分類，多數情況下都是針對汽車的構造進行具體分類的，如發動機電子控制技術、底盤電子控制技術、車身電子控制技術，除此之外，車載的一些電子設備也被歸入到了汽車電子控制技術當中，如車用雷達、GPS與數字地圖、圖像識別、通訊技術等等。以下就這幾個方面電子控制技術在汽車上的應用進行分析。

2.1 電子控制技術在發動機上的應用

2.1.1 ESA

ESA即汽車電子點火系統，該系統能夠接收到由傳感器發出的與發動機有關的各種參數信息，系統中微處理芯片會對這些參數進行分析、運算，以此為據對車輛的點火時刻進行調節，這樣不但可以使汽車的點火特性獲得有效改善，而且能夠使燃料的消耗量大幅度降低。

2.1.2 EGR

EGR是汽車廢氣再循環控制系統的縮寫，該系統能夠將汽車運行過程中產生出來的一部分廢氣引入到進氣管當中，并與新鮮的混合氣混合后形成一種帶有廢氣的混合氣體，隨后返回到被回收的氣缸當中，同時系統會按照發動機當前的運行工況，并利用安裝在排氣管上的進氣支管通道將EGR閥門打開，從而實現對EGR率的有效控制，由此便可進一步減少汽車發動機運行時產生的廢氣及氮氧化物的排放。

2.1.3 ECFI

ECFI是電控噴油的縮寫，該裝置在汽車發動機上的應用有效提升了發動機的工作性能，使其在運行過程中始終處于良好的工作狀態，這不但可以使車輛行駛更加安全、穩定，而且還能起到節油的作用，有利于減輕尾氣排放對空氣的污染。

2.1.4 發動機電子綜合控制系統

該系統簡稱EECS，它最為顯著的作用是可以使汽車發動機始終處于最佳的工況，有利于提高整車的安全性能，該系統借助相應的電子控制手段，能夠對以下環節進行優化控制，如點火、噴油、空氣燃油比、廢氣排放等等。不僅如此，隨著網絡和集控技術的不斷發展及廣泛應用，使得汽車的EMS系統借助CAN總線能夠對其它控制系統進行網絡互聯，真正意義上地實現了電子綜合控制。該系統在汽車發動機上的應用具體體現在如下兩個方面：

（1）在以汽油機作為動力驅動裝置的汽車發動機上的應用。該系統除了能夠對空氣燃油比進行反饋控制之外，還能對怠速進行有效的控制，由此進一步降低了汽油機的燃油消耗量。同時該系統能夠實現啟動噴油量和伺服噴油量的有效控制。隨著研究的不斷深入，現已研發出了一種帶有故障自診斷功能的電子綜合控制系統，這使得該系統的穩定性和可靠性獲得一定程度的提升，對發動機的控制也更加有效。

（2）在以柴油機作為動力驅動裝置的汽車上應用。實踐證明，該系統在柴油汽車上應用后，可以使車輛節約能耗15%以上，節能效果非常顯著，更為重要的是，它可以使廢氣排放及發動機噪音獲得有效的改善，國家環保部門的相關標準中明確規定，未安裝該系統的柴油汽車不得上道行駛。

2.2 電子控制技術在底盤上的應用

2.2.1 EC-AT

EC-AT是微控自動變的縮寫，它是由相關的傳感器對車速與節流閥的開度等信息進行采集，并通過轉換器將采集到的信息轉換成為電信號，將信號作為電子控制裝置ECU的輸入信息，經EC-AT的ECU根據汽車的換擋特性及規律適時地輸出信號給電磁閥，以此來對油壓回路進行控制，在這一基礎上，便可精確地對傳動比進行控制，從而使汽車獲得最佳的檔位及換擋時間。與傳統的變速器相比，EC-AT的傳輸效率更高、油耗更低、大幅度提升了換擋的舒適性，車輛的運行更加平穩，有助于延長整車的使用年限。此外，EC-AT的應用可以使鎖止控制不再依賴油壓，不但減輕了鎖止沖擊，而且還使變速器各個檔位均能夠實現有效的鎖止。

2.2.2 ABS

即防抱死裝置，該裝置的主要作用是確保車輛在緊急剎車的過程中能夠獲得瞬態的控制。目前絕大部分轎車都帶有ABS系統，從而有效降低了車輛制動時的側滑風險，常規的ABS由輪速傳感器、電子控制裝置及制動壓力調節器組成，當車輛制動時，若是某個車輪發出抱死信號后，電子控制裝置會接收到該信號，并對信號進行判斷，然后對電磁閥發出指令，借助減緩制動力持續增長的方式，阻止車輪抱死。

2.3 電子控制技術在車身上的應用

2.3.1 SRS

SRS是安全氣囊系統，該系統一般會在車身遭受撞擊時自行啟動，瞬間將氣體充入到氣囊當中，使氣囊膨脹，可以起到緩沖作用，有助于確保駕駛員的安全。

2.3.2 自動空調系統

該系統具體是指在汽車普通空調系統的基礎上增加了一個自動控制裝置，空調可以接收傳感器發送的信號，通過混合風門改變冷風與熱風的輸出比例，實現車內溫度的自動調節。

2.3.3 座椅自動調節系統

由于駕駛員的坐姿均不相同，最舒適的坐姿有助于減輕駕駛疲勞，該系統可以對每一個駕駛員的坐姿進行自動記憶和編號，更換駕駛員時，只需要輸入編號系統便可自行將座椅調整到最佳的位置。

2.4 電子控制控制在電氣設備上的應用

2.4.1 圖像識別技術

該技術簡稱IR，它的核心是計算機和信息技術，其在汽車上電子設備中的應用具體體現在道路識別方面。現如今交通路況日趨復雜化，為避免發生交通事故，需要運用車載導航系統對不同環境下的路況信息進行識別，IR技術的運用，能夠快速識別出各種不同的路況，從而為汽車駕駛員提供有效的信息，確保了行車的安全性。

2.4.2 車載雷達

雷達最為突出的應用優勢在于測距上，由于雷達能夠進行較遠距離的測距，故此通過它可以為駕駛員提供前方路況及其它車輛的速度等信息。隨著雷達技術的不斷發展和完善，目前已經開發出了毫米波雷達，這種雷達系統基本上不會受到外界環境的影響，在各種不良天氣中，它的傳輸精度仍然可以保證。

2.4.3 GPS導航與數字地圖

GPS是“3S”技術的核心，由于該技術是借助衛星進行定位，所以它可以實現全天候24h不間斷運行，將該技術與數字地圖進行有機結合之后，能夠為汽車駕駛員提供如下信息：車輛行駛道路的曲率、車道的外形及邊線等。此外，由于GPS具備精確度極高的定位功能，從而使其能夠進行車輛及道路的實時跟蹤。

2.4.4 車載通訊系統

對于汽車而言，它在公路上行駛的過程中，會受到諸多方面因素的影響，如車輛本身的性能、外界的環境等等，為進一步提高行駛的安全性，駕駛員需要對車輛前方的路況信息加以了解。車載通訊系統可以實現車-路，車-車的通訊，其基本不會受到環境及氣候的影響，這在一定長度上增強了通訊的可靠性。

3 汽車電子控制技術的發展趨勢

汽油機和柴油機的汽車在運行中所消耗的能源為汽油和柴油，雖然通過電子控制技術可以有效降低汽車油耗，但由于我國汽車的保有量基數較大（2015年底的統計數據為2.79億輛），以每臺車單日平均最低油耗量1.5L進行計算，1年所有車輛消耗的燃油是非常龐大的數字，因此開發新能源汽車已經勢在必行，國家對此也給予了足夠的關注和重視。隨著“十城千輛”計劃的提出，新能源汽車正式投入了大批量生產和運行。電子控制技術是新能源汽車上不可或缺的重要組成部分，它是整車的核心，其中能源再生制動系統和能源管理系統是新能源汽車上最主要的電子控制單元，這兩個系統在結構上包括了電控系統、傳感器、信號處理系統、指示及診斷電路等。隨著新能源汽車的發展，電子控制技術也必將隨之同步發展，只有這樣，才能滿足新能源汽車對該技術的需要。

4 結論

總而言之，汽車是一種機械與電子相融合的精密設備，同時由于其用途的特殊性，使得汽車的運行安全性尤為重要，想要確保車輛的穩定、可靠運行，就必須在車輛設計制造中，合理運用電子控制技術，由此不但能夠大幅度提升整車性能及安全系數，而且還可以使車輛的智能化和自動化程度獲得提高，對于推動汽車領域的發展具有重要的現實意義。

參考文獻

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[2]王江濤，彭偉.汽車電子控制技術應用及分類探討[J] 科技創新與應用，2012.

[3]周娟英.基于汽車電子控制技術的分類研究[J].自動化與儀器儀表，2014（3）：9-10.

作者簡介

石啟軍（1979-），男，江蘇省如皋市人。現為南通科技職業學院高級工程師，主要從事汽車專業教學研究工作與職業教育研究。

作者單位

南通科技職業學院 江蘇省南通市 226007