淺析汽車發動機智能控制系統

王偉 王銀山

摘要：汽車發動機作為汽車動力的來源，對汽車的動力性、經濟性以及環保性都有著重要的影響，可以稱之為是汽車的心臟。而燃油控制和變速結構在汽車發動機的作用非常大，其運作質量直接影響著汽車發動機的工作性能。所以保持汽車發動機的運行在最佳狀態是目前汽車開發制造產業的主要研究問題，本文主要分析和介紹汽車發動機的智能控制系統發展，來借此表明當今汽車發動機不可避免的智能化趨勢。

關鍵詞：汽車；發動機；智能控制

1汽車發動機向智能化發展的趨勢

汽車演變發展的脈絡清晰可辨。自二十世紀初以來，汽車發展史上創新與進步層出不窮，這也讓今天的汽車連接和傳感技術頗為成熟而出色。而這些進步始終圍繞著發動機動力和性能、安全性、駕乘便利性、行駛品質、燃料源、車載數據中繼和車內娛樂等。

然而，說起這些演變，我們就不得不提起汽車底部，也就是動力傳動系統，所經歷的眾多革新。從汽車發動機到車輪乃至更多，動力的傳輸經歷了一系列巨大的發展，特別是與過去的動力系統相比，近年來的一些發展堪稱顛覆性的革命。

2汽車發動機智能控制系統組成部分

2.1電子控制點火裝置（ElectronicSpark Advance，ESA）

該裝置可以讓發動機在不同環境下以最佳點火狀態進行工作，讓發動機以最大輸出功率和轉速并同時做到用最小的油耗和最少的氣體排放量的狀態下運行。該裝置由開環和閉環兩個控制系統部分組成，其中，閉環系統主要由反饋爆轟傳感器控制，而其點火控制精度比開環系統更高，但是在排氣凈化方面表現較弱。

2.2電子控制汽油噴射（ElectronicFuel Injection，EFI）

該系統根據各傳感器輸送來的信號，將各種汽車排放氣體及燃料進行有效的控制，使發動機的空氣燃料比例在各種情況下都能實現最好的數值，以達到更好的功率，減少燃料消耗，降低廢氣污染等效果。該控制系統閉環根據燃料供給氧氣傳感器校正信號中的氧濃度來進行開環控制，在計算機的某些催化條件下，使混合氣體的空燃比保持在一個令人滿意的數值范圍。比如江蘇格爾頓傳動有限公司曾歷時兩年研制出一款智能汽車中國的電子節氣門控制設備。這在一套發動機管理系統的新技術中，由于采用了新工藝、新材料，使得汽車可以通過計算機軟件精確控制節氣門開關和發動機氣門，以滿足汽車空調啟動及動態穩定性，發動機冷卻的功能必須確保石油和天然氣兩者之間保持精確的比例，保持燃料燃燒功率的調整及持續輸出，以達到節約能源，減少有毒氣體排放的效果。

2.3廢氣再循環控制（Exhaust GasRecimulation。EGR）

這是為了將引入到燃燒進氣側的新鮮混合物再次實現抑制生成氮氧化物的有害氣體發動機的目而將廢氣排出的排氣系統的一部分。該系統可以根據廢氣再循環發動機的及時排出率等條件進行調整，以減少廢氣中的有害氣體的污染，是排氣凈化的有效手段。

隨著全球汽車產業的快速發展，排放大量有害氣體和燃油消耗量大量增加，同時汽車制造商的競爭也迫使企業不斷尋找和開發廢氣的凈化、節約燃料的手段，安全可靠的現代技術。另一方面由于駕駛員油門控制的傳統方法，采用由機械控制的踏板以及油門應用駕駛桿、汽車產生的復合物等條件，駕駛員容易在任何時間感覺汽車發動機不需要其他的控制，這也使車輛的空氣燃料混合物大量排出燃燒，不僅容易造成能源的大量浪費，而且還造成了大量尾氣污染環境。

當前的交通行業，到2020年大約一半的世界石油資源將被汽車運輸燃料所消耗。國際汽車行業的主管部門在相關調查中表明，目前世界石油消費總量的62%被汽車傳輸產業所消耗。汽車在中國產量在2015年已經將近2500萬，預計在2020年年底將達到1.5億。同時，不僅原油，二氧化碳等氣體造成空氣污染也受到人們的關注。因此，目前的技術面臨國際油價和空氣污染、現有車輛的能源和能源優化、新一代的開發技術不足等多重挑戰。所以開發汽車發動機智能節能技術是當前汽車制造業的優先任務。

2.4電控自動變速器（ElectronicControlled Transmission System，ECT）

該裝置能依據車速和節氣門開度的發動機驅動條件等，變速并精確控制汽車發動機，以使車輛處于最佳情況。具有改善的傳送效率的裝置，減少燃料消耗，提高換檔舒適，改善的行駛穩定眭和使用壽命汽車變速器延伸等特點。

主要有以下幾個種類：

2 4.1分離式起動機

啟動和停止是其最常用的功能。起動器系統和獨立的發電機的設計，開始經過起動電動機和發電機，發動機所需要的電力，以提供電源給發動機。

2.4.2集成起動機

集成起動器是由永磁轉子和一個同步電子齒倫供給電動機驅動單元集成在混合動力傳動系統。法雷奧開發了首個用于PSA（標致.雪鐵龍集團）e-HDi車型的i-Stop.Start系統（i-Stop-Start System）。集成在發電機內部的電子控制裝置的I-Start系統，遇到紅燈時，只要釋放制動踏板車就會自動停止運行發動機。

2.4.3馬自達SISS智能啟停系統

馬自達SISS的智能起停系統，主要是通過燃料噴射氣缸時，燃燒和直接作用在燃料的力量來重新啟動發動機，發動機在傳統起動發動機上起動協助。據官方資料顯示，采用SISS技術，發動機可以將啟動時間最小縮短至0.35s，這遠遠超過使用啟動器或電機系統。

2.5防滑控制系統

該系統可以提高車輛制動性能，以防止打滑和轉彎，確保行車安全行駛，避免事故發生的措施。

這里主要對AEB系統進行介紹，AEB系統主要包括四大部分：

2.5.1信號采集模塊

采用矩陣激光雷達、毫米波雷達等技術，自動測出本車速度以及與前車之間的相對距離。

2.5 2數據處理模塊

計算機高速芯片對兩車相對距離以及兩車的瞬時相對速度進行處理后，判斷兩車的安全相對距離，如果兩車車距小于安全距離，數據處理模塊就會發出指令。

2.5 3顯示報警模塊

能及時顯示本車的車速、前方最具威脅車輛或物體的距離，以聲音方式提醒駕駛員前方有危險，需謹慎駕駛。

2.5.4智動剎車模塊

負責實施數據處理系統發來的指令，發出警報，提醒司機剎車，如司機沒有采取措施，執行機構將執行控制系統的指令，減速或停車。

AEB系統的主要功能體現在，它能夠在汽車行駛前方出現對本車構成威脅的障礙物時，因駕駛人員疲勞或判斷失誤，或突發性疾病，未及時采取制動措施，撞車事故不可避免發生時，能夠通過語音報警提示駕駛人員注意前方路況，駕駛人員來不及采取措施將要發生交通追尾事故時，AEB系統能夠主動及時地采取相應的緊急剎車減速措施，保護人車安全，避免惡性交通事故的發生。

3結語

當前，以客戶為導向、快節奏發展的汽車行業在諸多方面都承受了巨大的挑戰，無論是來自電動、氫動力、混合動力和天然氣動力汽車快速變化的動力需求；還是日趨嚴格的政府法規要求；全球市場的競爭；對于各種動力的汽車越來越高的安全要求，以及不斷變化、有時搖擺不定的消費者需求。面對這些壓力，汽車行業必須設定好未來前進的路線，將動力系統作為技術發展的前沿和中心，全面實現發動機的智能化控制，才能讓汽車行業得到長久持續的發展。