汽車電子控制系統中計算機控制技術的應用研究

韓少平

摘要：汽車電子控制系統當中應用計算機控制技術能夠大大提高汽車性能，也滿足大眾對于汽車舒適性的要求。目前，汽車大多數都配備有娛樂導航系統，這種系統就是計算機控制技術在汽車電子控制系統中的具體應用體現。在這一背景下，本文展開對汽車電子控制系統中計算機控制技術的應用研究，希望能夠對汽車產業的創新化發展提供理論依據和支持。

Abstract： The application of computer control technology in the automotive electronic control system can greatly improve the performance of the car， and also meet the public's requirements for car comfort. At present， most automobiles are equipped with entertainment navigation systems， which are the concrete application of computer control technology in automobile electronic control systems. In this context， this article starts the research on the application of computer control technology in automotive electronic control systems， hoping to provide theoretical basis and support for the innovative development of the automotive industry.

關鍵詞：汽車電子控制系統;計算機控制技術;應用研究

Key words： automotive electronic control system;computer control technology;application research

中圖分類號：U471.23? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）17-0213-02

0? 引言

相關研究表明，汽車不安全問題的根源有九成以上是公路交通事故，而在事故問題中，車輛碰撞、追尾等比重非常高。為了提高行車的安全性，減少這種事故發生概率，我國投入了大量資金和資源，來研究汽車的自動安全技術。而很顯然這需要計算機控制技術的介入和使用，所以怎樣通過計算機控制技術的運用來大大改善汽車性能水平，是當前汽車行業著重研究的課題之一。

1? 汽車電子控制系統簡述

1.1 汽車電子控制系統含義? 最近幾年電子技術、汽車行業發展迅捷，兩者結合的程度也頗高，汽車電子技術便由此誕生。該技術的應運而生對我國汽車行業發展而言具有變革性意義。新的時代背景下，衡量汽車智能化水平高低的一大指標就是汽車的電子化[1]。自技術上看，汽車電子技術既能夠改善設備的質量性，又能夠豐富和拓展汽車的功能性。汽車電子控制系統分作四類，其一是動力發動機集中控制系統。它又分作很多子系統，比如發動機集中控制系統、自動化變速控制系統等。其二是智能車身電子系統，它也囊括了諸多子系統，像是自動調節座椅系統、汽車夜視系統等。其三安全系統、底盤綜合控制。比如駕駛員智能支持系統、車輛穩定控制系統等。其四是娛樂通訊系統。比如音響系統、導航系統等[2]。當前大眾在購買汽車時，汽車電子功能是否多樣和先進成為挑選汽車的重要指標之一。

1.2 汽車電子技術的優點? 第一，汽車修復時間大大減少。相關研究證實，汽車總故障中汽車電氣設備故障占比高達1/3，眾所周知，汽車的構造比較復雜，其中零部件非常多，加上濕度、道路、環境等諸多外界因素的影響，汽車最終的可靠度和質量性是無法完全保障的，換言之，汽車性能還存在較大的提升空間。如今，伴隨著汽車功能的增加，汽車零部件也顯著增多，電氣設備故障率也隨之明顯上漲。而電子控制汽車中大部分都裝設了自診斷系統，該系統可精準評判故障類型，提高診斷速率，令汽車修復時間大大縮短。第二，節油效果突出。相較于傳統油器式發動機，汽車發動機多施行的是電子綜合優化管控，這種方式燃油消耗量大大減少，平均降低13%左右。因為汽車控制機械參數頗為復雜，所以實行電子技術優化管控后，計算機能夠對控制對象的壓力、溫度等各種參數進行采樣，通過科學規范的數據分析實現對汽車執行機構的合理控制[3]，這樣便可以確保汽車運行狀態良好的同時，還能大大節省耗油量。第三，降低污染。發動機空燃相較于閉環控制系統對發動機傳感器的依賴度更重，在控制系統的幫助下，可完成實際空燃的范疇管控，技術工作者經由增設三元催化精華、廢氣再循環等裝置，大大節約燃油量，還可分解排放氣體，減輕對大氣環境的污染程度。第四，降低交通事故發生率。交通事故的產生原因有兩點，人為和客觀。而增加電子裝置可實現對人為、客觀因素的把控，從而減少事故發生概率。人為因素把控的電子裝置包含檢測人的反應時間、心理狀況、預防酒駕等，客觀因素把控的電子裝置包括安全氣囊、電子控制防滑裝置等。最后，增強乘坐的舒適感。現代化汽車運行系統中應用汽車電子技術，可加強對路況等的了解和掌握，從而實現對減震器等的參數控制，提升乘坐人員的舒適度和體驗感。而且大眾還可按照自身需求來進行參數調節，令汽車自動控制程度更符合現代人個性化需求。

2? 汽車自動控制系統的分類

汽車自動控制系統分類有兩種方法，其一是依據控制系統是否存在反饋環節來分類，其二是按照系統傳輸信號對時間的關系來分類。第一種方式可分成開環控制系統、閉環控制系統。第二種方式可分作連續控制系統、離散控制系統。開環控制系統，指的是汽車自動系統控制作用是受到系統輸出量的影響，每個單元精度對開環控制系統的控制精度具有決定性影響。因此該系統多應用在精度要求偏低的情況下，而且由于該系統結構不復雜，所以更適合干擾因素少的場合下使用。閉環控制系統，指的是系統輸出經由檢測反饋單元直接反饋回來，然后作用到控制部，從而形成一種閉合的結構系統。該系統最大的優點是能夠對自動化系統參數內變化或者外部干擾形成的偏差進行糾正，而且缺點在于精確度偏低[4]，而且系統元件存在間隙，這會使得系統存在不穩定風險，從而影響汽車最終的運行狀態。連續控制系統其控制作用信號具備一定的連續化、模擬化特征。離散控制系統，又被稱作采樣控制系統，它最大的特征是系統控制信號采樣數量、連續兩、數字量的不同。通常來講，凡是采樣數值計算機控制系統，大部分都屬于離散系統。

3? 汽車電子控制系統中計算機控制技術的應用

3.1 汽車發動機方面的具體應用? 汽車發動機主要構成包括點火時間控制裝置、燃油噴射控制裝置、怠速運轉控制裝置、再循環控制裝置。發動機速度、進氣量的不同，會令點火延遲控制系統點火時間有所差別，想要確保點火時間的最優化，務必要對發動機進氣量、速度展開科學化的合理管控，確保速率固定值的最佳化，從而實現汽車燃料消耗的最低值。爆震傳感器通過閉環系統把搜羅到的數據反饋至開環控制系統中，對廢氣排放加以把控，最大化減少廢氣排放量，實現管控的最終目的。另外汽車發動機中，通過計算技術所獲取的反饋信息，可加強對參數、發動機冷卻溫度等的優化調節，令汽車發動機空轉轉速在合適的體系中穩妥的狀態下。若想進一步提升發動機運行的態勢，則要對其充氣效率施行科學把控，并采取手段減輕汽車運行壓力。可以對汽車氣缸噴射予以健全拓展，運用汽車電子技術來提高自然吸氣發動機的性能水平。

3.2 汽車底盤方面的具體應用? 汽車底盤電子控制系統中關鍵構成部分是驅動防滑控制系統、防抱死制動控制系統。汽車驅動安全裝置中，牽引力控制系統、防抱死控制系統缺一不可。要想推動汽車底盤系統的良好運行，必須要把計算機控制技術運用到其中。驅動防滑控制系統可借助于計算機的精準來確保車輛啟動、轉向時通過加速輪的啟動轉動，建立起協同效應，從而令汽車的運行態勢步入良好軌道中，實現駕駛和乘坐人員體驗感的大幅提升。因為計算機控制技術的精確把控，我們在控制汽車系統時，令其按照移位特征來對變速比展開高精準的控制，減輕燃料的消耗，同時大大提高效率[5]。而且因為由計算機控制技術的調整，汽車換擋也更為平滑和舒適，從而令汽車的優勢更凸顯出來，且大大增加了汽車的使用壽命。

3.3 汽車安全控制系統中計算機控制技術的具體應用? 因為道路狀況復雜多變，汽車運行速度又比較快，所以汽車的安全性必須要依賴高科技術來實現，確保汽車安全控制系統功能最大化發揮。汽車電子安全系統包括了車身系統內的全部電子設備，像是碰撞警示、安全氣囊等，這些電子安全系統會大大提高和改善乘客駕駛人員的體驗感，使其更感舒適。例如，安全氣囊裝置中采用計算機控制技術，能夠最大化確保駕駛人員的人身安全。防御系統、碰撞系統則能夠有效躲避和降低倒車、追尾事故的發生概率。當汽車行駛過程中，倘若發生兩輛車輛安全距離縮短的狀況時，系統會自動警示，駕駛人員獲得提醒做出調整，以防兩輛車出現碰撞。駕駛員倒車時也因為有碰撞警示、預防系統，可以更為安全和高效的躲開障礙物，防止發生不必要的事故。

制動防抱死系統是當前汽車中極為普遍的一個系統，傳統的汽車防抱死系統是通過機械原理完成剎車時輪胎鎖死，防止出現追尾、翻車等不安全事故。但是最近幾年計算機技術獲得顯著發展，電子制動分配技術由此誕生，它比傳統防抱死系統的動力性更強，可大大提高制動效果，還可確保車輛的安全。電子制動分配技術和制動防抱死系統的有效聯動，可讓車輛按照車身重量、車速、路況等信息對剎車制動力加以合理化分配，對前后輪的制動進行科學化調節，進而確保車輛總體的平穩和安全，最大化規避駕駛員緊急制動而可能造成的側翻等狀況。通過電子穩定裝置來提高汽車的平穩性，尤其雨后濕滑路況下駕駛員緊急剎車，也會因電子穩定裝置而保障車輛的不側翻和安全運行。

3.4 汽車電子監控系統方面的具體應用? 計算機系統和汽車電子監控系統的鏈接，是把服務器發出的信號進行連接，為駕駛人員提供具體的行車信息。此外電子監控系統還能夠依據駕駛時間來適時提醒不可疲勞駕駛，保障全車人員的生命安全。電子監控系統作用頗大，車主可借助于衛星定位系統隨時隨地監督車輛，假如車輛受損或者丟失，車主可參考電子通信監控系統，對車輛進行定位，更好的找回失車，或者查看車輛受損具體情況。

計算機技術還可對車輛展開自檢，運用車載控制器更好的了解車輛的行駛里程、各構件狀態、耗損度等，并第一時間對故障進行篩選排除，保證車輛的安全運行。一些配置有車輛自檢系統的汽車，可把在線監控器檢測端口和計算機進行連結，這樣能夠第一時間獲悉車輛故障信息，為車輛的使用提供最大便利性。

3.5 汽車信息系統方面的具體應用? 車載信息系統是現代化汽車的標配系統，該系統可以更好的滿足大眾需求。汽車信息系統的發揮得益于計算機電子控制技術的發展。如今汽車信息系統越發復雜，電子控制器的運用也更加多變，但幾乎都是通過實現網絡的連接來更好的完成汽車子單元的通信功能，從而加強對各部件功能的精準把控。監控電子控制單元是其中一項重要系統，憑借自身的通信功能可完成對汽車控制系統數據的搜集，包含有里程訊息、燃油量等，建立完整的信息處理體系。在計算機技術的支持下，汽車信息系統得以不斷完善和更新，令汽車的駕駛朝著無人駕駛的方向進一步發展。大數據時代下，大眾對于汽車影音導航系統的依賴程度越來越高，該系統功能需要搭配適合的gps接收器才能發揮作用，而該接收器亦是需要計算機技術來完成功能分配和銜接，確保其形成統一化系統，從而提供更全面的信息。

4? 結語

總而言之，伴隨著計算機技術的更新和發展，汽車電子控制系統的發展空間也越來越大，在計算機技術的深度全面應用下，大眾對汽車顯然有了全新的認知，很多自動化系統得到了大眾的認可和支持，而這也是汽車行業未來的發展趨向。所以計算機基礎上的汽車電子控制系統也必然會獲得更深層次的發展，不斷開發創新下，其必然朝著集成向、智能化、網絡化方向轉變，這是未來汽車產業持續化發展不可逆的趨勢，也是業內人為之努力的方向。

參考文獻：

[1]包蕾.汽車智能電子控制系統設計開發與研究[J].汽車實用技術，2018（02）：43-46.

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[4]楊明東.數字信號處理器在汽車電子控制中的應用[J].科技經濟導刊，2019（3）.

[5]吳海燕，石靜.汽車控制的研究現狀與展望[J].汽車實用技術，2019（8）.