現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)的應用與發(fā)展趨勢
1 概述
近年來,隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)和信息技術(shù)的應用,汽車電子控制技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展,尤其在控制精度、控制范圍、智能化和網(wǎng)絡化等多方面有了較大突破。汽車電子控制技術(shù)已成為衡量現(xiàn)代汽車發(fā)展水平的重要標志。
汽車電子控制系統(tǒng)基本由傳感器、電子控制器(ECU)、驅(qū)動器和控制程序軟件等部分組成,與車上的機械系統(tǒng)配合使用(通常與動力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和車身系統(tǒng)中的子系統(tǒng)融合),并利用電纜或無線電波互相傳輸訊息,即所謂的“機電整合”,如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死控制系統(tǒng)、防滑控制系統(tǒng)、電子控制懸架系統(tǒng)、電子控制自動變速器、電子助力轉(zhuǎn)向等。汽車電子控制系統(tǒng)大體可分為四個部分:發(fā)動機電子控制系統(tǒng),底盤綜合控制系統(tǒng),車身電子安全系統(tǒng),信息通訊系統(tǒng)。其中,前兩種系統(tǒng)與汽車的行駛性能有直接關(guān)系。
2 電子控制技術(shù)的應用
2.1發(fā)動機電子控制系統(tǒng)
發(fā)動機電子控制系統(tǒng)(EECS)是通過對發(fā)動機點火、噴油、空氣與燃油的比率、排放廢氣等進行電子控制,使發(fā)動機在最佳工況狀態(tài)下工作,以達到提高其整車性能、節(jié)約能源、降低廢氣排放的目的。
2.1.1電控點火裝置(ESA)
電控點火裝置由微處理機、傳感器及其接口、執(zhí)行器等構(gòu)成。該裝置根據(jù)傳感器測得的發(fā)動機參數(shù)進行運算、判斷,然后進行點火時刻的調(diào)節(jié),可使發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速和進氣量等條件下,保證在最佳點火提前角下工作,使發(fā)動機輸出最大的功率和轉(zhuǎn)矩,降低油耗和排放,節(jié)約燃料,減少空氣污染。
2.1.2電控燃油噴射(EFI)
電控燃油噴射裝置因其性能優(yōu)越而逐漸取代了機械式或機電混合式燃油噴射系統(tǒng)。當發(fā)動機工作時,該裝置根據(jù)各傳感器測得的空氣流量、進氣溫度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速及工作溫度等參數(shù),按預先編制的程序進行運算后與內(nèi)存中預先存儲的最佳工況時的供油控制參數(shù)進行比較和判斷,適時調(diào)整供油量,保證發(fā)動機始終在最佳狀態(tài)下工作,使其在輸出一定功率的條件下,發(fā)動機的綜合性能得到提高。
2.1.3廢氣再循環(huán)控制(EGR)
廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)是目前用于降低廢氣中氧化氮排放的一種有效措施。其主要執(zhí)行元件是數(shù)控式EGR閥,作用是獨立地對再循環(huán)到發(fā)動機的廢氣量進行準確的控制。ECU根據(jù)發(fā)動機的工況適時地調(diào)節(jié)參與再循環(huán)廢氣的循環(huán)率,發(fā)動機在負荷下運轉(zhuǎn)時,EGR閥開啟,將一部分排氣引入進氣管與新混合氣混合后進入氣缸燃燒,從而實現(xiàn)再循環(huán),并對送入進氣系統(tǒng)的排氣進行最佳的控制,從而抑制有害氣體氧化氮的生成,降低其在廢氣中的排出量。但過度的廢氣參與再循環(huán),將會影響混合氣的點火性能,從而影響發(fā)動機的動力性,特別是在發(fā)動機怠速、低速、小負荷及冷機時,再循環(huán)的廢氣會明顯地影響發(fā)動機性能。
2.1.4怠速控制(ISC)
怠速控制系統(tǒng)是通過調(diào)節(jié)空氣通道面積以控制進氣流量的方法來實現(xiàn)的。主要執(zhí)行元件是怠速控制閥(ISC)。ECU根據(jù)從各傳感器的輸入信號所決定的目標轉(zhuǎn)速與發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速進行比較,根據(jù)比較得出的差值,確定相當于目標轉(zhuǎn)速的控制量,去驅(qū)動控制空氣量的執(zhí)行機構(gòu),使怠速轉(zhuǎn)速保持在最佳狀態(tài)附近。
除以上控制裝置外,發(fā)動機部分利用電子技術(shù)的還有:節(jié)氣門正時、二次空氣噴射、發(fā)動機增壓、油汽蒸發(fā)、燒室的容積、壓縮比等方面,并已在部分車型上得到了應用。
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