王彬

（珠海市理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校 519100)

汽車發(fā)動機智能控制系統(tǒng)研究

王彬

（珠海市理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校 519100)

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展進(jìn)步，我國的汽車保有量正逐漸呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，與此同時，民眾對于汽車應(yīng)用功能的不斷提高以及現(xiàn)代科技的發(fā)展進(jìn)步，使得智能化應(yīng)用理念在汽車制造領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用，汽車發(fā)動機是汽車安全運行的核心構(gòu)建，其智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用，將大幅提升發(fā)動機的安全性能以及應(yīng)用性能，本文通過對汽車發(fā)動機智能控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的探究，分析其目前的應(yīng)用現(xiàn)狀，以及未來的發(fā)展趨勢，進(jìn)而促進(jìn)智能控制系統(tǒng)在汽車發(fā)動機制造領(lǐng)域應(yīng)用水平的提高。

汽車發(fā)動機；智能控制系統(tǒng)；現(xiàn)狀；前景

0 引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，使得諸多的制造技術(shù)被引入到汽車的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中，使先現(xiàn)代的汽車不僅能夠提供出行代步工具的需求，同時能夠?qū)崿F(xiàn)高應(yīng)用性能、智能操控、車載娛樂等多元的應(yīng)用感受，使得民眾對汽車的依賴程度也逐漸提升。汽車發(fā)動機智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用，使其發(fā)動機的制動系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)都發(fā)生了重大的改變，并在其智能化的發(fā)展進(jìn)程中，逐漸探究未來社會智能控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

1 汽車發(fā)動機智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)

電子節(jié)氣門是汽車發(fā)動機的重要組成部分，智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用能夠精確的控制發(fā)動機的空氣進(jìn)入量，提升發(fā)動機控制性能的提高。電子節(jié)氣門的智能控制系統(tǒng)主要包括三個部分，分別是傳感器、智能控制其以及執(zhí)行機構(gòu)。傳感器主要是在其應(yīng)用的過程中對節(jié)氣門的開閉程度信息進(jìn)行采集和分析，將其傳遞給智能控制部分，控制其對電子節(jié)氣門的開合程度進(jìn)行處理。在對電子節(jié)氣門的應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行控制之后，會有執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行動作指令的執(zhí)行，做出相應(yīng)的指令動作[1]。

電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)在目前的汽車制造技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛，電子信息技術(shù)被充分的應(yīng)用，電子節(jié)氣門的主要結(jié)構(gòu)元器件包括驅(qū)動電機元件、復(fù)位彈簧元件、傳感器元件以及減速齒輪結(jié)構(gòu)元件，從其工作原理而言，其組成了一個機電的智能控制傳動系統(tǒng)。智能控制系統(tǒng)的能夠使系統(tǒng)中的不同元件組成共同作用的工作組合，在這種工作原理作用下，閥門的轉(zhuǎn)矩能夠被有效克服，進(jìn)而實現(xiàn)對節(jié)氣門的精準(zhǔn)控制。電子節(jié)氣門的正常運行狀態(tài)能夠?qū)Πl(fā)動機的工作性能進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，為保證其有效的控制狀態(tài)，需要對電子節(jié)氣門的構(gòu)成進(jìn)行深入的了解，并那個能夠?qū)ζ浞抡鎸嶒炦M(jìn)行模擬，保證電子節(jié)氣門的智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)最佳的設(shè)計和應(yīng)用方案。

1.2 智能冷卻控制系統(tǒng)

智能冷卻控制系統(tǒng)是汽車發(fā)動機的主要部分，自動溫室控制裝置是其核心裝置，智能冷卻控制系統(tǒng)的應(yīng)用功能便是通過自動溫室控制裝置得以實現(xiàn)。自動溫室控制裝置主要包括汽車空調(diào)系統(tǒng)、汽車傳感器以及執(zhí)行器三個部分，因為其工作中的空調(diào)系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)都需要通過冷凝器以及散熱器的工作來實現(xiàn)，因而智能冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用是汽車智能控制系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵部分。

目前由于受到材料以及生產(chǎn)技術(shù)等客觀因素的影響，智能冷卻控制系統(tǒng)還沒有達(dá)到最佳的應(yīng)用狀態(tài)，但是伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，將為其智能技術(shù)應(yīng)用水平的提高奠定技術(shù)基礎(chǔ)，并能夠拓展其未來的技術(shù)研究方向。新型的汽車發(fā)動機的智能冷卻控制系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用，主要是通過發(fā)動機冷卻水溫度而對燃油消耗產(chǎn)生的影響。智能控制技術(shù)的最佳應(yīng)用狀態(tài)便是能夠通過智能控制，使得在冷卻水溫的過程中能夠盡量減少能源消耗，延長發(fā)動機的使用壽命[2]。

1.3 汽車發(fā)動機智能控制系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用特點

汽車發(fā)動機的智能控制系統(tǒng)主要涉及到三個層面：其控制技術(shù)、功能應(yīng)用技術(shù)以及抗振抗干擾技術(shù)?？刂萍夹g(shù)是需要對相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用指標(biāo)進(jìn)行軟件真實數(shù)據(jù)以及仿真數(shù)據(jù)的統(tǒng)一；抗振抗干擾技術(shù)是為了滿足汽車發(fā)動機在不同運行環(huán)境中的應(yīng)用需求；功能應(yīng)用技術(shù)則是需要對汽車發(fā)動機的總線技術(shù)智能技術(shù)控制。汽車發(fā)動機在運行的過程中，其轉(zhuǎn)速與溫度處于不斷變動的狀態(tài)，為保證其變動狀態(tài)的可控性，則需要對其仿真狀態(tài)進(jìn)行模擬，進(jìn)而測算出最佳的智能控制參數(shù)，是發(fā)動機的能耗能夠保持在最佳的應(yīng)用狀態(tài)。

汽車的發(fā)動機智能控制系統(tǒng)能夠采用控制技術(shù)和數(shù)字模擬仿真技術(shù)，配合相應(yīng)的數(shù)據(jù)編制軟件，對發(fā)動機的運行狀態(tài)進(jìn)行實時檢測，并通過測算軟件測算出保證發(fā)動機運行狀態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。此外還可以對其水量和風(fēng)量進(jìn)行有效的控制，保證發(fā)動機的溫度，保證燃料的充分燃燒。發(fā)動機抗干擾和抗振技術(shù)的應(yīng)用，使發(fā)動機能夠在各種運行環(huán)境中，都能夠滿足其正常的工作運轉(zhuǎn)需求[3]。

2 汽車發(fā)動機智能控制系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢

2.1 電子控制點火裝置

電子控制點火裝置能夠保證發(fā)動機在不同的運行環(huán)境下都能夠保證最佳的點火狀態(tài)，讓發(fā)動機的輸出功率和轉(zhuǎn)速能夠保證在最小的油耗下運行，并能夠有效的控制其氣體的排放量。該控制裝置主要有開環(huán)和閉環(huán)兩個控制系統(tǒng)共同完成，兩個系統(tǒng)之間相互配合，完成點火過程。電子控制點火裝置還沒有得到全部應(yīng)用，未來的汽車制造技術(shù)中將其變?yōu)楸貍涞膽?yīng)用技術(shù)將是其發(fā)展趨勢。

2.2 電子控制汽油噴射系統(tǒng)

電子控制汽油噴射系統(tǒng)有汽車發(fā)動機傳感器發(fā)送控制信號，根據(jù)發(fā)動機的運行狀態(tài)，對汽車的燃料進(jìn)行控制，使汽車的燃料和空氣的比例能夠達(dá)到最佳的應(yīng)用狀態(tài)，輔助發(fā)動機進(jìn)行充分燃燒，減少燃油消耗的同時，還能夠有效的控制其汽車尾氣的排放，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)能減排的應(yīng)用效果。該控制系統(tǒng)的主要技術(shù)控制點為，控制系統(tǒng)將燃料供給中氧氣傳感器的氧濃度進(jìn)行信號校正，計算機測算系統(tǒng)會對空燃比例進(jìn)行測算，進(jìn)而實現(xiàn)燃料的最佳燃燒狀態(tài)。

目前的汽車制造領(lǐng)域中，節(jié)能減排的理念已經(jīng)成為其技術(shù)研究和應(yīng)用的關(guān)鍵點，隨著人們經(jīng)濟意識的不斷提高，還有些汽車消費者采用天然氣作為主要的應(yīng)用燃料。電子控制汽油噴射系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢，將是對混合燃料發(fā)動機的燃燒系統(tǒng)進(jìn)行控制，將新型的制造工藝以及技術(shù)應(yīng)用到其制造領(lǐng)域中，使汽車發(fā)動機能夠在電子信息技術(shù)的支持下，保證最佳的應(yīng)用狀態(tài)，滿足民眾的應(yīng)用需求，拓展燃料的選擇途徑，提高發(fā)動機的應(yīng)用效率。

2.3 廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)

廢氣再循環(huán)系統(tǒng)是面對日益嚴(yán)重的環(huán)境污染壓力而衍生的智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的有效應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)部分廢氣的重復(fù)應(yīng)用，進(jìn)而減少尾氣排放中的有害氣體含量，能夠提高尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著世界汽車產(chǎn)業(yè)的不斷擴張，大量因為使用汽車而產(chǎn)生的有害氣體已經(jīng)成為主要的空氣污染來源，各國都已經(jīng)認(rèn)識到環(huán)境保護(hù)的重要意義，將降低汽車尾氣的有害氣體含量作為硬性指標(biāo)加以落實。隨著技術(shù)的革新和應(yīng)用，各大汽車制造商都在探究和研發(fā)進(jìn)行廢氣凈化以及節(jié)約燃料的有效途徑。

傳統(tǒng)的駕駛員駕駛模式中，很多駕駛員對于發(fā)動機的燃油控制缺乏客觀認(rèn)識，同時沒有養(yǎng)成良好的駕駛習(xí)慣，使得大量未經(jīng)過充分燃燒的有害氣體被排放。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用能夠使的汽車尾氣有害氣體的排放大幅降低，面對目前技術(shù)應(yīng)用以及汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，進(jìn)行汽車能源應(yīng)用的優(yōu)化以及節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)將是大勢所趨。

2.4 電控自動變速系統(tǒng)

電控自動變速系統(tǒng)主要是依據(jù)汽車行駛的速度以及氣節(jié)們的開合度來判定發(fā)動機的驅(qū)動條件，進(jìn)而對其變速情況進(jìn)行精確地控制，使汽車一直能夠處于最佳的形式狀態(tài)中，能夠大幅提升變速裝置的傳送效率，提高換擋操作時的舒適性，保證形式狀態(tài)的穩(wěn)定性，并能夠延長變速器的使用壽命。

目前應(yīng)用的主要種類有：分離式起動機、集成起動機以及SISS起動機系統(tǒng)。不同的技術(shù)種類，其優(yōu)勢和特點也存在差異，未來的電控自動變速系統(tǒng)將更為人性化和智能化，能夠滿足不同技術(shù)操作人員的技術(shù)應(yīng)用需求而進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而使汽車發(fā)動機能夠為汽車駕駛者帶來更為舒適的駕駛體驗。

2.5 AEB系統(tǒng)

AEB系統(tǒng)主要是由感知裝置、智能控制裝置以及執(zhí)行系統(tǒng)共同組成，其結(jié)構(gòu)主要分為4個模塊，即信號采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示報警模塊以及智能制動模塊。其主要的應(yīng)用功能為，通過系統(tǒng)的有效運行能夠使汽車在行駛的過程中，準(zhǔn)確判斷可能對車輛行駛構(gòu)成危險的障礙物，在駕駛員沒有進(jìn)行正確操作的情況之下，未能夠及時采取有效的制動措施。而AEB系統(tǒng)可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析判斷對駕駛?cè)诉M(jìn)行語音報警，并能夠主動的采取緊急減速或者制動，保證行駛車輛以及駕駛員的人身安全。未來社會人們對自身生命健康重視程度的逐漸提高，AEB系統(tǒng)將有更為廣闊的技術(shù)拓展空間以及應(yīng)用空間，通過其智能控制技術(shù)應(yīng)用保證道路交通安全水平的提高。

3 結(jié)束語

面對日益多元的汽車用戶需求、產(chǎn)業(yè)間競爭壓力的不斷增大，以及日趨嚴(yán)重的環(huán)境保護(hù)趨勢，各種新能源技術(shù)以及多方面的技術(shù)創(chuàng)新將在汽車制造領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)，智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用將使汽車制造更加人性化和科學(xué)化，通過其服務(wù)水平的提高獲得更為廣闊的市場應(yīng)用空間，進(jìn)而促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合社會以及公眾的需求，進(jìn)行技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，推動汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]師文婷,周黎明,彭漢濤等.汽車發(fā)動機電子節(jié)氣門智能控制系統(tǒng)研究[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用,2015,34(3)：16-19.

[2]于奔淼.基于模糊PID的汽車發(fā)動機冷卻控制系統(tǒng)研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016,(19)：18-19.

[3]朱劉寧.汽車發(fā)動機電子節(jié)氣門智能控制系統(tǒng)研究[J].電子制作,2016,(20)：41.

U463.6文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

王彬（1975—），講師，研究方向為汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)。