張維康

摘要： 由于現(xiàn)代的汽車行業(yè)在發(fā)展過程中越來越強(qiáng)調(diào)對現(xiàn)代科技的運(yùn)用，車輛電子信息技術(shù)的普遍運(yùn)用也導(dǎo)致了近年來車輛領(lǐng)域正處在高速發(fā)展態(tài)勢，汽車行業(yè)也將逐步地朝著車輛智能化控制方面轉(zhuǎn)變，以進(jìn)一步滿足社會對車輛日益增長的要求。本章主要通過對車輛電子產(chǎn)品科學(xué)技術(shù)展開解析，并結(jié)合車輛自動控制系統(tǒng)科技在現(xiàn)代車輛生產(chǎn)制作過程中的實際運(yùn)用展開了探討。

Abstract： Due to the increasing emphasis on the application of modern science and technology in the development of modern automobile industry， the universal application of vehicle electronic information technology has also led to the rapid development of vehicle field in recent years， and the automobile industry will gradually change towards vehicle intelligent control， so as to further meet the increasing requirements of society for vehicles. This chapter mainly analyzes the science and technology of vehicle electronic products， and discusses the practical application of vehicle automatic control system technology in the process of modern vehicle production.

關(guān)鍵詞： 自動控制;汽車電子;分析

Key words： automatic control;automotive electronics;analysis

中圖分類號：F407.471 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）03-0048-03

0 ?引言

由于全國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，民眾生活水準(zhǔn)日益提高，對車輛的技術(shù)要求也在日漸提高，隨著科技的高度發(fā)展應(yīng)用，現(xiàn)代車輛領(lǐng)域也在向電子自動化、智能化等方面發(fā)展，現(xiàn)代車輛集多項科技于一身，電子自動化控制為現(xiàn)代車輛應(yīng)用領(lǐng)域提供了重大發(fā)展變革，以電子零部件取代了傳統(tǒng)的機(jī)械部分，車輛的操控性、安全性都大大提高，既改善了車輛品質(zhì)，又給用戶帶來了更加人性化服務(wù)，車輛電子科技技術(shù)在未來有著更為廣泛的使用空間。在目前車輛制造科技以及各個方面的電子科技日益迅速發(fā)展的大背景下，車輛系統(tǒng)中很多現(xiàn)代化科技已經(jīng)得到了應(yīng)用，從而促使車輛系統(tǒng)向智能化和自動化方面的發(fā)展，而車輛電子技術(shù)便構(gòu)成了其中比較關(guān)鍵的一項因素。在目前車輛電子技術(shù)的實踐運(yùn)用和發(fā)展過程中，為了能使之達(dá)到更理想的應(yīng)用，就必須在結(jié)合自動控制的基礎(chǔ)上，對相關(guān)車輛電子關(guān)鍵技術(shù)加以分析，以便于將車輛電子技術(shù)的運(yùn)用達(dá)到更加智能化，也就可以實現(xiàn)出更理想效果。

1 ?汽車電子技術(shù)概述

1.1 汽車電子技術(shù)的優(yōu)勢

車輛電子技術(shù)大幅改善了車輛控制精度與范圍，高效的優(yōu)化了車輛控制性能，同時根據(jù)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會蓬勃發(fā)展，利用車輛電子技術(shù)對傳統(tǒng)的機(jī)械控制做出了合理優(yōu)化，不但降低了車輛污染物的排放量和油耗，更增強(qiáng)了可靠性與舒適感，給用戶帶來了優(yōu)質(zhì)的智能服務(wù)。由于傳統(tǒng)的機(jī)械控制無法控制車輛燃料損耗，而且車子總是處在一種恒定模式下行駛，電子控制可以通過根據(jù)車輛的實際運(yùn)行狀況，對多種參數(shù)進(jìn)行對比，從而合理優(yōu)化了車輛行駛狀況，從而實現(xiàn)了減少車輛油耗的目的。利用電子傳感器技術(shù)可以避免車輛陷入空燃狀況，同時利用電子尾氣循環(huán)裝置可以減少車輛的污染物排放量，對發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)有著巨大的作用。更重要的在于電子科技可以合理的提高車輛的安全特性，針對不良道路或者惡劣行駛環(huán)境，電子科技可以對用戶進(jìn)行風(fēng)險警示，如電子駐車、ABS、道路辨識等多項領(lǐng)先科技加強(qiáng)風(fēng)險管理，高效的保護(hù)了用戶的生命安全。

1.2 汽車電子技術(shù)的原理

車輛電子控制的概念來源于上世紀(jì)五十年代，最初車輛技術(shù)人員將它運(yùn)用于車輛手動變速箱制造，在科技的發(fā)展優(yōu)化下，逐步廣泛應(yīng)用于車輛所有零件。電子控制技術(shù)是以計算機(jī)技術(shù)為核心，通過對車輛的運(yùn)行狀況的應(yīng)用要求進(jìn)行科學(xué)的控制技術(shù)，其目的是在于減少人為控制，以電子智能控制技術(shù)保證車輛的安全行駛，而車輛電子技術(shù)就是通過運(yùn)用計算機(jī)記錄下相應(yīng)的車輛行駛數(shù)據(jù)，在實際應(yīng)用過程中，通過電子系統(tǒng)對環(huán)境和使用狀況進(jìn)行智能分析，使車輛維持在良好的工作狀態(tài)。

2 ?智能化管理系統(tǒng)在汽車電子科技領(lǐng)域中的運(yùn)用

2.1 自動化控制系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)中的應(yīng)用

發(fā)動機(jī)自動控制系統(tǒng)主要是由微處理器、各類感應(yīng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)成，利用感應(yīng)器測量各種工作狀況與技術(shù)參數(shù)，再經(jīng)由微處理器進(jìn)行運(yùn)算、分析、確定后發(fā)送命令給各執(zhí)機(jī)實現(xiàn)的各項動作，從而使汽車發(fā)動機(jī)在各種工況下，均能以良好狀況工作。并且作為汽車行業(yè)最主要的車輛電子產(chǎn)品之一，汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)對于進(jìn)一步提高汽車發(fā)動機(jī)工作的經(jīng)濟(jì)效益、增加發(fā)電機(jī)的動力性，和減少車輛廢氣中危險化學(xué)物質(zhì)的排放量，均起著至關(guān)重要的影響。例如：電子節(jié)氣門系統(tǒng)，通過線傳控制，使節(jié)流閥的打開程度進(jìn)行了精準(zhǔn)控制，同時，系統(tǒng)反應(yīng)快速，能達(dá)到令人滿意的控制性能;另外，還可進(jìn)行怠速調(diào)節(jié)、定速巡航控制系統(tǒng)和車輛穩(wěn)定性控制等的集成，大大改善了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2.2 電子元件的開發(fā)

2.2.1 自動控制系統(tǒng)模塊

車輛在生產(chǎn)制作過程中必須使用大量的汽車電子元件，在各自的部位起到了不同的功能，汽車電子元件也對現(xiàn)代車輛自動控制模塊有著很大的影響，汽車電子元件也組成了車輛電子控制器，通過現(xiàn)代電子車輛控制可以合理的對汽車發(fā)動機(jī)、底盤、車體等不同部位實施電子控制，從而組成了完善的電子車輛控制器系統(tǒng)，以實現(xiàn)了提高車輛舒適性與安全性的目的。當(dāng)前趨勢下，隨著科技的不斷優(yōu)化與技術(shù)創(chuàng)新，車輛自動控制模塊也將顯得越來越復(fù)雜，就目前來看，普通汽車的自動控制模塊大約需數(shù)十個電氣控制元件，而高檔汽車自主控制器所涉及的電器元件數(shù)量甚至可達(dá)到數(shù)百個。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與總線技術(shù)

傳統(tǒng)的車輛航線布置相當(dāng)繁雜，每一條航線都具備著不同的功能用途，從現(xiàn)階段來看，隨著車輛在生產(chǎn)制作過程中所使用的電子設(shè)備元器件數(shù)量種類日益增多，為了避免航線直徑的增多，車輛生產(chǎn)公司運(yùn)用了網(wǎng)絡(luò)和總線信息技術(shù)，可以合理的優(yōu)化傳統(tǒng)的全線一能的狀況下，使電子設(shè)備元器件之間形成了完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以設(shè)計不同的指令參數(shù)并使計算機(jī)總線信息技術(shù)對其實現(xiàn)統(tǒng)一管理，從而實現(xiàn)了一條線多能的統(tǒng)一控制，使車輛內(nèi)部航線的布置更加科學(xué)簡便，數(shù)據(jù)也更為安全，同時當(dāng)車輛發(fā)生故障時只需對總線信號進(jìn)行故障讀取就能夠判斷車輛故障原因，從而提高了車輛維護(hù)工作效率。

2.3 控制系統(tǒng)與變速系統(tǒng)的自動化

2.3.1 電控自動變速器

車輛電子控制在車輛的諸多方面都有著廣泛的運(yùn)用，針對車輛的變速器控制系統(tǒng)而言，電控手動變速器可以針對車輛的運(yùn)行狀況、發(fā)動機(jī)承受荷載能力等因素進(jìn)行自動分析，并自動進(jìn)行變速器檔位變換，從而使變速器系統(tǒng)可以很好的適應(yīng)車輛的工作狀況，并保持在最高檔位。電控手動變速箱有效的改善了車輛的加速性能與操控性，利用儀表盤的指示功能對車輛的工作狀況加以指示，優(yōu)化了傳統(tǒng)機(jī)械換檔的不足，既然提高了車輛的駕駛安全性，又增加了前進(jìn)力量。

2.3.2 電子氣動的優(yōu)勢

現(xiàn)代科技在車輛領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，有效的改善了車輛的各種特性，車輛的電子氣動系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的車輛管理系統(tǒng)而言有著更加突出的優(yōu)越性，對于部分狀況下車輛發(fā)生故障的主要原因由于人為操縱錯誤以及其他外部原因而造成的，而在采用了電子氣動系統(tǒng)之后則有效改善了車輛在正常工作狀況下的智能管理效果，對車輛的其他方面也有著更加突出的優(yōu)勢。例如車輛氣動門鎖的使用可以有效的減少時間，從而減少了能源消耗;在汽車座椅生產(chǎn)加工方面電子氣動也有著突出的優(yōu)點(diǎn)，可以給用戶帶來更為舒適的服務(wù)，也減少了行車勞累，所以現(xiàn)階段來說汽車行業(yè)電子氣動已經(jīng)慢慢的變成了各種車輛所廣泛使用的生產(chǎn)手段。

2.4 汽車電子元件研發(fā)方面的應(yīng)用

在現(xiàn)代車輛系統(tǒng)整個結(jié)構(gòu)中，電子元件也是非常關(guān)鍵的組成部分，其汽車自動管理系統(tǒng)中起到了無法取代的功能和意義。目前，在中國汽車行業(yè)持續(xù)高速發(fā)展的狀況下，各種不同型式的車輛數(shù)量也越來越多，同時車輛所具有的不同用途也在日益具有多元化特征，正基于此，車輛構(gòu)造中的電子元件量也在逐漸增多，同時在對車輛系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計中所采用導(dǎo)線量也在越來越增多，而這些狀況的改變也將使得車輛整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加的復(fù)雜化。為了能使這一問題得到合理解決，在車輛設(shè)計和生產(chǎn)管理方面，就必須將車輛總體構(gòu)造更加簡化，并在此基礎(chǔ)上使汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平能獲得更加理想的保障。作為車輛開發(fā)相關(guān)人員，在車輛中通過合理地使用電子元件，以及與自動控制器進(jìn)行有效整合，可達(dá)到車輛數(shù)據(jù)服務(wù)水平的有效提高，為車輛的良好使用提供有效保障。此外，針對車輛工程設(shè)計與生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)，在對車輛電氣信息技術(shù)加以合理運(yùn)用的基礎(chǔ)上，可以將車輛總體架構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化，同時可以有效改善車輛布線方法，可以將車輛中導(dǎo)線設(shè)計得到更加精細(xì)化，同時在車輛實際工作流程中可以使得數(shù)據(jù)傳輸更為具備可靠性與穩(wěn)定性，也將可以為車輛更好使用進(jìn)行有效支撐和保證。

2.5 汽車制動系統(tǒng)中的應(yīng)用

在車輛實際工作中，其穩(wěn)定性和安全的影響因素中車輛制動系統(tǒng)屬于非常關(guān)鍵的一項，若車輛制動系統(tǒng)如果有故障出現(xiàn)，很容易造成事故產(chǎn)生，對于駕駛?cè)藛T生命安全會帶來極大危險，所以對車輛制動系統(tǒng)必須加強(qiáng)智能化管理，同時必須合理加以優(yōu)化，這一點(diǎn)對契合產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢有著非常關(guān)鍵的影響及重要性。在當(dāng)前車輛制動體系中，在融入現(xiàn)代電子信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，可運(yùn)用在電氣技術(shù)中自動控制，從而準(zhǔn)確科學(xué)地管理整個車輛制動體系，當(dāng)有問題發(fā)生之后就可以選擇合理對策加以處理，而在此基礎(chǔ)上也就可以讓駕駛?cè)藛T安全地獲得更滿意的保護(hù)。同時，在當(dāng)前的車輛制動體系中，通過自動控制器的使用，對所發(fā)生的各種問題可以適時反映給駕駛?cè)藛T，從而可以根據(jù)車輛駕駛員指令進(jìn)行智能化管理，可使剎車系統(tǒng)控制車輛轉(zhuǎn)速，也就可以使車輛系統(tǒng)提高可靠性。另外，對于采用零點(diǎn)五自動控制的汽車電子技術(shù)來說，在實現(xiàn)對這一技術(shù)手段合理使用的基礎(chǔ)上，也可以在一定基礎(chǔ)上提高汽車制動系統(tǒng)穩(wěn)定性，從而使駕駛?cè)藛T在行駛于汽車中的穩(wěn)定性獲得更良好的保證。

3 ?電子控制在車輛發(fā)動機(jī)上的運(yùn)用和發(fā)揮

3.1 發(fā)動機(jī)采用電子控制是必然趨勢

隨著機(jī)動車的保有量日益擴(kuò)大，以及人們對車輛生命品質(zhì)問題的日益關(guān)注，因此，車輛所排出的有害氣體及其對大氣的污染也越來越受到了人們的關(guān)注，尤其是在美國加州洛杉磯和日本東京都出現(xiàn)光化學(xué)煙霧事故后，產(chǎn)生了重大影響。于是部分發(fā)達(dá)國家的政府部門也開始研究出臺法律，對車輛的排放量加以約束。而美國、日本及歐盟等淄發(fā)達(dá)國家也于20世紀(jì)60年代末紛紛出臺了控制污染的規(guī)定，并且也越來越地嚴(yán)厲。在美國有的地區(qū)，甚至還出臺了低污染以及無污染車輛的規(guī)定。而這種更加嚴(yán)苛的規(guī)定，用車內(nèi)傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)來說是根本無法實現(xiàn)的，也因此汽車工業(yè)無線電技術(shù)起到了重要的作用。也應(yīng)該說，是排放法規(guī)促進(jìn)了無線電技術(shù)在汽車發(fā)動機(jī)上的運(yùn)用，并大規(guī)模使用了電子控制技術(shù)從發(fā)動機(jī)管理上入手的。

3.2 采用電子控制發(fā)動機(jī)

發(fā)電機(jī)的使用與電子設(shè)備管理，從20世紀(jì)60時代使用電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)起步。在當(dāng)時是一個比較簡單的、用錯功率晶體管構(gòu)成，價格相當(dāng)高昂而且對環(huán)境保護(hù)也相當(dāng)敏感。在七十年代，電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)在轎車上就已形成了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。汽車電子產(chǎn)品的點(diǎn)燃控制系統(tǒng)，主要有白金晶體管點(diǎn)燃控制系統(tǒng)、霍爾電壓發(fā)生器晶體管點(diǎn)燃控制系統(tǒng)、電感脈動波發(fā)電機(jī)晶體管點(diǎn)燃控制系統(tǒng)和電容器放電型點(diǎn)燃控制系統(tǒng)等。

電子點(diǎn)火系統(tǒng)和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)最大的區(qū)別就在于它并非單靠接點(diǎn)斷電，而是直接由信息控制器發(fā)出信號使電子點(diǎn)火控制器完成調(diào)節(jié)。也因為其點(diǎn)火線圈的一次電壓像普通電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)一樣受觸點(diǎn)限制，但能夠放大;從而增加了點(diǎn)燃能力。另外，因為信號發(fā)生器的信號并沒有直接由機(jī)器凸輪控制，所以點(diǎn)燃的正時應(yīng)該比較準(zhǔn)確，而關(guān)閉了接點(diǎn)后也就不會產(chǎn)生觸點(diǎn)火花的問題，所以工作上安全可靠，而且也無須維修和保養(yǎng)，極大便利了使用者。隨著電氣科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，就產(chǎn)生了微機(jī)遙控點(diǎn)燃系統(tǒng)，由微機(jī)接受溫度、進(jìn)氣壓強(qiáng)、空氣流速和曲軸位移以及速度變化等信息后，經(jīng)微機(jī)分析與處理，按良好點(diǎn)燃的條件，遙控點(diǎn)燃線圈三極管的導(dǎo)通與截止。這樣一來，就能夠更加準(zhǔn)確地按照發(fā)動機(jī)工況來調(diào)節(jié)點(diǎn)火正時間。

3.3 電子點(diǎn)火系統(tǒng)

點(diǎn)火系統(tǒng)，是指通過使用零點(diǎn)五導(dǎo)體器件（如充氣三極管、可控硅潛）代傳統(tǒng)電子點(diǎn)火系統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)，接通或切斷初級電壓的點(diǎn)燃控制。電子產(chǎn)品點(diǎn)燃控制主要由微機(jī)、感應(yīng)器以及電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等幾部分組成。該控制器可以對通過電子感應(yīng)器送來的發(fā)動機(jī)各項參數(shù)加以計算、評估，從而實現(xiàn)對點(diǎn)火時間的調(diào)整，這樣能夠節(jié)省燃油，降低空氣污染。而按照儲能方式的有所不同，電子點(diǎn)火控制器又可分成電感點(diǎn)火系統(tǒng)和電容器點(diǎn)火系統(tǒng)二大類。

3.4 電子控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

雖然汽車車型不同、檔次不同，采用電子控制系統(tǒng)的功能和多少也不盡相同，但是，汽車電子控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)是由傳感器（傳感元件）與開關(guān)信號、電控單元（ECU， ElectronicControlUnit）和執(zhí)行器（執(zhí)行元件）三部分組成，（如圖1所示）這是電子控制系統(tǒng)的共同特點(diǎn)。實際上“電子控制單元”（Electronic Control Unit）， 它是由輸入電路、微機(jī)和輸出電路等三部分組成。隨著轎車電子化自動化的提高，它所具備的基本功能如下幾點(diǎn)：①接受傳感器或其他裝置輸入的信息，給傳感器提供參考（基準(zhǔn)）電壓：2V、5V、9V、12V;將輸入的信息轉(zhuǎn)變?yōu)槲C(jī)所能接受的信號。②存儲、計算、分析處理信息;計算出輸出值所用的程序;存儲該車型的特點(diǎn)參數(shù)：存儲運(yùn)算的數(shù)據(jù)、存儲故障信息。③運(yùn)算分析。根據(jù)信息參數(shù)求出執(zhí)行命令數(shù)值;將輸出的信息與標(biāo)準(zhǔn)值對比，查出故障。④輸出執(zhí)行命令，把弱信號邊為強(qiáng)的執(zhí)行命令;輸出故障信息。⑤自我修整功能（自適應(yīng)功能）。

4 ?結(jié)語

現(xiàn)代科技的高度發(fā)展與應(yīng)用，對汽車行業(yè)領(lǐng)域也形成了巨大影，隨著汽車行業(yè)越來越向著信息化、智能化等方面前進(jìn)，車輛電子技術(shù)也將成了未來汽車行業(yè)發(fā)展的主要趨勢。對于車輛公司在設(shè)計生產(chǎn)制作過程中，運(yùn)用車輛電子技術(shù)可以很有效的改善了車輛的操控性、舒適度與可靠性，也很有效的減少了能源消耗和空氣污染物排放量，對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言有著積極的促進(jìn)作用，它還可以讓車輛生產(chǎn)公司在保證經(jīng)濟(jì)性的同時兼顧了社會效益和生態(tài)效益。由于車輛電子技術(shù)在目前車輛設(shè)計生產(chǎn)過程中已屬于理論運(yùn)用上非常普遍的一項技術(shù)，同時在現(xiàn)實運(yùn)用中又起到了非常關(guān)鍵的作用，所以必須對這一技術(shù)加以合理運(yùn)用。在當(dāng)前汽車電子技術(shù)的實際應(yīng)用方面，為了能使其取得更加滿意的使用效益，就需要在結(jié)合了自動控制系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行對這一技術(shù)的更加理想的運(yùn)用，使汽車電子技術(shù)有效的實現(xiàn)了自動化和智能化，同時有關(guān)技術(shù)人員也必須掌握采用自動控制系統(tǒng)的汽車電子應(yīng)用，才能對這一技術(shù)做出更加合理運(yùn)用，為汽車行業(yè)的良好發(fā)展前景提供了支持。在當(dāng)前車輛生產(chǎn)和車輛運(yùn)營過程中，許多現(xiàn)代化的科技都有著實際應(yīng)用，而車輛電子產(chǎn)品科學(xué)技術(shù)便是其中較為重要的一項科技，并起到了至關(guān)重要性影響。在目前的汽車電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，智能化管理系統(tǒng)已經(jīng)具有了非常普遍的使用，從而使車輛電子科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)了更理想的發(fā)展趨勢，并促進(jìn)了車輛電子科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展。

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