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2021-5-11 13:45:52
作者:黄斌 来源:《电子技术与软件工程》2017年第06期
        随着信息化进程的不断推进,科学技术也发生了日新月异的变化,计算机应用及其相关的电子控制技术都获得了很大的进展,为实现计算机电子控制从而提高汽车效率及排放环保等奠定了基础。本文首先阐述了汽车电子控制技术的概况,然后分析了汽车电子控制中各种先进技术的应用。
        【关键词】汽车电气系统 电子控制
        汽车电气设备的应用及发展历经了一百多年的风雨历程。从上个世纪早期的磁电机点火发展至如今的电子点火,中间包括许多电气装置的研究应用,例如汽车的点火、照明、起动机、交流发电机等电气控制系统,都是随着电子控制技术的成熟在不断的发展、且越来越完善。伴随信息化进程的推进,各种信息技术手段日益广泛的引入到汽车电子控制领域,推动汽车电气控制系统朝着更稳当、更可靠、更安全的方向发展。大部分汽车生产商纷纷改善当前的技术,使电子控制技术开始应用在汽车的方方面面。在今后,汽车电子控制系统将会发生巨大的变化,从现在的12V转变为42V 电源系统将是汽车电子技术发展的趋势,因为42V 电源系统使汽车能够引入更多的电传线控系统,同时其远程信息处理也会获得更大发展。
        1 概况
        汽车中一些繁琐的电子控制系统均能够从输入与输出来加以分析。一般情况下,我们把电子控制单元当作其中的控制元件,然后再分析它的输入与输出,这是电子控制电路分析过程中十分常见的一种方法。
        一般来说,其电气控制系统主要包括开、闭环控制两类。其中,对于前者来说,只要给定输入则能够获得所需的输出。比如,前照灯控制即属于此类范畴,在输入开关接通的信号条件下,就能够获得所需的输出控制前照灯点亮。如果要判断是不是该类系统,则需要观察它工作过程中是否需要反馈信号,若不需要,就属于此类。对于后者来说,其存在工作反馈。反馈控制的功能是指若输出结果与想要的结果发生了偏离,此时,电子控制单元能够自动的加以矫正。汽车的自动温度控制系统即为该类的范畴,内部温度主要取决于空调系统的工作状态,是由车内外温度传感器的信号所决定,反馈的是温度信号。汽车电气控制系统按照各种功能划分,其中主要涉及到空调、点火、照明、起动、充电、安全系统等诸多方面内容。
        充电系统:交流发电机属于其关键部件,其次还有一些连接导线。其一定要满足可以提供负载所需的电流、恒定电压且维护需求不高、功率重量比相对较高等要求。
        启动系统:条件是无需维护或少维护、寿命长、可随时运行、重量轻、结构紧凑等。设计该系统时要结合蓄电池安装确定起动机位置。
        点火系统:在气缸接近压缩行程上止点的时候,通过火花塞在气缸内形成电火花,将可燃混合气点燃。原理是通过点火线圈一次绕组反复通断电使其磁通发生变化,在二次线圈感应出高电压。设计时注意发动机用途、负荷、转速范围,燃烧室结构等因素的影响。
        发动起管理系统:主要由点火、进气控制、燃油供给、排放控制以及车身控制等管理系统组成。各系统都引入了计算机电子控制单元,相互间利用数据总线彼此通信。使车载自诊断系统拓宽至整车,降低运行成本,提高维护修理速度。
        底盘电子控制系统:由牵引力控制、防抱死制动控制、电子控制动力转向、自动变速器控制等组成。可以提高车轮制动器制动力,确保制动方向,避免跑偏、侧滑等。
        2 在汽车电子控制系统中各种先进技术的应用
        2.1 电子控制系统中电子开关的应用
        该器件主要有以下几种元件构成:晶闸管、功率场效应管、大功率晶体三极管、绝缘栅双极型晶体管等。能够按照各种工作参数与用途来对各种器件及型号进行区分。将其引入到汽车电子控制系统里面,可以减少机械触点开关,降低电子干扰延长使用寿命,在设计时必须注重控制综合目标,例如其工作极限参数、控制方式以及性能特点等诸多方面。现阶段,汽车电子控制模块逐渐趋向于集成化,通常情况下,一个电子控制模块将2个或更多的控制单元及相关辅助电路进行集成。该种电子控制模块能很好的改善了电子装置的工作效率与可靠性,同时还使其重量与体积得以减少,明显改善了其综合性能指标。
        这类电子控制模块是整个控制系统里面的核心部件。其作用是实现对各种电气设备或系统的有效控制,所以其必须满足一系列的性能要求,例如可靠性、安全性、易操作性以及耐用性等各个方面。伴随集成化程度的不断提升,现在控制单元的设计推出,即混合封装成智能电子控制模块的形式,并且日益普及,其具有非常突出的优势,经济性与技术性相对较高。
        2.2 汽车电气系统中总线技术的应用
        由于现代汽车控制单元数量的不断增多,从前的线路传输系统已经无法满足日益繁重的信号传输的要求。在这种形势下,数据总线局域网控制技术应运而生,其主要涉及到CAN、LIN、MOST與FlexRay 总线技术,应用最广泛的当属第一种技术。
        根据各种总线技术的具体特征,汽车制造商按照需要连接的电子控制单元的具体情况科学选取总线技术。一般CAN总线技术基本上用来连接动力系统与制动系统控制单元。而LIN总线技术则是在通信不太密集的环境中适用,因此,该技术通常只在汽车的车窗、后视镜及中控锁等系统上应用。而对于MOST 总线技术来说,其基本上应用在汽车的多媒体娱乐系统中,对于FlexRay 总线技术来说,则作为控制系统的连接的补充方法。
        2.3 电气系统中智能电器的应用
        随着数字技术的发展,今后通信数字化将成为电子控制系统智能化发展的特征。具体来说,在汽车上的应用主要涉及到汽车智能执行器与传感器,数字信号传输技术等方面。一般由微处理器、模数转换器、存储器等部件构成,深受人们的欢迎,且日益普及。因其能够改善传感器的准确度、完成模拟信号采集、数字转换及传输等。而对于智能执行器来说,在从前的执行装置基础上配置了诸多复杂功能,包括自我调节、控制等。汽车中的典型装置主要有智能轮胎、智能雨刮器等。
        3 结语
        综上所述,伴随科学技术的不断发展,在汽车电子控制系统中,各种先进技术逐渐引入其中,例如数据总线技术以及智能电器等。伴随新能源汽车与电动汽车的不断发展,以后汽车电气电子控制系统将会朝着集成化、智能化、复杂化的方向发展。
        参考文献
        [1]詹黎敏.现代汽车电子控制技术发展趋势分析[J].产业与科技论坛,2014(09):122-123.
        [2]郭引弟.汽车电器的现代电子控制技术研究[J].中国高新技术企业,2014(19):25-26.
        [3]张文翔.关于汽车电器的现代电子控制技术的分析与研究[J].电子技术与软件工程,2016(10):251.
        作者简介
        黄斌(1973-),男,广西壮族自治区桂林市人。现为桂林市交通技工学校汽车维修高级技师。研究方向为汽车电器及电子控制装置一体化教学模式。
        作者单位
        桂林市交通技工学校 广西壮族自治区桂林市 541004


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