【正文】 ，又經(jīng)過多次改進(jìn)，其控制功能不斷增多，性能更加先進(jìn)。 在除發(fā)動機(jī)以外的其它汽車零部件上，最先應(yīng)用電子技術(shù)的是福特公司。這些裝置的采用，對環(huán)保、節(jié)能、提高運(yùn)行安全性和汽車綜合性能具有重要的意義。 現(xiàn)代汽車電子技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 隨著世界汽車電子技術(shù)迅速發(fā)展和汽車保有量的迅猛增長，日趨嚴(yán)重的環(huán)境污染和接連不斷的石油危機(jī)，迫使對汽車進(jìn)行嚴(yán)格的排放控制和節(jié)能要求。由于在采用模擬電路的 ECU 控制系統(tǒng)中，如果要增加控制功能，必須增加與實現(xiàn)該項 功能控制邏輯相應(yīng)的電路，這樣必然會使 ECU 的尺寸增加很大，對于安裝空間有限的汽車來講很不適用。 （二）集中控制系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用 在現(xiàn)在汽車中，集中控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。 隨著汽車電子化的發(fā)展，發(fā)達(dá)國家在汽車的各個系統(tǒng)上競相采用電子控制裝置，可以說是日新月異、層出不窮、令人眼花繚亂。 該系統(tǒng)分開環(huán)和閉環(huán)兩種控制。它能有效地控制混合氣空燃比，使發(fā)動機(jī)在各種工況下及有關(guān)因素的影響下，空燃比達(dá)到最佳值，從而實現(xiàn)提高功率、降低油耗減少排氣污染等功效。 排氣再循環(huán)（ EGR）。 怠速控制（ ISC）。 值得說明的是：現(xiàn)在發(fā)動機(jī)的各個電子控制系統(tǒng)或裝置，一般都不是單獨(dú)控制，而是實行集中控制的辦法，即對上述內(nèi)容。該系統(tǒng)可以提高制動效能，防止汽車在制動和轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生側(cè)滑，它是保證行車安全，防止事故發(fā)生的重要措施。它能根據(jù)發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度和車速等行駛條件，按照換擋特性，精確地控制變速比，使汽車處于最佳檔位。它們分別顯出不同的優(yōu)越性，如有的可獲的最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向作用力特性、最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向回正特性，改善行駛的穩(wěn)定性以及節(jié)能降低成本的作用 。在車輪出入車庫、左右轉(zhuǎn)彎行駛及大轉(zhuǎn)彎或做 U型掉頭時，后輪與轉(zhuǎn)向盤制動方向相反，可使汽車輕易轉(zhuǎn)彎，具有較小的轉(zhuǎn)彎半徑。 巡航控制系統(tǒng)（ CCS）。 安全氣囊系統(tǒng)（ SRS）。這種裝置一定要與安全帶配合使用，否則效果大為減小。有的在汽車行駛中，當(dāng)兩車間的距離小到某一距離時，即自動報警，若繼續(xù)行駛，則會在即將相撞的瞬間，自動控制器將汽車停??；有的是在汽車倒車時，會顯示車后障礙物的距離，有效的防止倒車事故發(fā)生。它可以在起步和彎道中速度發(fā)生急劇變化時，改善車輪與路面間的附著力，提高其安全性。有的汽車上則裝有當(dāng)微機(jī)確認(rèn)駕駛員和乘客安全帶使用宮闕無誤時，發(fā)動機(jī)才能被發(fā)動。 隨著電子化的發(fā)展，汽車信息系統(tǒng)越來越龐大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了車速、里程、水溫、油壓等的范圍。 顯示的信息除水溫、油壓、車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等常見的內(nèi)容外，還有瞬間耗油量、平均耗油量、平均車速、行駛 里程、車外溫度等。 語音信息。 語音控制是用駕駛員的聲音來指揮和控制汽車的某個部件、設(shè)備進(jìn)行動作。它通過設(shè)置在汽車內(nèi)的顯示器顯示地圖，可在城市或公路范圍內(nèi)，定向選擇最佳行駛路線，并能在屏幕上顯示地圖，表示汽車行駛中的位置，以及到達(dá)目的地的方向和距離。目前車載電話的水平在不斷提高，除車與路之間，車與車之間，車與飛機(jī)等交通工具之間的通話外，還可通過衛(wèi)星與國際電話網(wǎng)相連，實現(xiàn)在行駛過程中的電話。該裝置是人體工程技術(shù)與電子控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它能使座椅適應(yīng)乘客的不同體形，滿足乘客乘座的舒適性要求。 現(xiàn)代汽車越來越多采用中央控制電動門鎖系統(tǒng)，以提高汽車使用的便利性和汽車的安全性。當(dāng)行車速度達(dá)到一定時，各個車門能自行鎖定，防止乘員誤操作車內(nèi)門把手而導(dǎo)致車門打開。 由以上可以看出，汽車電子化的發(fā)展已是大勢所趨，在世界范圍內(nèi)已形成熱潮，更新、更先進(jìn)、更實用的電子控制裝置將會不斷涌現(xiàn)，汽車電子控制技術(shù)將呈現(xiàn)出一片輝煌的局面。其效果為：輸出功率提高 10％，油耗下降 10％，尾氣排放降低 90％，起動時間縮短 5 0％ ，加速時間縮短 5 0％ (0～ 100km/h)。與傳統(tǒng)噴射系統(tǒng)不同，在共軌系統(tǒng)中，壓力的產(chǎn)生和噴射互不關(guān)聯(lián)。 20世紀(jì) 90年代以前．除了汽車收音機(jī)等直接從家用電器移植過來的產(chǎn)品以外。我國涉及汽車電子生產(chǎn)的企業(yè)有 1000多家，但其多數(shù)企業(yè)規(guī)模偏小，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一。快速發(fā)展的汽車產(chǎn)業(yè)為汽車電子產(chǎn)品提供了廣闊的應(yīng)用市場，從2020年開始我國汽車電子市場隨著汽車產(chǎn)業(yè)一起進(jìn)入快速發(fā)展時期。 2020年我國市場上共銷售汽車電子產(chǎn)品 2488萬套，銷售金額達(dá)到 ，同比增長分別達(dá)到 ％和 ％，高于湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 11 同一時期 ％的全國汽車總銷量增長率。另一方面，電子信息技術(shù)的不斷升級和應(yīng)用使得機(jī)械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換加速以及動力總成方面性能提高，網(wǎng)絡(luò)在車輛中的高速發(fā)展以及消費(fèi)者消費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)與檔次的提高 (如對安全、先進(jìn)性要求的提高 )等使得汽車電子產(chǎn)品占整車中的比重在不斷提高，從支出費(fèi)用來看， 2020年，平均每輛新車的汽車電 子產(chǎn)品支出從 2020年的 1854美元提升至 2025美元，增幅創(chuàng)出近幾年來的新高，達(dá)到 ％；從應(yīng)用比例上看， 1989～ 2020年，汽車電子產(chǎn)品的成本在整個汽車制造成本中所占的比例已由 16％增至 23％，而到了 2020年，這一比例提升至 ％。從市場結(jié)構(gòu)細(xì)分來看，近兩年市場增長較快的產(chǎn)品依次為 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、其他信息娛樂系統(tǒng) (主要是車載電視 )、防盜系統(tǒng)、自動變速控制系統(tǒng)、防抱死制動系統(tǒng)等，它們的銷售額增長率均高于汽車電子產(chǎn)品市場的平均增長水平。部分技術(shù)含量與附加值較高的產(chǎn)品 (如發(fā)動機(jī)電子控制、防抱死制動系統(tǒng)、安全氣囊等 )在汽車電子產(chǎn)品整體中的比重有所下滑。 值得注意的是，產(chǎn)值增幅遠(yuǎn)大于產(chǎn)量增幅， ―量價雙湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 12 增 ‖特征比市場需求更為顯著，這主要是由于國外企業(yè)在中國加大了對高附加值汽車電子產(chǎn)品的投入力度，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)快速升級所導(dǎo)致的。 汽車發(fā)展第三階段 應(yīng)用層次落后，與國外差距明顯。而且，即使是目前應(yīng)用比例較高的汽車音響、汽車空調(diào)等產(chǎn)品，其產(chǎn)品檔次與國外相比也較低。雖然我國企業(yè)也能自主開發(fā)出一些產(chǎn)品，但總體水平與國外相比差別很大，與國際先進(jìn)水平相比，要落后 10～ 15年。近幾年新成立的汽車電子企業(yè)中，合資企業(yè)約占七成，合作伙伴中有許多是汽車電子零部件行業(yè)的跨國公司，這些企業(yè)已經(jīng)成為我國汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要力量，可以說，一個中外合資合作的汽車電子零部件產(chǎn)業(yè)競爭發(fā)展格局正在形成，而且這種競爭程度在愈演愈烈：一是外商在我國獨(dú)資建零部件廠趨勢明顯；二是已經(jīng)合資的企業(yè)擴(kuò)大 股比、控股和再建獨(dú)資企業(yè)的要求在增加。盡管全球汽車電子產(chǎn)業(yè)分工體系呈現(xiàn)出日益專業(yè)化的趨勢，但目前，我國汽車工業(yè)條塊分割的封閉配套體系還沒有根本性的轉(zhuǎn)變，我國汽車電子企業(yè)產(chǎn)品銷售渠道依舊單一、封閉，對整車廠依賴程度高。事實上，汽車電子行業(yè)的一個顯著特點(diǎn)是主機(jī)廠根據(jù)整車廠商的要求進(jìn)行專門設(shè)計制造，產(chǎn)品要具有多樣性和適應(yīng)性，有專門為一個客戶建設(shè)的生產(chǎn)線。 目前。有些公司生產(chǎn)的高檔汽車上安裝了專用的電子系統(tǒng)，例如豐田汽車公司的 VVT—I新型智能可變節(jié)氣門控制系統(tǒng)、 MSP馬莎拉蒂穩(wěn)定程序、 PSM 保時捷行車穩(wěn)定管理系統(tǒng)、 PTM保時捷牽引力管理系統(tǒng)、 PASM保時捷主動懸架管理系統(tǒng)等等。從最初的機(jī)電部件松散組合到現(xiàn)在機(jī)液電磁一體化。 4)通信網(wǎng)絡(luò)化。 發(fā)動機(jī)電子控制 電子控制噴油裝置 現(xiàn)代汽車上，機(jī)械式或機(jī)電混合式燃油噴射系統(tǒng)趨于淘汰．電控燃油噴射裝置因其性能優(yōu)越而得到日益普及。 EFI技術(shù)是一種高級的發(fā)動機(jī)電子管理系統(tǒng)，其基本工作原理是：由傳感器將汽油機(jī)的工作運(yùn)行狀況，如負(fù)荷大小、轉(zhuǎn)速快慢、進(jìn)氣溫度等數(shù)據(jù)送給計算機(jī)進(jìn)行處理，然后由控制執(zhí)行元件來確定供油量，從而保證發(fā)動機(jī)在各種工況下的正常運(yùn)行。在商用車柴油機(jī)上用得多的是共軌式電控噴油系統(tǒng)、電 控單體泵噴油系統(tǒng)和電控泵噴嘴噴油系統(tǒng)。儲存在共軌內(nèi)的燃油在適當(dāng)?shù)臅r刻通過噴油器噴人發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)。此外，還可以根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、噴油量的大小與設(shè)定了的最佳 值 (指令值 )始終一致地進(jìn)行反饋控制。 在電控共軌系統(tǒng)中，由各種傳感器 –發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、油門開度傳感器、各種溫度 傳感器等 –實時檢測出發(fā)動機(jī)的實際運(yùn)行狀態(tài)，由微型計算機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)計的計算程序進(jìn) 行計算后，定出適合于該運(yùn)行狀態(tài)的噴油量、噴油葉間、噴油率模型等參數(shù)，使發(fā)動機(jī)始終 都能在最佳狀態(tài)下工作。由共軌壓力傳感器測出燃油壓力，并與設(shè)定的目標(biāo)燃油壓力進(jìn)行比較后進(jìn)行反饋控制。通過預(yù)噴來降低噪聲和 NOX排放，通過后噴來降低顆粒和提高 DPF及 NOX的催化轉(zhuǎn)換效率。 3） 電控泵噴嘴系統(tǒng) 可直接安裝在發(fā)動機(jī)氣缸蓋上，它將噴油泵的壓油機(jī)構(gòu)與噴油器結(jié)合在一起，省去了高壓油管。這些都要 求汽車的點(diǎn)火系統(tǒng)能夠提供足夠高的次級電壓、火花能量和最佳點(diǎn)火時刻。無論是哪一類電子點(diǎn)火系統(tǒng)，都是利用電子元件 (晶體三極管 )作為開關(guān)來接通或斷開點(diǎn)火系統(tǒng)的初級電路，通過點(diǎn)火線圈來產(chǎn)生高壓電。怠速控制通常是指怠速轉(zhuǎn)速控制。廢氣中的氧含量很低，含有大量 N 、 CO2 和水蒸氣，這三種氣體很穩(wěn)定，不能燃燒，可吸收大量熱量。這個過程起重要作用的是活性碳罐貯存裝置，因為活性碳有吸附功能，當(dāng)汽車運(yùn)行或熄火時，燃油箱的汽油蒸氣通過管路進(jìn)入活性碳罐的上部，新鮮空氣則從活性碳罐下部進(jìn)入活性碳罐。二次空氣噴射系統(tǒng)也常被稱為補(bǔ)燃系統(tǒng)或后燃系統(tǒng)。除了在轎車上應(yīng)用外，它還廣泛應(yīng)用于安全性能要求更高的內(nèi)燃機(jī)車和專用汽車，如液化氣湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 19 運(yùn)輸車、輕油運(yùn)輸車、機(jī)場加油車等。 Passat B5 轎車選用 升 V6 發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)對可變氣門正時進(jìn)行了特別設(shè)計。 發(fā)動機(jī)系統(tǒng)自我診斷功能 計算機(jī)程序不斷地將 ECU 的指令和系統(tǒng)的反應(yīng)進(jìn)行比較，同時檢查各個傳感器的信號是否可信，以此確定系統(tǒng)是否存在故障。 (3)根據(jù)某傳感器 (如發(fā)動機(jī)冷卻液溫度傳感器和氧傳感器 )信號變動所經(jīng)歷的時間和幅度， 可判斷系統(tǒng)是 否存在某些方面的故障。診斷的輸出接口常由儀表盤上的指示燈、電控系統(tǒng)檢測插座(CHECK CONNECTOR)、故障診斷插座 (TDCL)等組成。為了使發(fā)動機(jī)不因水溫傳感器的故障而停止運(yùn)轉(zhuǎn) ， 在出現(xiàn)此故障信號的同時 ， 自診斷系統(tǒng)的電控單元，會立即采用預(yù)先存儲的正常水溫數(shù)值 (如 80℃ )，對發(fā)動機(jī)進(jìn)行控制，使其仍能維持工作，同時系統(tǒng)將繼續(xù) 進(jìn)行故障監(jiān)測，如果相繼若干次監(jiān)測為合格， ECU便將故障指示燈熄滅。例如， 當(dāng)發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的功率管工作有故障時，其點(diǎn)火監(jiān)控回路就沒有正常工作的確認(rèn)信號輸回電控單元，這時電控單元就會發(fā)出報警信號，并向執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)出停止噴油的指令， 以防未燃的混合氣過多地進(jìn)入排氣系統(tǒng)的催化反應(yīng)器中 ， 從而造成 該處理器的失效與損壞。當(dāng)電控單元發(fā)生故障時，程序不能正常執(zhí)行，時鐘就不能使電控單元復(fù)位，據(jù)此可判為有故障 (通常在電控單元內(nèi)備有應(yīng)急回路，保證發(fā)動機(jī)維持運(yùn)行 )。但電控自動變速器也存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件精度要求高、制造難度大，成本較高、維修技術(shù)復(fù)雜，車輛低速行駛時傳動效率較手動變速器低等缺點(diǎn)。在制動過程中，每當(dāng) ECU檢測到車輪趨于抱死時，就向壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出降低制動管路壓力的命令，壓力調(diào)節(jié)器就會立即降低管路的壓力。這樣就能防止車輪抱死，車輪依然可以轉(zhuǎn)動，駕駛?cè)嗽谲囕v遇到障礙物時，可安全繞開并能保持向預(yù)定的方向行駛，同時地面制動力在既滾動又滑動的制動過程中達(dá)到最大。 ABS系統(tǒng)的 ECU還具有故障自診斷功能。在制動過程中，如果車輪沒有抱死趨勢， ABS系統(tǒng)將不參與制動壓力控制，此時制動過程與常規(guī)制動系統(tǒng)相同。汽車 ―打滑 ‖有兩種情況：一是制動時的車輪滑移；二是汽車驅(qū)動時的車輪 ―滑轉(zhuǎn) ‖ 。一驅(qū)動防滑的控制方式 （ 1） 發(fā)動機(jī)功率控制 汽車在起步、加速時，如 果油門踏板踩得過猛，會因驅(qū)動力過大而出現(xiàn)驅(qū)動輪都滑轉(zhuǎn)的情況。這種方式工作比較平穩(wěn)，容易與其他方式配合使用。一驅(qū)動防滑的控制方式 （ 2） 驅(qū)動輪制動控制 這種控制方式是通過在發(fā)生滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪上施加制動力矩來控制滑轉(zhuǎn)率。如在滑溜路面上行駛時，在發(fā)動機(jī)驅(qū)動扭矩較小的情況下也可以出現(xiàn)車輪滑轉(zhuǎn)，這時采用對滑轉(zhuǎn)車輪施以制動的方法就比較有效。 （ 4） 差速器鎖止控制 驅(qū)動力矩可以通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、變速器傳動比、差速器鎖緊系數(shù)等來實現(xiàn)，但目前采用調(diào)節(jié)變速器傳動比和差速器鎖緊系數(shù)的方式在 TRC中，相對而言，較為少見。這種控制方式可以把驅(qū)動輪的差速滑動控制在某一范圍內(nèi)，使汽車在各種路面上行駛和啟動時都具有較好的穩(wěn)定性和操縱性。 a. TRC系統(tǒng)只對驅(qū)動輪實行制動控制，并有選擇開關(guān)，當(dāng)該開關(guān)關(guān)閉時，系統(tǒng)不再進(jìn)行驅(qū)動防滑控制。 e. 如果在 TRC處于防滑調(diào)節(jié)過程中，踩下制動踏板進(jìn)行制動， TRC自動退出且不會影響制動過程的進(jìn)行。但是，液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無法兼顧車輛低速時的轉(zhuǎn)向輕便性和高速時的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，因此在 1983年日本 Koyo公司推出了具備車速感應(yīng)功能的電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。這種微機(jī)控制的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)比起來具有部件少、體積小、重量輕的特點(diǎn)，以及最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向作用力、轉(zhuǎn)向回正特性．大大提高了汽車的轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性，增加了汽車低速時的機(jī)動性以及調(diào)整行駛時的穩(wěn)定性。 EPS系統(tǒng)包含 下列組件：轉(zhuǎn)矩傳感器，檢測轉(zhuǎn)向輪的運(yùn)動情況和車輛的運(yùn)動情況；電控單元，根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器提供的信號計算助力的大?。? 電機(jī)，根據(jù)電控單元輸出值生成轉(zhuǎn)動力；減速齒輪，提高電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力，并將其傳送至轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。由于微控制器無法直接驅(qū)動 MOSFET的大型柵電容，因此需要采用驅(qū)動 IC