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        現(xiàn)代汽車電子控制組成與作用

        2012-08-15 00:52:53李文武
        科技傳播 2012年7期
        關(guān)鍵詞:節(jié)氣門執(zhí)行器發(fā)動機(jī)

        李文武

        十堰職業(yè)技術(shù)(集團(tuán))學(xué)校,湖北十堰 442000

        汽車電子控制通常被稱為汽車電腦控制,這個(gè)系統(tǒng)主要是利用各種傳感器來探測各類信息,經(jīng)過電子控制單元ECU進(jìn)行信息處理,從而推動個(gè)電子元件的工作進(jìn)程。

        1 汽車電子控制系統(tǒng)介紹與工作流程

        1.1 汽車電子控制系統(tǒng)介紹

        1)發(fā)動機(jī)和動力傳動集中控制系統(tǒng)。包括發(fā)動機(jī)集中控制系統(tǒng)、自動化變速控制系統(tǒng)、制動防抱死和牽引力控制系統(tǒng)等;2)底盤綜合控制和安全系統(tǒng)。包括車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)、主動式車身姿態(tài)控制系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)、防撞預(yù)警系統(tǒng)、駕駛員智能支持系統(tǒng)等;3)智能車身電子系統(tǒng)。自動調(diào)節(jié)座椅系統(tǒng)、智能前燈系統(tǒng)、汽車夜視系統(tǒng)、電子門鎖與防盜系統(tǒng)等;4)通訊與信息/娛樂系統(tǒng)。包括智能汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、語音識別系統(tǒng)、“ON STAR”系統(tǒng)(具有自動呼救與查詢等功能)、汽車維修數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、汽車音響系統(tǒng)、實(shí)時(shí)交通信息咨詢系統(tǒng)、動態(tài)車輛跟蹤與管理系統(tǒng)、信息化服務(wù)系統(tǒng)(含網(wǎng)絡(luò)等)等。

        1.2 汽車電子控制系統(tǒng)工作流程

        在汽車電子控制系統(tǒng)中,電子控制的一般過程是這樣的,汽車在運(yùn)行時(shí),各傳感器不斷減持汽車運(yùn)行的工作狀況等信息,并將這些信息實(shí)時(shí)的通過輸入接口傳送給ECU,ECU接收到這些信息后,根據(jù)內(nèi)部預(yù)先編寫好的控制程序,進(jìn)行相應(yīng)的決策與處理,并通過其輸出接口輸出控制信號給相應(yīng)的執(zhí)行器,執(zhí)行器接收到控制信號后,執(zhí)行相應(yīng)的動作,實(shí)現(xiàn)某種預(yù)定的功能。

        2 汽車電子控制系統(tǒng)的組成

        汽車電子控制系統(tǒng)一般由三部分組成:傳感器、控制單元(電腦)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

        2.1 傳感器

        傳感器是一種信號轉(zhuǎn)化裝置,它可以將非電信號轉(zhuǎn)化成電信號,它的主要作用是向汽車電腦提供運(yùn)行的各種工況信息。汽車傳感器過去單純用于發(fā)動機(jī)上,現(xiàn)在傳感器已經(jīng)擴(kuò)展到汽車底盤、車身和燈光、電氣等各個(gè)系統(tǒng)。

        2.2 執(zhí)行器

        執(zhí)行器又叫執(zhí)行元件,它的主要功能是根據(jù)ECU輸出的控制信號來執(zhí)行相應(yīng)的動作,以實(shí)現(xiàn)某種預(yù)定的功能,按照構(gòu)造可以分為四類:電磁閥類、電機(jī)類、繼電器類、顯示器式。

        2.3 電子控制單元

        電子控制單元就是俗稱的汽車電腦,較早的汽車電子控制幾乎都一個(gè)系統(tǒng)一個(gè)電子控制單元,隨著汽車電子系統(tǒng)集成化的發(fā)展,許多系統(tǒng)的電腦被整合到一起,例如原先的電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)ESA、燃油噴射系統(tǒng)MPI、自動變速器系統(tǒng)ECT,現(xiàn)在已經(jīng)被整合為動力控制單元PCM。

        汽車電子控制單元能在幾毫秒內(nèi),迅速改變輸出信號,也就是說當(dāng)輸入信息有變化時(shí),電腦幾乎是立刻改變輸出信號,控制作用迅速而準(zhǔn)確,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,其處理數(shù)據(jù)的能力也越來越快,由原來的8位、16位、32位,已經(jīng)發(fā)展到64位,運(yùn)算速度也變得越來越高。

        不同系統(tǒng)的電子控制單元,其安裝的位置也不同,如燃油噴射系統(tǒng)的電子控制單元多置于儀表盤下方,以避免高熱、濕度、震動的影響,安全氣囊的電子控制單元多置于座椅或者中央操控臺下,制動防抱死ABS的電子控制單元多置于發(fā)動機(jī)室或行李艙等處。

        3 汽車電子控制系統(tǒng)的主要作用

        在汽車電子控制系統(tǒng)中,電子控制單元是一個(gè)相當(dāng)重要的關(guān)鍵器件,也是控制系統(tǒng)的核心,它的主要作用有以下幾個(gè)方面:

        1)接受感受器或其他裝置輸入的信息,并將輸入信號處理成電子控制單元能夠處理的信號,如將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號;2)給傳感器提供參考基準(zhǔn)電壓,參考基準(zhǔn)電壓有2V5V8V9V12V等幾種類型,常見的主要是5V參考基準(zhǔn)電壓,如多大部分車系的節(jié)氣門位置的傳感器、光電式曲軸或者凸輪軸傳感器,個(gè)別的車系如北京切諾基凸輪抽霍爾傳感器才用的是8V的參考電壓;3)計(jì)算、分析、存儲信息。電子控制單元能夠存儲處理程序、各車型的特性參數(shù)及運(yùn)算中的數(shù)據(jù)以及故障信號,根據(jù)信息參數(shù)計(jì)算出執(zhí)行命令數(shù)值,將輸入的信號與標(biāo)準(zhǔn)值對比并存儲故障信息;4)輸出執(zhí)行命令。電子控制單元能夠?qū)?shù)字信號執(zhí)行器進(jìn)行控制,電子控制單元直接進(jìn)行驅(qū)動數(shù)字信號執(zhí)行器,對于模擬信號執(zhí)行器,電子控制單元通常會把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號后進(jìn)行控制與驅(qū)動,需要較大電流通過的執(zhí)行器,電子控制單元需要利用控制繼電器來驅(qū)動執(zhí)行器進(jìn)行工作;5)自我修正功能。這項(xiàng)功能又被稱為自適應(yīng)功能或?qū)W習(xí)功能,主要是系統(tǒng)各個(gè)部件由于磨損、臟污、積碳或者工作環(huán)境發(fā)生變化時(shí),傳感器的初始值會發(fā)生對應(yīng)的偏差,而電子控制單元具有檢測、記憶、自動修正、調(diào)整的功能,這就可以使車輛在一定程度上能在有關(guān)數(shù)據(jù)變動的情況下,仍保持良好的工作性能。

        例如,當(dāng)節(jié)氣門或步進(jìn)電機(jī)贓污后,發(fā)動機(jī)怠速時(shí)節(jié)氣門的開度或步進(jìn)電機(jī)開啟步數(shù)會自動增大,這是因?yàn)楣?jié)氣門臟污后,在相同的開度下,進(jìn)氣量會減少,將不是以維持額定的怠速轉(zhuǎn)速,由于自適應(yīng)功能,ECU會將節(jié)氣門的開度或者步進(jìn)電機(jī)的開啟步數(shù)增大以維持額定的怠速轉(zhuǎn)速,使發(fā)動機(jī)控制單元記憶了當(dāng)前最佳工作值,但是當(dāng)節(jié)氣門被清洗后,發(fā)動機(jī)控制單元仍控制節(jié)氣門或者步進(jìn)電機(jī)以清洗前的開度來進(jìn)行供氣,發(fā)動機(jī)就會產(chǎn)生怠速過高的現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)會發(fā)生游車現(xiàn)象,因此發(fā)動機(jī)需要重新進(jìn)行匹配,使ECU重新進(jìn)行自適應(yīng),從而回復(fù)正常怠速。

        4 結(jié)論

        伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技元素在汽車行業(yè)的快速應(yīng)用與發(fā)展,汽車電子控制技術(shù)勢必會在工作精度、控制范圍、產(chǎn)品適應(yīng)性和智能化等方面有突飛猛進(jìn)的發(fā)展,從而實(shí)現(xiàn)汽車更高效更人性化的發(fā)展,并且會在降低排氣污染、降低燃油消耗、提升駕駛樂趣性和安全性等方面,汽車電子控制技術(shù)都有著越來越明顯的優(yōu)勢。

        [1]韓雪濤.汽車電子控制技術(shù)應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2009.

        [2]夏雪松.汽車電器設(shè)備構(gòu)造與維修[M].北京.電子工業(yè)出版社,2010.

        [3]楊慶彪.現(xiàn)代汽車電子控制原理與維修精華[M].北京:人民郵電出版社,2009.

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