陳世錕 徐鵬霄 陳浩（沈陽理工大學汽車與交通學院，遼寧沈陽110159）

關于電子控制技術在車輛工程中的應用分析

陳世錕 徐鵬霄 陳浩（沈陽理工大學汽車與交通學院，遼寧沈陽110159）

在信息技術、車輛工程和電子工業(yè)不斷發(fā)展的當今，越來越多的新型控制技術加入到了車輛工程的應用當中，其中用的最為廣泛技術就是電子控制技術。這項技術主要在各種汽車的底盤、動力裝置的應用上發(fā)揮這其獨特的作用。本文通過介紹不同種電子控制技術的功能、原理和組成，重點討論了這項技術在新能源發(fā)動機和混合動力汽車系統(tǒng)等上面的應用。

新型電動汽車；電子控制技術；新能源的發(fā)動機

1　在汽車動力裝置上應用電子控制技術

1.1應用于傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機上面

目前，要想應用一些電子控制技術，就必須有ECU（電控單元）、傳感器和執(zhí)行器三個主要部分組成?，F(xiàn)如今比較傳統(tǒng)的發(fā)動機有兩種，分別是柴油機和汽油機。這項電子技術在這些傳統(tǒng)發(fā)動機的點火系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的電子控制上有著不錯的應用，下面就重點介紹一下電子控制技術在發(fā)動機的點火系統(tǒng)和燃油噴射系統(tǒng)的應用。

燃油噴射的電子控制系統(tǒng)。這個系統(tǒng)最基本的功能就是完成“量”和“時”的正確控制，所謂的“量”就是控制燃油的噴油量；“時”就是控制噴射正時。這些電子控制單元根據(jù)目標的進氣量和空燃比來確定出燃油的噴油量，接下來，進一步根據(jù)各個傳感器的信號不斷修正確的噴油量，這就使得發(fā)動機能夠獲得最合適濃度的混合燃氣。在這之后，電子控制單元還能夠根據(jù)發(fā)動機的工作負荷、凸輪軸和曲軸位置傳感器等各種裝置，進一步確定出合理的噴油時刻，達到在最佳的噴油時刻噴入足夠的噴油量，促使發(fā)動機保持一個經(jīng)濟性和排放性最佳的狀態(tài)。

點火系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)。對一般的汽油機器，必須裝配一個電子控制點火系統(tǒng)，該系統(tǒng)的功能就是完成對點火提前角的控制。在運行的時候，電子控制單元分析各種不同傳感器的信號，進一步判斷機器的運行狀況，控制在最好的提前角進行點燃混合燃氣，這就改善了發(fā)動機在點火的時候的燃燒效率。同時，這個電子控制系統(tǒng)還能對點火的能量和爆燃現(xiàn)象就行有效的控制。

1.2應用于新能源的發(fā)動機上

電控氫燃料發(fā)動機。這種發(fā)動機比原始的發(fā)動機具有更好的實用性和適應性，結(jié)構(gòu)也更容易繼承，并且氫燃料還具有燃燒速度快，熱效率和能量密度都很高，著火點也比較低，點火的時候很少有燃燒緩慢的現(xiàn)象等各種作為理想燃料的優(yōu)勢。但是，氫燃料還具有一些難以控制特性，比如，在其燃燒的時候很容易就發(fā)生回火、早燃等不正常的燃燒現(xiàn)象，電子控制系統(tǒng)就是根據(jù)氫燃料這個復雜的特點進一步采取的針對措施。這種氫發(fā)動機與傳統(tǒng)發(fā)動機的電子控制系統(tǒng)相比，在控制的量和內(nèi)容上基本上一樣的，它們之間在控制策略上的最大的不同就是氫燃料的發(fā)動機還需要進一步去控制氫在燃燒時的各種回火現(xiàn)象。因此，要想在氫燃料的發(fā)動機上廣泛的應用電子控制系統(tǒng)，就必須解決氫燃料在燃燒的時候的各種不正常的燃燒現(xiàn)象。

電控天然氣發(fā)動機。使用天然氣作為燃料具有很多優(yōu)勢，比如，天然氣的價格很便宜、儲能豐富，污染小等等。因此，天然氣作為燃料而言，被譽為了21世紀最有前途和清潔燃料之一。然而，天然氣的發(fā)動機與原始的發(fā)動機對比來看，它還是有許多不足的地方的，比如，天然氣發(fā)動機不易點燃、動力差、排氣氣溫過高、潤滑的性能比較差等等。所以，用電子控制系統(tǒng)去控制空燃比、點火是能量和提前角是對于現(xiàn)在的天然氣發(fā)動機來說一個非常重要的一個課題，以保證天然氣發(fā)動機的動力、排氣溫度和潤滑性等各方面的性能，讓發(fā)動機更具有經(jīng)濟性和良好的排放性能。這種氫天然氣動機與傳統(tǒng)發(fā)動機的電子控制系統(tǒng)相比，在控制的量和內(nèi)容上是差不多的，但是在點火提前角和能量、噴射燃料的準確性控制上就必須依賴于實現(xiàn)電子控制技術的控制。

2　在汽車底盤上應用電子控制技術

防止汽車制動時抱死的系統(tǒng)（ABS）。裝有這種系統(tǒng)的汽車，在各種不同的路面上發(fā)生制動的情況時，在地面和車輪之間滑移率總是保持在合理的系數(shù)要求范圍附近，這就使得各種汽車在制動的時候具有不錯的操控性、穩(wěn)定性和效能。這種電子控制系統(tǒng)通過控制車輪的制動能力，達到對車輪轉(zhuǎn)速的控制，進一步防止汽車在制動時的甩尾和側(cè)滑現(xiàn)象，并且也減少了一部分的制動距離。根據(jù)在制動過程中，控制器會以車輪的轉(zhuǎn)速為信號去判別車輪抱死的時刻，同時并發(fā)出指令進行控制，用來調(diào)節(jié)制動輪缸的油壓，從而控制了車輪的制動能力，使得車輪的處在最好的滑移率范圍之內(nèi)，并且車輪不會被抱死，從而讓汽車在制動時能用最短制動距離，獲得更佳平穩(wěn)的制動效果。

防止驅(qū)動時車輪打滑的系統(tǒng)（ASR）。多種車輛在加速或起步的過程中，各個車輪上速度傳感器不斷地向電子控制系統(tǒng)發(fā)送車輪轉(zhuǎn)速的信號，然后，控制器根據(jù)這些信號計算出滑移率。當某一輪胎的滑移率超出安全范圍的時候，控制器就開始發(fā)揮作用，不斷地去調(diào)整發(fā)動機輸出功率，減少車輪驅(qū)動力，用來降低滑移率，保證其在安全范圍內(nèi)。這就使得在驅(qū)動車輛的過程中具有更好的控制轉(zhuǎn)向能力和方向的穩(wěn)定能力，利用地面附著能力使得汽車在起步和加速過程中變得越來越自如，并且在一定程度上降低了輪胎的磨損程度。

3　結(jié)語

本文主要分析說明了在汽車底盤、車身和動力裝置中的電子控制技術的應用過程，并且也分別討論了這項電子控制技術在發(fā)動機、電池能源上的所發(fā)揮的不可替代的作用。同時，由于車輛工業(yè)和電子控制技術的不斷發(fā)展，以電子控制技術作為核心的應用將會創(chuàng)新出更多的功能和好的用處，促使車輛工業(yè)的快速發(fā)展。

［1］王金福，李富才.機械故障診斷的信號處理方法：頻域分析［J］.噪聲與振動控制，2013，01：173～180.

［2］宗長富，李剛，鄭宏宇，何磊，張澤星.線控汽車底盤控制技術研究進展及展望［J］.中國公路學報，2013，02：160～176.

［3］李開明，張群，羅迎，梁必帥，楊小優(yōu).地面車輛目標識別研究綜述［J］.電子學報，2014，03：538～546.