王偉 王銀山

摘要：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車動(dòng)力的來(lái)源，對(duì)汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及環(huán)保性都有著重要的影響，可以稱之為是汽車的心臟。而燃油控制和變速結(jié)構(gòu)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的作用非常大，其運(yùn)作質(zhì)量直接影響著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能。所以保持汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行在最佳狀態(tài)是目前汽車開發(fā)制造產(chǎn)業(yè)的主要研究問題，本文主要分析和介紹汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的智能控制系統(tǒng)發(fā)展，來(lái)借此表明當(dāng)今汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不可避免的智能化趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：汽車；發(fā)動(dòng)機(jī)；智能控制

1汽車發(fā)動(dòng)機(jī)向智能化發(fā)展的趨勢(shì)

汽車演變發(fā)展的脈絡(luò)清晰可辨。自二十世紀(jì)初以來(lái)，汽車發(fā)展史上創(chuàng)新與進(jìn)步層出不窮，這也讓今天的汽車連接和傳感技術(shù)頗為成熟而出色。而這些進(jìn)步始終圍繞著發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和性能、安全性、駕乘便利性、行駛品質(zhì)、燃料源、車載數(shù)據(jù)中繼和車內(nèi)娛樂等。

然而，說(shuō)起這些演變，我們就不得不提起汽車底部，也就是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，所經(jīng)歷的眾多革新。從汽車發(fā)動(dòng)機(jī)到車輪乃至更多，動(dòng)力的傳輸經(jīng)歷了一系列巨大的發(fā)展，特別是與過(guò)去的動(dòng)力系統(tǒng)相比，近年來(lái)的一些發(fā)展堪稱顛覆性的革命。

2汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)組成部分

2.1電子控制點(diǎn)火裝置（ElectronicSpark Advance，ESA）

該裝置可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)在不同環(huán)境下以最佳點(diǎn)火狀態(tài)進(jìn)行工作，讓發(fā)動(dòng)機(jī)以最大輸出功率和轉(zhuǎn)速并同時(shí)做到用最小的油耗和最少的氣體排放量的狀態(tài)下運(yùn)行。該裝置由開環(huán)和閉環(huán)兩個(gè)控制系統(tǒng)部分組成，其中，閉環(huán)系統(tǒng)主要由反饋爆轟傳感器控制，而其點(diǎn)火控制精度比開環(huán)系統(tǒng)更高，但是在排氣凈化方面表現(xiàn)較弱。

2.2電子控制汽油噴射（ElectronicFuel Injection，EFI）

該系統(tǒng)根據(jù)各傳感器輸送來(lái)的信號(hào)，將各種汽車排放氣體及燃料進(jìn)行有效的控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣燃料比例在各種情況下都能實(shí)現(xiàn)最好的數(shù)值，以達(dá)到更好的功率，減少燃料消耗，降低廢氣污染等效果。該控制系統(tǒng)閉環(huán)根據(jù)燃料供給氧氣傳感器校正信號(hào)中的氧濃度來(lái)進(jìn)行開環(huán)控制，在計(jì)算機(jī)的某些催化條件下，使混合氣體的空燃比保持在一個(gè)令人滿意的數(shù)值范圍。比如江蘇格爾頓傳動(dòng)有限公司曾歷時(shí)兩年研制出一款智能汽車中國(guó)的電子節(jié)氣門控制設(shè)備。這在一套發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的新技術(shù)中，由于采用了新工藝、新材料，使得汽車可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件精確控制節(jié)氣門開關(guān)和發(fā)動(dòng)機(jī)氣門，以滿足汽車空調(diào)啟動(dòng)及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的功能必須確保石油和天然氣兩者之間保持精確的比例，保持燃料燃燒功率的調(diào)整及持續(xù)輸出，以達(dá)到節(jié)約能源，減少有毒氣體排放的效果。

2.3廢氣再循環(huán)控制（Exhaust GasRecimulation。EGR）

這是為了將引入到燃燒進(jìn)氣側(cè)的新鮮混合物再次實(shí)現(xiàn)抑制生成氮氧化物的有害氣體發(fā)動(dòng)機(jī)的目而將廢氣排出的排氣系統(tǒng)的一部分。該系統(tǒng)可以根據(jù)廢氣再循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的及時(shí)排出率等條件進(jìn)行調(diào)整，以減少?gòu)U氣中的有害氣體的污染，是排氣凈化的有效手段。

隨著全球汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，排放大量有害氣體和燃油消耗量大量增加，同時(shí)汽車制造商的競(jìng)爭(zhēng)也迫使企業(yè)不斷尋找和開發(fā)廢氣的凈化、節(jié)約燃料的手段，安全可靠的現(xiàn)代技術(shù)。另一方面由于駕駛員油門控制的傳統(tǒng)方法，采用由機(jī)械控制的踏板以及油門應(yīng)用駕駛桿、汽車產(chǎn)生的復(fù)合物等條件，駕駛員容易在任何時(shí)間感覺汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不需要其他的控制，這也使車輛的空氣燃料混合物大量排出燃燒，不僅容易造成能源的大量浪費(fèi)，而且還造成了大量尾氣污染環(huán)境。

當(dāng)前的交通行業(yè)，到2020年大約一半的世界石油資源將被汽車運(yùn)輸燃料所消耗。國(guó)際汽車行業(yè)的主管部門在相關(guān)調(diào)查中表明，目前世界石油消費(fèi)總量的62%被汽車傳輸產(chǎn)業(yè)所消耗。汽車在中國(guó)產(chǎn)量在2015年已經(jīng)將近2500萬(wàn)，預(yù)計(jì)在2020年年底將達(dá)到1.5億。同時(shí)，不僅原油，二氧化碳等氣體造成空氣污染也受到人們的關(guān)注。因此，目前的技術(shù)面臨國(guó)際油價(jià)和空氣污染、現(xiàn)有車輛的能源和能源優(yōu)化、新一代的開發(fā)技術(shù)不足等多重挑戰(zhàn)。所以開發(fā)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能節(jié)能技術(shù)是當(dāng)前汽車制造業(yè)的優(yōu)先任務(wù)。

2.4電控自動(dòng)變速器（ElectronicControlled Transmission System，ECT）

該裝置能依據(jù)車速和節(jié)氣門開度的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)條件等，變速并精確控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，以使車輛處于最佳情況。具有改善的傳送效率的裝置，減少燃料消耗，提高換檔舒適，改善的行駛穩(wěn)定眭和使用壽命汽車變速器延伸等特點(diǎn)。

主要有以下幾個(gè)種類：

2 4.1分離式起動(dòng)機(jī)

啟動(dòng)和停止是其最常用的功能。起動(dòng)器系統(tǒng)和獨(dú)立的發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)，開始經(jīng)過(guò)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的電力，以提供電源給發(fā)動(dòng)機(jī)。

2.4.2集成起動(dòng)機(jī)

集成起動(dòng)器是由永磁轉(zhuǎn)子和一個(gè)同步電子齒倫供給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元集成在混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。法雷奧開發(fā)了首個(gè)用于PSA（標(biāo)致.雪鐵龍集團(tuán)）e-HDi車型的i-Stop.Start系統(tǒng)（i-Stop-Start System）。集成在發(fā)電機(jī)內(nèi)部的電子控制裝置的I-Start系統(tǒng)，遇到紅燈時(shí)，只要釋放制動(dòng)踏板車就會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)。

2.4.3馬自達(dá)SISS智能啟停系統(tǒng)

馬自達(dá)SISS的智能起停系統(tǒng)，主要是通過(guò)燃料噴射氣缸時(shí)，燃燒和直接作用在燃料的力量來(lái)重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)在傳統(tǒng)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)上起動(dòng)協(xié)助。據(jù)官方資料顯示，采用SISS技術(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以將啟動(dòng)時(shí)間最小縮短至0.35s，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)使用啟動(dòng)器或電機(jī)系統(tǒng)。

2.5防滑控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)可以提高車輛制動(dòng)性能，以防止打滑和轉(zhuǎn)彎，確保行車安全行駛，避免事故發(fā)生的措施。

這里主要對(duì)AEB系統(tǒng)進(jìn)行介紹，AEB系統(tǒng)主要包括四大部分：

2.5.1信號(hào)采集模塊

采用矩陣激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等技術(shù)，自動(dòng)測(cè)出本車速度以及與前車之間的相對(duì)距離。

2.5 2數(shù)據(jù)處理模塊

計(jì)算機(jī)高速芯片對(duì)兩車相對(duì)距離以及兩車的瞬時(shí)相對(duì)速度進(jìn)行處理后，判斷兩車的安全相對(duì)距離，如果兩車車距小于安全距離，數(shù)據(jù)處理模塊就會(huì)發(fā)出指令。

2.5 3顯示報(bào)警模塊

能及時(shí)顯示本車的車速、前方最具威脅車輛或物體的距離，以聲音方式提醒駕駛員前方有危險(xiǎn)，需謹(jǐn)慎駕駛。

2.5.4智動(dòng)剎車模塊

負(fù)責(zé)實(shí)施數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)來(lái)的指令，發(fā)出警報(bào)，提醒司機(jī)剎車，如司機(jī)沒有采取措施，執(zhí)行機(jī)構(gòu)將執(zhí)行控制系統(tǒng)的指令，減速或停車。

AEB系統(tǒng)的主要功能體現(xiàn)在，它能夠在汽車行駛前方出現(xiàn)對(duì)本車構(gòu)成威脅的障礙物時(shí)，因駕駛?cè)藛T疲勞或判斷失誤，或突發(fā)性疾病，未及時(shí)采取制動(dòng)措施，撞車事故不可避免發(fā)生時(shí)，能夠通過(guò)語(yǔ)音報(bào)警提示駕駛?cè)藛T注意前方路況，駕駛?cè)藛T來(lái)不及采取措施將要發(fā)生交通追尾事故時(shí)，AEB系統(tǒng)能夠主動(dòng)及時(shí)地采取相應(yīng)的緊急剎車減速措施，保護(hù)人車安全，避免惡性交通事故的發(fā)生。

3結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，以客戶為導(dǎo)向、快節(jié)奏發(fā)展的汽車行業(yè)在諸多方面都承受了巨大的挑戰(zhàn)，無(wú)論是來(lái)自電動(dòng)、氫動(dòng)力、混合動(dòng)力和天然氣動(dòng)力汽車快速變化的動(dòng)力需求；還是日趨嚴(yán)格的政府法規(guī)要求；全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)；對(duì)于各種動(dòng)力的汽車越來(lái)越高的安全要求，以及不斷變化、有時(shí)搖擺不定的消費(fèi)者需求。面對(duì)這些壓力，汽車行業(yè)必須設(shè)定好未來(lái)前進(jìn)的路線，將動(dòng)力系統(tǒng)作為技術(shù)發(fā)展的前沿和中心，全面實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的智能化控制，才能讓汽車行業(yè)得到長(zhǎng)久持續(xù)的發(fā)展。