汽车电子控制技术的应用与分类研究

随着时代的发展和社会的进步，汽车已经不单纯是人们日常出行的一种代步工具，而越来越多的是追求安全性、舒适性和豪华程度，甚至能代表其身份和地位的汽车。要实现这些愿望都离不开电子控制技术的发展，当不断革新的电子控制技术被应用到汽车设计与制造中，就给汽车的发展提供了无限的空间，本文就汽车电子控制技术的应用与分类进行了研究。

【关键词】汽车 电子控制技术 性能

1 汽车电子控制技术的发展概况

对于现代汽车制造业而言，电子控制技术已经成为一项不可或缺的重要技术，它的应用除了能够提高汽车的安全性、舒适性、动力性之外，还能有效减轻车辆的尾气排放量。汽车电子控制技术的发展主要经历以下历程：

第一阶段是上个世纪60年代，在该时期，汽车上应用的电子控制技术主要有二极管整流式交流发电机、晶体管点火装置、变速器电子控制装置。

第二阶段是上个世纪70年代-90年代，这是电子控制技术发展极为迅速的一个时期，在该时期，汽车上应用的电子控制技术主要有微处理器、电子控制防滑装置、IC点火器、数字式点火时刻控制系统、发动机集控系统、微机控制型仪表系统。

第三阶段是上个世纪90年代至今，该时期汽车电子控制技术已经进入了成熟期，各种技术更加先进、合理，在汽车上的应用范围也逐步扩大，汽车上电子设备在其总造价的比例也越来越高，如某公司出产的汽车，仅电子设备的成本就占了整车造价的33.4%左右，电子控制已经成为汽车发展的一种必然趋势。

2 汽车电子控制技术的分类及其应用

目前，对于汽车电子控制技术并没有一个非常系统的分类，多数情况下都是针对汽车的构造进行具体分类的，如发动机电子控制技术、底盘电子控制技术、车身电子控制技术，除此之外，车载的一些电子设备也被归入到了汽车电子控制技术当中，如车用雷达、GPS与数字地图、图像识别、通讯技术等等。以下就这几个方面电子控制技术在汽车上的应用进行分析。

2.1 电子控制技术在发动机上的应用

2.1.1 ESA

ESA即汽车电子点火系统，该系统能够接收到由传感器发出的与发动机有关的各种参数信息，系统中微处理芯片会对这些参数进行分析、运算，以此为据对车辆的点火时刻进行调节，这样不但可以使汽车的点火特性获得有效改善，而且能够使燃料的消耗量大幅度降低。

2.1.2 EGR

EGR是汽车废气再循环控制系统的缩写，该系统能够将汽车运行过程中产生出来的一部分废气引入到进气管当中，并与新鲜的混合气混合后形成一种带有废气的混合气体，随后返回到被回收的气缸当中，同时系统会按照发动机当前的运行工况，并利用安装在排气管上的进气支管通道将EGR阀门打开，从而实现对EGR率的有效控制，由此便可进一步减少汽车发动机运行时产生的废气及氮氧化物的排放。

2.1.3 ECFI

ECFI是电控喷油的缩写，该装置在汽车发动机上的应用有效提升了发动机的工作性能，使其在运行过程中始终处于良好的工作状态，这不但可以使车辆行驶更加安全、稳定，而且还能起到节油的作用，有利于减轻尾气排放对空气的污染。

2.1.4 发动机电子综合控制系统

该系统简称EECS，它最为显著的作用是可以使汽车发动机始终处于最佳的工况，有利于提高整车的安全性能，该系统借助相应的电子控制手段，能够对以下环节进行优化控制，如点火、喷油、空气燃油比、废气排放等等。不仅如此，随着网络和集控技术的不断发展及广泛应用，使得汽车的EMS系统借助CAN总线能够对其它控制系统进行网络互联，真正意义上地实现了电子综合控制。该系统在汽车发动机上的应用具体体现在如下两个方面：

（1）在以汽油机作为动力驱动装置的汽车发动机上的应用。该系统除了能够对空气燃油比进行反馈控制之外，还能对怠速进行有效的控制，由此进一步降低了汽油机的燃油消耗量。同时该系统能够实现启动喷油量和伺服喷油量的有效控制。随着研究的不断深入，现已研发出了一种带有故障自诊断功能的电子综合控制系统，这使得该系统的稳定性和可靠性获得一定程度的提升，对发动机的控制也更加有效。

（2）在以柴油机作为动力驱动装置的汽车上应用。实践证明，该系统在柴油汽车上应用后，可以使车辆节约能耗15%以上，节能效果非常显著，更为重要的是，它可以使废气排放及发动机噪音获得有效的改善，国家环保部门的相关标准中明确规定，未安装该系统的柴油汽车不得上道行驶。

2.2 电子控制技术在底盘上的应用

2.2.1 EC-AT

EC-AT是微控自动变的缩写，它是由相关的传感器对车速与节流阀的开度等信息进行采集，并通过转换器将采集到的信息转换成为电信号，将信号作为电子控制装置ECU的输入信息，经EC-AT的ECU根据汽车的换挡特性及规律适时地输出信号给电磁阀，以此来对油压回路进行控制，在这一基础上，便可精确地对传动比进行控制，从而使汽车获得最佳的档位及换挡时间。与传统的变速器相比，EC-AT的传输效率更高、油耗更低、大幅度提升了换挡的舒适性，车辆的运行更加平稳，有助于延长整车的使用年限。此外，EC-AT的应用可以使锁止控制不再依赖油压，不但减轻了锁止冲击，而且还使变速器各个档位均能够实现有效的锁止。

2.2.2 ABS

即防抱死装置，该装置的主要作用是确保车辆在紧急刹车的过程中能够获得瞬态的控制。目前绝大部分轿车都带有ABS系统，从而有效降低了车辆制动时的侧滑风险，常规的ABS由轮速传感器、电子控制装置及制动压力调节器组成，当车辆制动时，若是某个车轮发出抱死信号后，电子控制装置会接收到该信号，并对信号进行判断，然后对电磁阀发出指令，借助减缓制动力持续增长的方式，阻止车轮抱死。

2.3 电子控制技术在车身上的应用

2.3.1 SRS

SRS是安全气囊系统，该系统一般会在车身遭受撞击时自行启动，瞬间将气体充入到气囊当中，使气囊膨胀，可以起到缓冲作用，有助于确保驾驶员的安全。

2.3.2 自动空调系统

该系统具体是指在汽车普通空调系统的基础上增加了一个自动控制装置，空调可以接收传感器发送的信号，通过混合风门改变冷风与热风的输出比例，实现车内温度的自动调节。

2.3.3 座椅自动调节系统

由于驾驶员的坐姿均不相同，最舒适的坐姿有助于减轻驾驶疲劳，该系统可以对每一个驾驶员的坐姿进行自动记忆和编号，更换驾驶员时，只需要输入编号系统便可自行将座椅调整到最佳的位置。

2.4 电子控制控制在电气设备上的应用

2.4.1 图像识别技术

该技术简称IR，它的核心是计算机和信息技术，其在汽车上电子设备中的应用具体体现在道路识别方面。现如今交通路况日趋复杂化，为避免发生交通事故，需要运用车载导航系统对不同环境下的路况信息进行识别，IR技术的运用，能够快速识别出各种不同的路况，从而为汽车驾驶员提供有效的信息，确保了行车的安全性。

2.4.2 车载雷达

雷达最为突出的应用优势在于测距上，由于雷达能够进行较远距离的测距，故此通过它可以为驾驶员提供前方路况及其它车辆的速度等信息。随着雷达技术的不断发展和完善，目前已经开发出了毫米波雷达，这种雷达系统基本上不会受到外界环境的影响，在各种不良天气中，它的传输精度仍然可以保证。

2.4.3 GPS导航与数字地图

GPS是“3S”技术的核心，由于该技术是借助卫星进行定位，所以它可以实现全天候24h不间断运行，将该技术与数字地图进行有机结合之后，能够为汽车驾驶员提供如下信息：车辆行驶道路的曲率、车道的外形及边线等。此外，由于GPS具备精确度极高的定位功能，从而使其能够进行车辆及道路的实时跟踪。

2.4.4 车载通讯系统

对于汽车而言，它在公路上行驶的过程中，会受到诸多方面因素的影响，如车辆本身的性能、外界的环境等等，为进一步提高行驶的安全性，驾驶员需要对车辆前方的路况信息加以了解。车载通讯系统可以实现车-路，车-车的通讯，其基本不会受到环境及气候的影响，这在一定长度上增强了通讯的可靠性。

3 汽车电子控制技术的发展趋势

汽油机和柴油机的汽车在运行中所消耗的能源为汽油和柴油，虽然通过电子控制技术可以有效降低汽车油耗，但由于我国汽车的保有量基数较大（2015年底的统计数据为2.79亿辆），以每台车单日平均最低油耗量1.5L进行计算，1年所有车辆消耗的燃油是非常庞大的数字，因此开发新能源汽车已经势在必行，国家对此也给予了足够的关注和重视。随着“十城千辆”计划的提出，新能源汽车正式投入了大批量生产和运行。电子控制技术是新能源汽车上不可或缺的重要组成部分，它是整车的核心，其中能源再生制动系统和能源管理系统是新能源汽车上最主要的电子控制单元，这两个系统在结构上包括了电控系统、传感器、信号处理系统、指示及诊断电路等。随着新能源汽车的发展，电子控制技术也必将随之同步发展，只有这样，才能满足新能源汽车对该技术的需要。

4 结论

总而言之，汽车是一种机械与电子相融合的精密设备，同时由于其用途的特殊性，使得汽车的运行安全性尤为重要，想要确保车辆的稳定、可靠运行，就必须在车辆设计制造中，合理运用电子控制技术，由此不但能够大幅度提升整车性能及安全系数，而且还可以使车辆的智能化和自动化程度获得提高，对于推动汽车领域的发展具有重要的现实意义。

参考文献

[1]姜学勤.汽车电子控制技术的应用及分类[J]科技创新导报，2012（34）.

[2]王江涛，彭伟.汽车电子控制技术应用及分类探讨[J] 科技创新与应用，2012.

[3]周娟英.基于汽车电子控制技术的分类研究[J].自动化与仪器仪表，2014（3）：9-10.

作者简介

石启军（1979-），男，江苏省如皋市人。现为南通科技职业学院高级工程师，主要从事汽车专业教学研究工作与职业教育研究。

作者单位

南通科技职业学院 江苏省南通市 226007