浅谈电子控制技术在车辆工程中的应用分析

2018-01-30范超

中国设备工程 2018年12期

关键词：电控控制技术驾驶员

范超

（大庆油田矿区服务事业部公共汽车公司大庆民新巴士有限公司，黑龙江大庆 163000 ）

1 电子技术在车辆控制中的种类

1.1 车身的控制

做好车身控制，可以保障车辆在驾驶中舒服、便利、安全。同时，优化车辆电子驱动系统，可以让车辆在市场中更有竞争力。电子技术对车身的控制包括车窗、安全带、安全气囊、电子仪表屏、座椅制动、空调、自动门锁等。

1.2 车辆行驶中的控制

在车辆行驶过程中，电子控制技术主要表现在起步、停车、拐弯等方面，可以影响车辆在驾驶中的灵敏度和性能。比如：防抱死系统、防车辆打滑控制、自动巡航系统、防撞系统等。

1.3 汽车动力系统控制

动力系统决定着车辆的性能，尤其是发动机制动和动力传输，都是电子控制技术的集中体现。而且在汽油发动机、柴油发动机、新能源发动机电子控制中发挥着不同的作用。

2 电子控制技术在车辆工程中的应用

2.1 发动机中的应用分析

发动机影响着汽车的动力、耗油量、舒适度等。电子控制技术最开始就是在发动机系统中运用，现如今的汽车发动机必须依靠电子控制技术，其应用程度会根据汽车等级的不同而随时增加，同时也为汽车的环保性打好基础。发动机又包括传统发动机和新能源发动机，汽油机、柴油机都是传统发动机，电子控制技术在其中的应用是不尽相同，以下针对每种发动机分别说明：

2.1.1 传统发动机中电控技术的应用

传统的发动机包括汽油机和燃油机，电子控制技术在汽油发动机中的应用已经非常成熟，但是在柴油发动机上的应用还有上升的空间，不过随着“高压共轨技术”的新技术开发，也促进燃油发动机在各个方面得以有效改善。

（1）燃油喷射电控。电子控制技术在燃油喷射中主要是对燃油的喷射量和喷射正时进行控制。喷油量主要是依靠空燃比和进气量来控制，再通过对各个传感信号的不断修正，最终让发动机不管在哪种运况下都能获取适当浓度的混合气。紧接着，电控单元会根据工作负荷，凸轮轴、曲轴位置传感器，确定好喷油时刻，在这一时刻准确地喷入足够的燃油量，这样可以让发动机不管在动力性、经济性还是排放性上都处于最佳状态。

（2）电控点火系统。所有的汽油机都要有电控点火系统，这一系统的作用就是对点火提前角的操控。在发动机的运行过程中，电控单元会把各种传感信号进行分析判断，来确定当前发动机的工作状况，选择合适的提前角把混合气点燃，这样可以让发动机在点火时的燃烧效率发挥到最大效果。当然，电控点火系统还要控制点火能量和爆燃。

（3）各种辅助系统控制。发动机还有很多的辅助控制系统，这些都是为了维持发动机的稳定工作，为驾驶员提供应急提示，来确保发动机在各种工作状况下都能维持良好的动力性、经济性、排放性。包括：怠速控制系统、应急备用系统、报警系统等。

2.1.2 新能源发动机中电控技术的应用

（1）氢燃料发动机。氢燃料具有燃速快、效能高的特点，但是又因为其物化特性，在燃烧时容易出现早燃、回火等异常现象，电子控制技术就能很好的解决这些难题。氢燃料发动机的电控内容和传统发动机没有太大差别，不过控制好氢燃料异常燃烧是最大的不同之处。

（2）天然气发动机。天然气作为新能源，它的储存量高、环保性强、价格低是最主要的优势所在，在所有的燃料中发展前途最明朗。不过天然气发动机在性能、排气温度、润滑性等方面不如汽油发动机。所以，电控系统做到在空燃比、点火能量等方面更好的控制，就能让天然气发动机的经济性、环保性更好的发挥出来。

2.2 车身中的应用分析

2.2.1 仪表显示控制

车辆信息的显示和信息的传递都是通过仪表屏来体现，电控技术主要是应用在电子仪表和多功能显示器上。电子仪表主要是把传感器所传输的信号进行微处理，把各种信息显示出来，让驾驶员清晰的看到，比如燃油量、行车速度、转速、里程等。多功能的显示器是传感信息的外在表现，把各种抽象、有价值的信息加以形象的显现。比如：汽车导航、行车记录、倒车影像、多媒体播放等。

2.2.2 安全系统控制

车辆的安全气囊、安全带、防盗门锁等都属于安全系统的范围内。如：当车辆发生严重冲撞或是发生不安全因素的时候，电子控制单元会迅速计算出冲击强度，将传感信号传输到安全气囊元件中，然后安全气囊会在电子控制下开启，并且安全带将迅速收紧。这样可以在发生车辆撞击后为驾驶员或副驾驶带来惯性缓冲，防止车内人员因为冲撞力被抛出车外，或是被车内硬物撞击，可以把车内人员的受伤程度降到最低。

再比如防盗门锁系统，在行车过程中，如果车门没有关上，警示灯会亮起。或是有人闯入车内时，会通过发出警报或是切断电路等方式来发挥作用。

2.2.3 舒适度控制

电控悬架系统可以控制车辆在行驶过程中的平稳性和舒适度，包括空气式和液压式两种。空气式就是把减震器空气室中密封的气体当成“弹簧”，在车辆行驶中利用微计算测算出最合适的弹性力，以保障车辆的平稳行驶。当车辆在不同的路况、不同的装载重量、不同的速度等状况下，行驶都能是平稳、安全的。当然，在驾驶车辆时尽量控制车速在安全范围内，降低人为超速带来的不安全性。

2.3 底盘中的应用分析

2.3.1 防抱死系统

防抱死设备能够做到在汽车发生意外状况时，车轮实施最佳制动，以保障汽车方向不会跑偏，防止车辆发生甩尾或是侧滑。在车辆运行过程中，任何一个车轮发出抱死信号，都会立即传输到电子控制器，发出指令调节油压来控制车轮制动力，保证车轮不会发生抱死。因此，防抱死系统可以让驾驶员在控制方向盘时，更加准确和稳定，确保车辆的行驶安全。同时，电子控制技术还能很好的控制地面摩擦力，把制动长度缩短，可以有效降低侧滑事故的发生。

2.3.2 防车轮打滑系统

有些车辆在起步或加速的时候，每个车轮上的速度传感器都会把转速信号传输给电子控制系统，通过计算可以有效控制滑移率。当车轮的滑移率不在安全范围内，就会自动调节发动机的功率，降低车轮驱动力来保证安全。这样，保证了车辆的转向更稳定。当车辆在起步或是加速时，就更平稳自然，还能避免轮胎过度的磨损。

2.3.3 自动巡航系统

这一系统可以在驾驶员没有对油门进行操作的情况下，汽车按照驾驶员提前设置好的目标车速自动运行。驾驶员设置好相关的控制数据后，系统对接收到的信号进行分析，计算出最好的运行效果。如果设置了恒速控制，车辆系统会根据指令自动保持这一车速。当然，设置好的速度和实际的速度可能会有出入，系统会进行差异补偿，使发动机自动调节输出功率。

2.3.4 车辆防撞系统

现如今，交通事故的发生率非常高，在事故发生时会产生强烈的撞击，有时车内的人员因为来不及操作，总有伤亡发生。因此，想要降低冲撞带来的伤亡率，就要优化车辆防撞系统。系统会通过雷达、激光等设备自动计算附近疑似碰撞物与汽车之间的具体距离，当距离超出安全范围时会做出报警提醒，给驾驶员预留出紧急操作的时间。如果驾驶员没有及时操作，车辆防撞系统会自动发出指令，控制车辆的运行，像是自动刹车或是自动关闭车窗。如车辆在正常行驶过程中，前方有石块或水坑对运行造成影响，车辆会自动减速并报警。

2.4 特殊车辆的应用分析

特殊车辆包括工程用车和专用车，压路机、装载机、挖掘机等都属于工程车辆；拖板车、架桥机等都属于专用车辆。这些车辆除了要具有普通车辆的功能，还要具备特殊的功用，比如压实路面、挖土等，这些都需要电子控制系统来发挥作用。

在特殊车辆中控制器最为重要，它的功用主要有：首先，它要接收各种传感器传输过来的信息，确保车辆正常的运行；其次，还要接受驾驶员通过操作手柄或遥控设备发出的信息，这些信息通过控制器的计算分析，再发出相应的指示来操控车辆。不过，单个控制器的作用是有限的，有些车辆会同时具备主控制器和辅控制器，为车辆提供双保险。同时，特殊车辆的运行环境也比较复杂，很容易阻碍车辆的正常运行。为了让电子控制系统的防干扰性更强，可以利用局域网交换控制元件之间的信息。