自动控制系统的汽车电子技术探讨

2023-03-11广西机电职业技术学院广西南宁市530007甘剑和

石河子科技 2023年4期

（广西机电职业技术学院，广西南宁市，530007）甘剑和

1 自动控制系统简介

自动控制系统是指用一些自动控制装置,对生产中某些关键性参数进行自动控制，使它们在受到外界干扰的影响而偏离正常状态时,能够被自动地调节而回到工艺所要求的数值范围内。具体到汽车自动控制系统，主要由传感器、电子控制单元、执行机构组成。在汽车运行中，传感器实时检查车辆运行信息，并传输到电子控制单元，电子控制单元根据汽车内预先设定好的软件程序进行车辆姿态控制，确保车辆各项功能正常实现。随着信息技术发展，以自动驾驶为代表的自动控制系统更加智能化与信息化，能够车辆运行状况及道路交通条件合理分配汽车动力，在保证交通安全的情况给驾驶者提供更舒适的驾驶环境。此外，以防抱死系统及辅助驾驶系统为代表的自动控制技术给驾驶者提供更好的安全保障，降低了交通事故的发生率。

2 汽车电子技术应用优势

2.1 降低汽车油耗与污染物排放

现有的汽车主要依靠内燃机做功为汽车行驶提供动力，以发动机电子控制系统为例，其包括电控点火装置、电控燃油喷射、废气再循环控制等。当发动机工作运行时，电控点火装置根据车辆运行状态判断点火时间，保证发动机处于最大功率和转矩。在电控燃油喷射环节，则改变了原有的机械式喷射装置，根据汽车传感器得到的空气流量、进气温度、发动机转速及工作温度等参数，按预先编制的程序进行运算后与内存中预先存储的最佳工况时的供油控制参数进行比较和判断，适时调整供油量，保证发动机始终在最佳状态下工作。废弃再循环控制则将部分废气重新引入发动机在此利用，抑制有害氮氧气体的生成。通过汽车电子技术在发动机上的应用，将内燃机效率不断提高到40%，降低了汽车的燃油消耗，同时，在环保政策日益严格的今天，对废气排放进行处理，使发动机尾气得到进一步净化，降低污染物的排放。

2.2 提高车辆驾驶安全性

作为目前人们最常用的交通工具，汽车在方便人们出行的同时，也对人们的人身安全造成巨大影响。汽车电子技术应用，客观上提高了汽车的安全性，避免了交通事故的发生。以ABS防抱死系统为例，车辆在遇到事故进行紧急刹车时，轮胎会被抱死，从而导致车辆滑行，发生侧翻或导致刹车距离变长。引入该系统，汽车可以检测到横向与侧向附着系数，使车辆维持稳定性，缩短刹车距离。此外，驱动防滑系统（ASR）利用驱动轮上的转速传感器感受驱动轮是否打滑，当打滑时，控制元件便通过制动或通过油门降低转速，使之不再打滑。该系统工作原理与ABS防抱死系统相似，在雨雪天气路面附着力变小时，提供行驶的稳定性与安全性，降低了恶劣天气下交通事故发生率。

2.3 降低车辆维修难度

以往车辆发生故障时，需要维修人员依靠经验进行故障排除，时间成本较高。汽车电子技术的应用，在车内发动机、变速箱、底盘等部位应用了微电子芯片与传感检测元件，车辆各部位状态异常时，会将异常部位显示到中控台上，提醒司机进行故障维修。维修人员根据车载电脑软件中的故障码可以及时判断车辆信息，进行维修，缩短了汽车故障查找时间。以胎压监测为例，不再需要驾驶人员每次都检查胎压，类似汽车电子技术的应用，为车辆维修与保养提供便捷，降低了车辆维修难度。

3 自动化控制系统在汽车电子技术中的应用

3.1 发动机电子控制系统

自动控制系统在发动机中由电控燃油喷射系统、怠速控制系统、排放控制系统、自诊断报警系统等组成。作为汽车核心部件，发动机在工作中由传感器对各种参数进行检测，并经过微处理器计算、分析、判断后发出指令给各执行器完成各种动作。通过对进气量与喷油量的控制，提高发动机的动力性、经济性、排放性，利用电控点火系统在最佳正时点燃压缩气体，控制爆燃。为了增加汽车行驶安全性，自诊断报警系统对发动机工作状态进行监测，当出现数据异常时会出现仪表盘故障灯亮起，并将故障信息储存在车载电子系统中，帮助维修人员确定故障原因与范围，降低维修成本。

3.2 电控自动变速器

汽车发动机在驱动轮胎运转时需要调整传动系数，确保车辆形式稳定性，当遇到加速、爬坡、倒车、停车时，需要变速箱对传动系统改变发动机的驱动，协调发动机与传统系统的工作状态，使两者达到最佳匹配。目前随着汽车电子技术的发展，自动变速箱已经成为主流，在具体工作中，电控自动变速可以根据发动机的载荷、转速、车速、制动器工作状态及驾驶员所控制的各种参数，经计算、判断后自动地改变变速杆的位置，按照换档特性精确地控制变速比，从而实现变速器换挡的最佳控制，得到最佳挡位和最佳换挡时间。

3.3 电子转向助力系统(EPS)

汽车转向助力系统采用电动机作为动力来源，电子控制技术对汽车转向进行控制，降低汽车转向中驾驶者力度，提高驾驶舒适性。电子转向助力系统由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器以及蓄电池电源等构成。在汽车转向时，根据方向盘传动力矩等数据信号，向电动控制器发出指令，电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，从而产生了助力转向。电子转向控制系统对于驾驶者来说，可以降低转向时的操作力度，对于力气小的女性驾驶者更为友好。

3.4 巡行控制系统

巡航控制系统是为了降低驾驶员操作强度，在行驶中按照设定速度匀速行驶，在整个汽车操作中，驾驶员不必再进行油门与刹车操作，只要保证方向盘稳定即可。巡航控制系统特别适合高速行驶，驾驶员按照固定路线行驶，只需要专心注意路况即可，降低了长途驾驶时的疲劳感。此外，相比于频发加减速，巡航控制下的汽车能够保持固定速行驶，燃油经济性较高。

3.5 自适应前照灯系统

汽车在夜晚或者天气情况不好时，需要汽车照明系统为车辆提供良好的行驶视线，自适应照明灯系统主要是在前照明范围内，根据车身实际转向等动作做出相应的灯光调整。例如，当车辆右转时，系统会根据车身姿态开启右转灯，提示后方车辆注意转向。在夜晚汽车行驶时，两车相会，容易出现灯光炫目，造成短暂致盲，自适应前照灯系统会自动启闭，降低驾驶者夜晚行驶时的疲劳程度，此外，还能避免由于灯光使用不当造成的交通事故，帮助驾驶者正确运用照明系统。