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汽车电子控制技术的现状
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
汽车电子控制技术的现状
1.2汽车电子控制技术的现状
随着像微电脑这类电于产品的不断更新,极大地促进了汽车电子控
制技术的发展。
这些电子产品的可靠性不断提高,制造成本不断降低,用
于汽车的电子产品尺寸不断减小。
到了90年代初,人们终于感受到现代
电子技术广泛地应用于汽车发动机控制及其它部分的控制所带来显着的经
济效益和社会效益。
当前的汽车电子控制技术可分为四大类(见图1.2),
即动力牵引系统控制,车辆行驶姿态控制,车身(车辆内部)控制和信息
传送。
图1.2汽车电子控制技术分类
1.2.1动力牵引系统控制
所谓动力牵引系统是用来产生驱动汽车的原动力,并把这一动力转
换成可直接驱动车轮的扭矩。
动力牵引系统控制包括发动机控制和传输系
统控制。
发动机控制系统一般分为燃油喷射控制、点火时间控制、怠速运
转控制、发动机爆燃控制和其它相应的控制。
对于汽油机的电子控制系统
具有诸如燃油喷射控制、点火时间控制、怠速运转控制和故障诊断等功能。
通过这些功能的执行可使汽油机处于最佳的工作状态。
汽油机控制的典型
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系统如图1.3所示,图中所示的汽油机控制系统是采用多点喷射(MPI)
的燃油喷射控制方法。
即在汽油机的各气缸进气支管中安装燃油喷射器,
通过对各燃油喷射器的控制来控制喷入各气缸的油量。
当前在工业发达国
家几乎所有新出厂的轿车都无一例外地采用了电子燃油喷射(EFI)技术。
对于柴油机而言,为了减少其排烟,降低噪声和振动,柴油机的电
子控制主要集中在燃油喷射量、燃油喷射时间、进气节流和电热塞的电流
控制方面。
图1.4显示了柴油机的控制系统,图中的喷油泵控制系统已由
原来的机械控制变为电子控制,但柴油机喷油泵的基本控制机构仍是机械
式的,这与采用电子燃油喷射的汽油机有明显的差别。
在90年代初,许
多国家,特别是美国,制定了控制柴油机过量微粒的排放法规。
由于在不
远的将来会对车用柴油机提出更为严格的全排放控制要求,这就完全有可
能促进柴油机全电子控制的研究及相应的产品开发。
包括电子变速控制在内的电子动力传输控制,基本上是直接控制汽
车车轮的传动。
它通过对油门位置和车速的检测,由微电脑控制变速器使
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其达到最佳的汽车行驶扭矩,并锁闭该运行点和液力离合器的液压。
在齿
轮变速和离合器锁闭期间,将所要求的信号送至发动机电子控制单元
(ECU),有些系统通过控制发动机的转速来减轻对变速器换档时的冲击。
图1.5显示了汽车传动系统的控制,与机械传动系统比较,由于采用电
子控制系统可使动力传送的精度提高,变速器的设计更加随意,控制机构
更加简单,并能改善汽车的燃油经济性和驾驶性。
所以电子传动控制系统
的性能非常令人满意。
目前一种将发动机电子控制单元和传动系统电子控
制单元合二为一的控制系统即动力牵引控制系统已在日本、美国和欧洲生
产的汽车中使用。
1—锁止离合电磁阀;
2—锁止离合器;
3—变扭器;
4—超速档机构;
5—变速器输入转速传感器;
6—变速齿轮及片式离合器组件;
7—输出轴;
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8—车速传感器;
9—换档电磁阀;
10—液压回路;
11—蓄压器泄压阀
图1.5汽车传动系统控
1.2.2车辆行驶姿态控制
车辆行驶姿态控制系统可以看作这样一种电子控制系统,即采用电
子技术来控制车辆运行中的三种基本的运行特征:
行驶、转弯和停车。
采
用电子技术给车辆行驶姿态控制系统带来了相当大的改进,尤其是在汽车
驾驶灵敏性、行驶稳定性及司乘人员的舒适性等方面更为突出。
车辆行驶
姿态控制系统可分为:
悬挂系统控制、驾驶系统控制、防锁死刹车系统控
制(ABS)、行驶控制、轮胎/地面附着力(防滑)控制和四轮转向系统控
制。
悬挂系统控制是用来改变车身的高低和缓冲弹簧的弹力,并根据车
辆的载荷及路面条件改变吸收冲击力的缓冲弹簧阻尼力的大小。
控制车身高度的目的是在于车辆的载荷无论怎样变化,通过该控制
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系统均能使车身和地面之间始终保持设定的距离,或者汽车在高速行驶过
程中,通过降低车身高度来减少空气的气动阻力并增强汽车在高速行驶时
的稳定性。
像雪铁龙一类的轿车采用人工控制车身高度已有一段历史了。
在悬挂系统的电子控制系统中,电子控制单元(ECU)接收来自车身高度
传感器、车速传感器等各种传感器发送来的信号。
经处理后,ECU发出反
馈信号给改变车身高度的执行器,使车身高度达到一最佳值。
悬挂系统的弹簧力控制和吸收冲击阻尼力的控制是用来提高车辆行
驶时的操纵性能,使得车辆在急转弯、突然加速和紧急刹车时,尽可能少
地改变车辆的行驶姿态。
对于汽车的悬挂系统而言,一方面要求有较为柔
性的悬挂系统以达到较为舒适的乘坐环境。
而另一方面却与之截然相反,
为了提高汽车的可操纵性能,就要求有较为刚性的悬挂系统。
图1.6显
示了悬挂系统中的吸收冲击阻尼力控制系统。
1—转向传感器;
2—停车灯开关;
3—车速指示;
4—悬挂系统执行器(后);
5—悬挂系统电子控制单元;
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