控制技術在汽車電子控制系統(tǒng)的應用

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摘要：汽車電子控制系統(tǒng)當中應用計算機控制技術能夠大大提高汽車性能，也滿足大眾對于汽車舒適性的要求。目前，汽車大多數(shù)都配備有娛樂導航系統(tǒng)，這種系統(tǒng)就是計算機控制技術在汽車電子控制系統(tǒng)中的具體應用體現(xiàn)。在這一背景下，本文展開對汽車電子控制系統(tǒng)中計算機控制技術的應用研究，希望能夠對汽車產業(yè)的創(chuàng)新化發(fā)展提供理論依據(jù)和支持。

關鍵詞：汽車電子控制系統(tǒng)；計算機控制技術；應用研究

相關研究表明，汽車不安全問題的根源有九成以上是公路交通事故，而在事故問題中，車輛碰撞、追尾等比重非常高。為了提高行車的安全性，減少這種事故發(fā)生概率，我國投入了大量資金和資源，來研究汽車的自動安全技術。而很顯然這需要計算機控制技術的介入和使用，所以怎樣通過計算機控制技術的運用來大大改善汽車性能水平，是當前汽車行業(yè)著重研究的課題之一。

1汽車電子控制系統(tǒng)簡述

1.1汽車電子控制系統(tǒng)含義

最近幾年電子技術、汽車行業(yè)發(fā)展迅捷，兩者結合的程度也頗高，汽車電子技術便由此誕生。該技術的應運而生對我國汽車行業(yè)發(fā)展而言具有變革性意義。新的時代背景下，衡量汽車智能化水平高低的一大指標就是汽車的電子化[1]。自技術上看，汽車電子技術既能夠改善設備的質量性，又能夠豐富和拓展汽車的功能性。汽車電子控制系統(tǒng)分作四類，其一是動力發(fā)動機集中控制系統(tǒng)。它又分作很多子系統(tǒng)，比如發(fā)動機集中控制系統(tǒng)、自動化變速控制系統(tǒng)等。其二是智能車身電子系統(tǒng)，它也囊括了諸多子系統(tǒng)，像是自動調節(jié)座椅系統(tǒng)、汽車夜視系統(tǒng)等。其三安全系統(tǒng)、底盤綜合控制。比如駕駛員智能支持系統(tǒng)、車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)等。其四是娛樂通訊系統(tǒng)。比如音響系統(tǒng)、導航系統(tǒng)等[2]。當前大眾在購買汽車時，汽車電子功能是否多樣和先進成為挑選汽車的重要指標之一。

1.2汽車電子技術的優(yōu)點

第一，汽車修復時間大大減少。相關研究證實，汽車總故障中汽車電氣設備故障占比高達1/3，眾所周知，汽車的構造比較復雜，其中零部件非常多，加上濕度、道路、環(huán)境等諸多外界因素的影響，汽車最終的可靠度和質量性是無法完全保障的，換言之，汽車性能還存在較大的提升空間。如今，伴隨著汽車功能的增加，汽車零部件也顯著增多，電氣設備故障率也隨之明顯上漲。而電子控制汽車中大部分都裝設了自診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)可精準評判故障類型，提高診斷速率，令汽車修復時間大大縮短。第二，節(jié)油效果突出。相較于傳統(tǒng)油器式發(fā)動機，汽車發(fā)動機多施行的是電子綜合優(yōu)化管控，這種方式燃油消耗量大大減少，平均降低13%左右。因為汽車控制機械參數(shù)頗為復雜，所以實行電子技術優(yōu)化管控后，計算機能夠對控制對象的壓力、溫度等各種參數(shù)進行采樣，通過科學規(guī)范的數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)對汽車執(zhí)行機構的合理控制[3]，這樣便可以確保汽車運行狀態(tài)良好的同時，還能大大節(jié)省耗油量。第三，降低污染。發(fā)動機空燃相較于閉環(huán)控制系統(tǒng)對發(fā)動機傳感器的依賴度更重，在控制系統(tǒng)的幫助下，可完成實際空燃的范疇管控，技術工作者經由增設三元催化精華、廢氣再循環(huán)等裝置，大大節(jié)約燃油量，還可分解排放氣體，減輕對大氣環(huán)境的污染程度。第四，降低交通事故發(fā)生率。交通事故的產生原因有兩點，人為和客觀。而增加電子裝置可實現(xiàn)對人為、客觀因素的把控，從而減少事故發(fā)生概率。人為因素把控的電子裝置包含檢測人的反應時間、心理狀況、預防酒駕等，客觀因素把控的電子裝置包括安全氣囊、電子控制防滑裝置等。最后，增強乘坐的舒適感。現(xiàn)代化汽車運行系統(tǒng)中應用汽車電子技術，可加強對路況等的了解和掌握，從而實現(xiàn)對減震器等的參數(shù)控制，提升乘坐人員的舒適度和體驗感。而且大眾還可按照自身需求來進行參數(shù)調節(jié)，令汽車自動控制程度更符合現(xiàn)代人個性化需求。

2汽車自動控制系統(tǒng)的分類

汽車自動控制系統(tǒng)分類有兩種方法，其一是依據(jù)控制系統(tǒng)是否存在反饋環(huán)節(jié)來分類，其二是按照系統(tǒng)傳輸信號對時間的關系來分類。第一種方式可分成開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)。第二種方式可分作連續(xù)控制系統(tǒng)、離散控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)，指的是汽車自動系統(tǒng)控制作用是受到系統(tǒng)輸出量的影響，每個單元精度對開環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度具有決定性影響。因此該系統(tǒng)多應用在精度要求偏低的情況下，而且由于該系統(tǒng)結構不復雜，所以更適合干擾因素少的場合下使用。閉環(huán)控制系統(tǒng)，指的是系統(tǒng)輸出經由檢測反饋單元直接反饋回來，然后作用到控制部，從而形成一種閉合的結構系統(tǒng)。該系統(tǒng)最大的優(yōu)點是能夠對自動化系統(tǒng)參數(shù)內變化或者外部干擾形成的偏差進行糾正，而且缺點在于精確度偏低[4]，而且系統(tǒng)元件存在間隙，這會使得系統(tǒng)存在不穩(wěn)定風險，從而影響汽車最終的運行狀態(tài)。連續(xù)控制系統(tǒng)其控制作用信號具備一定的連續(xù)化、模擬化特征。離散控制系統(tǒng)，又被稱作采樣控制系統(tǒng)，它最大的特征是系統(tǒng)控制信號采樣數(shù)量、連續(xù)兩、數(shù)字量的不同。通常來講，凡是采樣數(shù)值計算機控制系統(tǒng)，大部分都屬于離散系統(tǒng)。

3汽車電子控制系統(tǒng)中計算機控制技術的應用

3.1汽車發(fā)動機方面的具體應用

汽車發(fā)動機主要構成包括點火時間控制裝置、燃油噴射控制裝置、怠速運轉控制裝置、再循環(huán)控制裝置。發(fā)動機速度、進氣量的不同，會令點火延遲控制系統(tǒng)點火時間有所差別，想要確保點火時間的最優(yōu)化，務必要對發(fā)動機進氣量、速度展開科學化的合理管控，確保速率固定值的最佳化，從而實現(xiàn)汽車燃料消耗的最低值。爆震傳感器通過閉環(huán)系統(tǒng)把搜羅到的數(shù)據(jù)反饋至開環(huán)控制系統(tǒng)中，對廢氣排放加以把控，最大化減少廢氣排放量，實現(xiàn)管控的最終目的。另外汽車發(fā)動機中，通過計算技術所獲取的反饋信息，可加強對參數(shù)、發(fā)動機冷卻溫度等的優(yōu)化調節(jié)，令汽車發(fā)動機空轉轉速在合適的體系中穩(wěn)妥的狀態(tài)下。若想進一步提升發(fā)動機運行的態(tài)勢，則要對其充氣效率施行科學把控，并采取手段減輕汽車運行壓力。可以對汽車氣缸噴射予以健全拓展，運用汽車電子技術來提高自然吸氣發(fā)動機的性能水平。

3.2汽車底盤方面的具體應用

汽車底盤電子控制系統(tǒng)中關鍵構成部分是驅動防滑控制系統(tǒng)、防抱死制動控制系統(tǒng)。汽車驅動安全裝置中，牽引力控制系統(tǒng)、防抱死控制系統(tǒng)缺一不可。要想推動汽車底盤系統(tǒng)的良好運行，必須要把計算機控制技術運用到其中。驅動防滑控制系統(tǒng)可借助于計算機的精準來確保車輛啟動、轉向時通過加速輪的啟動轉動，建立起協(xié)同效應，從而令汽車的運行態(tài)勢步入良好軌道中，實現(xiàn)駕駛和乘坐人員體驗感的大幅提升。因為計算機控制技術的精確把控，我們在控制汽車系統(tǒng)時，令其按照移位特征來對變速比展開高精準的控制，減輕燃料的消耗，同時大大提高效率[5]。而且因為由計算機控制技術的調整，汽車換擋也更為平滑和舒適，從而令汽車的優(yōu)勢更凸顯出來，且大大增加了汽車的使用壽命。

3.3汽車安全控制系統(tǒng)中計算機控制技術的具體應用

因為道路狀況復雜多變，汽車運行速度又比較快，所以汽車的安全性必須要依賴高科技術來實現(xiàn)，確保汽車安全控制系統(tǒng)功能最大化發(fā)揮。汽車電子安全系統(tǒng)包括了車身系統(tǒng)內的全部電子設備，像是碰撞警示、安全氣囊等，這些電子安全系統(tǒng)會大大提高和改善乘客駕駛人員的體驗感，使其更感舒適。例如，安全氣囊裝置中采用計算機控制技術，能夠最大化確保駕駛人員的人身安全。防御系統(tǒng)、碰撞系統(tǒng)則能夠有效躲避和降低倒車、追尾事故的發(fā)生概率。當汽車行駛過程中，倘若發(fā)生兩輛車輛安全距離縮短的狀況時，系統(tǒng)會自動警示，駕駛人員獲得提醒做出調整，以防兩輛車出現(xiàn)碰撞。駕駛員倒車時也因為有碰撞警示、預防系統(tǒng)，可以更為安全和高效的躲開障礙物，防止發(fā)生不必要的事故。制動防抱死系統(tǒng)是當前汽車中極為普遍的一個系統(tǒng)，傳統(tǒng)的汽車防抱死系統(tǒng)是通過機械原理完成剎車時輪胎鎖死，防止出現(xiàn)追尾、翻車等不安全事故。但是最近幾年計算機技術獲得顯著發(fā)展，電子制動分配技術由此誕生，它比傳統(tǒng)防抱死系統(tǒng)的動力性更強，可大大提高制動效果，還可確保車輛的安全。電子制動分配技術和制動防抱死系統(tǒng)的有效聯(lián)動，可讓車輛按照車身重量、車速、路況等信息對剎車制動力加以合理化分配，對前后輪的制動進行科學化調節(jié)，進而確保車輛總體的平穩(wěn)和安全，最大化規(guī)避駕駛員緊急制動而可能造成的側翻等狀況。通過電子穩(wěn)定裝置來提高汽車的平穩(wěn)性，尤其雨后濕滑路況下駕駛員緊急剎車，也會因電子穩(wěn)定裝置而保障車輛的不側翻和安全運行。

3.4汽車電子監(jiān)控系統(tǒng)方面的具體應用

計算機系統(tǒng)和汽車電子監(jiān)控系統(tǒng)的鏈接，是把服務器發(fā)出的信號進行連接，為駕駛人員提供具體的行車信息。此外電子監(jiān)控系統(tǒng)還能夠依據(jù)駕駛時間來適時提醒不可疲勞駕駛，保障全車人員的生命安全。電子監(jiān)控系統(tǒng)作用頗大，車主可借助于衛(wèi)星定位系統(tǒng)隨時隨地監(jiān)督車輛，假如車輛受損或者丟失，車主可參考電子通信監(jiān)控系統(tǒng)，對車輛進行定位，更好的找回失車，或者查看車輛受損具體情況。計算機技術還可對車輛展開自檢，運用車載控制器更好的了解車輛的行駛里程、各構件狀態(tài)、耗損度等，并第一時間對故障進行篩選排除，保證車輛的安全運行。一些配置有車輛自檢系統(tǒng)的汽車，可把在線監(jiān)控器檢測端口和計算機進行連結，這樣能夠第一時間獲悉車輛故障信息，為車輛的使用提供最大便利性。

3.5汽車信息系統(tǒng)方面的具體應用

車載信息系統(tǒng)是現(xiàn)代化汽車的標配系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以更好的滿足大眾需求。汽車信息系統(tǒng)的發(fā)揮得益于計算機電子控制技術的發(fā)展。如今汽車信息系統(tǒng)越發(fā)復雜，電子控制器的運用也更加多變，但幾乎都是通過實現(xiàn)網(wǎng)絡的連接來更好的完成汽車子單元的通信功能，從而加強對各部件功能的精準把控。監(jiān)控電子控制單元是其中一項重要系統(tǒng)，憑借自身的通信功能可完成對汽車控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的搜集，包含有里程訊息、燃油量等，建立完整的信息處理體系。在計算機技術的支持下，汽車信息系統(tǒng)得以不斷完善和更新，令汽車的駕駛朝著無人駕駛的方向進一步發(fā)展。大數(shù)據(jù)時代下，大眾對于汽車影音導航系統(tǒng)的依賴程度越來越高，該系統(tǒng)功能需要搭配適合的gps接收器才能發(fā)揮作用，而該接收器亦是需要計算機技術來完成功能分配和銜接，確保其形成統(tǒng)一化系統(tǒng)，從而提供更全面的信息。

4結語

總而言之，伴隨著計算機技術的更新和發(fā)展，汽車電子控制系統(tǒng)的發(fā)展空間也越來越大，在計算機技術的深度全面應用下，大眾對汽車顯然有了全新的認知，很多自動化系統(tǒng)得到了大眾的認可和支持，而這也是汽車行業(yè)未來的發(fā)展趨向。所以計算機基礎上的汽車電子控制系統(tǒng)也必然會獲得更深層次的發(fā)展，不斷開發(fā)創(chuàng)新下，其必然朝著集成向、智能化、網(wǎng)絡化方向轉變，這是未來汽車產業(yè)持續(xù)化發(fā)展不可逆的趨勢，也是業(yè)內人為之努力的方向。

參考文獻：

[1]包蕾.汽車智能電子控制系統(tǒng)設計開發(fā)與研究[J].汽車實用技術，2018（02）：43-46.

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[3]陳金.自動控制系統(tǒng)下的汽車電子電工應用分析[J].中國新通信，2019（14）.

[4]楊明東.數(shù)字信號處理器在汽車電子控制中的應用[J].科技經濟導刊，2019（3）.

[5]吳海燕，石靜.汽車控制的研究現(xiàn)狀與展望[J].汽車實用技術，2019（8）.

作者：韓少平 單位：中國人民解放軍31401部隊