汽车电子控制系统的关键技术及发展趋势

赵迪

摘要：现代汽车电子控制技术已成为目前汽车产业发展的核心技术之一，本文介绍汽车电子控制系统的关键在技术，并对其未来的发展趋势做出讨论。

关键词：汽车电子；控制系统；关键技术；发展趋势

前言

现代汽车电子控制技术是把电子技术和汽车融为一体的机电一体化技术。特别是在上个世纪70年代以后，全球范围内面临能源短缺与污染等问题，加速了技术革新的进程，深入到各个行业尤其是汽车行业。本文介绍汽车电子控制系统的关键在技术，并对其未来的发展趋势做出讨论。

1.汽车电子控制技术的发展状况

随着汽车电子控制技术相关产业的发展，在汽车的各个系统中纷纷加入了电子控制技术元素。目前比较多见、成熟的汽车电子控制系统主要有发动机电子控制、底盘电子控制、车身电子控制、信息传递等。电子技术的应用范围越来越广，汽车电子设备的成本有的已占汽车总成本的30%，成為了汽车核心设备的一部分。国产汽车电子技术的应用多数处于初级阶段，只有中外合资企业生产的汽车采用电子控制装置，如一汽奥迪牌、上海桑塔纳牌汽车等。但随着我国轿车工业的发展，汽车电子控制新技术必然会得到愈来愈广泛的应用。

2.电子控制系统的关键技术

2.1发动机电子控制

发动机电子控制包括燃油喷射控制、点火时间控制（ESA）、怠速控制（ISC）、排气再循环（EGR）、发动机爆震控制和其他相应的控制以及自诊断系统、后备系统等。发动机电子控制能最大限度地提高发动机的动力性，改善发动机运转的经济性，同时尽可能降低汽车尾气中有害物质的排放量。它是电子控制技术在汽车上应用的主要部分。

2.2燃油喷射的电子控制

燃油喷射的电子控制主要是用微机控制发动机所需要的燃油量。控制器（ECU）综合各种不同传感器传来的信息作出判断，控制喷嘴的油压，以准确快速的方式进入发动机进气支管中。它具有进气阻力大、效率差、精度高等特点。

2.3点火提前的电子控制（ESA）

微机根据各种传感器传来的大量工况信息，及时处理后输出相应的控制信号，控制最佳点火提前角。微机控制点火系统的使用之后，让点火提前角的控制、通电时间的控制、爆震防止的控制等可以达到一个十分精准的程度。微机控制点火系统分为有分电器点火和无分电器点火系统两类。

2.4怠速控制（ISC）

怠速控制（以下简称ISC）系统是当今汽油机集中控制系统中应用最广的一种怠速控制方式。由ECU根据节气门全关信号（怠速开关）和车速信号来判断发动机处于怠速状态，然后，ECU根据从各传感器传来的输入信号所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较，根据比较得出差值，确定相当于目标转速的控制量，再由驱动器发出信号去驱动控制空气量的执行机构。这是以发动机转速为信号对怠速转速实现的闭环控制。

2.5排气再循环控制（EGR）

排气再循环控制系统把废气导入进气管中，然后和空气混合，最后导入回气缸中循环的系统装置。能根据发动机工况适时的通过装在排气岐管到进气管通道上的EGR阀的开度来控制EGR率，以减少排气中一氧化氮的排放量。排气再循环控制阀的控制系统有机械式和电控式两种。机械式控制的EGR率较小，控制的自由度受到限制。电子控制不仅结构简单，而且易于控制，在目前的汽车发动机中有很普遍的使用。

2.6电子控制自动变速器（ECT）

电子控制自动变速器（以下简称ECT）是由车速传感器和节流阀开度传感器将车速和节流阀开度转换成电信号后作为电子控制装置ECU的输入信号，经ECT的ECU按照换挡特性和换挡规律，适时输出信号给电磁阀，利用电磁阀来控制油压回路，从而精确控制传动比，使汽车得到最佳挡位和最佳换挡时间。它与传统变速器比较，具有高精度动力传动效率、低油耗，改善换挡舒适性，汽车行驶的平稳性以及延长使用寿命等优点。

2.7制动防抱死（ABS）和驱动防滑系统（ASR）

制动防抱死（以下简称ABS）和驱动防滑系统（以下简称ASR）都是汽车的主要安全装置，ABS可以防止汽车制动时车轮被抱死，从而有效地避免由于车轮抱死而易出现的交通事故。它充分利用了轮胎与路面之间的最大附着力，显著地提高了车辆制动时的方向稳定性和可操纵性，防止了制动时产生侧滑、甩尾等危险现象，缩短了制动距离，使制动器的效能得到充分发挥。

2.8电子控制动力转向

电子控制动力转向系统是可根据车速、转向角、转矩等传感器，自动控制施加在转向盘所需的转向力，使汽车在停车或低速行驶时转动转向盘所需的力增大，即在各种行驶条件下实现转向盘上所需力的最佳值。全电子控制动力转向可提供回正力矩和阻尼力矩，从而获得最优转向回正特性，且大大改善车辆行驶稳定性。此外，电子控制动力转向还可获得最优化的转向作用力特性，提高转向响应性。

3.发展趋势

电子控制已近不可扭转的渗透到汽车控制领域了，也必将在未来的很长时间内占有重要的地位。电子控制技术将会汽车与社会紧密结合，并将现代的先进技术加以融合，如，全球定位系统GPS和广泛使用车载信息系统以及采用多路传输系统来集成汽车所有零部件的电子控制模块，使整个汽车电子系统具有数据融合、故障诊断和一定的自我修复功能，都使得汽车电子控制系统更加强大。今天的汽车已经逐步进入了电脑控制的时代。电子技术在解决提高汽车性能、环保、能源、安全等问题中占有不可替代的重要地位。现代汽车电子控制技术是把电子技术和汽车融为一体的机电一体化技术，被日益广泛地应用在汽车上。

4.总结

在汽车电子控制技术飞速发展的的今天，这个系统已经不是简单的某些机械结构的补充或者代替，以成为汽车整体设计的不可忽视的一部分。强调汽车的自动化、智能化、网络化和信息化。我们应努力学习国外汽车先进电子控制技术，充分应用现代系统、信息、控制这一横断科学理论，充分发挥汽车研究人员的才能，努力提高我国汽车电子控制技术水平，使未来的汽车成为国民生活中通讯、信息、环境等系统中不可缺少的环节。

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