浅析汽车发动机智能控制系统

王伟 王银山

摘要：汽车发动机作为汽车动力的来源，对汽车的动力性、经济性以及环保性都有着重要的影响，可以称之为是汽车的心脏。而燃油控制和变速结构在汽车发动机的作用非常大，其运作质量直接影响着汽车发动机的工作性能。所以保持汽车发动机的运行在最佳状态是目前汽车开发制造产业的主要研究问题，本文主要分析和介绍汽车发动机的智能控制系统发展，来借此表明当今汽车发动机不可避免的智能化趋势。

关键词：汽车；发动机；智能控制

1汽车发动机向智能化发展的趋势

汽车演变发展的脉络清晰可辨。自二十世纪初以来，汽车发展史上创新与进步层出不穷，这也让今天的汽车连接和传感技术颇为成熟而出色。而这些进步始终围绕着发动机动力和性能、安全性、驾乘便利性、行驶品质、燃料源、车载数据中继和车内娱乐等。

然而，说起这些演变，我们就不得不提起汽车底部，也就是动力传动系统，所经历的众多革新。从汽车发动机到车轮乃至更多，动力的传输经历了一系列巨大的发展，特别是与过去的动力系统相比，近年来的一些发展堪称颠覆性的革命。

2汽车发动机智能控制系统组成部分

2.1电子控制点火装置（ElectronicSpark Advance，ESA）

该装置可以让发动机在不同环境下以最佳点火状态进行工作，让发动机以最大输出功率和转速并同时做到用最小的油耗和最少的气体排放量的状态下运行。该装置由开环和闭环两个控制系统部分组成，其中，闭环系统主要由反馈爆轰传感器控制，而其点火控制精度比开环系统更高，但是在排气净化方面表现较弱。

2.2电子控制汽油喷射（ElectronicFuel Injection，EFI）

该系统根据各传感器输送来的信号，将各种汽车排放气体及燃料进行有效的控制，使发动机的空气燃料比例在各种情况下都能实现最好的数值，以达到更好的功率，减少燃料消耗，降低废气污染等效果。该控制系统闭环根据燃料供给氧气传感器校正信号中的氧浓度来进行开环控制，在计算机的某些催化条件下，使混合气体的空燃比保持在一个令人满意的数值范围。比如江苏格尔顿传动有限公司曾历时两年研制出一款智能汽车中国的电子节气门控制设备。这在一套发动机管理系统的新技术中，由于采用了新工艺、新材料，使得汽车可以通过计算机软件精确控制节气门开关和发动机气门，以满足汽车空调启动及动态稳定性，发动机冷却的功能必须确保石油和天然气两者之间保持精确的比例，保持燃料燃烧功率的调整及持续输出，以达到节约能源，减少有毒气体排放的效果。

2.3废气再循环控制（Exhaust GasRecimulation。EGR）

这是为了将引入到燃烧进气侧的新鲜混合物再次实现抑制生成氮氧化物的有害气体发动机的目而将废气排出的排气系统的一部分。该系统可以根据废气再循环发动机的及时排出率等条件进行调整，以减少废气中的有害气体的污染，是排气净化的有效手段。

随着全球汽车产业的快速发展，排放大量有害气体和燃油消耗量大量增加，同时汽车制造商的竞争也迫使企业不断寻找和开发废气的净化、节约燃料的手段，安全可靠的现代技术。另一方面由于驾驶员油门控制的传统方法，采用由机械控制的踏板以及油门应用驾驶杆、汽车产生的复合物等条件，驾驶员容易在任何时间感觉汽车发动机不需要其他的控制，这也使车辆的空气燃料混合物大量排出燃烧，不仅容易造成能源的大量浪费，而且还造成了大量尾气污染环境。

当前的交通行业，到2020年大约一半的世界石油资源将被汽车运输燃料所消耗。国际汽车行业的主管部门在相关调查中表明，目前世界石油消费总量的62%被汽车传输产业所消耗。汽车在中国产量在2015年已经将近2500万，预计在2020年年底将达到1.5亿。同时，不仅原油，二氧化碳等气体造成空气污染也受到人们的关注。因此，目前的技术面临国际油价和空气污染、现有车辆的能源和能源优化、新一代的开发技术不足等多重挑战。所以开发汽车发动机智能节能技术是当前汽车制造业的优先任務。

2.4电控自动变速器（ElectronicControlled Transmission System，ECT）

该装置能依据车速和节气门开度的发动机驱动条件等，变速并精确控制汽车发动机，以使车辆处于最佳情况。具有改善的传送效率的装置，减少燃料消耗，提高换档舒适，改善的行驶稳定眭和使用寿命汽车变速器延伸等特点。

主要有以下几个种类：

2 4.1分离式起动机

启动和停止是其最常用的功能。起动器系统和独立的发电机的设计，开始经过起动电动机和发电机，发动机所需要的电力，以提供电源给发动机。

2.4.2集成起动机

集成起动器是由永磁转子和一个同步电子齿伦供给电动机驱动单元集成在混合动力传动系统。法雷奥开发了首个用于PSA（标致.雪铁龙集团）e-HDi车型的i-Stop.Start系统（i-Stop-Start System）。集成在发电机内部的电子控制装置的I-Start系统，遇到红灯时，只要释放制动踏板车就会自动停止运行发动机。

2.4.3马自达SISS智能启停系统

马自达SISS的智能起停系统，主要是通过燃料喷射气缸时，燃烧和直接作用在燃料的力量来重新启动发动机，发动机在传统起动发动机上起动协助。据官方资料显示，采用SISS技术，发动机可以将启动时间最小缩短至0.35s，这远远超过使用启动器或电机系统。

2.5防滑控制系统

该系统可以提高车辆制动性能，以防止打滑和转弯，确保行车安全行驶，避免事故发生的措施。

这里主要对AEB系统进行介绍，AEB系统主要包括四大部分：

2.5.1信号采集模块

采用矩阵激光雷达、毫米波雷达等技术，自动测出本车速度以及与前车之间的相对距离。

2.5 2数据处理模块

计算机高速芯片对两车相对距离以及两车的瞬时相对速度进行处理后，判断两车的安全相对距离，如果两车车距小于安全距离，数据处理模块就会发出指令。

2.5 3显示报警模块

能及时显示本车的车速、前方最具威胁车辆或物体的距离，以声音方式提醒驾驶员前方有危险，需谨慎驾驶。

2.5.4智动刹车模块

负责实施数据处理系统发来的指令，发出警报，提醒司机刹车，如司机没有采取措施，执行机构将执行控制系统的指令，减速或停车。

AEB系统的主要功能体现在，它能够在汽车行驶前方出现对本车构成威胁的障碍物时，因驾驶人员疲劳或判断失误，或突发性疾病，未及时采取制动措施，撞车事故不可避免发生时，能够通过语音报警提示驾驶人员注意前方路况，驾驶人员来不及采取措施将要发生交通追尾事故时，AEB系统能够主动及时地采取相应的紧急刹车减速措施，保护人车安全，避免恶性交通事故的发生。

3结语

当前，以客户为导向、快节奏发展的汽车行业在诸多方面都承受了巨大的挑战，无论是来自电动、氢动力、混合动力和天然气动力汽车快速变化的动力需求；还是日趋严格的政府法规要求；全球市场的竞争；对于各种动力的汽车越来越高的安全要求，以及不断变化、有时摇摆不定的消费者需求。面对这些压力，汽车行业必须设定好未来前进的路线，将动力系统作为技术发展的前沿和中心，全面实现发动机的智能化控制，才能让汽车行业得到长久持续的发展。