汽车电气的现代电子控制技术探讨

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1、汽车电气的现代电子控制技术探讨　　摘要：随着计算机应用及其相关技术的发展，电气控制的方法来控制汽车的功能成为可能。文章针对汽车电气与电子控制系统做了详细分析，分析了系统的工作原理及特点、阐述了汽车电子控制系统的相关先进技术。　　关键词：汽车；电子控制；电气系统　　汽车电气设备汽车应用上的发展经过了大约100多年的历史。从20世纪初磁电机应用到汽车的电点火上，经过了感应线圈点火装置、照明装置、起动机、交流电动机等一系列电气装置的研发应用，汽车电气与电子控制系统逐渐走向成熟。随着计算机技术及电子信息技术的迅猛发展，电子功率开关技术、先进的控制策略、总线技术及

2、智能电器技术在汽车电气与电子控制系统应用越来越广泛，使得汽车的电气装置更加安全可靠，电气系统更加稳定。大多数汽车制造商都在对当前的技术进行不断的改进，电子控制技术将被应用到汽车更多的领域。在不久的将来，汽车电子控制系统主要的变化是将12V系统改为42V系统，这将为其他系统的发展打开希望之门。42V系统对汽车的主要改变是使汽车可以采用更多的线控系统，远程信息处理也将进一步发展。　　1概述　　汽车上许多复杂的电子控制系统都可以从输入和输出进行分析。将电子控制单元作为系统的控制元件，考虑其输入和输出，是对系统进行分析通常使用的方法。　　汽车的电气系统可以分为开

3、环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统是一个只要给定输入就可以得到需要的输出的系统。例如汽车的前照灯就是一个开环控制系统，在给定输入、开关接通的情况下，得到需要的输出-前照灯被点亮。要确定一个系统是否为开环控制系统，只要看该系统工作时是否需要反馈，如果不需要反馈，即为开环控制系统。存在反馈的系统为闭环控制系统。反馈的作用是如果输出结果偏出希望值时，可以对其进行矫正。汽车的自动温度控制系统就是一个闭环控制系统，车内的温度由暖风加热器的输出决定，暖风加热器的开关取决于来自汽车乘坐舱内温度传感器的信号。反馈来自系统的输出，即温度信号，该信号也作为系统的输入信号

4、。　　根据汽车不同功能系统的划分，汽车的电气与电子控制系统包括充电系统、起动系统、点火系统、电气控制燃油喷射系统、发动机管理系统、照明系统、空调系统、底盘电子控制系统及舒适性与安全系统等。　　充电系统内的主要部件是交流发电机，在许多现代汽车上，除了与其相连的导线外，交流发电机是充电系统唯一的部件。充电系统必须满足能提供所有负载所需要的电流、在所有工况下都能提供恒定的电压、具有较高的功率重量比及维护需求少等要求。　　起动系统需要满足的要求是使用寿命长、勿需维护、可随时工作、能经受启动应力及震动等方面的影响、结构紧凑及重量轻等。设计起动系统需要考虑的问题：起

5、动机位置的确定需要考虑蓄电池的位置，根据汽车不同的用途，需要对起动机采取不一样的密封措施。　　点火系统的基本功能是在接近压缩行程上止点时，在气缸内产生电火花，点燃压缩的可燃性混合气。点火系统的工作原理是在点火线圈中的一个绕组中反复通电、断电，在另一个绕组中感应出高电压。点火系统的设计要考虑的因素：燃烧室的结构、空燃比、发动机的转速范围、发动机的负荷、发动机的用途及排放法规等。　　发动机管理系统包括点火与燃油组合管理系统、废气排放控制及车辆控制系统等。涉及到的控制方式包括闭环控制、爆燃控制及怠速控制。综合控制系统采用一个或多个控制单元（ECU），这些ECU

6、之间通过控制器局域网（CAN）数据总线能够互相通信，采用集中控制的方式控制每个单元中作到它的最佳状态。实现全面的集中控制的优点可以使车载诊断（OBD）扩展到整车，节省修理时间和运行费用。随着科技的发展，人工智能和神经网络也应用到发电机管理系统中。　　底盘电子控制系统包括防抱死制动器、牵引力控制、自动变速器、电气控制动力转向、电气控制防滑差速器及制动辅助系统等。防抱死控制系统就是在汽车制动过程中，当车轮滑移率低于稳定界限时，又自动增加制动压力，以增大车轮制动器制动力，从而增大车轮滑移率。保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏。牵引力控制系统的作用是保

7、持操作的稳定性，减轻横摆力矩的影响、在所有转速下提供最佳驱动力及减轻驾驶员劳动程度。自动变速器的主要作用是降低燃油消耗、提高变速器使用寿命及可靠性。　　2先进技术在汽车电子控制系统的应用　　2.1电子功率开关在电气系统的应用　　电子功率开关器件包括晶闸管、大功率晶体管、功率场效应管、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等器件。可以根据不同的工作参数和用途区分不同的器件及规格型号。在汽车电子控制系统的应用中，需要考虑电子功率器件的极限参数、工作参数、控制方式及性能特点等综合目标。目前的电子半导体器件朝集成化方向发展，一般一个电子半导体模块是把两个或者两个以上的电

8、力电子功率开关器件及需要的辅助电路集成在一起。这种集成模块化电子功率器件大大提高