电子控制技术在车辆工程中的应用

石江华

（中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司采油气工程技术服务中心生产准备大队，湖北潜江 433123）

0 引言

随着社会经济水平的不断提高，汽车已经成为人们日常出行中不可或缺的重要载体，车辆工程发展规模不断扩大，电子控制技术的应用也逐渐广泛且得到跨越式升级，其在汽车内部的通信系统、动力系统、底盘等构件当中均有渗透，能够为汽车行业发展增添强劲推动力，促进车辆智能化与自动化水平的提升[1]。因此，针对电子控制技术在车辆工程中的应用展开分析，有着重要的现实意义。

1 电子控制技术概述

1.1 电子控制技术种类

结合电子控制技术的控制参数，可将其划分为开环控制系统与闭环控制系统。

（1）开环控制系统。该系统主要是利用计算机技术系统展开处理和运行，同时在控制中会产生相应的数据参数，与被控制系统并无直接关联，后续也无需做相应的处理与反馈。开环控制系统在电子控制系统中有着重要地位，对重要信息的处理均需要用到开环控制系统的功能[2]。

（2）闭环控制系统。该系统主要是利用计算机控制系统展开处理与运行后所得数据参数，再次按照规定去做闭环管理及反馈，而做好参数反馈与传输之后，可明显提高数据传输安全性。相较于开环控制系统，该系统复杂程度更高，对人员专业要求也更高，特别是抗干扰能力层面，需要保证电子控制系统运用稳定。

1.2 电子控制技术控制过程

首先，数据采集。实时数据采集是电子控制技术完成控制的关键基础，所以在电子控制技术应用前要进行大量数据采集、处理工作，此时需要发挥计算机优势，在短时间内完成大量数据的汇总分析，并且将数据输入做好识别；其次，控制决策。针对前期采集的数据信息，利用电子控制技术去实现批量操作，对经过处理的部件数据作进一步应用；最后，实时控制。在数据传输过程中，数据处理完毕便会发送至处理中心，结合自身操作系统去实现实时化控制。

2 车辆工程电子控制技术的类型

电子控制技术在车辆工程中的应用，最为基础的技术控制类型主要有以下4 种。

2.1 车身控制技术

该技术形式的最大优点是能够保证汽车行驶过程中安全性、稳定性及便捷性达到最佳状态，并且在驱动优化作用下可大大提高汽车运行效率，体现出车辆工程的稳定性。车身控制技术的应用有着多种技术表现形式，比如电动座椅控制、电动车窗、数字仪表盘、安全带控制、自动空调温度控制、安全气囊控制等，这些技术的应用均是对零件操作系统稳定运行的体现。

2.2 车辆行驶姿态控制

电子控制技术在车辆行驶姿态控制过程中发挥着重要作用，主要体现在对车辆转弯、停车、加速等状态下，能够对车辆行驶姿态进行良性影响，保证车辆行驶的灵活性、平稳性与安全性[3]。总体来讲，结合车辆行驶姿态组织形式去分析，其控制系统主要包含悬挂控制系统、四轮驱动系统、电子助力转向系统、定速巡航系统等，这类系统均与车辆行驶姿态保持有内在联系。

2.3 动力牵引控制系统

动力牵引控制技术作为一种电子控制技术表现形式，主要作用于系统驱动，以发动机控制作为研究重心，力求实现对发动机的精准控制。车辆发动机控制系统内容主要包含怠速控制、点火控制、燃烧控制等，电子控制技术的加持以及合理应用，能够保证车辆行驶的平稳性。

2.4 自动驾驶控制系统

通过利用大量摄像头、雷达、传感器，再加上物联网、大数据等先进技术的加持，能够让车辆自我感知外部环境的变化，从而将电子控制技术拓展至车辆外部。对外界环境因素的感知而通过电子控制技术去实现自动转向、自动制动、自动加速等操作，同时也能对汽车内部电子控制系统进行调整，保证行驶安全性与乘坐舒适性，这也是未来车辆工程发展的趋势。

3 电子控制技术在车辆工程中的具体应用

3.1 在发动机中的应用

电子控制技术在车辆发动机中的应用需要分传统燃油发动机与新能源发动机2 个方面去分析。

（1）在传统燃油发动机中的应用。①电子控制点火。所有的汽油发动机都需要电子控制点火系统，该系统能够有效操控点火提前角。在发动机工作状态下，电子控制单元便会对所有传感器信号进行分析与判断，得知发动机的目前工况，从而选用最合适的提前角去点燃混合气，保证发动机点火的一瞬间能够充分燃烧。相应的电子控制点火系统需要对点火能量及爆燃进行合理控制；②燃油喷射电控。燃油喷射中的电控技术应用是为了对燃油的喷射开合及喷射量进行控制，其中喷射量的控制依靠空燃比与车辆进气量，通过传感器信号去作修正，确保混合气浓度满足发动机工况。随后电子控制单元会结合发动机负荷及曲轴、凸轮轴等部位的传感器去控制好喷油时机，更加精准且充分的喷射燃油量，保证发动机有动力且省油；③辅助系统控制。车辆发动机中拥有许多辅助控制系统，这些系统在维持发动机安全稳定运行中发挥重要作用，能够为驾驶者提出应急指示，并且保证发动机在复杂工况中表现更好的动力性与经济性，主要包含报警系统、怠速控制系统等，均有电子控制技术渗透。

（2）在新能源发动机中的应用。①氢燃料发动机。氢燃料有着燃烧速度快、效能高等优势，但是受限于其本身的物化性质，在燃烧过程中容易出现早燃、回火等问题。电子控制技术应用其中能够有效改善这一问题，而氢燃料发动机的电子控制与上述传统燃油发动机相差不大，主要在于对氢燃料异常燃烧的控制优化；②天然气发动机。天然气作为新能源有着成本低、环保、存储量高等特点，但是天然气发动机在润滑度、排气温度及动力表现方面要比汽油发动机差很多，所以电子控制技术的应用基本上重点控制其点火能量、空燃比等，保证天然气经济性、环保性得到最大发挥[4]。

3.2 在车辆车身中的应用

（1）设计信息显示系统。车辆结构包含驾驶座、刹车、油箱、方向盘等，电子控制技术的应用能够通过所有电路的分工整合，将车辆信息以图案、文字、数据的形式告知驾驶者，让驾驶者对车辆信息一目了然，包括瞬时油耗、发动机转速、油箱余量等。电子控制技术的渗透也让车辆在打开门的一瞬间便有显示，甚至在锁车之后也会一直有发动机电子防盗系统在工作。

（2）信息通信系统。车辆工程中信息通信属于关键组成，而电子控制技术在其中的应用主要用在车辆行驶状态下与他人进行交流的系统，其中包含语言系统、定位导航系统等。其中驾驶人员可通过语言系统中的语音控制功能去操作车辆功能，大大提高了驾驶体验与行车安全性。

（3）安全气囊系统。安全气囊是汽车中不可或缺的，在安全气囊系统工作状态下，气囊与传感器会因为碰撞形成惯性力量，同时经由计算机传输信号。在达到可膨胀条件下，系统将以极大冲击力启动，由气囊排出气体。

3.3 在车辆底盘中的应用

电子控制技术在车辆底盘中的应用极为深入，其技术表现形式主要有3 个方面。

（1）定速巡航自动控制。车辆中的自动巡航系统让驾驶人员在不需要频繁踩踏油门的情况下，车辆能够按照预先设定的目标速度实现行驶，驾驶者可通过加减速、复位、取消等控制技术的使用，让该系统在接收到指令之后作出调整，提高巡航系统的行驶效果。比如，驾驶者在驾驶车辆过程中通过多功能方向盘进行加减速的控制，电子控制系统便会按照设定速度继续行驶，如果设定速度与当前行驶速度有一定的差异，计算机便会通过单片机自动进行差异补偿，在控制信号经过电路传输之后，发动机便会改变输出功率，从而达到设定速度行驶。

（2）防抱死制动。车辆电子控制防抱死设备在运行过程中能够实现对车辆制动状态的有效控制，在汽车发生意外情况需要紧急制动时能够达到最佳制动效果，保证车身稳定，避免因为急刹而发生侧翻、甩尾等危险情况。其中，车轮内部减速器所设置的防抱死装置，主要由自动压力调节器、电子控制装置系统与车辆速度传感器构成，通过对车辆信息的分析判断，提高电子控制器的运行效果。而控制器在诊断信号结束后，会结合诊断信号而传出相应指令，在防抱死制动系统的作用下，驾驶人员能够更精准地操作方向盘，从而防止车辆发生碰撞。

（3）调节悬挂系统。对车辆悬挂系统的电子控制，需要将液压悬挂和空气悬挂分开而论，其中空气悬挂系统中对电子控制技术的应用更为深入，主要是将驾驶室内封闭气体作为动力弹性装置，然后对数据精准测量，确保整个悬挂系统始终处在最佳弹力状态下，大大提高车辆行驶平稳性。

3.4 在电动车辆中的应用

基于现阶段实际情况而言，由于车辆工程的能源供给渠道存在差异，一般会将电动车辆分为混合动力、氢电池、蓄电池等几种电动汽车，其中混合动力电动汽车指的是电机保持正常运转的基础上，对发动机合理利用，确保两者互为补充而为车辆带来更加可靠且安全的动力支持，或是在车辆动力不足的情况下由电机辅助支持。此外，混合动力电动汽车主要由发动机及动力分配装置等构建组成，所以其电机基本上都会在低负荷状态下工作，一定要确保发动机运行状态的安全性，同时为车辆运行系统分配更多动力能源，保证汽车后期行驶正常[5]。同时，电子控制技术在混合动力汽车中的应用还体现在内部不同单元控制方面，如能量管理系统、再生制动控制系统、电机驱动控制系统、电动助力转向控制系统以及动力总成控制系统等。

整体而言，现代新型电动汽车与传统燃油车辆的显著区别是能够用蓄电池替代发动机装置，直接通过蓄电池的化学能转化为电能而带来动力供给，然后在车辆控制器辅助下保证汽车安全行驶，汽车研发成本要节省更多。

4 结束语

电子控制技术在车辆工程中的应用随着社会经济与汽车产业的发展而不断深入，在如今车辆工程发展规模逐渐扩大的背景下，在动力控制、通信系统、车辆底盘等构件中渗透电子控制技术的应用，能够大幅提高车辆的自动化与智能化水平，显著推动汽车行业的良性发展。