汽车电子控制装置及其发展趋势研究
汽车电子控制装置及其发展趋势研究[20200408213306]
摘 要
近年来，随着汽车产业的不断发展，汽车电子设备行业也跟着迅速发展。目前电子设备成本已占到整车的30%以上，汽车已不再是传统机械化产品，而是逐步向着机电一体化方向发展，电子控制装置作为电子技术中的重要部分，未来汽车将更多地依赖汽车电控装置来实现汽车整车和电子技术的整合。
本文首先对汽车电子控制装置的定义、发展历程及国内外现状进行了介绍；接下来介绍了汽车电子控制装置一些简单的分类、组成和原理，通过介绍和分析防抱死制动装置（ABS）和电子控制悬架装置（ECS），详细讲述ABS和ECS它们各自在车上的作用、组成结构、工作原理和控制技术，来更深层次的了解汽车电控装置。最后对汽车电子控制装置的发展趋势做出了分析，指出发展汽车电控装置的战略意义以及提出汽车电控装置未来发展的一些建议。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:电子控制装置防抱死制动装置电控悬架装置发展趋势
目录
1.绪论 1
1.1汽车电子控制装置简介 1
1.2国内外汽车电控装置研究现状 2
2.汽车电子控制装置基础 5
2.1汽车电子控制装置的分类 5
2.2汽车电子控制装置基本组成 6
2.3 常见电子控制装置在汽车上的应用 9
3.汽车防抱死制动控制装置 10
3.1概述及其作用 10
3.1.1概述 10
3.1.2ABS的主要作用 10
3.2 ABS的组成 10
3.3ABS的工作原理 13
3.4 ABS的控制技术 14
4.汽车电控悬架装置 17
4.1 汽车悬架电动装置基础 17
4.1.1基本组成及主要功能 17
4.1.2电控悬架与传统悬架将比的优势 17
4.1.3汽车电控悬架的分类 18
4.2电控悬架的组成及各自作用 18
4.3电控悬架的控制原理 20
4.4电控悬架的控制技术 20
5.汽车电子装置的发展趋势及研究 23
5.1汽车电子装置应用的发展趋势 23
5.2未来汽车电子装置的发展方向 24
5.3未来汽车电控装置企业的管理模式 24
结语 26
参考文献 27
致谢 28
1.1.绪论
1.1汽车电子控制装置简介
汽车电控装置指的是对汽车性能产生影响的电子设备，它融合了汽车电控技术，通常和汽车上的器械用具组合使用，通过电缆或无线电波相互传输信息，形成了“机电整合”的体系。目前比较成熟的电控装置有电子燃油喷射装置、ABS装置、、电控悬架装置、电控自动变速器装置、电动助力转向装置等等。如今汽车电子控制装置主要可分为四个部分：发动机电子控制装置，底盘综合控制装置，车身电子安全装置，信息通讯装置等。
在未来的10年内，汽车上的电子设备的价值将会占到整个汽车的30%以上。随着当今汽车电子控制技术在不断的发展，汽车已经由传统的机械构造开始向更高层次的机电一体化结构的趋势发展。未来汽车行业发展主要的方向是整车和电子技术的结合。总体来说如何充分利用好新的技术来完善汽车电控装置，提高其综合业务的展开，使它能普及社会大众，能够更多的方便共众百姓，是当今发展汽车电子控制技术面对的首要问题。
汽车电子控制技术的发展经过了传统机械控制，电子控制，模拟控制电路和数字控制电路等过程。汽车电子控制技术发展进程可分为以下四个阶段：
第一阶段，初级阶段，1974年以前。汽车上运用电子技术主要是对汽车电器产品进行电子技术改造，以改善部分性能。这一阶段的代表作是电子点火系统以及集成电路调节器。
第二阶段，发展阶段，1974到1982年。在此期间，汽车普遍使用了集成电路和不足16位的微处理器。这一阶段的代表产物是电子喷射系统、波箱和微机点火控制系统。
第三阶段，微处理器应用向智能化发展阶段，1982到1990年。这一阶段的标志是各类电控产品的出现,其代表产物是集发动机控制与自动变速器控制为一体的动力传动控制装置以及防抱死、防滑控制系统。
第四阶段，微处理器应用向智能化发展的高级阶段，20世纪90年代以后。其特征是强调以人---车---环境为主题的系统工程整体优化，主要体现在智能化上面。这一阶段的代表产品是:汽车故障自诊断系统、汽车自动驾驶系统和汽车自动导航系统。
1.2 国内外汽车电控装置研究现状
当前，国内外汽车电控装置主要研究领域主要集中在动力性、经济性、安全性、舒适性四大方面。
（1）动力性方面
例如目前应用在大众、宝马、奔驰等车发动机上的可变气门正时电子控制装置，它是通过直接控制凸轮轴来实现改变气门相位角的目的，利用可变配气定时控制装置根据发动机的运行情况，调整进气（排气）量和气门开合时间，角度。使得进入的空气量达到最佳，进而提高燃烧效率，提高汽车动力。比较常见的是双顶置VVT电子控制装置，这种装置省去了老式发动机上挺柱和推杆这两组零件，让进、排气门由两根独立的凸轮轴直接驱动摇臂来控制。VVT通过传感器捕捉到转速信息然后反馈给ECU，ECU分析处理之后，对OVC发出指令来调整进入VVT带轮内的油压。
图1-1 双顶置VVT电控装置
VVT电控装置通过调节气门开闭时间还可以实现对气门重叠角的控制，达到减小生成的目的。气门叠开期间，进气管内出现很强的负压，此时排气管内的废气出现“倒流”现象进入燃烧室。当大量的流入可燃气体中，气体的比热容会升高，这能控制燃烧速度，而且不能燃烧却会吸收热量降低混合气体的最高燃烧温度，这就实现了内部废气再循环的作用。
（2）经济型方面
制动能量回收电控装置能够将制动过程中产生的热能转化成机械能，并将它存储在电容器内，在使用时再迅速将能量释放。
在2013年，奥迪的一些新车型都配备能量回收装置。使车辆的平均油耗同比前几年下降20%。通过车辆在刹车阶段时的能力回收，通过控制发动机在车辆静止与动态状态切换时的启停，大大减少了燃油消耗与废气排放。
目前制动能量回收装置已经广泛用在现代电动汽车与混合动力车上，在这些车上被浪费掉的运动能量可通过制动能量回收电控装置转变为电能并储存在蓄电池中，进一步转化为驱动能。当在车辆起步或加速时，需要增大驱动力，电机驱动力就成了发动机的辅助动力，将电能充分利用。
（3）安全性方面
倒车雷达电控装置采用的是超声波测距原理，倒车时，驾驶员将汽车的挡位推到R挡，启动倒车雷达，在控制器的作用下，在车尾处保险杠上的探头就会发送超声波，遇到障碍物后产生回波信号，传感器利用接收到的回波信号后由控制器来进行数据处理，然后计算出车辆与障碍物之间的距离，判断出障碍物的位置，再由显示器显示出距离并发出信号，使驾驶者倒车时不会撞上障碍物。在整个过程中，驾驶者不需要回头就可知道车后的情况，使得停车和倒车更容易和安全。
本田“追尾减弱制动电控装置”（CMS），该装置检测到有追尾的紧急情况时，可通过报警督促驾驶员立即采取避免措施，控制住刹车并降低其车轮转速。组合利用CMS和“电子安全带预紧器”（在碰撞前能自动收紧安全带）。CMS和电子安全带预紧器通过报警声音及感受驾驶员身体来提示有否有追尾危险，使驾驶员采取制动措施，并弥补了制动助力器踏板力的不足，在发生碰撞前进行刹车控制、降低车速，将追尾造成伤害降为最低。
（4）舒适性方面
一些高配轿车上装有自动雨刮，自动反光镜调节电控装置。这些都是为了更方便和满足驾驶员和乘客的需求，使得操作更加简便。
美国一家TRW汽车电子供应商开发出的触摸传感电控装置，司机用手写字就能来控制汽车里各系统的功能。据该公司介绍，在个别测试中，以手写字控制手机或导航系统等器材，可减少司机分散注意力，比直接操作更为安全。
大众速腾1.4T蓝驱版采用发动机启停电控装置，该装置能在车辆临时停车的时候，自动熄火。当需要继续前进的时，该装置能自动重启发动机的一套启动系统。行驶中遇到红灯或临时停车时，驾驶员只要直接踩制动踏板，车辆完全停止大约两秒钟后发动机就会自动熄火，只要始终踩住制动踏板，发动机则会保持关闭。一旦松开刹车，或转动方向盘，发动机就会马上自动点火，立即又可以踩油门起步，不需要换挡，提高了驾驶员行车效率。
摘 要
近年来，随着汽车产业的不断发展，汽车电子设备行业也跟着迅速发展。目前电子设备成本已占到整车的30%以上，汽车已不再是传统机械化产品，而是逐步向着机电一体化方向发展，电子控制装置作为电子技术中的重要部分，未来汽车将更多地依赖汽车电控装置来实现汽车整车和电子技术的整合。
本文首先对汽车电子控制装置的定义、发展历程及国内外现状进行了介绍；接下来介绍了汽车电子控制装置一些简单的分类、组成和原理，通过介绍和分析防抱死制动装置（ABS）和电子控制悬架装置（ECS），详细讲述ABS和ECS它们各自在车上的作用、组成结构、工作原理和控制技术，来更深层次的了解汽车电控装置。最后对汽车电子控制装置的发展趋势做出了分析，指出发展汽车电控装置的战略意义以及提出汽车电控装置未来发展的一些建议。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:电子控制装置防抱死制动装置电控悬架装置发展趋势
目录
1.绪论 1
1.1汽车电子控制装置简介 1
1.2国内外汽车电控装置研究现状 2
2.汽车电子控制装置基础 5
2.1汽车电子控制装置的分类 5
2.2汽车电子控制装置基本组成 6
2.3 常见电子控制装置在汽车上的应用 9
3.汽车防抱死制动控制装置 10
3.1概述及其作用 10
3.1.1概述 10
3.1.2ABS的主要作用 10
3.2 ABS的组成 10
3.3ABS的工作原理 13
3.4 ABS的控制技术 14
4.汽车电控悬架装置 17
4.1 汽车悬架电动装置基础 17
4.1.1基本组成及主要功能 17
4.1.2电控悬架与传统悬架将比的优势 17
4.1.3汽车电控悬架的分类 18
4.2电控悬架的组成及各自作用 18
4.3电控悬架的控制原理 20
4.4电控悬架的控制技术 20
5.汽车电子装置的发展趋势及研究 23
5.1汽车电子装置应用的发展趋势 23
5.2未来汽车电子装置的发展方向 24
5.3未来汽车电控装置企业的管理模式 24
结语 26
参考文献 27
致谢 28
1.1.绪论
1.1汽车电子控制装置简介
汽车电控装置指的是对汽车性能产生影响的电子设备，它融合了汽车电控技术，通常和汽车上的器械用具组合使用，通过电缆或无线电波相互传输信息，形成了“机电整合”的体系。目前比较成熟的电控装置有电子燃油喷射装置、ABS装置、、电控悬架装置、电控自动变速器装置、电动助力转向装置等等。如今汽车电子控制装置主要可分为四个部分：发动机电子控制装置，底盘综合控制装置，车身电子安全装置，信息通讯装置等。
在未来的10年内，汽车上的电子设备的价值将会占到整个汽车的30%以上。随着当今汽车电子控制技术在不断的发展，汽车已经由传统的机械构造开始向更高层次的机电一体化结构的趋势发展。未来汽车行业发展主要的方向是整车和电子技术的结合。总体来说如何充分利用好新的技术来完善汽车电控装置，提高其综合业务的展开，使它能普及社会大众，能够更多的方便共众百姓，是当今发展汽车电子控制技术面对的首要问题。
汽车电子控制技术的发展经过了传统机械控制，电子控制，模拟控制电路和数字控制电路等过程。汽车电子控制技术发展进程可分为以下四个阶段：
第一阶段，初级阶段，1974年以前。汽车上运用电子技术主要是对汽车电器产品进行电子技术改造，以改善部分性能。这一阶段的代表作是电子点火系统以及集成电路调节器。
第二阶段，发展阶段，1974到1982年。在此期间，汽车普遍使用了集成电路和不足16位的微处理器。这一阶段的代表产物是电子喷射系统、波箱和微机点火控制系统。
第三阶段，微处理器应用向智能化发展阶段，1982到1990年。这一阶段的标志是各类电控产品的出现,其代表产物是集发动机控制与自动变速器控制为一体的动力传动控制装置以及防抱死、防滑控制系统。
第四阶段，微处理器应用向智能化发展的高级阶段，20世纪90年代以后。其特征是强调以人---车---环境为主题的系统工程整体优化，主要体现在智能化上面。这一阶段的代表产品是:汽车故障自诊断系统、汽车自动驾驶系统和汽车自动导航系统。
1.2 国内外汽车电控装置研究现状
当前，国内外汽车电控装置主要研究领域主要集中在动力性、经济性、安全性、舒适性四大方面。
（1）动力性方面
例如目前应用在大众、宝马、奔驰等车发动机上的可变气门正时电子控制装置，它是通过直接控制凸轮轴来实现改变气门相位角的目的，利用可变配气定时控制装置根据发动机的运行情况，调整进气（排气）量和气门开合时间，角度。使得进入的空气量达到最佳，进而提高燃烧效率，提高汽车动力。比较常见的是双顶置VVT电子控制装置，这种装置省去了老式发动机上挺柱和推杆这两组零件，让进、排气门由两根独立的凸轮轴直接驱动摇臂来控制。VVT通过传感器捕捉到转速信息然后反馈给ECU，ECU分析处理之后，对OVC发出指令来调整进入VVT带轮内的油压。
图1-1 双顶置VVT电控装置
VVT电控装置通过调节气门开闭时间还可以实现对气门重叠角的控制，达到减小生成的目的。气门叠开期间，进气管内出现很强的负压，此时排气管内的废气出现“倒流”现象进入燃烧室。当大量的流入可燃气体中，气体的比热容会升高，这能控制燃烧速度，而且不能燃烧却会吸收热量降低混合气体的最高燃烧温度，这就实现了内部废气再循环的作用。
（2）经济型方面
制动能量回收电控装置能够将制动过程中产生的热能转化成机械能，并将它存储在电容器内，在使用时再迅速将能量释放。
在2013年，奥迪的一些新车型都配备能量回收装置。使车辆的平均油耗同比前几年下降20%。通过车辆在刹车阶段时的能力回收，通过控制发动机在车辆静止与动态状态切换时的启停，大大减少了燃油消耗与废气排放。
目前制动能量回收装置已经广泛用在现代电动汽车与混合动力车上，在这些车上被浪费掉的运动能量可通过制动能量回收电控装置转变为电能并储存在蓄电池中，进一步转化为驱动能。当在车辆起步或加速时，需要增大驱动力，电机驱动力就成了发动机的辅助动力，将电能充分利用。
（3）安全性方面
倒车雷达电控装置采用的是超声波测距原理，倒车时，驾驶员将汽车的挡位推到R挡，启动倒车雷达，在控制器的作用下，在车尾处保险杠上的探头就会发送超声波，遇到障碍物后产生回波信号，传感器利用接收到的回波信号后由控制器来进行数据处理，然后计算出车辆与障碍物之间的距离，判断出障碍物的位置，再由显示器显示出距离并发出信号，使驾驶者倒车时不会撞上障碍物。在整个过程中，驾驶者不需要回头就可知道车后的情况，使得停车和倒车更容易和安全。
本田“追尾减弱制动电控装置”（CMS），该装置检测到有追尾的紧急情况时，可通过报警督促驾驶员立即采取避免措施，控制住刹车并降低其车轮转速。组合利用CMS和“电子安全带预紧器”（在碰撞前能自动收紧安全带）。CMS和电子安全带预紧器通过报警声音及感受驾驶员身体来提示有否有追尾危险，使驾驶员采取制动措施，并弥补了制动助力器踏板力的不足，在发生碰撞前进行刹车控制、降低车速，将追尾造成伤害降为最低。
（4）舒适性方面
一些高配轿车上装有自动雨刮，自动反光镜调节电控装置。这些都是为了更方便和满足驾驶员和乘客的需求，使得操作更加简便。
美国一家TRW汽车电子供应商开发出的触摸传感电控装置，司机用手写字就能来控制汽车里各系统的功能。据该公司介绍，在个别测试中，以手写字控制手机或导航系统等器材，可减少司机分散注意力，比直接操作更为安全。
大众速腾1.4T蓝驱版采用发动机启停电控装置，该装置能在车辆临时停车的时候，自动熄火。当需要继续前进的时，该装置能自动重启发动机的一套启动系统。行驶中遇到红灯或临时停车时，驾驶员只要直接踩制动踏板，车辆完全停止大约两秒钟后发动机就会自动熄火，只要始终踩住制动踏板，发动机则会保持关闭。一旦松开刹车，或转动方向盘，发动机就会马上自动点火，立即又可以踩油门起步，不需要换挡，提高了驾驶员行车效率。
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