机电一体化在汽车中应用实例

（三）机电一体化在汽车中的运用

1、发动机微机控制系统

2、汽车激光雷达自动防撞微机控制系统

激光一单片机组合的汽车防按系统，能在正常行驶速度下或慢速倒车时检测和显示前、后方一定距离内有无障碍物，并在必要时报警，从而有效防止交通事故的发生。该系统主要由计算机控制的测量车间距离的激光测距雷达、中央处理器、汽车前后环境状况监测雷达及显示器、发光部、受光部、车速传感器和速度控制器等组成。其控制系统，如图2所示。

激光测距雷达安装在汽车前部格栅中心。光学天线发射的激光束遇到前面的障碍物后，产生向后散射信号，同样被光学天线接收，并调制出距离和方位信息。不断输出的距离和方位信息经中央处理器分析，可以判断前面物体运动与否，计算出它相对本车的速度及车间距离，并判断它是否有可能与本车接触，从而决定本车最安全的行驶速度。当可能有危险发生时，系统触动报警装置，发出报警信号。

3、ABS系统

为了使汽车在行驶过程中以适当的减速度降低车速直行停车，保证行驶的安全性，汽车上均装有行车制动器。起初只在后轮上装有制动器，但随着汽车质量和车速的提高，仅靠后轮制动不足以提高充分的制动力，这样才发展到在前轮上安装制动器。人们通过对制动时轴荷的动态转移、前轮增重和后轮减重的认识，且后轮先抱死更易造成汽车的方向失控，而着手研制能限制汽车后轮制动装置—汽车制动防抱死装置(AntilockBrakingSystem，ABS)。其基本功能是可感知制动轮每一瞬时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器动力矩的大小，避免出现轮上的抱死现象。ABS系统是电子控制技术在汽车上最突出的一项应用，可使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效地提高了行车的安全性。ABS系统控制框图如图4所示

在电控燃油喷射系统（EFI）中，喷油量的控制是最基本的也是最重要的控制内容，电子控制单元（ECU）（简称电控单元）主要是根据进气量确定基本的喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号

对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性。除喷油量控制外，电控燃油喷射系统还包括供油正时控制、断油控制和燃油泵控制。

4、电控点火系统电控点火系统最基本的功能是控制点火提前角。该系统根据各相关传感器信号判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，改善发动机的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。此外，电控点火系统还具有通电时间控制和爆燃控制功能。

5、怠速控制系统，怠速控制系统是发动机辅助控制系统，其功能是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等状况，并通过怠速控制阀对发动机进气量进行控制，使发动机随时以最佳怠速转速运转。

6、进气控制系统

进气控制系统的功能是根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的进气进行控制，以提高发动机的充气效率，从而改善发动机的动力性。

7、.排放控制系统排放控制系统的功能主要是对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。排放控制的项目主要包括:废气再循环控制，活性炭罐电磁阀控制，氧传感器和空燃比闭环控制，二次空气喷射控制等。

8、增压控制系统

增压控制系统的功能是对发动机进气增压装置的工作进行控制。在装有废气蜗轮增压装置的汽车上，ECU根据检测到的进气管压力，对增压装置进行控制，从而控制进气增压的强度。

9、巡航控制系统巡航控制系统的功用是驾驶员设定巡航控制模式后，ECU 根据汽车运行工况和运行环境信息，自动控制发动机工作，使汽车自动维持在一定的车速进行行驶。

10、警告提示系统由ECU控制各种指示和报警装置，一旦控制系统出现故障，该系统能及时发出信号以警告提示，如氧传感器失效、油箱油温过高等。

11、自诊断与报警系统在发动机电控系统中，电子控制单元（ECU）都具自诊断系统，对控制系统各部分的工作情况进行监测。当ECU检测到来自传感器或输送给执行元件的故障信号时，立即点亮仪表盘上的“CHECKENGING”灯（俗称故障

指示灯），以提示驾驶员发动机有故障;同时，系统将故障信息以设定的数码（故障码）形式储存在储存器中，以便帮助维修人员确定故障类型和范围。对车辆进行维修时，维修人员可通过特定的操作程序（有些需借助专用设备）调取故障码。

12、失效保护系统失效保护系统的功能主要是当传感器或传感器线路发生故障时，控制系统自动按电脑中预先设定的参考信号值工作，以便发动机能继续运转。

13、应急备用系统应急备用系统的功能是当控制系统电脑发生故障时，自动启用备用系统（备用集成电路），按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，以防止车辆停驶在路途中。应急备用系统只能维持发动机运转的基本功能，但不能保证发动机的性能。

14、电子控制全域锁止离合器：为了提高传动效率，改善经济性能，轿车用自动变速器普遍采用了液力变矩器锁止离合器，并进行电子控制以保持其换档的平顺性。锁止式液力变矩器其功能特点所决定了自动变速器由液力偶合器——液力变矩器——锁止式液力变矩器的过程。液力变矩器除了能传递扭矩外，还能增大发动机的扭矩，以吸收扭转振动的作用，液力偶合器却不能。带锁止离合器的液力变矩器，克服了液力变矩器输出轴与输入轴之间存在滑动而使液力变矩器传动效率降低的缺点，这种锁止装置实际上是全自动离合器。锁止离合器时，液力变矩器将不起作用。这对改善燃料的经济性和降低变速器的温度有益处。

15、适合于整车驱动系统的电子控制智能型自动变速器：智能型的电子控制自动变速器的电子系统可以在汽车行驶过程中，对汽车的运行参数进行控制，合理地选择换档点，而且在换档过程中对恶化的参数进行修正。如：摩擦片的摩擦系数、油的粘度、车辆的负荷变化等。同时具有自动诊断系统，可以将汽车运行中的故障记录下来，便于维护。

15.1、电子控制无级变速器(ECVT)：随着电子技术的应用，电子控制的V

型金属带型无级变速器在西欧及日本得到重视，正在积极开发市场，以希望其一步到位。目前研制开发并在微型轿车上采用此类变速器约有日本富士重工公司及荷兰VDT公司等。

由于电子技术的不断发展和进步，特别是微机控制功能的进一步增加，各种传感器和执行机构性能的改善，所以在自动变速器上也开始大量采用。1