汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)研究

王彬

（珠海市理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校 519100)

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)研究

王彬

（珠海市理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校 519100)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步，我國(guó)的汽車(chē)保有量正逐漸呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，與此同時(shí)，民眾對(duì)于汽車(chē)應(yīng)用功能的不斷提高以及現(xiàn)代科技的發(fā)展進(jìn)步，使得智能化應(yīng)用理念在汽車(chē)制造領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車(chē)安全運(yùn)行的核心構(gòu)建，其智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用，將大幅提升發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性能以及應(yīng)用性能，本文通過(guò)對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的探究，分析其目前的應(yīng)用現(xiàn)狀，以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而促進(jìn)智能控制系統(tǒng)在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域應(yīng)用水平的提高。

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)；智能控制系統(tǒng)；現(xiàn)狀；前景

0 引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，使得諸多的制造技術(shù)被引入到汽車(chē)的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中，使先現(xiàn)代的汽車(chē)不僅能夠提供出行代步工具的需求，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)高應(yīng)用性能、智能操控、車(chē)載娛樂(lè)等多元的應(yīng)用感受，使得民眾對(duì)汽車(chē)的依賴(lài)程度也逐漸提升。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用，使其發(fā)動(dòng)機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)都發(fā)生了重大的改變，并在其智能化的發(fā)展進(jìn)程中，逐漸探究未來(lái)社會(huì)智能控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

1 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 電子節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)

電子節(jié)氣門(mén)是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用能夠精確的控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)入量，提升發(fā)動(dòng)機(jī)控制性能的提高。電子節(jié)氣門(mén)的智能控制系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分，分別是傳感器、智能控制其以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。傳感器主要是在其應(yīng)用的過(guò)程中對(duì)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)閉程度信息進(jìn)行采集和分析，將其傳遞給智能控制部分，控制其對(duì)電子節(jié)氣門(mén)的開(kāi)合程度進(jìn)行處理。在對(duì)電子節(jié)氣門(mén)的應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行控制之后，會(huì)有執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作指令的執(zhí)行，做出相應(yīng)的指令動(dòng)作[1]。

電子節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)在目前的汽車(chē)制造技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛，電子信息技術(shù)被充分的應(yīng)用，電子節(jié)氣門(mén)的主要結(jié)構(gòu)元器件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)元件、復(fù)位彈簧元件、傳感器元件以及減速齒輪結(jié)構(gòu)元件，從其工作原理而言，其組成了一個(gè)機(jī)電的智能控制傳動(dòng)系統(tǒng)。智能控制系統(tǒng)的能夠使系統(tǒng)中的不同元件組成共同作用的工作組合，在這種工作原理作用下，閥門(mén)的轉(zhuǎn)矩能夠被有效克服，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)氣門(mén)的精準(zhǔn)控制。電子節(jié)氣門(mén)的正常運(yùn)行狀態(tài)能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，為保證其有效的控制狀態(tài)，需要對(duì)電子節(jié)氣門(mén)的構(gòu)成進(jìn)行深入的了解，并那個(gè)能夠?qū)ζ浞抡鎸?shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，保證電子節(jié)氣門(mén)的智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)和應(yīng)用方案。

1.2 智能冷卻控制系統(tǒng)

智能冷卻控制系統(tǒng)是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部分，自動(dòng)溫室控制裝置是其核心裝置，智能冷卻控制系統(tǒng)的應(yīng)用功能便是通過(guò)自動(dòng)溫室控制裝置得以實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)溫室控制裝置主要包括汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)、汽車(chē)傳感器以及執(zhí)行器三個(gè)部分，因?yàn)槠涔ぷ髦械目照{(diào)系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)都需要通過(guò)冷凝器以及散熱器的工作來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而智能冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用是汽車(chē)智能控制系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵部分。

目前由于受到材料以及生產(chǎn)技術(shù)等客觀(guān)因素的影響，智能冷卻控制系統(tǒng)還沒(méi)有達(dá)到最佳的應(yīng)用狀態(tài)，但是伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，將為其智能技術(shù)應(yīng)用水平的提高奠定技術(shù)基礎(chǔ)，并能夠拓展其未來(lái)的技術(shù)研究方向。新型的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的智能冷卻控制系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用，主要是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度而對(duì)燃油消耗產(chǎn)生的影響。智能控制技術(shù)的最佳應(yīng)用狀態(tài)便是能夠通過(guò)智能控制，使得在冷卻水溫的過(guò)程中能夠盡量減少能源消耗，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命[2]。

1.3 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的智能控制系統(tǒng)主要涉及到三個(gè)層面：其控制技術(shù)、功能應(yīng)用技術(shù)以及抗振抗干擾技術(shù)。控制技術(shù)是需要對(duì)相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用指標(biāo)進(jìn)行軟件真實(shí)數(shù)據(jù)以及仿真數(shù)據(jù)的統(tǒng)一；抗振抗干擾技術(shù)是為了滿(mǎn)足汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在不同運(yùn)行環(huán)境中的應(yīng)用需求；功能應(yīng)用技術(shù)則是需要對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的總線(xiàn)技術(shù)智能技術(shù)控制。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，其轉(zhuǎn)速與溫度處于不斷變動(dòng)的狀態(tài)，為保證其變動(dòng)狀態(tài)的可控性，則需要對(duì)其仿真狀態(tài)進(jìn)行模擬，進(jìn)而測(cè)算出最佳的智能控制參數(shù)，是發(fā)動(dòng)機(jī)的能耗能夠保持在最佳的應(yīng)用狀態(tài)。

汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)能夠采用控制技術(shù)和數(shù)字模擬仿真技術(shù)，配合相應(yīng)的數(shù)據(jù)編制軟件，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并通過(guò)測(cè)算軟件測(cè)算出保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。此外還可以對(duì)其水量和風(fēng)量進(jìn)行有效的控制，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，保證燃料的充分燃燒。發(fā)動(dòng)機(jī)抗干擾和抗振技術(shù)的應(yīng)用，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在各種運(yùn)行環(huán)境中，都能夠滿(mǎn)足其正常的工作運(yùn)轉(zhuǎn)需求[3]。

2 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 電子控制點(diǎn)火裝置

電子控制點(diǎn)火裝置能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的運(yùn)行環(huán)境下都能夠保證最佳的點(diǎn)火狀態(tài)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和轉(zhuǎn)速能夠保證在最小的油耗下運(yùn)行，并能夠有效的控制其氣體的排放量。該控制裝置主要有開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩個(gè)控制系統(tǒng)共同完成，兩個(gè)系統(tǒng)之間相互配合，完成點(diǎn)火過(guò)程。電子控制點(diǎn)火裝置還沒(méi)有得到全部應(yīng)用，未來(lái)的汽車(chē)制造技術(shù)中將其變?yōu)楸貍涞膽?yīng)用技術(shù)將是其發(fā)展趨勢(shì)。

2.2 電子控制汽油噴射系統(tǒng)

電子控制汽油噴射系統(tǒng)有汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器發(fā)送控制信號(hào)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)汽車(chē)的燃料進(jìn)行控制，使汽車(chē)的燃料和空氣的比例能夠達(dá)到最佳的應(yīng)用狀態(tài)，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行充分燃燒，減少燃油消耗的同時(shí)，還能夠有效的控制其汽車(chē)尾氣的排放，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的應(yīng)用效果。該控制系統(tǒng)的主要技術(shù)控制點(diǎn)為，控制系統(tǒng)將燃料供給中氧氣傳感器的氧濃度進(jìn)行信號(hào)校正，計(jì)算機(jī)測(cè)算系統(tǒng)會(huì)對(duì)空燃比例進(jìn)行測(cè)算，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)燃料的最佳燃燒狀態(tài)。

目前的汽車(chē)制造領(lǐng)域中，節(jié)能減排的理念已經(jīng)成為其技術(shù)研究和應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)，隨著人們經(jīng)濟(jì)意識(shí)的不斷提高，還有些汽車(chē)消費(fèi)者采用天然氣作為主要的應(yīng)用燃料。電子控制汽油噴射系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，將是對(duì)混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒系統(tǒng)進(jìn)行控制，將新型的制造工藝以及技術(shù)應(yīng)用到其制造領(lǐng)域中，使汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在電子信息技術(shù)的支持下，保證最佳的應(yīng)用狀態(tài)，滿(mǎn)足民眾的應(yīng)用需求，拓展燃料的選擇途徑，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用效率。

2.3 廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)

廢氣再循環(huán)系統(tǒng)是面對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境污染壓力而衍生的智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的有效應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)部分廢氣的重復(fù)應(yīng)用，進(jìn)而減少尾氣排放中的有害氣體含量，能夠提高尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著世界汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的不斷擴(kuò)張，大量因?yàn)槭褂闷?chē)而產(chǎn)生的有害氣體已經(jīng)成為主要的空氣污染來(lái)源，各國(guó)都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要意義，將降低汽車(chē)尾氣的有害氣體含量作為硬性指標(biāo)加以落實(shí)。隨著技術(shù)的革新和應(yīng)用，各大汽車(chē)制造商都在探究和研發(fā)進(jìn)行廢氣凈化以及節(jié)約燃料的有效途徑。

傳統(tǒng)的駕駛員駕駛模式中，很多駕駛員對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油控制缺乏客觀(guān)認(rèn)識(shí)，同時(shí)沒(méi)有養(yǎng)成良好的駕駛習(xí)慣，使得大量未經(jīng)過(guò)充分燃燒的有害氣體被排放。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用能夠使的汽車(chē)尾氣有害氣體的排放大幅降低，面對(duì)目前技術(shù)應(yīng)用以及汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，進(jìn)行汽車(chē)能源應(yīng)用的優(yōu)化以及節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)將是大勢(shì)所趨。

2.4 電控自動(dòng)變速系統(tǒng)

電控自動(dòng)變速系統(tǒng)主要是依據(jù)汽車(chē)行駛的速度以及氣節(jié)們的開(kāi)合度來(lái)判定發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)條件，進(jìn)而對(duì)其變速情況進(jìn)行精確地控制，使汽車(chē)一直能夠處于最佳的形式狀態(tài)中，能夠大幅提升變速裝置的傳送效率，提高換擋操作時(shí)的舒適性，保證形式狀態(tài)的穩(wěn)定性，并能夠延長(zhǎng)變速器的使用壽命。

目前應(yīng)用的主要種類(lèi)有：分離式起動(dòng)機(jī)、集成起動(dòng)機(jī)以及SISS起動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。不同的技術(shù)種類(lèi)，其優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)也存在差異，未來(lái)的電控自動(dòng)變速系統(tǒng)將更為人性化和智能化，能夠滿(mǎn)足不同技術(shù)操作人員的技術(shù)應(yīng)用需求而進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而使汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?yàn)槠?chē)駕駛者帶來(lái)更為舒適的駕駛體驗(yàn)。

2.5 AEB系統(tǒng)

AEB系統(tǒng)主要是由感知裝置、智能控制裝置以及執(zhí)行系統(tǒng)共同組成，其結(jié)構(gòu)主要分為4個(gè)模塊，即信號(hào)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示報(bào)警模塊以及智能制動(dòng)模塊。其主要的應(yīng)用功能為，通過(guò)系統(tǒng)的有效運(yùn)行能夠使汽車(chē)在行駛的過(guò)程中，準(zhǔn)確判斷可能對(duì)車(chē)輛行駛構(gòu)成危險(xiǎn)的障礙物，在駕駛員沒(méi)有進(jìn)行正確操作的情況之下，未能夠及時(shí)采取有效的制動(dòng)措施。而AEB系統(tǒng)可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析判斷對(duì)駕駛?cè)诉M(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警，并能夠主動(dòng)的采取緊急減速或者制動(dòng)，保證行駛車(chē)輛以及駕駛員的人身安全。未來(lái)社會(huì)人們對(duì)自身生命健康重視程度的逐漸提高，AEB系統(tǒng)將有更為廣闊的技術(shù)拓展空間以及應(yīng)用空間，通過(guò)其智能控制技術(shù)應(yīng)用保證道路交通安全水平的提高。

3 結(jié)束語(yǔ)

面對(duì)日益多元的汽車(chē)用戶(hù)需求、產(chǎn)業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)壓力的不斷增大，以及日趨嚴(yán)重的環(huán)境保護(hù)趨勢(shì)，各種新能源技術(shù)以及多方面的技術(shù)創(chuàng)新將在汽車(chē)制造領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)，智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用將使汽車(chē)制造更加人性化和科學(xué)化，通過(guò)其服務(wù)水平的提高獲得更為廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用空間，進(jìn)而促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合社會(huì)以及公眾的需求，進(jìn)行技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]師文婷,周黎明,彭漢濤等.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門(mén)智能控制系統(tǒng)研究[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2015,34(3)：16-19.

[2]于奔淼.基于模糊PID的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻控制系統(tǒng)研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016,(19)：18-19.

[3]朱劉寧.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門(mén)智能控制系統(tǒng)研究[J].電子制作,2016,(20)：41.

U463.6文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

王彬（1975—），講師，研究方向?yàn)槠?chē)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。