汽车控制（精选12篇）
汽车控制 篇1
摘要：对金属腐蚀的定义、成因作了简要的介绍, 着重阐述了五菱汽车在设计上、工艺上、制造过程、运输过程中对腐蚀的控制措施。
关键词：汽车,腐蚀,控制
金属及其制品在大气中容易生锈, 这种锈蚀属于电化学腐蚀, 即当金属和周围的电解质溶液接触时, 由于发生了化学作用而引起的腐蚀。在我们所处的环境中纯水很少, 随着水分的沉降或凝聚, 总可能融入部分大气中的气体如 (O2、CO2、SO2、HS2) 、盐类、尘土及其他污染物, 所有这些都会提高水的电导和腐蚀性, 使水成为电解质。当金属暴露在潮湿的大气中, 由于其表面对大气中的水分有吸附作用, 在金属表面便形成了一层很薄的水膜, 当这层水膜达到一定厚度就形成了电化学腐蚀所必须的一层电解质, 因此金属及其制品容易生锈。
1 汽车的腐蚀
由于汽车是由很多金属部件构成, 且经常在雨、雪、雾、潮湿等恶劣的环境中行驶, 车身及其他汽车零部件难免会聚积水分, 遭受侵蚀也就在所难免。
汽车长期行驶在各种环境中, 高温低温的气温变化, 阳光的直接照射, 可导致汽车的涂层老化;碎石、泥沙的撞击和汽车运行时的振动, 可导致保护涂层损坏;雨水、盐雾和工业大气以及地面上各种含腐蚀物的泥水和因车轮高速运转形成的水雾和盐雾的侵入等等都可以造成汽车的腐蚀, 这些外界因素是不可避免的必然因素。
如车身内外板、地板、门、各种罩盖及车身外部安装的各部件接触处, 腐蚀介质容易深入, 长期停留容易产生缝隙腐蚀。
如车身下部、底部、挡泥板、翼子板、保险杠等处汽车运行时路面上的小石子、碎石、泥沙等因轮胎转动使其飞起撞击, 使这些部位的漆膜因石击而剥离或附着力变差失去保护能力造成腐蚀.。
如汽车外表面因日晒雨淋等气候变化, 人为造成的损伤等导致附着力下降、漆膜损伤导致腐蚀。
2 五菱汽车的腐蚀控制
汽车锈蚀是一个综合性问题。材料选择上应该选择耐锈蚀材料, 结构设计上合理避免不利于涂装、易于锈蚀的结构, 工艺规划上制定合适的涂装工艺, 严格控制冲压、焊接质量等, 避免汽车锈蚀, 延长汽车使用寿命。
对此, 设计人员在选材、设计等方面想出了很多方法控制腐蚀, 五菱汽车的防腐蚀措施也是借鉴了前人的经验。
2.1 设计上的防腐控制
在选材方面尽量选择耐腐蚀材料, 如发动机进回油管、暖风管和制动油管等工程塑料。
在设计方面车身密闭以防止水的侵入, 尽量避免凹槽、缝隙的存在, 以焊代铆减少螺钉的连接, 易积水的地方如车门内下方、车架内下侧等设置有排水孔都是避免水分的沉积减少腐蚀。
零部件外形设计高垂直凸起零件承受撞击比低垂直凸起零件大很多, 保持金属表面与轮胎溅起石块方向成一定角度, 尽可能减弱石块撞击从而降低腐蚀。
板材结合处使用密封胶, 减少腐蚀介质的渗入尽可能避免结合处朝向汽车行进方向和飞溅方向如图1, 地板下部地面不可避免的要受到沙石冲击, 因此尽可能减缓它的冲击力, 把撞击面做成缓坡形如图2, 把直角做成钝角如图3等。
发动机舱中的发动机控制单元、制动拉索、油门拉索、门锁等易腐蚀的零部件应加以封闭, 使之与腐蚀环境隔绝开来, 对于不能封闭的零部件应尽量布置在水分和泥土不易进入的地方。
2.2 制造过程的防腐控制
设计方面汽车设计者应预防缝隙腐蚀设计中应尽量避免缝隙结构的存在, 如果做不到还可用密封胶来封闭缝隙, 防止缝隙腐蚀。
点焊密封胶:汽车车身有若干块钢板焊接而成, 焊缝存在不可避免, 如果焊缝没有采取有效措施, 可能引起焊缝处钢板锈蚀, 使车身过早损坏。而如果采用了点焊密封胶, 即冲压件在焊装前, 将胶涂布在接合处的板上, 然后将两板合拢点焊, 就可以避免上述现象发生。这种胶可以涂在车身所有焊缝, 尤其是涂装车间不能涂布的隐蔽焊缝, 由于此胶有附贴性好的特点, 更适用于立式焊缝。
焊接密封胶:顾名思义是密封焊缝, 与前面提到的点焊密封胶在作用上有相同功效。但点焊密封胶由于在焊装涂布后可能会对电泳漆造成污染, 而焊缝密封胶在电泳后涂布, 不会出现污染, 较好地起到了密封防漏的作用。
抗石击、隔热阻尼涂料:汽车在各种道路条件下行驶, 行驶中被疾风带起的沙石不断击打车身, 长期的冲击不仅会使车身底部的涂层逐渐破坏, 致使底部锈蚀。为了延长车体使用寿命, 一般都在车身底部、翼子板等处涂布抗石击、隔热阻尼涂料。
2.3 工艺上的防腐控制
运用表面保护技术, 即采用保护层把金属同可能引起或促进腐蚀的外界环境隔离, 如电镀技术即在金属表面用电解等方法沉积一层均匀、致密、结合力良好的金属层。非金属涂层即在金属表面涂布一层有机或无机涂层。化学转换涂层及时金属表面的原子通过化学反应与介质中的离子或原子结合形成一层与基体结合有防腐蚀能力的薄膜, 试举例如下
车身及许多金属零部件采用了永久性涂层, 在涂装工序先经过表面预处理用清洗液除油, 用酸洗液除锈, 在经过磷化处理即采用磷酸盐溶液处理金属, 使金属表面获得一层耐腐蚀性的磷化膜, 磷化处理后附着的磷酸盐多孔面积大可增强油漆附着性, 再喷底漆 (电泳) 可提高耐蚀性能增加表面漆膜附着力, 最后喷面漆进一步增强屏蔽作用。
许多螺钉、螺母、插片集隔热板等采用了电镀锌即把被镀金属材料浸入含有锌的溶液中, 然后通入直流电, 使锌离子再被镀材料上形成一层锌保护膜, 再经过钝化即将镀锌零件在一定组成的溶液中进行处理, 使其表面形成一层致密的稳定性高德薄膜, 则耐腐蚀能力大大提高。
轴承、活塞环、轮胎防尘罩等采用电镀铬即把被镀金属材料浸入含有铬的溶液中, 然后通入直流电使铬离子在被镀材料上形成一层铬保护膜, 为了起到装饰作用一般镀一层镍或铜作底层, 铬镀层一般有光亮且外表硬度高, 耐磨性好且大大提高耐腐蚀性。
排气管、消声器等采用喷镀铝即在钢铁表面利用燃烧或电能加热熔化喷镀一层铝粉, 然后用高温加热一段时间使喷镀铝熔融形成金属化合物, 大大提高了抗高温氧化性能。
轴承保持架、部分螺钉螺母采用氧化处理, 即在一定温度和时间内用氢氧化钠等碱溶液与金属作用生成致密氧化物膜来防止腐蚀。
2.4 运输过程的防腐控制
在零件储存运输过程中采用暂时性防锈措施, 钢板在经过开料工序加工, 冲压工序冲型都根据需要涂布一层防锈油, 未能马上进入焊装、涂装工序的焊接焊接件也涂布有防锈油来防止生锈。
五菱汽车的出口也采用涂布防锈油来防止焊接件生锈, 对不能涂布防锈油的零部件采用喷涂缓冲剂来防止生锈, 且另在包装箱内安放干燥剂来减少水分, 避免形成电解液来控制腐蚀。
海上运输, 空气中的盐分较重, 很容易产生腐蚀需要喷蜡进行防护。首先清除灰尘污垢, 清洗、干燥后在发动机、车身等处涂布保护蜡。
(1) 发动机喷蜡防护用于发动机舱各部件的防锈
(2) 底盘喷蜡防护用于汽车底盘的防锈
(3) 面漆喷蜡防护用于汽车的面漆保护防止磕碰伤漆膜
3 结论
从以上分析可知五菱汽车采用了很多防腐措施, 避免了在雨、雪、雾、潮湿等恶劣的环境下的车身及其他汽车零部件遭受侵蚀, 延长了汽车的使用寿命。
参考文献
[1]李金柱, 赵闺秀, 等.腐蚀和腐蚀控制手册[M].国防工业出版社, 1988.
[2]黄健中.汽车腐蚀及其表面涂镀防护技术的现状与进展[J].汽车工艺与材料, 2006, (8) .
汽车控制 篇2
（一）》课程设计说明书
汽车尾灯控制电路的设计 技术指标
用六个发光二极管模拟车尾部左右两侧的三个尾灯，用开关K1，K0模拟转向信号、运行信号和刹车信号。对尾灯的控制要求是： 开关控制 汽车运行状态 右转尾灯 左转尾灯 K1 K0 D1D2D3 D4D5D6 0 0 正常运行 灯灭 灯灭
0 1 右转弯 灯灭 按D1D2D3顺序循环点亮 1 0 左转弯 灯灭 按D6D5D4顺序循环点亮 1 1 临时刹车 所有的尾灯随时钟CP同时闪烁 设计方案及比较
2.1 方案一
2.1.1 秒脉冲电路的设计
由555定时器构成的多谐振荡器。由于555定时器内部的比较器灵敏度高，输出驱动电流大，功能灵活，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。所以由555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定，不易受干扰，555定时器引脚图如图1所示。
图1 555定时器引脚图 武汉理工大学《专业课程设计
（一）》课程设计说明书
2.1.2 开关控制电路的设计
设译码器与显示驱动电路的使能控制信号为G和F，G与译码器74LS138的使能输入端G1相连接，F与显示驱动电路中与非门的一个输入端相连接，有总体逻辑功能可知，G和F 与开关控制变量，K1、K0以及时间脉冲CP之间的关系如下：
（1）0 0 汽车正常行驶（此时译码器不工作，译码器输出全部为高，显示驱动电路中的与非门输出均为低，反相器输出均为高，尾灯全部熄灭）
（2）0 1 汽车右转弯行驶（此时译码器在计数器控制下工作，显示驱动电路中的与非门输出取决于译码器输出，右侧尾灯D1、D2、D3在译码器输出作用下顺序循环点亮）（3）1 0 汽车左转弯行驶（此时译码器在计数器控制下工作，显示驱动电路中的与非门输出取决于译码器输出，左侧尾灯D4、D5、D6在译码器输出作用下顺序循环点亮）（4）1 1汽车临时刹车（此时译码器不工作，译码器输出全部为高，时钟脉冲CP通过显示驱动电路中的与非门作用到反相器的输出端，使左右两侧的指示灯在时钟脉冲CP的作用下同时闪烁）
2.1.3 三进制计数计数器电路的设计
由J-K触发器构成的三进制计数器；
由于电路只需采用一片双J-K触发器74LS76芯片即可，因此电路结构简单，成本低，74LS76芯片引脚图如2图所示。
图2 74LS76引脚图
武汉理工大学《专业课程设计
（一）》课程设计说明书
2.1.4 译码与显示驱动电路的设计
译码与显示驱动电路的功能是：在开关控制电路输出和三进制计数器状态的作用下，提供6个尾灯控制信号，当译码驱动电路输出的控制信号为低电平时，相应指示灯点亮。因此，译码与显示驱动电路可用74LS138(其功能表如表3.3所示)、6个与非门和6个反相器构成。图中，译码器74LS138的输入端C、B、A分别接K1、Q1、Q0。当图中G=F=
1、K1=0时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D1、D2、D3对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D1、D2、D3依次顺序点亮，示意汽车右转弯；当图中G=F=
1、K1=1时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D4、D5、D6对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D4、D5、D6依次顺序点亮，示意汽车左转弯；当图中G=0，F=1时，译码器输出为全1，使所有指示灯对应的反相器输出全部为高电平，指示灯全部熄灭；当图中G=0，F=cp时，所有指示灯随cp的频率闪烁。实现了4种不同模式下的尾灯状态显示，74LS138译码器引脚图如图3所示。
图3 74LS138译码器引脚图
2.1.5 尾灯状态显示电路的设计
尾灯状态显示电路可由6个发光二极管和6个电阻组成，图中，当6个反相器的输出为低电平时，相应的发光二级光管被点亮。
武汉理工大学《专业课程设计
（一）》课程设计说明书
2.2 方案二
2.2.1 秒脉冲电路的设计
由555定时器构成的多谐振荡器。由于555定时器内部的比较器灵敏度高，输出驱动电流大，功能灵活，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。所以由555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定，不易受干扰。
2.2.2 开关控制电路的设计
设译码器与显示驱动电路的使能控制信号为G和F，G与译码器74LS138的使能输入端G1相连接，F与显示驱动电路中与非门的一个输入端相连接。
2.2.3 三进制计数计数器电路的设计
由D触发器构成的三进制计数器；
两个D触发器可由一片双D触发器74LS74芯片实现，以及74LS00与非门和74LS04非门来实现此电路。此电路结构上有点复杂，而且需要三个芯片（至少两个），成本较高，74LS74芯片引脚图如图4所示。
图4 74LS74芯片引脚图
2.2.4 译码与显示驱动电路的设计
译码与显示驱动电路的功能是：在开关控制电路输出和三进制计数器状态的作用下，提供6个尾灯控制信号，当译码驱动电路输出的控制信号为低电平时，相应指示灯点亮。武汉理工大学《专业课程设计
（一）》课程设计说明书
因此，译码与显示驱动电路可用74LS138(其功能表如表3.3所示)、6个与非门和6个反相器构成。图中，译码器74LS138的输入端C、B、A分别接K1、Q1、Q0。当图中G=F=
1、K1=0时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D1、D2、D3对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D1、D2、D3依次顺序点亮，示意汽车右转弯；当图中G=F=
1、K1=1时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D4、D5、D6对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D4、D5、D6依次顺序点亮，示意汽车左转弯；当图中G=0，F=1时，译码器输出为全1，使所有指示灯对应的反相器输出全部为高电平，指示灯全部熄灭；当图中G=0，F=cp时，所有指示灯随cp的频率闪烁。实现了4种不同模式下的尾灯状态显示。
2.2.5 尾灯状态显示电路的设计
尾灯状态显示电路可由6个发光二极管和6个电阻组成，图中，当6个反相器的输出为低电平时，相应的发光二级光管被点亮。
2.3 方案三
2.3.1 秒脉冲电路的设计
石英晶体振荡器；
此电路的振荡频率仅取决于石英晶体的串联谐振频率fs，而与电路中的R，C的值无关。所以此电路能得到频率稳定性极高的脉冲波形，它的缺点就是频率不能调节，而且频带宽，不能用于宽带滤波。
2.3.2 开关控制电路的设计
设译码器与显示驱动电路的使能控制信号为G和F，G与译码器74LS138的使能输入端G1相连接，F与显示驱动电路中与非门的一个输入端相连接。
2.3.3 三进制计数计数器电路的设计
由D触发器构成的三进制计数器； 武汉理工大学《专业课程设计
（一）》课程设计说明书
两个D触发器可由一片双D触发器74LS74芯片实现，以及74LS00与非门和74LS04非门来实现此电路。此电路结构上有点复杂，而且需要三个芯片（至少两个），成本较高。
2.3.4 译码与显示驱动电路的设计
译码与显示驱动电路的功能是：在开关控制电路输出和三进制计数器状态的作用下，提供6个尾灯控制信号，当译码驱动电路输出的控制信号为低电平时，相应指示灯点亮。因此，译码与显示驱动电路可用74LS138(其功能表如表3.3所示)、6个与非门和6个反相器构成。图中，译码器74LS138的输入端C、B、A分别接K1、Q1、Q0。当图中G=F=
1、K1=0时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D1、D2、D3对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D1、D2、D3依次顺序点亮，示意汽车右转弯；当图中G=F=
1、K1=1时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D4、D5、D6对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D4、D5、D6依次顺序点亮，示意汽车左转弯；当图中G=0，F=1时，译码器输出为全1，使所有指示灯对应的反相器输出全部为高电平，指示灯全部熄灭；当图中G=0，F=cp时，所有指示灯随cp的频率闪烁。实现了4种不同模式下的尾灯状态显示。
2.3.5 尾灯状态显示电路的设计
尾灯状态显示电路可由6个发光二极管和6个电阻组成，图中，当6个反相器的输出为低电平时，相应的发光二级光管被点亮。
2.4 方案比较
以上三种方案基本上大同小异，只是在秒脉冲电路的设计和三进制计数电路的设计两个环节不同：
1、方案一和方案二利用555定时器构成的多谐振荡器来实现秒脉冲，555定时器内部的比较器灵敏度高，输出驱动电流大，功能灵活，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。所以由555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定，不易受干扰；而方案三用的是石英晶体振荡器，它的振荡频率仅取决于石英晶体的串联谐振频率fs，而与电路中的R，C的值无关。虽然此电路能得到频率稳定性极高的 脉冲波形，但是频率不能调节，而且频带宽，不能用于宽带滤波。
2、方案一利用双J-K触 武汉理工大学《专业课程设计
（一）》课程设计说明书
发器74LS76芯片构成三进制计数器，此电路结构简单，成本低；而方案二和方案三用D触发器构成三进制计数器，两个D触发器可由一片双D触发器74LS74芯片实现，以及74LS00与非门和74LS04非门来实现此电路，此电路结构上有点复杂，而且需要三个芯片（至少两个），成本较高。综合考虑上述三种方案，无论是从成本还是可行性，方案以最优，方案而次之，方案三最差。实现方案
首先，通过555定时器构成的多谐振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，该脉冲信号用于提供给双J-K触发器构成的三进制计数器和开关控制电路中的三输入与非门的输入信号。
其次，双J-K触发器构成的三进制计数器用于产生00、01、10的循环信号，此信号提供左转、右转的原始信号。
最后，左转、右转的原始信号通过6个与非门，6个非门以及7410提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。总电路图如图5所示：
VCC5V12VVs128.86k¦¸R147810nFCf0VCC5VR3VCC555_VIRTUALTimerVCCRSTDISTHRTRICONGNDOUTVCC5VU1AU31Q1574LS76N41161J1CLK1K2U7A14Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7***097U13ALED1R4100¦¸R5~1PR614123~1Q~1CLRABCG1~G2A~G2B1574LS00D74LS04DU8AU14ALED250645VCC974LS76N411J1CLK1K33257.72k¦¸R21074LS138DU2A1Q15100¦¸1674LS00D74LS04DU9AU15ALED3R617100¦¸74LS00D74LS04D18U10AU16ALED4R71974LS00D74LS04DU11AU17ALED574LS00D74LS04DU12AU18ALED61374LS00D74LS04D100¦¸R8100¦¸R9100¦¸VCC~1PRU4A74LS86D1110nFC16~1Q~1CLR31412J10U5A300¦¸Key = A R10J27k¦¸Key = A U6A74LS04D74LS10D2
图5 工作原理图 武汉理工大学《专业课程设计
（一）》课程设计说明书
3.1 参数计算与器件选择
（1）电阻：由于f=1.43/(R1+2R2)C=1Hz，所以选取R1=28.86KΩ，R2=57.72KΩ，R3=300Ω，R4= 7KΩ，C1=C2=100μF，其他电阻可选为100Ω即可。
（2）电容：如上所述，电容均选100μF/25V。
3.2元器件器脚图
其它用到得个元器件引脚图如图4所示：
图6 元器件引脚图 调试过程及结论
将设计好的控制电路分别接好电源和地线，然后接上函数发生器的脉冲信号，先将开关K1、K0分别接低电平0、0，发现显示灯全灭，表示汽车正常行驶；再将开关K1、K0分别接低电平0和高电平1，发现右侧尾灯D1、D2、D3在译码器输出作用下顺序循环点亮，表示汽车右转弯行驶；然后将开关K1、K0分别接高电平1和低电平0，发现左侧尾 武汉理工大学《专业课程设计
（一）》课程设计说明书
灯D4、D5、D6在译码器输出作用下顺序循环点亮，表示汽车左转弯行驶；左后将开关K1、K0分别接高电平1、1，发现左右两侧的指示灯在时钟脉冲CP的作用下同时闪烁，表示汽车临时刹车。在调试的过程中前面三种情况相当顺利，很快就完成了，最后模拟临时刹车的时候，开始发现6个指示灯全亮，并没有出现闪烁的现象，经检查才知是函数发生器脉冲信号的频率太高，将其调节到合适的频率后，终于出现了期待已久的左右两侧的指示灯同时闪烁。心得体会
这次课程设计可以说是相当成功的，虽然是第一次接触这个东西，但是基于以前做过数电实验，课程设计也就变得不是那么的困难了。但是，它又不是单纯的和想数电实验一样，认真听完老师所讲的内容，拿着电路图接好实验电路，完成电路各个部分的逻辑功能就可以了，它对我们的要求远远高于数电实验所能达到的高度。我们不仅要全面了解所选的设计题目，还要在网上充分查阅资料，再结合我们以前所学过的数电知识，自己拟定实验方案和设计实验电路。连接电路我是和同学一起做的，虽然我们这个电路的连接比较困难，但是经过一上午的辛苦奋斗，终于光荣的完成了实验所需要的实现电路，在宿舍调式电路也比较顺利，很快就完成了，出现了期待中的实验现象，但是去老师那里调试的时候，由于脉冲信号的频率没有控制好，刹车的时候没有出现闪烁，而是一直灯亮，调整频率后就很快更正过来了，整个过程还是非常顺利比较成功的。经过这次的课程设计，我更加体会到了数电在日常生活中的广泛应用，正是由于它的逻辑简单而被广泛应用于生活的许多方面，为我们的生活提供了很多便利。同时，也意识到了同学之间的互助是多么的重要，由于没有很认真地去阅读课程设计说明书撰写规范和有些作图软件不会使用，导致在写课程设计说明书的时候，遇到了不少的麻烦，多亏了同学们的热心帮助，才使我能够比较顺利地完成这项工作。最后，认真谨慎精益求精的态度对于一个实验者来说也是必备的优秀品质，只有这样才会做出令人满意的成绩来。经过这次课程设计，我真的学到了很多很多的东西。这次课程设计的成功得益于自己的耐心和决心，也离不开老师和周围同学的帮忙。特别感谢指导老师的悉心指点，感谢在我设计和制作过程给予我很多帮助的给位同学。
武汉理工大学《专业课程设计
（一）》课程设计说明书 参考文献
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汽车的排放控制技术浅析 篇3
关键词：汽车 排放物 控制
随着世界各国对汽车排放污染的法律法规越来越严格，汽车排放性能已作为汽车重要的综合性能指标之一。笔者认为，要使汽车尾气排放达到要求，排放控制系统必须和整车的其他系统一起进行统一设计。
目前，降低排放措施一般分机燃烧前控制和燃烧后控制两种。燃烧前排放控制主要是预防或限制发动机生成污染物的系统；燃烧后排放控制主要是净化处理已经燃烧但还未从排气管排出的废气。笔者主要介绍当前常用的汽车排放控制技术及其装置。
一、电控燃油喷射
在实际生活中，汽车运行工况多变，时而停车起步，时而上坡下坡，速度时快时慢，速度变化频繁。而发动机在不同运行工况下，对混合气浓度及点火时刻的要求均是不一样的，如在满负荷工况下，要求发动机输出较大的扭矩，需求功率混合气并适当推迟点火；在部分负荷工况下，要求经济混合气并适当提前点火，这样，就要求发动机根据运行工况及时调整可燃混合气的空燃比及其点火时刻。电控燃油喷射系统能根据发动机的转速和空气量直接或和间接测量出发动机在该工况下的基本喷油量和基本点火提前角，再根据各种传感器（如空气流量计、节气门位置传感器、水温传感器、进气温度传感器、转速传感器、氧传感器和爆震传感器等）送来的信号，输入电子控制装置（ECU），进行运算、处理、修正，确定最佳喷油量和最佳点火提前角，以达到降低有害物的排放。
二、燃油蒸气挥发净化控制
为了防止汽车油箱向大气排放燃油蒸气，我们可在发动机控制系统中采用发动机ECU控制活性炭罐蒸发污染控制装置。活性炭具有极强的吸附燃油的作用，当环境气温升高或大气压力降低时，燃油箱中形成的油蒸气经过燃油管，进入活性炭罐中，被活性炭所吸收。发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制炭罐电磁阀的开闭，当打开时，空气从活性炭罐大气入口处吸进炭罐，冲洗活性炭罐，延长活性炭罐使用寿命，并与燃油蒸气混合送至发动机燃烧。此时发动机工作时的燃油量包括喷油器喷油量和来自燃油器蒸发控制燃油蒸气。
三、曲轴箱强制通风系统
该系统用于防止曲轴箱内的窜气进入大气中，使漏入曲轴箱内的窜缸混合气经专门通道，流回进气歧管，重新进入汽缸燃烧，以减少曲轴箱窜气排入大气的量。曲轴箱窜气中的主要污染物是碳氢化合物，因而采用曲轴箱强制通风系统能减少汽车碳氢化合物的排放。曲轴箱强制通风装置（PCV）主要是利用发动机工作时产生的真空将新鲜空气引入曲轴箱，并将曲轴箱中的燃油蒸气或燃油混合气排出，新鲜空气通过空气滤清气或独立的PVC空气滤清器进入曲轴箱，并通过PCV阀（单向阀）的控制，将曲轴箱的气体引入进气歧管，使之重新进入汽缸参与燃烧，阻止进入进气歧管的混合气返流至曲轴箱。
四、废气再循环装置（EGR）
废气再循环装置可将发动机的有害物质氮氧化物控制在最低程度，当汽车由怠速、加速到正常速度时，氮氧化物的排量往往较高，废气再循环装置把少量的废气与空气燃油混合气混合在一起，由于废气呈‘惰性’几乎不含氧，既不能参加化学反应也不能被燃烧，使进入每个汽缸的混合气相对‘稀释’和可燃成分下降，从而降低发动机内部燃烧的瞬间高温，起到减少氮氧化物生成的作用。另外，从排气歧管进入进气歧管参加循环的废气有一定的温度，将使进气歧管中的空气燃油混合气受热扩张，使吸入发动机每个汽缸的有效燃烧物减少，以至点火时不能产生很高的温度，从而降低氮氧化物的排放。但当废气量被吸入过多，将影响发动机的功率输出，因此EGR必须在计算机的控制下才能达到最佳效果。
五、三元催化器
三元催化器是一种燃烧后排放控制装置，目的是将已经燃烧但还未从排气管排出的废气进行催化转换，以减少碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物的排放。三元催化转换装置通常位于排气歧管与消声器之间的管路上，三元催化转换的催化元素是钯（Pd）、铂（Pt）和铑（Rh），把它们涂敷在催化装置内部交叉状或蜂窝状的陶瓷上，它具有氧化还原功能。当废气通过该装置时，经过其氧化还原作用使一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物等有害气体得到明显的下降。它的转换效力与发动机的空气燃油混合比例有关，当空气燃油混合比接近理想值14.7∶1时，转换效力最高。发动机电脑根据氧传感器的信号电压进行喷油量的调节，使空气燃油混合比仅可能的控制在理想值附近，使催化转换装置的转换效力保持在较高水平，减小污染物排放。
六、二次空气喷射
二次空气喷射也是燃烧后排放控制装置。它将一定量的空气引入排气管中，使废气中残存的可燃气体与新鲜空气结合而得到进一步燃烧，减小汽车一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）的排放。
七、废气涡轮增压与中冷技术
废气涡轮增压技术是使发动机轻量化、提高输出功率的有效措施。发动机进气经废气涡轮增压后，进气温度提高，滞燃期缩短，混合气适当变稀，这将使CO和HC排放以及油耗都有所降低。但是，进气温度上升将使NOx增多，空气密度也因温升而下降，使进气量不能达到期望水平。于是，出现了将增压后空气再进行冷却的中冷技术，使进气温度降低，循环进气量更大，NOx排放下降而功率进一步增加。实践证明：采用废气涡轮增压与中冷技术，可使柴油机体积功率提高200% ，NOx降低80%，微粒减少90%，耗油量降低16%。
八、燃油喷射高压化和多次喷射技术
柴油机传统的泵喷嘴系统的喷油压力比较低，一般不超过50MPa，而现代燃油喷射系统除泵喷嘴外，还有新型的共轨系统，喷油压力普遍提高，其喷油压力可达140MPa。柴油机喷油压力越高，燃油和空气的混合就越好，排烟就越少。与此同时，将电子技术应用于燃油喷射过程也是一个发展方向。有些厂商已将电子技术应用到燃油喷射的控制上，非常精确地控制喷油量和喷油时间，以适应不同的道路工况，并且有的还具有自适应能力，可以补偿零件磨损和零件制造偏差引起的变化，以取得NOx、微粒排放量和燃油经济性之间的最佳配合。采用燃油多次喷射技术可以实现柔和燃烧，亦可减少柴油机碳烟与颗粒的排放。
以上是目前汽车上较通用的几种排放控制措施。随着人们环保意识的提高和科技的发展，今后将会有更多、更先进的汽车排放控制技术应用于汽车领域。汽车排放控制将是未来汽车技术发展的一项综合课题，不仅要求研发机构深化和改进发动机设计，提高控制系统精确性，研制有效的废气净化装置，还要求石油化工领域不断提高燃油品质，以满足新型发动机和净化装置的切实要求。
参考文献：
[1]王建昕等.汽车排气污染治理及催化转换器[M].北京：化學工业出版社，2004.
[2]韩玉敏.排放控制系统[M].北京：化学工业出版社，2004.
汽车调度管理控制探析 篇4
关键词：汽车,调度,管理
不论是何种单位,车辆的管理与调度都是其重要内容,车辆调度管理工作质量的好坏直接影响单位工作能否顺利的开展。所以需要注重车辆的调度与管理,对车辆调度管理中存在的问题进行客观的分析,将车辆运行效率提高作为基本目标,从而完善相应的管理调度制度,提高车辆驾驶员的思想觉悟,同时做好车辆科学调度和保养维护,就能够实现最大化的车辆调度效益。
1机关单位车队管理的基本原则
实际上,汽车的管理调度是一项系统性较强的工作,在工作过程中需要遵循一定的原则和规律,并严格按照制度来进行,从而在一定的规则上提升车队整体的使用效益。
第一,制度性。遵守管理制度。进行车队管理首先需要按照相应的规则制度来执行,主要是包含了汽车管理和驾驶人员管理两个方面。另外,无论是日常的车辆调度还是管理,都应该基于实际的管理,避免有任何违规的行为出现[1]。
第二,科学性。在车队调度管理过程中,应该同科学原则相互的结合起来,能够从合理的角度来进行调度。如在具体的车辆使用过程中进行严格的把控,全面了解车辆的使用规律,在这样的形势下才能够将车辆的运行效率提升。另外,不能一次性完全派出车辆,需要预留部分车辆供紧急使用。
第三,灵活性。在实际的车辆调度中,虽然需要依靠相关的规定才能够完成灵活的调度,但是并不是说调度就是一层不变的,总会出现需要变通的情况,需要利用灵活的方式来进行调度。根据实际的情况来进行安排,或者是出现紧急的情况无法严格的控制车辆,就必须按照实际的情况来进行调度,避免因出现问题而导致整体运行受到影响。
2汽车调度管理中存在的问题
2.1无法满足供需要求
只有合理的汽车调度管理才能符合车辆工序的实际要求,也能让车辆的供给和需求达到相对的平衡。实际上,由于在车辆管理中忽略基本原则,导致不少单位现有的汽车调度管理制度无法满足供需的具体要求。在使用过程中,车辆的消耗还无法控制在一个合理的范围之中,当运营之中部分车辆出现损耗之后无法再次投入到运营中去,这样就容易面临供需方面的矛盾,进一步降低车辆的使用效率,对运营活动产生不利影响[2]。
2.2制度落实困难,责任意识淡薄
汽车调度管理制度不落实是汽车调度管理落后的另一大因素。首先,驾驶人员自身的责任心不强,在维护与保养方面没有按照相应的规章制度进行,导致运营过程中车辆面临严重的损耗,出现工序不平衡的问题;其次,在驾驶操作方面以及技能维修方面,驾驶人员欠缺责任意识,无法掌握车辆驾驶专业知识和维护知识,一旦上岗,因为维护不当或者是错误的操作,就会给车辆带来不可预计的损耗。
2.3车辆配给缺乏优化
实现车辆配给的最优化模式,就是根据不同的性能、配置以及用途,确保车辆能够应用到最适当的部门之中。但是现有的车辆配给制度还无法满足这一个要求。现阶段,存在高配置的车辆配备给没有必要的部门,配置之后,这一个部门又不使用车辆,这样的矛盾不但会降低资源的利用率,甚至还会引发部门之间的不和谐问题。
3汽车调度管理控制策略
3.1优化车辆的配给制度
车辆配置制度是基于部门实际应用能力作为其基础,各个部门需要按照具体的规定,根据工作性质来确定部门所需要的车辆,做好用途与性能的归类。想要制定相应的应急制度,就需要提升车辆的使用灵活性,在面对突发事件时能够通过调控机制来处理这一类事情。最佳的车辆配置制度,是能够确保车辆基本都可以处于使用的状态,满足最大限度的车辆资源利用,同时还有一定的后备资源支持。所以,在制度允许的条件下,就可以开展车辆之间的良性互动,这样也能够调度更多的车辆来应对可能出现的突发情况。
3.2提高驾驶水平,车辆定期维护
汽车运营效率降低还可能是车辆故障造成的,通过培训驾驶人员的驾驶水平,对车辆进行定期的维修与保养就可以很好的规避这一问题。驾驶人员存在超速行驶、紧急刹车等不规范的操作,以及未能进行定期的车辆运营维护等因素都会增加故障的概率。所以,通过定期的教育,就可以帮助驾驶人员提高操作水平,养成对车辆的检查与保养习惯。另外,建立相应的赏罚机制,对运营过程中出现错误的驾驶人员和工作人员给予一定的批评与处罚,对于表现优异的给予奖励,这样也可以提升汽车的调度管理效率[3]。
3.3建立信息化汽车调度管理控制系统
为了确保车辆的安全运营,提高运营效率,就应该加强制度方面的管理,再配合上汽车调度管理系统,就能够针对性的进行调度,如下图1所示。
4以GPS汽车调度管理系统支持汽车调度管理的有效策略
4.1有效综合监控方式
GPS汽车调度管理系统本身拥有复杂多样的监控目标,为了对多个目标进行监控,就需要借助GPS技术的交叉与互换,实现分组监控的目的。,这样就可以确保在同一监控窗口下进行多目标的监控,进而提升监控质量和监控效率,降低监控人员的压力。在监控多个目标的时候,可以利用分组的模式进行监控,如果需要将同一区域中车辆划分到同一组,将方向一致的车辆划分到另外一组来进行有效的调度监控,就可以实现监控的效果与质量,这样的方式就能够满足汽车有效调度管理控制的要求。对于车辆GPS调度管理监控,如下图2所示。
4.2科学运用实时显示功能
在GPS汽车调度管理系统运用中,需要充分利用系统之中的地图显示功能,并以此为基础对地图漫游的实时情况进行监控,以便掌握路况的基本信息,及时的控制车辆。如果路况信息有所不同,需要合理的利用GOS技术,确保信息显示的及时性与动态性。如果目标与现行的位置有所差异,可以借用GPS的切换功能,掌握实际情况,并且在显示屏的右下角合理的显示地图比例,便于操作。另外就地图的操作而言,GPS汽车调度管理系统能够实现地图的自由放大与缩小,将特性的目标放大、缩小,通过直接输入确定比例尺的方式,自动的定位显示。在GPS系统中,可以设置放大镜功能,利用这一功能,监控人员就可以将实时的效果放大,同时做好大小的调整,确保其能够达到最佳化的效果。在监控系统中设置图层管理器,也有利于图层的控制,以便快速找出图层,方便后续的搜索。一般来说,这一系统都有利于查询效率的提升。工作人员只需要输入相应的关键词,就可以找到相关的位置信息,了解及时的路况[4]。如在实际的行驶过程中,为了缩短行驶路线,就可以利用位置与目的地的输入,来确定最短的行驶路线,确定汽车的调度。这样的方式对于汽车调度管理控制也有着极大的帮助作用。
5结语
总而言之,在现代化的汽车运行管理当中,可以通过创新措施和改进车队管理的方式做好车辆调度管理模式的优化,再配合上GPS系统技术,就能够提升车队的运行效率,确保车辆安全行驶,满足单位对车辆的使用要求。
参考文献
[1]李红启,吕潭.汽车列车调度问题研究综述[J].大连海事大学学报(社会科学版),2015(06):1-10.
[2]王夕平.浅析加强车队管理优化汽车调度[J].黑龙江科技信息,2014(09):279.
[3]许兆华.GPS汽车调度管理系统的研究[J].黑龙江科技信息,2015(03):28.
项目任务5 汽车尾灯控制电路 篇5
汽车尾灯控制电路设计
一、实验目的
学习汽车尾灯控制电路设计
二、2．实验设备
PC机，Quartus II软件，FPGA实验板（套件），三、3．实验内容与说明
见书P73。
四、实验总结报告要求
给出含注释的实验代码。
给出FPGA的引脚分配情况和资源利用情况。写出实验的收获、体会与改进建议。解答思考题
五、附顶层模块和尾灯控制模块程序
参考模块程序: module fsm(kin,clk,out);input [3:0] kin;input clk;output [5:0] out;reg [5:0] out;reg [2:0] current_state,next_state;parameter IDLE=3’b000,L1=3’b001,L2=3’b010,L3=3’b011,R1=3’b100，R2=3’b101,R3=3’b110,LR3=3’b111;always@(posedge clk or negedge k[0])if(~k[0])Current_state <= S0;//异步清零
汽车主动巡航控制系统浅析 篇6
关键词： 主动巡航控制系统 控制器ECU PID调节
主动巡航控制系统（Adaptive Cruise Control，自适应巡航控制系统）简称ACC，能够自动调节车速以保证与前车有足够的安全距离。它能实现汽车行驶过程的智能巡航控制，其防撞击雷达能自动测量自身车辆与前方车辆和障碍物之间的相对速度和相对距离，根据计算出的安全距离，对危险和危急的程度作出减速或制动的判断，并即时警示和实施控制操作[1]。
1.ACC系统的主要功能
ACC系统有四大功能：①测量前方车辆车距；②测量前方车辆车速；③测量前车位置；④选择跟踪车辆[2]。
ACC自适应巡航控制系统作为一种智能化自动控制系统，在定速巡航的基础上可以进行自动调节车速以保持安全距离，就是在原有的定速巡航系统的基础上加入可感应与前车距离的传感器，根据传感器反馈的信息，电脑自动控制油门和刹车系统实现自动加减车速，从而不但解放驾驶员双脚还能保证驾驶员的安全，在驾驶员设定好车速后，系统通过车头前方安装的雷达传感器进行车距确认；在前后轮毅上的轮速传感器，可测出车辆的行驶速度；方向角传感器可以判断车辆行驶的方向；发动机控制器和扭矩控制器则探测和调整发动机的扭矩输出，以提高发动机的动力性，并适时调整车辆的行驶速度，而各种控制器和传感器则统统由车内行车电脑进行控制。所以当前方车辆紧急减速或遇行人时，装有ACC系统的车辆在设定好车速后能够自动进行减速，可以提前介入进行制动[3]。
2.ACC系统工作原理
ACC是建立在以雷达测距、测速的基础之上的。雷达基本原理为物体表面会反射电磁波，反射回来的那部分电磁波就被当做是“回声”接收。雷达的调节过程同时考虑到摄像头数据、导航里程数据等，使得雷达的调节过程更准确和快捷[4]。
2.1ACC系统组成及控制原理
ACC系统包括雷达传感器、数字信号处理器和控制模块[1]。当前ACC的毫米波雷达常采用结构简单、成本较低、对近远目标探测皆有良好性能的调频连续波（FMCW）雷达体制。图1展示了FMCW雷达ACC系统的构成，包括雷达波发生器、天线、发送接收模块、信号处理模块、警示模块、加减速制动控制装置等。
射频发射接收前端是雷达系统的核心，微波传输以波导效率最高。前端的架构采用波导结构，还包括环形器、定向耦合器、线性VCO、調制信号源、平衡混频器和低通滤波器等微波器件。前端混频输出的中频信号送至后级数据信号处理。数据处理的目标消除非必要信号（如杂波）和干扰信号，并对经中频放大的混频信号进行处理，从信号频谱中提取目标距离与速度等信息。
2.2控制器ECU
控制器ECU是ACC系统的中央处理器，是系统的核心部分。它负责将传感器送来的数据（包括相对距离、相对速度）进行处理，然后按照控制算法进行计算，最后形成指令控制作动器工作。它主要包含目标车头的距离；车头距控制器，计算获得目标车头距的车速、加速度命令；车速控制器，决定制动器和节气门的工作。
控制策略以采用PID（Proportion Integration Differentiation比例-积分-微分）的调节方式为多，图2绘出以物理参数为控制对象的PID原理框图，直观地表示出过程控制算法的环节。
PID的调节器需给出微分方程和传递函数，它将设定车速与实际输出值的偏差其比例作为控制量，以控制节气门开度，使车速迅速接近设定车速。考虑过程中偏差一直存在，积分部分把偏差积累起来加大控制量，以消灭偏差，使车速保持稳定。微分部分则起预估作用，当时，表示偏差在加大，应及时增加控制量，使减小；当时表示偏差量在减小，则减小控制量，以避免趋于0时，又向反方向发展而引起振荡。
3.结语
深入研究ACC系统的控制理论与方法，开发高效、实用的车辆ACC产品，将是今后我国在该领域的研究方向。未来的ACC系统将同其他的汽车电控系统相互融合，形成智能汽车电子控制系统。驾驶这种汽车只需在显示器中指明所要到达的目的地，汽车就会在卫星导航系统的指引下，借助公路两旁的电子标志牌，无需人为参与就可安全驶达目的地，实现完全的自动驾驶功能。
参考文献：
[1]陈天殷.大众CC自动巡航控制ACC工作原理浅析[J].汽车电器，2014.07.
[2]王振龙.大众车系主动巡航控制系统简介[J].汽车维修与保养，2013.07.
[3]何莉.浅谈电气自动化在汽车领域的应用[J].科技风，2014.06.
汽车控制 篇7
汽车驱动防滑控制系统 (ASR) 是通过自动控制驱动车轮的驱动力矩, 在汽车驱动起步、加速或减速时使驱动轮不致过度滑转, 以提高汽车的驱动性、稳定性及安全性能的控制系统。
汽车驱动防滑控制系统是在ABS的基础上发展起来的, 很多控制元件是共用的。1971年, BUICK公司研制了驱动防抱死系统, 成为ASR的雏形。该系统是通过电子控制装置自动中断发动机点火, 以减小发动机输出转矩, 防止驱动车轮发生滑转。1985年, VOLVO公司试制了电子牵引力控制系统。该系统通过调节燃油供给量来调节发动机输出转矩, 控制驱动轮滑转率, 提高驱动性能。第二年, BOSCH研制牵引力控制系统。但是, 仅依靠控制输出扭矩未能达到最佳控制效果, 随着ABS技术的不断发展和成熟, 采用制动干预控制的ASR系统通常与ABS集成在一起, 形成ABS/ASR系统。该系统可以更好控制滑转率, 达到最佳控制目标。同年12月, B0SCH公司率先推出ABS/ASR防滑控制系统, 具有防抱死制动和驱动防滑转功能。
ASR主要作用是为了防止汽车在低附着路面上驱动轮滑转, 提高车辆行驶的稳定性、转向操纵能力、加速性能和安全性能[1]。
1 ASR基本原理
驱动防滑控制系统目标是控制驱动轮的滑转率, 而驱动轮的滑转受轮胎和路面之间作用力的影响。汽车加速行驶时, 如果驱动轮上的驱动力过大, 车轮将发生滑转, 车身速度由于车轮滑转而降低, 车轮处于既滚动又滑转状态。那么车轮的瞬时速度Vw与车身相对于路面的瞬时速度Vr之间的关系, 称为滑转率λD。
λD=[ (Vw-Vr) /Vw]×100%
由于汽车行驶的环境具有不确定性, 而且发动机又是动态工况, 对汽车行驶状况产生很多变数, 譬如:当车辆在附着条件一样的路面, 发动机输出功率突然提高, 驱动轮转矩Mn随之增加并超过附着极限时, 车辆驱动力并不随功率提高而加大, 导致车轮产生滑转, 使车辆丧失稳定性和正常操纵性;还有, 当功率突然变小 (仍处于驱动工况) , 且由于发动机制动而使车轮转速受到限制时, 在低附着路面上驱动轮会产生滑转;另种情况, 路面附着系数突然变小, 使得驱动轮附着力随之突然变小而驱动力瞬间超过附着力极限, 驱动轮滑移使车辆丧失稳定性与正常操纵性。
驱动防滑控制系统不仅要能自适应控制驱动力, 还要能根据不同的路面附着系数采用不同的控制方式, 而且要求反应要迅速精确。如何更好识别路面附着系数达到最佳目标滑转率成为ASR研究难点。附着系数大小取决于车轮和地面本身的状况及二者之间的运动状况。由大量的实验证明, 附着系数与滑转率之间存在一定的相互关系, 如图1所示。从图中可以看到, 滑转率随纵向附着系数的增大而增大SS;当滑转率达到某一值时, SS达到最大值;滑转率继续增加, SS反而随之下降;当滑转率达到100%时, 车轮发生纯滑转。横向附着系数Sα随滑转率的增大而急剧减小。因此, 要控制滑转率在最佳目标范围, 如图1中的灰色区域。此处得驱动轮的较大SS, 同时也有比较大的Sα, 不仅具有最大的驱动力, 而且具有较大转向力和防止侧滑的侧向力。
2 ASR系统基本的控制方式
如何控制车辆的滑转率达到最佳目标是ASR研究的主要内容。为了更好控制滑转率大小, 达到最佳目标值, 本文主要研究如何自适应地控制驱动力及制动力, 详细介绍以下控制方式。
2.1 发动机转矩调节方式
发动机转矩调节方式是驱动防滑控制系统最早采用的控制方式, 也是目前最广泛采用的调节方式。它主要是自适应地调节发动机的输出转矩, 使作用于驱动车轮的驱动力矩适度调节, 就可对驱动车轮的滑转率大小进行控制。调节发动机输出转矩的途径主要有调节发动机的进气量、调节发动机的供油量和调整发动机的点火参数[3]。随着汽车电控技术的发展, 汽车发动机的动态参数可以通过电控单元自适应的控制, 而且可以做到更迅速更精确。
2.2 驱动轮制动控制方式
如果只对发动机输出转矩进行控制, 未能达到理想的控制目标。B0SCH公司率先研制ABS/ASR防滑控制系统, 同时具有防抱死制动和驱动防滑转功能。驱动轮制动控制是在发生打滑的驱动轮上施加制动力矩, 使车轮转速下降, 把滑转率大小控制在理想的范围内。但是, 在车轮高速运转情况下, 制动控制方式会导致车辆顿挫抖振, 影响车辆稳定性及车内人的舒适性。如果将制动控制方式配合发动机输出转矩控制是驱动防滑的最佳方式。特别在左右车轮的路面附着系数不一样时, 某个车轮高速运转情况下, 施加适当制动力矩能够起到控制差速作用, 改善汽车的通过性。
2.3 差速锁控制方式
差速锁控制主要是采用锁止式差速器, 它是对普通差速器的革新与改进, 克服了普通差速器只能平均分配转矩的缺点, 大大提高了汽车在对开路面上的动力性和通过性。它通过差速器锁止改变输出转矩的分配, 从而使车辆的运动性能得到了很大的改观。如采用普通开式差速器, 车辆行驶在附着系数差别较大路面时, 左右轮输出扭矩相同, 高附着系数一侧驱动轮的驱动力得不到充分发挥, 限制了车辆的牵引性。如果采用锁止式差速器, 当汽车起步时, 调节差速器的锁止, 能使驱动力充分发挥, 提高车速与行驶稳定性;当左右驱动轮在不同的附着系数路面上或者弯道上行驶时, 能提高汽车通过泥泞路面的能力。差速锁控制方式可以提高车辆的行驶能力、转弯能力及舒适性等。但该方法成本较高, 应用不广泛。
2.4 控制发动机与驱动轮间的联接[4]
控制发动机与驱动轮间的联接, 控制对象是传动系统的传动比。目前, 汽车上可以通过液压系统及电控系统来控制传动比, 从而可以自适应地控制输出转矩。但此方法受机械传动及液压传动本身的限制, 效率不高, 而且控制范围较小。
3 小结
由于以上各种控制方式都有一定的局限性, 所以一般不单独使用某一种控制方式, 而是组合采用。为了更好体现驱动防滑控制效果, 通过比较各种控制方式在单独控制或与其他方式组合调节对汽车牵引性、操纵性、稳定性、舒适性和经济性等性能, 如表1, 可以得出, 点火参数+燃油供给+制动力矩控制这种组合对车辆的操纵性及稳定性表现较好。综合考虑各控制方式的优缺点, 以及实际成本问题, 目前研究大部分采用发动机转矩调节方式和驱动轮制动控制组合方式。
表中:“- -”表示很差, “-”表示较差, “++”表示很好, “+”表示较好, “0”表示基本上无影响
参考文献
[1]尹安东, 孙骏, 赵虎, 等.汽车驱动防滑控制系统的控制模式与技术[J].合肥工业大学学报, 2004 (3) :58-61.
[2]罗俊奇.汽车驱动防滑控制系统的研究[D].广东工业大学, 2008.
[3]沈沉, 田有为.汽车驱动防滑控制系统的控制方式[J].辽宁省交通高等专科学校学报, 2004 (3) .
[4]杨晓辉.4×2中重型汽车驱动防滑硬件在环仿真及道路试验研究[D].吉林工业大学, 2005.
浅析汽车可变进气控制技术 篇8
1. 动力阀控制系统
动力阀控制系统的功能是控制发动机进气道空气流通的截面大小, 以适应发动机不同转速和负荷时的进气量需求, 从而改善发动机的动力性。系统的工作原理如下:在低速、小负荷工况下, 进气量较少, 可以通过减小进气通道截面积增加进气流速来增加气缸内的涡流强度, 有利于燃烧热效率的提高, 从而改善发动机的低速性能。在高速、大负荷工况下, 进气量较多, 可以通过增大进气管空气流通截面来减小进气阻力, 增加充气效率, 有利于改善发动机在高速时的性能。进气管截面面积的改变是由动力阀来控制的。ECU控制的动力阀控制系统如图1所示。
动力阀安装在进气管上, 用来控制进气道空气流通截面大小。动力阀的开闭由膜片真空气室控制。真空气室由ECU根据传感器信号控制电磁阀通断来实现。当发动机处于小负荷低转速时, ECU根据信号控制电磁阀断电, 真空气室没有真空度, 动力阀处于关闭状态, 进气通道减小, 增大了进气流惯性, 提高了发动机的充气效率;当发动机处于高速、大负荷工况时, ECU控制真空电磁阀通电, 真空气室中有了真空度, 动力阀开启, 进气通道变大, 提高了充气效率, 改善了发动机的性能。
1-动力阀2-真空罐3-真空电磁阀4-ECU 5-膜片真空气室
1-真空电磁阀2-真空罐3-单向阀4-节气门5-真空驱动器6-进气控制阀7-空气滤清器
2. 谐波进气增压系统
谐波进气增压系统的功能就是根据发动机转速的变化, 改变进气歧管的长度, 改变进气管内压力波的传播距离, 以提高充气效率, 改善发动机性能。谐波进气增压系统工作原理如图2所示。
1-凸轮轴2-正时板3-中间摇臂4-次摇臂5-同步活塞6-正时活塞7-进气门
在进气管中增设了进气控制阀和大容量的进气室, 当发动机转速较低时, 同一气缸的进气门开启和关闭的间隔时间较长, 此时进气控制阀关闭, 使进气管内压力波的传递距离较长, 压力波反射回到进气门附近所需要的时间也较长, 从而使发动机在低速时得到较好的充气效果;当发动机转速较高时, 同一气缸的进气门开启和关闭的间隔时间较短, 此时进气控制阀开启, 由于大容量进气室的影响, 使进气管内压力波传递距离缩短, 压力波反射回到进气门附近所需要的时间也较短, 从而使发动机在高速时得到较好的充气效果。
3. 可变配气相位控制系统
可变配气相位控制系统是通过改变配气相位和气门升程来提高充气效率, 改善发动机性能。有多种控制方式可以实现对配气相位和气门升程的可变控制, 其中最常用的有液压控制方式、电子控制与电机执行方式及凸轮轴的轴向移动控制方式。
1.液压控制方式
液压控制系统主要由凸轮机构、主次气门、摇臂总成和电磁阀等结构组成, 如图3所示。凸轮机构中有3个凸轮, 它们的线性不同, 升程也不同。位于中间的凸轮速度最高, 称为中间凸轮, 它的升程最大。另2个凸轮是低速凸轮, 其中凸轮较高的一个称为主凸轮, 较低的一个称为次凸轮, 次凸轮的升程最小。中间凸轮的形状适应发动机高速时双进气门工作时的配气相位的要求。和3个凸轮相对应的摇臂分别称为中间摇臂、主摇臂和次摇臂。所需的2个气门分别安装在主、次摇臂上, 分别叫做主气门和次气门。中间摇臂不和任何气门直接接触。在工作过程中, 通过凸轮的不同升程来改变气门正时和气门升程。
这个机构的运作原理是这样的:发动机低速运转时, 3个摇臂独立运动。这时的两个气门分别由主次摇臂驱动, 主摇臂驱动主气门, 次摇臂驱动次气门。由于主凸轮升程长, 气门开度大, 所以进入气缸的混合气相对较多, 次凸轮升程较小, 气门开度小, 进入气缸的混合气相对较少。中间摇臂虽然受中间凸轮驱动, 但是对气门的动作没有影响。发动机中速运转时, 液压将主次两个摇臂连成一体, 但中间摇臂继续独立运动, 不能控制任何气门。由于主凸轮比次凸轮大, 那么连起来的摇臂实际上是受主凸轮驱动。结果, 两个进气门动作相同, 获得与低速时不同的配气正时和气门升程, 比低速时有更多的进气量。发动机高速运转时, 液压将3个摇臂连在一起, 3个摇臂同时动作。由于中间凸轮行程是最大的, 那么两个进气门都是受中间凸轮控制, 气门的开启时间和气门升程都增加, 改善了发动机高速性能。如图4所示。
2.电子控制与电机执行方式
电子控制与电机执行系统是在凸轮轴和每根摇臂之间设置了一个中间摇臂, 用来将凸轮轴的运动转化在气门摇臂上。中间摇臂上加入了电子控制与电机执行系统。在这个系统中有一个凸轮轴、一个偏心轮、滚轴和顶杆等装置, 由步进电机驱动。ECU通过接收的信号, 控制步进电机, 来改变偏心轮的偏移量。偏心轮偏移量不同会改变中间摇臂接触凸轮轴和气门摇臂的角度, 从而改变气门的升程。气门升程大时, 进气较多, 气门升程小时, 进气较少, 实现可变升程的气门开闭控制过程。结构图和简图如图5所示。
3.凸轮轴的轴向移动控制方式
一般的气门升程技术是通过改变摇臂的作动模式来完成气门的升程可变的, 气门升程可变也可以通过凸轮轴的轴向移动来切换不同升程的凸轮实现。凸轮轴轴向移动控制系统结构图如图6所示。
这套系统主要组成部分就是液压顶针。工作原理如下:当发动机低速运转时, 受液压控制的顶针处于收缩状态, 顶针与凸轮轴之间没有接触, 凸轮轴处于自由状态, 工作凸轮是低速凸轮。该凸轮升程小, 气门开度小, 所以进入气缸的混合气相对较少;当发动机在高速工况下, 液压顶针充油, 顶针向下方延伸, 顶针头卡在凸轮轴上的螺旋槽内。由于顶针是固定在气缸体上的, 因此随着凸轮轴继续旋转, 凸轮轴将会被顶针与螺旋槽共同作用往左推 (图中向左箭头方向) 。工作凸轮切换为高速凸轮, 该凸轮升程较大, 气门开度大, 进入气缸的混合气相对较多。而当顶针缩回去, 凸轮轴又将恢复自由状态, 也就是恢复使用低速凸轮驱动气门。这样就可以通过凸轮升程的改变而改变充气效率。
汽车安全控制新技术 篇9
防侧翻系统对于质心较高的SUV特别重要。大多数这种系统都是使用陀螺仪来监测转弯是否太快或由于紧急躲避而使车身出现突然侧倾。如果传感器判断可能会发生侧翻,则电脑会通过牵引力控制系统或车身稳定系统切断油门并施加适当的制动,修正车辆行驶轨迹。在主动预防侧翻的同时,更加宽阔的头部安全气囊也被开发出来。如福特的头部侧气囊系统,当传感器发现将要发生侧翻时,头部侧气囊能够覆盖乘员的头部区域和前两排65%的车窗面积,保护乘员不受破碎车窗的侵害。这种系统已经应用在福特、水星和林肯的SUV等车型上。由于敞篷车的乘员从肩膀往上都暴露在车身之外,防侧翻系统对敞篷车的重要性丝毫不亚于SUV。目前大部分主流的豪华敞篷车都配备了在座椅背后能够紧急弹出的防滚架,用以减轻翻滚时对乘员的伤害。
2 双级燃爆气囊
近年来,安全气囊智能化程度不断提高。美国国家公路交通安全管理局要求,2006年以后生产的所有乘用车和轻型卡车都必须安装更先进的前部气囊。其中规定气囊必须能够判断座位上是否有乘客,并且和车身上的碰撞力度传感器一起联合判断,决定气囊弹出的等级。
通用公司开发的双重开启前部气囊,能够根据乘员的重量和撞击的力度,分两级按照不同的尺寸和压力打开。如果撞击并不十分严重,或者乘客体重较小,那么气囊就不会按照最大压力和最大尺寸完全充气。一般的双级气囊虽然充气压力不同,但充气尺寸都是相同的。
除了双级前部安全气囊,侧部安全气囊也开始出现双级产品。在沃尔沃S 80上,座椅侧的安全气囊有2个不同的充气室,在发生侧部碰撞时,传感器会判断碰撞的部位。由于臀部相比其他部位能够承受更大的撞击力,这时气囊会调整充气区域,以保护胸部为主要对象。
3 混合制动器控制技术
混合制动器采用“智能型”后电卡钳控制后轮制动力,传统的液压前制动器系统和ABS前调制器与后轮电力制动器卡钳相配合。驾驶员踩制动踏板的行为由传感器检测送入ECU转换成控制后电卡钳的指令,可实现前后轮的最佳制动力分配。
混合制动器采用整体式电控停车制动器,减少了元件数量,使车辆在装配过程中用销钉和螺钉固定后轮制动器的转角,而不必连接液压管道、软管和停车制动电缆,消除了停车制动器操纵杆或踏板,扩大了乘坐空间。混合制动系统的优点主要有:①改善了基准制动反应(卡钳的反应更快);踏板感觉良好;减少制动片的滞动;能够调整并独立地控制后卡钳,改进前后制动力的平衡。②减少了整车质量;简化某些车辆的后轮;不同型号的车辆使用单一的停车制动系统。③消除了后部的管道、软管和停车制动机构;改善了抽空和灌装时间。
4 底盘一体化控制系统(UCC)
UCC是一种先进的集成系统,通过中央底盘控制器,将制动、悬挂、转向、动力传动系等控制进行电子化连接。控制器通过复杂的控制运算,对各个子系统进行协调,使车辆的整体性能控制最佳。
底盘控制器能够接收每个底盘子系统传感器检测的数据,还能监测汽车状态的变化和驾驶员的意图。在任何行驶状态下,UCC均可确定最佳的控制方案,底盘的所有系统都会共同配合,监测驾驶员和汽车的状态,协调一致地对车辆进行控制。UCC对传感器进行了集成,大大地降低了车辆制造成本。底盘的各系统共用一个传感器系统,从而减轻了车辆质量、节省空间、简化了结构,并提高了车辆的反应灵敏度、操纵性和行驶性能。
1)QUADRASTEER电子四轮转向系统使大型车辆在低速行驶或拖运时机动性更好,在高速行驶特别是拖运时,操纵稳定性和可控制性得以改进。该系统通过电子控制后轮的方向,缩短了大型车辆的转弯半径。
2)TRAXXAR控制制动系统在车辆转向过多或不足时,可控制车辆侧滑,有选择性地对各个车轮进行制动,明显提高车辆行驶的稳定性,使车辆在易滑或起伏不平的路面上行驶或在避让其他车辆时,具有良好的操纵稳定性和转向控制能力。
3)QUADRASTEER ES四轮转向和TRAXXAR控制制动集成于一体,两系统相互联系,协同动作,从而有效地提高车辆在任何驱动条件下的稳定性和安全性,包括急加速、转向,尤其是在冰雪路面或风雨中行驶时。当车辆在冰雪路面上制动时,该系统能使车辆实现稳定、可控制地停车,在某些道路条件下停车距离可减少到14%。
4)MagneSteer磁性辅助转向装置。在恶劣的路面条件下,若将侧倾率传感器探测到的信息纳入转向系统的动态信息,即可对驾驶员提供更好的信息反馈,从而提高车辆的稳定性。在车辆转弯时,MAGNASTEER磁性辅助转向装置可根据汽车的运动状态,控制转向辅助的力度。ABS工作时,可增强转向稳定性。
5)动力车身控制系统(Dynamic Body Control)特别适用于多用途运动车和其他质心较高的汽车,可最大程度地提高汽车性能,在不降低行车质量的前提下,提供良好的转向稳定能力。车辆越野行驶时,车桥可相互接合,提供更好的牵引性能,汽车的舒适感也会增强。动力车身控制系统可以利用1~2个主动式平衡杆模块,向平衡杆施加可调节的预加载荷,以免转弯时发生左右摇晃。在车身开始倾斜之前,加速度计会检测侧滑力,并发出信号给计算机,以便向每根杆上的执行器施加液压。施力的大小根据横向加速度及随后的摇晃时间而定。
5 事故辅助上传系统
事故发生时,如果车上装有在线紧急通讯系统就能够为抢救伤者提供更好的帮助。宝马的Assist系统、通用的Onstar系统和其他制造商的支援网络呼叫系统都能为救援提供帮助。这些系统通过GPS系统对车辆进行准确定位,车上类似飞机黑匣子的数据记录仪能够记录碰撞发生的过程和程度,并通过内置的无线电话系统将这些信息自动上传。宝马和大众的智能系统在发生事故时,能够在上传报告之后自动断开车上的电源。而奔驰的安全系统还能断开燃油泵并且自动打开所有门锁。在线服务系统在已有的信息上传基础上,能够在发生事故后直接通知就近的医院和紧急事件处理部门,并且告知车上哪个位子坐有乘客,哪个气囊被打开,车身受到碰撞的位置,是否发生翻滚等。
6 结束语
随着目前中国市场竞争的日趋激烈,越来越多与世界同步的国产和进口车型正在迅速进入中国市场。不少企业、媒体、政府部门推出了各种宣传活动来传播汽车安全驾驶理念和汽车装置的使用知识,汽车将采用更多的新技术来提高行驶的安全性。虽然人们采用各种方法来保证驾驶安全,但如何避免事故发生才是对于未来车辆安全的讨论重点。因为只有最大程度地减少事故发生率,才能最好地体现车辆安全。可以预见,主动安全将成为未来汽车安全技术发展的重点和趋势。在不断完善被动安全系统的同时,应逐渐地发展和应用主动安全系统,尽量避免事故的发生。
参考文献
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[4]吴艳华,何天明.新型汽车主动安全系统ESP[J].上海汽车,2007(12):7-9.
汽车前灯控制电路的设计 篇10
截至2010年底,我国机动车保有量达2.07亿辆,比09年增长10.98﹪[1]。09年全国汽车安全事故23万余起,据统计,在所有夜间交通事故中,汽车前灯故障占30﹪[2]。中央电视台在2008年1月7日新闻联播中强烈呼吁:“夜间会车时,车大灯没有及时从远光灯调为近光灯,会严重影响对方车辆的驾驶,这也是许多夜间车祸的元凶”。可见,高速发展的汽车消费在带给人们惬意享受的同时,也带来了巨大的伤痛。我国交通法规规定了机动车夜间会车“须距对面来车1 5 0 m外互闭远光灯,改用近光灯”的规定[5]。
截至目前,关于汽车前灯控制装置的研究有基于解决水平校正的[7,9],也有基于解决远近灯切换的[3,4]。前者没有解决夜间行车的主要安全问题,后者实用性不强,所以现有汽车前灯采用的是手动控制方式,在行驶过程中司机要频繁操作。所以,安全意识不是特别强的司机,干脆不操作。前灯要么不能及时打开,要么一开到底,根本不切换,这样,无疑大大增加了事故的几率。因此,开发一款能根据环境光线的变化和前方来车情况自动开启并随时切换的前灯控制装置正好可满足车企和司机的要求,保证夜间行车安全。
2 基本控制原理
2.1 前灯开启/断开控制
采用光敏电阻作为光线检测元件[10]。由光敏电阻感受汽车所处环境的光照度,随着光照度的增加,光敏电阻的阻值迅速下降,电流增大。当汽车在夜间或雨雾天或过隧道等光线较暗的环境中行驶时,光敏电阻的阻值较大,使控制电路接通前灯电路;当光线恢复到较亮时,光敏电阻的阻值较小,控制电路切断前灯电路。
2.2 前灯远/近电路切换控制
前灯远/近电路应能保证只要在法定的距离内远灯要一直关闭,为此,采用超声波测距报警系统来完成此功能。将超声波测距的范围设定在0～150m,在此距离内,测距系统发出电信号关闭远灯,接通近灯;超出此范围,测距系统电信号消失,关闭近灯,接通远灯。
3 电路结构及工作过程
3.1 前灯开启/断开控制电路
上图中,当光线较亮时,光敏电阻R 2阻值较小,T 1截止,电流继电器J 1线圈无电流,J 1常开触头断开,前灯灭;当光线较暗时,R 2为暗电阻,T1导通,J 1常开闭合,前灯亮。
并联S 1的目的是当自动控制电路失效时,仍可手动接通前灯。
3.2 前灯远/近电路切换控制电路
3.2.1 超声波测距系统[6]
超声波测距产品众多,根据产品性价比和实际需要,选用中易电测研究所研制的智能化超声波测距集成电路芯片SB5027[8],其内具有比较器、标准40kHz超声波发生器以及回波响应脉冲接收器,并有动态数码显示、操作键盘、数据存储、参数设定等功能。将SB5027用作距离检测时有以下特点:动态数码显示;可以对距离上限、中限、下限值等参数设定;可以对距离、时间、定时等报警允许参数设置;最大量程及最小分辨率均由用户设置;支持增值测距功能。系统硬件结构设计如图2所示,将测距的上限值设为150m,下限值设为0m。
3.2.1. 1 超声波测距原理
超声波测距的基本原理是利用超声波传感器发射和接收超声波的时间差求出所测得的距离。超声波发生器不断的发出4 0 k H z超声波,遇到被测物产生反射波,超声波接收器接收到反射波信号,并将其转变为电信号。测出发射出去的发射波与收到的反射波的时间差T,即可求出距离:,式中:s为距离,T为时间差,C为超声波音速。
3.2.1. 2 超声波发射和接收电路设计
超声波传感器由超声波发射电路和超声波接收电路组成。在超声波发射电路中,将S B 5 0 2 7内部引脚SONICOUT输出的标准的40kHz超声波信号经功率放大以后就可向外发射。
超声波信号接收处理是测距系统的关键。超声波接收电路要将探头输出的微弱信号放大到足够驱动控制后级电路,所以接收电路应具有信号放大和自动增益控制功能。设计中选用芯片LM331来完成电压/频率的转换。超声波接收器R将接收到的反射波通过电容和电阻滤波后经过LM331转换成电压,再经两个反向施密特触发器串接将LM331转换过来的电压放大整形后送至SB5027的ECHO IN端,电路如图3所示。
3.2.1. 3 远/近灯切换驱动和报警电路
远/近灯切换和报警电路在测距范围内时,由SB5027的BELLOUT端输出高电平使晶体管VT导通将继电器J2和报警器接通。电路如图4所示。
3.2.2 远/近灯切换电路
当对方来车处于0～150m时,SB5027的BELL OUT输出高电平,继电器J2线圈通电,J2-1断开,J2-2闭合,远灯灭,近灯亮;当会车结束,SB5027的BELL OUT输出低电平,J2无电流,J2-1闭合,J2-2断开,远灯亮,近灯灭,从而实现会车时前灯远/近灯的自动切换。
4 注意事项
首先,为保证在适当的光照下,前灯能自动开启/断开,要选配好图1中R1与R2的参数,确保R2为亮电阻时,T 1截止,暗电阻时,T1饱和导通。
其次,R 2要装在车的侧面或顶部,以保证光敏电阻采集的是本车所处环境的光照。
5 结束语
本设计采用光敏电阻构成环境感光电路,使该装置能在环境光线比较暗的情况下自动接通汽车前灯,光线亮时自动切断前灯;采用超声波测距系统实现前灯远近灯的自动切换功能。优选的XYC-PT5F850AC型光敏电阻,其亮电流可在30 uA～60uA之间调节,暗电流<0.1 uA,响应时间<15us。选择含芯片SB5027的超声波测距电路完全实现了不同气候条件下在0～150m范围内对对方来车的稳定测距。通过城市道路和郊外道路的试用表明,设计的电路彻底解决了夜间行车存在的前灯开启和远近灯切换的问题。
摘要：汽车消费在我国正飞速发展,其安全性已越来越受到高度的重视。为了消除汽车夜间行车安全事故,在此,通过比较研究法,设计了一种新的汽车前灯控制电路。该设计综合考虑了光照因素和会车的距离因素,克服了此前设计中单纯根据光照或者距离的变化解决问题的缺陷,有效地解决了汽车前灯的自动开启和远/近灯的自动切换问题。
关键词：汽车安全,光敏元件,超声波测距,前灯控制
参考文献
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《汽车电子控制技术》教学探讨 篇11
关键词：汽车电子控制技术；教学改革；一体化
随着汽车产业与电子技术的不断发展，在现代汽车上，电子技术应用越来越广泛。电子技术的应用极大地改善汽车的综合性能，使汽车在安全、节能、环保、舒适等各方面都有长足的进步。所以汽修专业开展《汽车电子技术》课程是非常必要的。汽车电子控制技术是一门专业课，它具有很强的理论性，也有很强的实践性，是汽车维修类专业的重要课程。课程以传感器、执行器为主要对象，讲述电子控制装置的基本结构、工作原理和故障诊断。由于电子控制技术涉及面广、电子产品种类繁多、功能各异。学生平时接触较少或者根本就没有接触过，因此学生普遍感觉深奥难懂，容易畏惧、抵触的情绪。其次电子技术更新换代快、日新月异，教学内容跟不上电子技术更新脚步、设备也不可能囊括各种控制系统。因此课堂教学知识往往滞后于现实生产实践。另外目前教学中存在教学内容理论化，学生难以理解；教学内容难度偏高，学生难以接受；教学方法老套，学习效果较差等问题。针对以上事实，本文对汽车电子控制技术教学作一些探讨。
一、优化教学内容
1.课程重新调整，适应发展方向
从20 世纪80 年代以来，汽车工业的长足进步，也是以现代电子技术为动力而实现的。当今汽车维修的特点表现为：故障诊断智能化、检修工具电子化、维修咨询网络化、维修人才专业化、维修管理标准化。然而当下存在：课程不合理、知识面狭窄、重视机构轻视电气与电控和重视理论而轻实操等通病，或因为汽车电子控制技术难教、学生学不好而放弃。课程重新调整已经势在必行，在汽车维修专业教学中应该越来越重视汽车电子控制技术这门课程。
2.教学内容更新，注重与时俱进
现代汽车工业随着科学技术的飞速发展而日新月异，新工艺、新材料、新技术广泛运用，特别是电子技术、液压技术在汽车上应用。现代汽车的故障诊断不再是眼看、耳听、手摸，而是各种新技术的应用过程。汽车技术的快速发展，日益呈现出汽车维修的高科技特征，与其同时汽车维修理念也不断更新。要求汽车维修专业的人才的培养理念要进行相应的变革，完善教育模式、更新教学内容以适应人才需求的变化。所以教学内容也要新陈代谢，删除那些已经淘汰的技术，引入新技术作为我们教学内容。
3.基于工作过程，缩小就业落差
职业教育是以就业为导向，学生就业前能在学校学有一技之长，为
今后的职业生涯打下坚实的基础。理想的职业教育实现学生“无缝”就业，也就是学生在校学习的知识技能到了企业就可以转化为生产力，可以胜任工作岗位的需求。这就要求职业教育的教学内容符合工作过程，所以教学内容的设置需要对工作过程进行研究。基于工作过程的专业教学就要满足学生就业岗位和职业发展的需求。以工作任务为核心，按照工作过程设置教学课程确定教学内容，使学生在校的学习情境中通过完成任务的过程中掌握必要的知识和技能以适应今后工作岗位的需求。
4.精选典型案例，注重理实一体
当今汽车种类繁多，汽车电子控制技术也参差不齐，职业教育业难于面面俱到，摆在职业教育教师面前的难题：如何在有限的时间内把知识传授得全面而不繁冗，并且让学生乐学其中。这样就要求教学内容要精辟、具有代表性，能够以点带面、具有启发性，能让学生触类旁通。另外考虑到中职生的智力元素属于好动型，喜欢在实践中去学习知识和技能。经过方方面面的考虑，教学内容的选取上既要典型精辟又要注重理论实践一体化课开展。
二、完善课堂教学
1.转变教学观念，课堂以学生为中心
传统的教学是以教师为中心，教学方式是我们所说的满堂灌，教师拼命灌输式的讲和学生死记硬背地学。众所周知这种教学形式简单、教法单一，已经无法激起学生的兴趣和主动性，教学效果也不理想。这就要求课堂教学中心转变，将课堂返还给学生以学生为中心。以“学生学习”为中心的主动式教学方式就是要以培养学生的兴趣为主，让学生在兴趣的驱使下自主获取知识。这样不仅仅提高了学习的效率，也培养了学生观察、发现、研究以及解决问题的能力，提高了他们的综合素质。对于《汽车电子控制技术》课程理论强注重实践的课程，只有激发学生的兴趣，才能更好的开展教学活动，达到教学目标。老师在课前准备充分的材料为学生在课堂中吸收知识掌握技能做好铺垫，学生通过老师的指引和提供的材料去探索、尝试，最后获得知识和技能。
2.采用项目教学法，课堂即工作过程
项目教学法就是在老师的指导下，将一个相对独立的项目交由学生自己处理.信息的收集，方案的设计，项目实施及最终评价，都由学生自己负责，学生通过该项目的进行，了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。具体课堂实施过程：教师根据索要教授的知识或技能点设计好项目，以案例切入主题，布置项目任务；学生围绕项目展开讨论，寻找解决问题的对策同时再查找资料获取必要的知识；学生实施对策，解决问题同时获取相关的操作技能；结果检验方法是否可行，总结提高。这样的学习过更符合汽车维修工作过程，维修人员接受工单，进行分析确定维修方案、施工维修、检查结果故障是否排除、积累经验。
三、校企合作
为了保证所培养的人才更贴近企业的需求，缩短与生产实际的距离，必须加强学校与企业的沟通合作。学校通过校企合作，可以通过企业获取最新的技术和与生产实际情况的缩小教学与生产的差距。另外企业可以为教师提供锻炼提升技能，为学生提供见习和就业前实习环境。再次教学改革中企业可以参与，提供生产实践的第一手资料更新陈旧的教学内容。最后企业也可以从中收获高素质、高技能的人才。
汽车控制 篇12
电动轮汽车净重325.25kg,可乘坐2人,采用锂电池作为动力源,置于车座后方;4个车轮由独立的永磁无刷直流轮毂电机驱动,每个电机额定功率1kW,额定电压48V;4个电机控制器分别放置在电动轮附近的悬架上,额定电压48V。整车管理系统(VehicleManagementSystem)与4个分模块 组成转矩分配的CAN网络,按照J1939标准设定5个节点相 应单元的发送地址、接收地址、报文编号和优先级,从而完成 转速、转矩的闭环控制。同 时,电池管理 系统 (BatteryManagementSystem)、CAN仪表也分别 作为CAN网络的节 点。BMS将电池的电压、电流、电量等工 作参数以 一定周期 发送至VMS,反映在仪表上或控制策略里。电动轮汽车参数如表1所示,电动轮汽车结构如图1所示。
2电控系统结构
整车电控系统主要包括整车管理系统和4个分控制模块,模块之间以CAN网络为通道进行转速、转矩等信息的传递和共享。此外,方向盘转角传感器、油门踏板、制动踏板3路模拟信号,各类开关信号输入,仪表显示输出均由主模块根据驾 驶人员的具体操作和电池、电机的状态进行调整控制。
2.1仪表
采用的仪表为普通机械式,供电12V,显示信息包括电池的电量、电压、电流和电动汽车的行驶速度,以及左转 向、右转向、充电连接等各种指示灯,还有电机过热、控制器过热等报警信号。若直接使用主 控制模块 的I/O控制仪表,不仅线束 复杂,而且易受干扰,基于以上考虑,在仪表内加入8位带CAN控制器的单片机,这样利用CAN通信接收VMS发送来的 数据,带来了很大方便。
仪表内部8位单片机采用NEC公司产品μPD78F0883,主要资源包括37个I/O口、5个8位/16位定时器、1路CAN控制器等,可以使用8 MHz外部晶振,定时器达 到微秒级,而且有多路倍频,完全符合应用需求。具体操作时,首先制定 通讯协议,按照J1939标准规定 此节点在 网络中的 收发地址、优 先级等内容。这样驾 驶员对各 种开关量 的每一次 动作都会 使VMS输入口发生变化,于是发送 的数据产 生相应变 化。仪表内部节点将收到的数据从I/O口、定时器口输出驱动相应的指示灯,电压、电流等模拟量。
2.2轮毂电机
轮毂电机动力系统由于电机电制动容量较小,不能满足整车制动效能的要求,通常需要附加机械制动系统。轮毂电机系统中的制动器可以根据结构采用鼓式或者盘式制动器。由 于电机电制动容量的存在,往往可以使制动器的设计容量适当减小。大多数轮毂电机系统采用风冷方式进行冷却,也有采用水冷和油冷的方式对电机、制动器等的发热部件进行散热 降温,但结构比较复杂。
本电机为低速外转子型,最高转速在510r/min左右,无任何减速装置,电机的外 转子与车 轮的轮辋 固定或者 集成在一起,车轮的转速与电机相同。
2.3电机控制器
本电动轮汽车采用的电机控制器线束主要有6条,不仅包括电机控制器电源输入端、电机控制器输出轮毂电机的三相信号、0~5V的调速信号线、刹车信号线,还包括电流状态输出信号(5A时输出1 V左右,10 A输出2 V左右……25 A输出5V左右,信号为0~5 V不同占空 比的方波 信号)、保护指示(堵转保护、防飞车保护、过电流保护时,输出5V;油门踏板复位后退出保护状态,输出0 V),以及模拟 霍尔信号 输出(输出0~5V相同占空比的方波信号,每23个周期信号等于电机转速1r),并且包括倒车地线、倒车信号线(接地时为倒车 状态,倒车最大速度为全速的50%,前进时倒车无效,减速停止后进入倒车状态)。
2.4整车管理系统
整车管理系统采用NEC的32位单片机μPD70337A作为芯片,可以使用8 MHz外部晶振,经过倍频 后频率最 高可达32 MHz,运算在微秒 级,满足采样 要求;具有3个16位计数器,支持多路分频、PWM输出模式,这样可以直接用数字量控制仪表的电压、电流等模拟量;具备16路10位分辨率的A/D转换器;2路CAN通道:CAN0有14组数据缓冲器,每个可传送8字节数据,即完成一帧的收发;CAN1有17组数据缓冲器。VMS与BMS有一帧的接收与4个分模块8帧的接收,可见完全满足要求。
电动轮汽车整车控制系统由整车管理系统和4个分布控制模块组成。主模块与分模块通过CAN通讯完成转速、转矩等信息的处理和传递,从而实现各种控制算法和策略,达到稳定、安全的目的。另外,主模块还包括电源转换、数模转换(A/D)、输入/输出口(I/O)3大部分。诸如油门踏板、制动 踏板这样的模拟信号通过A/D转换以一定的采样周期采集到单片机的寄存器中,然后以一定的策略由CAN发送到分模块。类似钥匙、喇叭开关、仪表中的指示灯等开关 量,则采用输 入/输出口来实现具体的功能。
3整车电控系统 CAN节点布置方案
整车电控系统CAN网络拓扑结构包括VMS和4个控制分模块(图2)。采用主模块中的一路CAN通道挂载4个控制分模块,另一路CAN通道挂载仪表、BMS。然后根据J1939标准在报文的标识符场中设定各个节点发送单元、接收单元的地址、优先级、报文编号。
在采用J1939应用层协议时,根据实际应用为总线消息编排一个合理的总线仲裁优先顺序,以改善CAN通讯的实时性。在本应用场合,主模块发给分模块的控制命令比分模块的反馈信息具有更高的优先级。此外,中央控制器发往4个车轮控制器的指令必须同步,才能为后续控制提供可靠的前提。
分模块分别控制电动轮汽车的左前轮、右 前轮、左后轮 和右后轮。主模块发出的CAN消息数据场结构如表2所示。
分模块向中央控制器反馈当前状态信息的CAN消息数据场结构如表3所示。
仪表中需要显示的电压、电流、电量、里程等模 拟量,都是通过内部芯片的8位定时器输出口以脉宽调制方式驱动,具体标定计算在VMS中已经做 好,以下是CAN消息数据 场结构(表4)。
BMS连接着采集模块,可以实时采集计算出电池组的总电压、总电流、荷电总量等信息量,以下是CAN消息数据场结构(表5)。
4整车保护策略
整车保护策略主要是针对电动轮汽车上的核 心部件即 电机、电机控制器及电池。
电机保护主要包括温度保护、过流保护及欠压保护。市场上采用的某些电机、电机控制器已经加入了温度传感器,并在电机控制器中加入了CAN控制模块,这样就可以由主模块通过CAN通讯实时了解到电机、电机控制器的温度,并根据该电机、电机控制器的实际特性作出保护。例如,若电机、电机控制器的工作温度范围是-20~85℃,则可以设定70℃为限制运行温度。当小于限制温度时,电机全工运行;当大于限 制温度时,电流固定在一个门限值。同样,过流保护也可 以通过设 置阈值来进行。当电流超过此阈值若干秒时,就可以由主模块发出警报信号,并通过踏板复位退出保护状态。欠压保护是指当电机电压低于某一阈值时,电机进入限压运行状态。
电池保护得益于电池管理系统的应用。BMS上有若干采集模块可以采集单体电池的电压、电流、温度,还可以实时计算出电池组的当前总电压、总电流、温度及荷电状态(SOC),并根据单体电池当前的状态发出报警信息,如单体电压过大、放 电电流峰值过大、温度过高、节点通信错误等。VMS将接收到的电压、电流、荷电状态、报警信息输出到仪表中显 示,使驾驶者可以及时作出反应,从而达到保护的目的。
5结语
整车电控系统在整个电动轮汽车中处于核心地位,只有完善的控制系统,才能在以后的开发设计中为电动轮汽车其他方面的深入研究提供很好的借鉴。
摘要：针对电动轮汽车的技术参数和结构,对仪表、轮毂电机、电机控制器、整车管理系统的设计进行深入研究,给出了整车电控系统CAN节点布置方案和整车保护策略。