专题综述
13
现代汽车电子控制技术的应用及发展趋势
苏州农业职业技术学院(215008) 仲子平淮阴工学院(223300) 余文明
摘要:现代汽车电子控制技术是把电子技术和汽车融为一体的机电一体化技术, 被日益广泛地应用在汽车上。本文介绍了现代汽车电子控制技术在汽车上的应用及其发展趋势。
关健词:汽车 电子控制技术 应用 趋势 中图分类号:U 463. 6 文献标识码:A
The Use of Auto Electronic C ontrol Technology and its Developing Trend
Zhong Zi_ping Yu Wen_ming
Abstract:Auto electronic control technolog y is a kind of mechatr anic technolog y inter grated electronic technolog y with auto, and is widely used in auto. T his paper introduces the use of auto electronic contr ol technology and its dev eloping trend.
Key words:auto ; electronic control technology ; used; trend 随着社会的发展, 人类对汽车的性能和环保提出了更高的要求。传统的机械装置已经无法解决某些与汽车功能要求有关的问题, 因而将逐步被电子技术和汽车融为一体的现代汽车电子控制技术所取代。电子控制技术正被广泛地应用在汽车的各个方面, 它不仅能提高汽车的动力性、经济性和安全性, 改善行驶的稳定性和舒适性, 推动汽车工业的发展, 还为电子产品开拓了广阔的市场。因而发展现代汽车电子控制技术、加快汽车电子化速度是进一步启动和振兴汽车工业的重要手段。
推算出吸入的空气量, 并计算出所需要的燃油量。其特点是进气阻力小、效率高、精度稍差。M otro nic 型系统是汽油喷
射和电子点火等子系统的集合, 该系统较好地实现了数字化控制, 其抗干扰性能和控制精度更高。
1 1 2 点火提前的电子控制(ESA )
微机根据各种传感器传来的大量工况信息, 及时处理后输出相应的控制信号, 控制最佳点火提前角。引入微机控制点火系统后, 使得点火提前角的控制、通电时间的控制、爆震防止的控制等都能达到比较理想的精度。微机控制点火系统分为有分电器点火和无分电器点火(又称直接点火) 系统两类。
1 1 3 怠速控制(I SC)
该系统是当今汽油机集中控制系统中应用最广的一种怠速控制方式。由ECU 根据节气门全关信号(怠速开关) 和车速信号来判断发动机处于怠速状态, 然后, ECU 根据从各传感器传来的输入信号所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较, 根据比较得出差值, 确定相当于目标转速的控制量, 再由驱动器发出信号去驱动控制空气量的执行机构。这是以发动机转速为信号对怠速转速实现的闭环控制。1 1 4 排气再循环控制(EGR)
该系统是将一部分废气引入到进气管与新鲜混合气混合后返回气缸进行再循环, 能根据发动机工况适时的通过装在排气岐管到进气管通道上的EGR 阀的开度来控制EGR 率, 以减少排气中N Ox 的排放量。EGR 阀的控制系统有机械式和电控式两种。机械式控制的EGR 率较小, 控制的自由度受到限制。电控式不仅结构简单, 而且可进行较大EGR 率的控制, 它在现代发动机电控系统中得到广泛应用。1 2 汽车底盘电子控制
底盘电子控制包括自动变速器电子控制(ECT ) 、防抱死制动控制(A BS) 、驱动防滑控制(ASR) 、悬架系统控制、电子控制动力转向、四轮转向(4WS) 控制、巡航控制(CCS) 系统等。
1 现代汽车电子控制技术的应用
随着汽车电子控制技术的发展, 发达国家在汽车的各个系统竞相采用电子控制装置。目前比较多见、成熟的汽车电子控制系统主要有发动机电子控制、底盘电子控制、车身电子控制、信息传递等。
1 1 发动机电子控制
发动机电子控制包括燃油喷射控制、点火时间控制(ESA) 、怠速控制(ISC) 、排气再循环(EGR ) 、发动机爆震控制和其他相应的控制以及自诊断系统、后备系统等。发动机电子控制能最大限度地提高发动机的动力性, 改善发动机运转的经济性, 同时尽可能降低汽车尾气中有害物质的排放量。它是电子控制技术在汽车上应用的主要部分。1 1 1 燃油喷射的电子控制
燃油喷射的电子控制主要是用微机控制发动机所需要的燃油量。控制器(ECU ) 综合各种不同传感器传来的信息作出判断, 控制喷嘴以一定的油压, 正确、迅速地把燃料喷射到发动机进气岐管里, 与吸入的空气混合后得到最佳的空燃比进入发动机气缸。目前应用的主要有L 型、D 型M otron -ic 。L 型是通过空气流量计直接测量发动机吸入的空气量作为控制系统确定喷油量的信息。其特点是进气阻力大、效率差、精度高。D 型是根据发动机的进气管压力和发动机转速
作者简介:仲子平, 男(汉) (1972-) , 助教, 从事机械电子方面的教学研究工作。
收稿日期:2002-11-4
1 2 1 电子控制自动变速器(ECT )
它是由车速传感器和节流阀开度传感器将车速和节流阀开度转换成电信号后作为电子控制装置ECU 的输入信号, 经ECT 的ECU 按照换挡特性和换挡规律, 适时输出信号给电磁阀, 利用电磁阀来控制油压回路, 从而精确控制传动比, 使汽车得到最佳挡位和最佳换挡时间。它与传统变速器比较, 具有高精度动力传动效率、低油耗, 改善换挡舒适性, 汽车行驶的平稳性以及延长使用寿命等优点。1 2 2 制动防抱死(A BS) 和驱动防滑系统(A SR )
A BS 和ASR 都是汽车的主要安全装置, ABS 可以防止汽车制动时车轮被抱死, 从而有效地避免由于车轮抱死而易出现的交通事故。它充分利用了轮胎与路面之间的最大附着力, 显著地提高了车辆制动时的方向稳定性和可操纵性, 防止了制动时产生侧滑、甩尾等危险现象, 缩短了制动距离, 使制动器的效能得到充分发挥。ASR 是维持附着条件, 充分发挥驱动力的电子调节装置, 其作用是通过控制发动机转矩和汽车的制动系统等手段来控制驱动力, 即在汽车起步, 加速时减少驱动力, 防止驱动力超过轮胎与路面的附着力而导致车轮空转打滑, 保持最佳的驱动力。改善汽车的方向稳定性和操纵性。
1 2 3 电子调节悬架
电子调节悬架可根据不同的路面状况和车辆运动工况, 自动控制车身高度, 调整悬架的弹性刚度和阻尼, 改善车辆行驶稳定性、操纵性、平顺性和乘坐舒适性。目前应用的主要有半主动悬架和主动悬架。1 2 4 电子控制动力转向
该系统是可根据车速、转向角、转矩等传感器, 自动控制施加在转向盘所需的转向力, 使汽车在停车或低速行驶时转动转向盘所需的力增大, 即在各种行驶条件下实现转向盘上所需力的最佳值。全电子控制动力转向可提供回正力矩和阻尼力矩, 从而获得最优转向回正特性, 且大大改善车辆行驶稳定性。此外, 电子控制动力转向还可获得最优化的转向作用力特性, 提高转向响应性。1 3 车身的电子控制
车身的电子控制包括车用空调控制、车辆信息显示、挡风玻璃刮水器的控制、灯光控制、汽车门锁控制、汽车车窗控制、电动坐椅控制、防撞与防盗安全系统等。1 3 1 汽车空调控制
车用全自动空调的电子控制是根据设置在车内外的各种温度传感器输出的信号, 由ECU 中的微机计算出经过空调热交换器后进入车内应该达到的出风温度。对混合气调节器开度、风扇驱动电机转速、冷却器风门(或加热器风门) 、压缩机等进行控制, 自动地将车内温度保持在设定的温度值范围内, 使车内的温度、湿度始终处于最佳值, 为驾驶员和乘员提供一个舒适的乘坐环境。1 3 2 信息显示系统
汽车信息显示系统正处于发展和完善阶段, 由车况监测部件、车载计算机和电子仪表三部分组成。汽车车况监测是传统机械式仪表板报警功能的改进和发展, 通过液位、压力、温度、灯光等传感器, 监测发动机、制动系、电源系统以及车灯的故障。车载计算机提供的信息能提高行车的安全性、燃油耗、平均车速、可行驶里程、驾驶时间、时钟、温度等有关正确驾驶的信息。这些信息在不需要时不显示, 需要时通过键
盘和按钮调出。电子仪表为驾驶员提供汽车行驶时最基本的操作信息。且这些信息连续在仪表板上显示。1 3 3 安全气囊控制系统
该系统是一种被动安全保护装置, 由触发装置、气体发生器、气囊三部分组成。触发装置包括传感器、电子控制装置、储备电源和监控装置。由电子控制系统接收加速度传感器发出的信号, 并进行分析, 以判定是否发生碰撞事故。若发生了碰撞则对气体发生器发出指令, 迅速吹胀气囊, 整个过程约需0 03s 。触发装置中的监控装置可连续自我监控, 确保整个气囊系统在任何时刻都处于准备工作状态。1 3 4 汽车电子灯光控制系统
该系统可根据光传感器检测到的车外天气光亮情况的信号, 自动的将后灯和前照灯接通或切断, 以提高汽车使用的便利性和行驶安全性。
2 现代汽车电子控制技术的发展趋势
显然, 电子技术作为支撑现代汽车工程的技术基础之一, 在解决提高汽车性能、环保、能源、安全等问题中将占有不可替代的重要地位。预计在2010年以前, 汽车电子技术的研究将主要围绕汽车各重要零部件解决其自动控制问题, 包括研究电子控制系统的输入(传感器和采样系统) 、输出(执行器) 、控制策略与实现方法; 从控制理论与实践上解决被控对象是强非线性时变系统、且具有随机输入时的问题; 在低成本的前提下, 研究高实时性、高可靠性和高精度的控制系统。21世纪, 汽车将应用电子计算机网络和信息技术, 在汽车与社会紧密相联方面有较大的进展, 包括广泛应用全球定位系统GPS 和广泛使用车载信息系统, 以及采用多路传输系统(总线分布式网络) 来集成汽车所有零部件的电子控制模块, 使整个汽车电子系统具有数据融合、故障诊断和一定的自我修复功能。
2 1 汽车自动行驶系统及自动化高速公路
美国最近进行的自动行驶汽车试验预示着汽车电子控制技术的未来。1997年8月美国在圣迭戈附近12km 长道路上进行了公路自动行驶的试验。所选的车辆是别克 利马万(Le sabr e) XP2000概念车。该车经改装后带有计算机、雷达和其他电子装置, 能够控制汽车的转向、加速以及前后保持一定的距离。汽车的行驶依据是埋入道路中的一行磁性物质。这意味着方向盘是多余的。将大大减轻驾驶员的工作强度, 提高行车的安全、舒适性。自动化高速公路的开发对公路交通影响很大。它可使现在拥挤的公路交通容量增大2-3倍, 在提高车速的同时还可以减少交通事故。2 2 汽车导航系统
该系统由GPS 接收机, 电子地图等组成, 导航定位系统通过G PS 接收机接收卫星信号, 解算自身经纬度坐标, 然后与微机内的电子地图匹配, 在屏幕上动态显示车辆运动轨迹, 驾驶员可对当前车位一目了然。GP S 系统和地理信息系统(GIS) 可提供大量有用信息, 满足车辆定位与导航、交通管理监控的需要。
2 3 行车环境适应系统
是根据驾驶车辆时适应环境的行为规(下转第12页)
驱动脉冲的作用下工作, 当重量达到要求的重量时进行包装, 然后推进器将包装袋推止传送带。3 2 传感器
传感器是称重测量电路的关键元件。称重测量电路的安装与包装机紧邻, 振动较大, 自然条件恶劣, 要求传感器非线性误差小, 温度漂移小, 密封防振, 过载能力强, 长期稳定可靠等, 应选用进口优质重力传感器。
秤体的设计应该满足以下要求:
(a). 秤体须分为固定秤架和活动称重台面两部分, 固定秤架和地面连接, 而活动称重台面和固定秤体之间用若干个传感器柔性连接, 各传感器的受力必须均匀平衡。
(b) . 称重台面要用不影响垂直受力的特殊方法固定以保证在称重时活动秤体不会前后左右晃动。
(c). 秤体要有不变形、抗震动、防锈等功能以保证
皮带秤的测量精度和寿命。根据以上要求称重传感器的安装如图3。承载的四个传感器通常采用全并联连接方式的桥式测量电路3 3 称重系统
[2]
[1]
(黑色标记或打孔) 的制袋材料, 制袋电机当检测到标记位时开始制袋, 制袋完成时在袋口打印生产日期。
对于无检测标记位的制袋材料, 制袋电机则按预设的袋长工作, 当脉冲数减为零时开始制袋,
从而可控制袋长。
5 温度检测电路设计
为了保证塑料薄膜充分压合而又不会熔化需要对温度进行测量控制, 这里加装温度检测电路。采用M AX 6507/6508双阈值温度开关组成温度测量控制电路[4](图4) 。
根据MA X65073C50-T 的输出特性, 当温度高于80 , OV ER 及OK 输出为00, 单片机控制风扇工作; 当温度低于60 , OV ER 及O K 输出为10, 单片机控制加热装置加热工作; 当温度在0 与75 之间, OV ER 及OK 输出为11, 单片机控制加热装置与风扇均停止工作。
。
5 结束语
全自动包装机是一个较复杂的机械设备, 工作现场环境恶劣, 设备频繁起停, 电磁干扰严重, 因此必须将电机和控制部分光电隔离, 才能使包装机很好地协调工作。
图3 电子秤传感器的安装
传感器将物料重量转化为电量, 再经A/D 转换器转化成数字量,
将计量误差信号反馈到计算机系统。这里选用16位高精度高速A/D 元件, 转换速率可达104次/S, 分辨率可达1g/码, 即仪表灵敏度可达1g 。A/D 转换器数字量输出之16位二进制数经并行接口送微机。
微机始终对称重台面进行数据采集。
参考文献
1 张剑平, 栾振祥. 电子皮带秤传感器的选择及秤体设计探讨. 传感
器世界, 2001(7) :P19.
2 薛滨, 许峰, 马雷. 动态电子轨道衡. 郑州纺织工学院学报, 2000
(3) :P16.
3 魏平俊, 范福玲. 全自动包装机的电气设计. 郑州纺织工学院学
报, 2001(1) :P15.
4 戴维德. 双阈值温度开关M AX6507/6508的应用. 传感器世界,
2001(7) :P33.
4 位置检测装置设计
为了控制袋长, 加装了光电检测装置。对于可控制带长
(上接第14页) 律和防范法则建立的安全系统, 包括建立交通事故数据库, 设计车辆道路信息识别监控系统。设定车辆位置和障碍物位置传感器, 及时沟通信息, 控制驾驶, 以达到安全驾驶的目的。2 4 车载信息系统
随着信息时代和信息高速公路的发展, 汽车的通讯功能不只限于收听广播和用车载电话通话, 还能显示信息和日程表, 让你阅读或发送电子邮件和传真、收看天气预报和股市行情、访问互联网。人们在车内将能使用办公室中的一切。例如数据库、电话号码、通讯录、约会记录、笔记术、参考资料、寻呼机、计算器以及银行业务等。车载多媒体技术能将声音、图像、办公通讯融为一体, 那时坐在汽车里, 除了可享受高品质音响及导航外, 还可预定饭店、餐馆、机票, 辅助驾驶也成为可能。
汽车电子控制技术正在发展之中, 它不再将电子技术作为机械结构的替代或增补, 而是强调汽车总体设计的机电一
体化。强调汽车的自动化、智能化、网络化和信息化。而只有靠电子技术和不断发展的高科技投入, 才能使汽车产品焕发青春。我们应努力学习国外汽车先进电子控制技术, 充分应用现代 系统、信息、控制 这一横断科学理论, 充分发挥汽车研究人员的才能, 努力提高我国汽车电子控制技术水平, 使未来的汽车成为国民生活中通讯、信息、环境等系统中不可缺少的环节。
参考文献
1 何渝生. 汽车电子技术及控制系统[M ]. 北京:国防工业出版社,
1997.
2 李令举. 汽车工程电子新技术[M ]. 北京:人民交通出版社, 1995. 3 董辉. 汽车电子技术与传感器[M ]. 北京:北京理工大学出版社,
1995.
4 孟嗣宗, 庄一方. 现代汽车电子控制[M ]. 北京:北京理工大学出
版社, 1997.
专题综述
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现代汽车电子控制技术的应用及发展趋势
苏州农业职业技术学院(215008) 仲子平淮阴工学院(223300) 余文明
摘要:现代汽车电子控制技术是把电子技术和汽车融为一体的机电一体化技术, 被日益广泛地应用在汽车上。本文介绍了现代汽车电子控制技术在汽车上的应用及其发展趋势。
关健词:汽车 电子控制技术 应用 趋势 中图分类号:U 463. 6 文献标识码:A
The Use of Auto Electronic C ontrol Technology and its Developing Trend
Zhong Zi_ping Yu Wen_ming
Abstract:Auto electronic control technolog y is a kind of mechatr anic technolog y inter grated electronic technolog y with auto, and is widely used in auto. T his paper introduces the use of auto electronic contr ol technology and its dev eloping trend.
Key words:auto ; electronic control technology ; used; trend 随着社会的发展, 人类对汽车的性能和环保提出了更高的要求。传统的机械装置已经无法解决某些与汽车功能要求有关的问题, 因而将逐步被电子技术和汽车融为一体的现代汽车电子控制技术所取代。电子控制技术正被广泛地应用在汽车的各个方面, 它不仅能提高汽车的动力性、经济性和安全性, 改善行驶的稳定性和舒适性, 推动汽车工业的发展, 还为电子产品开拓了广阔的市场。因而发展现代汽车电子控制技术、加快汽车电子化速度是进一步启动和振兴汽车工业的重要手段。
推算出吸入的空气量, 并计算出所需要的燃油量。其特点是进气阻力小、效率高、精度稍差。M otro nic 型系统是汽油喷
射和电子点火等子系统的集合, 该系统较好地实现了数字化控制, 其抗干扰性能和控制精度更高。
1 1 2 点火提前的电子控制(ESA )
微机根据各种传感器传来的大量工况信息, 及时处理后输出相应的控制信号, 控制最佳点火提前角。引入微机控制点火系统后, 使得点火提前角的控制、通电时间的控制、爆震防止的控制等都能达到比较理想的精度。微机控制点火系统分为有分电器点火和无分电器点火(又称直接点火) 系统两类。
1 1 3 怠速控制(I SC)
该系统是当今汽油机集中控制系统中应用最广的一种怠速控制方式。由ECU 根据节气门全关信号(怠速开关) 和车速信号来判断发动机处于怠速状态, 然后, ECU 根据从各传感器传来的输入信号所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较, 根据比较得出差值, 确定相当于目标转速的控制量, 再由驱动器发出信号去驱动控制空气量的执行机构。这是以发动机转速为信号对怠速转速实现的闭环控制。1 1 4 排气再循环控制(EGR)
该系统是将一部分废气引入到进气管与新鲜混合气混合后返回气缸进行再循环, 能根据发动机工况适时的通过装在排气岐管到进气管通道上的EGR 阀的开度来控制EGR 率, 以减少排气中N Ox 的排放量。EGR 阀的控制系统有机械式和电控式两种。机械式控制的EGR 率较小, 控制的自由度受到限制。电控式不仅结构简单, 而且可进行较大EGR 率的控制, 它在现代发动机电控系统中得到广泛应用。1 2 汽车底盘电子控制
底盘电子控制包括自动变速器电子控制(ECT ) 、防抱死制动控制(A BS) 、驱动防滑控制(ASR) 、悬架系统控制、电子控制动力转向、四轮转向(4WS) 控制、巡航控制(CCS) 系统等。
1 现代汽车电子控制技术的应用
随着汽车电子控制技术的发展, 发达国家在汽车的各个系统竞相采用电子控制装置。目前比较多见、成熟的汽车电子控制系统主要有发动机电子控制、底盘电子控制、车身电子控制、信息传递等。
1 1 发动机电子控制
发动机电子控制包括燃油喷射控制、点火时间控制(ESA) 、怠速控制(ISC) 、排气再循环(EGR ) 、发动机爆震控制和其他相应的控制以及自诊断系统、后备系统等。发动机电子控制能最大限度地提高发动机的动力性, 改善发动机运转的经济性, 同时尽可能降低汽车尾气中有害物质的排放量。它是电子控制技术在汽车上应用的主要部分。1 1 1 燃油喷射的电子控制
燃油喷射的电子控制主要是用微机控制发动机所需要的燃油量。控制器(ECU ) 综合各种不同传感器传来的信息作出判断, 控制喷嘴以一定的油压, 正确、迅速地把燃料喷射到发动机进气岐管里, 与吸入的空气混合后得到最佳的空燃比进入发动机气缸。目前应用的主要有L 型、D 型M otron -ic 。L 型是通过空气流量计直接测量发动机吸入的空气量作为控制系统确定喷油量的信息。其特点是进气阻力大、效率差、精度高。D 型是根据发动机的进气管压力和发动机转速
作者简介:仲子平, 男(汉) (1972-) , 助教, 从事机械电子方面的教学研究工作。
收稿日期:2002-11-4
1 2 1 电子控制自动变速器(ECT )
它是由车速传感器和节流阀开度传感器将车速和节流阀开度转换成电信号后作为电子控制装置ECU 的输入信号, 经ECT 的ECU 按照换挡特性和换挡规律, 适时输出信号给电磁阀, 利用电磁阀来控制油压回路, 从而精确控制传动比, 使汽车得到最佳挡位和最佳换挡时间。它与传统变速器比较, 具有高精度动力传动效率、低油耗, 改善换挡舒适性, 汽车行驶的平稳性以及延长使用寿命等优点。1 2 2 制动防抱死(A BS) 和驱动防滑系统(A SR )
A BS 和ASR 都是汽车的主要安全装置, ABS 可以防止汽车制动时车轮被抱死, 从而有效地避免由于车轮抱死而易出现的交通事故。它充分利用了轮胎与路面之间的最大附着力, 显著地提高了车辆制动时的方向稳定性和可操纵性, 防止了制动时产生侧滑、甩尾等危险现象, 缩短了制动距离, 使制动器的效能得到充分发挥。ASR 是维持附着条件, 充分发挥驱动力的电子调节装置, 其作用是通过控制发动机转矩和汽车的制动系统等手段来控制驱动力, 即在汽车起步, 加速时减少驱动力, 防止驱动力超过轮胎与路面的附着力而导致车轮空转打滑, 保持最佳的驱动力。改善汽车的方向稳定性和操纵性。
1 2 3 电子调节悬架
电子调节悬架可根据不同的路面状况和车辆运动工况, 自动控制车身高度, 调整悬架的弹性刚度和阻尼, 改善车辆行驶稳定性、操纵性、平顺性和乘坐舒适性。目前应用的主要有半主动悬架和主动悬架。1 2 4 电子控制动力转向
该系统是可根据车速、转向角、转矩等传感器, 自动控制施加在转向盘所需的转向力, 使汽车在停车或低速行驶时转动转向盘所需的力增大, 即在各种行驶条件下实现转向盘上所需力的最佳值。全电子控制动力转向可提供回正力矩和阻尼力矩, 从而获得最优转向回正特性, 且大大改善车辆行驶稳定性。此外, 电子控制动力转向还可获得最优化的转向作用力特性, 提高转向响应性。1 3 车身的电子控制
车身的电子控制包括车用空调控制、车辆信息显示、挡风玻璃刮水器的控制、灯光控制、汽车门锁控制、汽车车窗控制、电动坐椅控制、防撞与防盗安全系统等。1 3 1 汽车空调控制
车用全自动空调的电子控制是根据设置在车内外的各种温度传感器输出的信号, 由ECU 中的微机计算出经过空调热交换器后进入车内应该达到的出风温度。对混合气调节器开度、风扇驱动电机转速、冷却器风门(或加热器风门) 、压缩机等进行控制, 自动地将车内温度保持在设定的温度值范围内, 使车内的温度、湿度始终处于最佳值, 为驾驶员和乘员提供一个舒适的乘坐环境。1 3 2 信息显示系统
汽车信息显示系统正处于发展和完善阶段, 由车况监测部件、车载计算机和电子仪表三部分组成。汽车车况监测是传统机械式仪表板报警功能的改进和发展, 通过液位、压力、温度、灯光等传感器, 监测发动机、制动系、电源系统以及车灯的故障。车载计算机提供的信息能提高行车的安全性、燃油耗、平均车速、可行驶里程、驾驶时间、时钟、温度等有关正确驾驶的信息。这些信息在不需要时不显示, 需要时通过键
盘和按钮调出。电子仪表为驾驶员提供汽车行驶时最基本的操作信息。且这些信息连续在仪表板上显示。1 3 3 安全气囊控制系统
该系统是一种被动安全保护装置, 由触发装置、气体发生器、气囊三部分组成。触发装置包括传感器、电子控制装置、储备电源和监控装置。由电子控制系统接收加速度传感器发出的信号, 并进行分析, 以判定是否发生碰撞事故。若发生了碰撞则对气体发生器发出指令, 迅速吹胀气囊, 整个过程约需0 03s 。触发装置中的监控装置可连续自我监控, 确保整个气囊系统在任何时刻都处于准备工作状态。1 3 4 汽车电子灯光控制系统
该系统可根据光传感器检测到的车外天气光亮情况的信号, 自动的将后灯和前照灯接通或切断, 以提高汽车使用的便利性和行驶安全性。
2 现代汽车电子控制技术的发展趋势
显然, 电子技术作为支撑现代汽车工程的技术基础之一, 在解决提高汽车性能、环保、能源、安全等问题中将占有不可替代的重要地位。预计在2010年以前, 汽车电子技术的研究将主要围绕汽车各重要零部件解决其自动控制问题, 包括研究电子控制系统的输入(传感器和采样系统) 、输出(执行器) 、控制策略与实现方法; 从控制理论与实践上解决被控对象是强非线性时变系统、且具有随机输入时的问题; 在低成本的前提下, 研究高实时性、高可靠性和高精度的控制系统。21世纪, 汽车将应用电子计算机网络和信息技术, 在汽车与社会紧密相联方面有较大的进展, 包括广泛应用全球定位系统GPS 和广泛使用车载信息系统, 以及采用多路传输系统(总线分布式网络) 来集成汽车所有零部件的电子控制模块, 使整个汽车电子系统具有数据融合、故障诊断和一定的自我修复功能。
2 1 汽车自动行驶系统及自动化高速公路
美国最近进行的自动行驶汽车试验预示着汽车电子控制技术的未来。1997年8月美国在圣迭戈附近12km 长道路上进行了公路自动行驶的试验。所选的车辆是别克 利马万(Le sabr e) XP2000概念车。该车经改装后带有计算机、雷达和其他电子装置, 能够控制汽车的转向、加速以及前后保持一定的距离。汽车的行驶依据是埋入道路中的一行磁性物质。这意味着方向盘是多余的。将大大减轻驾驶员的工作强度, 提高行车的安全、舒适性。自动化高速公路的开发对公路交通影响很大。它可使现在拥挤的公路交通容量增大2-3倍, 在提高车速的同时还可以减少交通事故。2 2 汽车导航系统
该系统由GPS 接收机, 电子地图等组成, 导航定位系统通过G PS 接收机接收卫星信号, 解算自身经纬度坐标, 然后与微机内的电子地图匹配, 在屏幕上动态显示车辆运动轨迹, 驾驶员可对当前车位一目了然。GP S 系统和地理信息系统(GIS) 可提供大量有用信息, 满足车辆定位与导航、交通管理监控的需要。
2 3 行车环境适应系统
是根据驾驶车辆时适应环境的行为规(下转第12页)
驱动脉冲的作用下工作, 当重量达到要求的重量时进行包装, 然后推进器将包装袋推止传送带。3 2 传感器
传感器是称重测量电路的关键元件。称重测量电路的安装与包装机紧邻, 振动较大, 自然条件恶劣, 要求传感器非线性误差小, 温度漂移小, 密封防振, 过载能力强, 长期稳定可靠等, 应选用进口优质重力传感器。
秤体的设计应该满足以下要求:
(a). 秤体须分为固定秤架和活动称重台面两部分, 固定秤架和地面连接, 而活动称重台面和固定秤体之间用若干个传感器柔性连接, 各传感器的受力必须均匀平衡。
(b) . 称重台面要用不影响垂直受力的特殊方法固定以保证在称重时活动秤体不会前后左右晃动。
(c). 秤体要有不变形、抗震动、防锈等功能以保证
皮带秤的测量精度和寿命。根据以上要求称重传感器的安装如图3。承载的四个传感器通常采用全并联连接方式的桥式测量电路3 3 称重系统
[2]
[1]
(黑色标记或打孔) 的制袋材料, 制袋电机当检测到标记位时开始制袋, 制袋完成时在袋口打印生产日期。
对于无检测标记位的制袋材料, 制袋电机则按预设的袋长工作, 当脉冲数减为零时开始制袋,
从而可控制袋长。
5 温度检测电路设计
为了保证塑料薄膜充分压合而又不会熔化需要对温度进行测量控制, 这里加装温度检测电路。采用M AX 6507/6508双阈值温度开关组成温度测量控制电路[4](图4) 。
根据MA X65073C50-T 的输出特性, 当温度高于80 , OV ER 及OK 输出为00, 单片机控制风扇工作; 当温度低于60 , OV ER 及O K 输出为10, 单片机控制加热装置加热工作; 当温度在0 与75 之间, OV ER 及OK 输出为11, 单片机控制加热装置与风扇均停止工作。
。
5 结束语
全自动包装机是一个较复杂的机械设备, 工作现场环境恶劣, 设备频繁起停, 电磁干扰严重, 因此必须将电机和控制部分光电隔离, 才能使包装机很好地协调工作。
图3 电子秤传感器的安装
传感器将物料重量转化为电量, 再经A/D 转换器转化成数字量,
将计量误差信号反馈到计算机系统。这里选用16位高精度高速A/D 元件, 转换速率可达104次/S, 分辨率可达1g/码, 即仪表灵敏度可达1g 。A/D 转换器数字量输出之16位二进制数经并行接口送微机。
微机始终对称重台面进行数据采集。
参考文献
1 张剑平, 栾振祥. 电子皮带秤传感器的选择及秤体设计探讨. 传感
器世界, 2001(7) :P19.
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4 位置检测装置设计
为了控制袋长, 加装了光电检测装置。对于可控制带长
(上接第14页) 律和防范法则建立的安全系统, 包括建立交通事故数据库, 设计车辆道路信息识别监控系统。设定车辆位置和障碍物位置传感器, 及时沟通信息, 控制驾驶, 以达到安全驾驶的目的。2 4 车载信息系统
随着信息时代和信息高速公路的发展, 汽车的通讯功能不只限于收听广播和用车载电话通话, 还能显示信息和日程表, 让你阅读或发送电子邮件和传真、收看天气预报和股市行情、访问互联网。人们在车内将能使用办公室中的一切。例如数据库、电话号码、通讯录、约会记录、笔记术、参考资料、寻呼机、计算器以及银行业务等。车载多媒体技术能将声音、图像、办公通讯融为一体, 那时坐在汽车里, 除了可享受高品质音响及导航外, 还可预定饭店、餐馆、机票, 辅助驾驶也成为可能。
汽车电子控制技术正在发展之中, 它不再将电子技术作为机械结构的替代或增补, 而是强调汽车总体设计的机电一
体化。强调汽车的自动化、智能化、网络化和信息化。而只有靠电子技术和不断发展的高科技投入, 才能使汽车产品焕发青春。我们应努力学习国外汽车先进电子控制技术, 充分应用现代 系统、信息、控制 这一横断科学理论, 充分发挥汽车研究人员的才能, 努力提高我国汽车电子控制技术水平, 使未来的汽车成为国民生活中通讯、信息、环境等系统中不可缺少的环节。
参考文献
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