计算机控制技术在汽车电子系统中的应用及效果分析

孙娟,黄珊

国家知识产权局专利审查协作中心电学部

摘要：目前，我国的计算机控制技术有了很大进展，并在汽车电子系统中得到了广泛的应用。现阶段，人们对机械智能的水平需求越来越高，自动控制涵盖的应用领域日益广阔，车辆成为最普遍的运输工具，其电子化程度日益提高，车辆的电气配置也成为了人们评价车辆性能的主要指标。在此基础之上，文章首先分析了汽车电子机械制动系统应用意义，其次探讨了计算机控制技术在汽车电子系统中的应用，最后就计算机信息传输控制技术的趋势展望进行研究，以供参考。

关键词：计算机控制技术；汽车电子；控制系统

1引言

大量电控单元的加入和复杂全新的电控架构，虽然为整车赋予了更多的功能，但也势必带来更多更高频率的问题发生。为保证所有车辆交付给客户前均能达成设定的品质目标，如何保证车辆电子控制功能的正常运行成为摆在技术人员面前的一道难题。

2汽车电子控制系统应用意义

汽车电子控制系统的应用对于汽车整个行业的发展来说都有着极其重要的作用意义。这主要是因为现阶段汽车行业内部不同品牌之间的竞争更是极其剧烈的，汽车相关品牌企业想要不断的扩大自身影响力和销售范围，那么除了需要保证汽车自身的机械部件性能以外，还需要确保汽车运行过程中的安全性和舒适性。汽车电子控制系统广泛应用到汽车各个子系统中，以电子控制系统的经济性、灵活性、快速响应能力等优势，大幅度提升汽车自身的安全性和稳定性。尤其是，随着车联网技术及无人驾驶技术在汽车电子控制系统中深度融入，驾驶过程已经由单纯的“油离配合、方向调整”驾驶操作，逐步叠加了娱乐放松、信息交互、环境调节等诸多行为，让车辆的安全性、舒适性、便利性等体验大大提升。同时，电子控制系统的发展，大幅提高了车辆维修性和测试性，降低了汽车售后从业人员的素养要求，改善维修保障和服务质量——往往一台电脑引出一根数据线就能够完成故障判断和定位。特别是配置高端电子控制系统的车辆，不仅能够监测在运行过程中各个监测点的运行状况，及时预警故障点，而且能够根据路况、运行时间、零部件的特性，进行车辆运行健康管理，能够结合专家系统，及时针对关重部件的健康状况进行预警。

3计算机控制技术在汽车电子系统中的应用

3.1在动力系统中的应用

汽车发动机电子控制系统通常包括四个主体，分别为点火时间控制装置、转速控制装置、燃油喷射控制装置以及再循环控制装置。通过手摇发动机曲轴启动的方式在现代车辆上以及极少呈现；车辆也能很平稳的运行在低转速状态下；车辆的“油-离”控制也无需再谨小慎微；驾驶人员也不用困于需要高超技巧“坡起”过程了……这些，全部得益于电子控制系统在动力系统中深入应用。电子控制系统不仅使发送机更容易启动，让发动机平稳怠速运行，还根据进气量、燃料进给量、发动机转速等因素以毫秒级周期精确控制发动机的点火时间，实时控制发动机沿着最优做功曲线运行，改善汽车发动机输出效率和运行平稳性等。

电子控制系统通过采集爆振传感器输出数据，测量发动机缸体振动，提高系统对不同燃料的适应能力，保证发送机运行安全，改善发动机的空燃比，进而达到调整控制废气排放的目的，践行绿色、节能、环保、可持续发展理念。

此外，电子控制系统实时监测动力系统的冷却循环系统，根据发动机的温度、冷却剂熵、焓，调节冷却循环系统和发动机运转速度，确保系统运行安全。特别的，在新能源车辆上，通过各种监测数据，电子控制系统将动力系统热能、多余势能转移，实现燃料（或电池）预热，实现能源的高效利用，不仅可以节省成本，还能有效降低废弃排放带来的环境污染。

3.2车载网络技术的应用

现代车辆上，尤其是新能源车辆，电子系统在整个车辆构成中占比越来越大，关重特性愈发明显。人机界面、发动机、底盘、车身等的正常运行，无不与电控部件、传感器、执行器相关联。电子系统的深入应用使车辆上监测点、控制器、执行器不断增加,电气连接和信号交互关系日趋繁杂。为降低系统复杂度，提高系统可靠性，实现电子控制系统内部各模块构成之间状态信息共享, 提升系统信息交互的效率,大力发展了车载网络总线技术。使用车载网络技术使电子控制系统之间的数据共享和传输更加快捷方便，不仅显出降低系统电子线束用量，还降低制造实现复杂度和成本，有效提高了系统的安全性和可靠性。

现代汽车上车载网络技术主要包括LIN总线、CAN总线、FlexRay总线。采用开放的网络协议，实现信息单次传输多机共享，为系统的扩展升级、改造提供了极大的可能。依托车载网络技术，车辆内部各个电子部件，从发动机控制系统到传动控制系统，从行驶、制动、转向系统到安全保护系统，以及人机界面（仪表面板、娱乐、空调、导航等），建立了一个复杂的综合网络。在该网络中，汽车自动化控制系统通过总线技术，实现了及时反映汽车各部件运行状态和道路状况的信号采集和分析，不仅保证了信号传输的可靠性和稳定性，而且还能更准确地检查车辆的主要故障部位和故障原因，从而降低车辆的故障危险性。

3.3基于认识模型的信息融合

该技术在实际应用期间，主要是在模拟期间利用多种传感器形成识别过程，如：逻辑模板法、基于知识或专家系统等。可以通过专家系统或知识库系统进行更高层次的推理，然而，专家系统的特点是依靠主干知识的表达，因此它具有很大的灵活性，可以通过数字、符号和推理等特点来表达，所以，要对信息融合专家系统进行设计，但期间也比较困难。模糊集理论是一种全新的技术，目前已有许多商业软件支持模糊推理，但是它的价值以及应用于信息融合的模糊逻辑还有待进一步的探索。模糊集理论已经在国外开始研究，重点分析不确定事件。逻辑模板方法在实际应用过程中，是基于逻辑的识别技术产生的，随着广泛应用，多个传感器信息融合、单个信息特征分析都将发挥重要作用。

3.4在电子监控系统中的应用

计算机控制技术的出现为汽车电子监控系统与计算机系统建立连接提供了可能，车辆可以通过接收卫星信号，了解各区域定位，帮助驾驶员掌握实时路况信息，除此之外，还能定位车辆位置，让驾驶员了解周围车辆状况及行车位置，结合实际需求匹配最优行车线路。当电子监控系统融入计算机控制系统后，可以完成车辆行驶速度的实时监测，并根据驾驶员行驶时间及行驶路段，辅助驾驶员完成加速或减速操作，防止疲劳驾驶、道路不熟悉等问题发生。另外该技术还能强化电子监控系统的防盗防损功能，防止驾驶员产生不必要的损失及纠纷，具有这一功能的主要原因是因为卫星系统可以追踪车辆信息，便于溯源查找。

4计算机信息传输控制技术的趋势展望

为进一步增强计算机电子信息传输控制技术的应用水平，建议在未来的发展过程中，行业内部研究人员应该依托于电子信息传输控制技术发展趋势，对技术更新以及创新方法进行合理实践与应用。并在此基础上，对电子信息系统传输标准进行规范加强，保障传输控制技术水平得以持续提升。与此同时，相关行业企业应该对信息工作人员培训工作予以高度重视。严格按照人员筛选以及选拔标准，优先选择专业基础知识过硬以及能力过强的人员。通过定期培训以及年度考核等方式，进一步增强工作人员的职业素养以及专业能力。此外，行业企业方面可通过引入专家讲座等相关模式，让工作人员可以及时了解新兴技术的发展趋势，切实加强对电子信息传输控制技术的应用推广。

5结语

以汽车电子发展视角来看，用计算实现车辆上的电子控制功能检查，无论是从检测效率（毫秒级）还是检测精度（自动判定是非），以及检测记录便于存储带来的决策机构执行机构易追溯性，代替人工检查是大势所趋。目前来看仅在实现电控功能的输入（开关）和反馈（显示）两部分还必须要人工检查来实现，相信未来随着人工智能的发展，可以畅想一定可以实现汽车的全自动检测，让我们大家为这一天的早日到来而努力。

参考文献

［1］徐金波.汽车电子控制系统中计算机微机控制技术的应用研究［J］.南方农机，2020，51（24）：174+177.

［2］朱昱林.探究计算机控制技术在汽车电子系统中的应用［J］.内燃机与配件，2021（5）：182-183.

［3］韩少平.汽车电子控制系统中计算机控制技术的应用研究［J］.内燃机与配件，2021（17）：213-214.