自动控制系统的汽车电子技术探析

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的1篇自动控制系统的汽车电子技术探析，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

0前言

在当今汽车与电子行业的协同发展下,汽车电子技术已经成为了一门新兴技术,并进一步促进了汽车行业的良好发展。在汽车行业的现代化发展中,汽车电子技术已经成为了一项标志性技术。通过此项技术的合理应用,可让汽车的自动化控制目标得以有效实现。为实现汽车电子技术在汽车自动控制系统中的良好应用,汽车行业的研究者与技术人员需要将汽车自动控制系统的应用及其发展目标作为依据,对汽车电子技术加以合理应用,使其在汽车变速系统、制动系统、蓝牙数据采集等自动控制系统中发挥出充分的技术优势。通过这样的方式,才可以促进电子技术与汽车自动化系统的共同发展。

1汽车电子技术与自动控制的重要性分析

1.1汽车电子技术概述

所谓汽车电子技术,就是将计算机技术作为核心,对汽车运行状态进行科学控制的一种先进技术形式。此项技术的主要应用目的是让汽车的人为控制减少,通过智能化电子控制的方式来确保汽车的高效、安全行驶,并通过计算机对汽车的各项运行数据进行记录,结合当前运行数据和原始数据对比分析来确保汽车的运行状态[1]。通常情况下,车体汽车电子控制装置的主要组成部分包括车身电子控制系统、底盘电子控制系统以及发动机电子控制系统等。因此,在汽车的行驶中,汽车电子技术发挥的作用至关重要。

1.2汽车自动控制的重要性分析

在汽车电子技术的应用和发展中,自动控制也成为了汽车的一个主要发展方向。良好的自动控制不仅可实现汽车控制范围与控制精度的显著提升,同时也可以让汽车的操作性能得到进一步优化。就目前来看,通过自动控制系统的应用,汽车不仅实现了油耗和污染排放的显著降低,同时也具备了更好的舒适性和安全性,可以为应用者带来更加便捷、高质的服务。因此,如果可以将自动控制系统在汽车领域中合理应用,便可实现汽车各项参数的有效优化,在更好地服务用户的同时进一步确保交通安全。基于此,在现代汽车的研究和制造中,相关企业、研究者与技术人员一定要对自动控制做到足够重视,并使其在汽车制造中得以合理应用,以此来实现自动控制应用优势的充分发挥。

2基于自动控制系统的汽车电子技术主要应用分析

就目前的汽车自动控制系统来看,汽车电子技术的主要应用方向包括汽车变速控制系统、汽车制动控制系统以及汽车蓝牙数据采集等。以下是对基于自动控制系统的汽车电子技术主要应用所进行的分析。

2.1汽车电子技术在汽车变速控制系统的应用

在汽车的自动控制系统中,变速控制系统主要应用了电子控制模式的自动变速器,此变速器可对汽车发动机的转矩、转速等进行自动控制,以此来实现发动机与离合器控制的动态修正[2]。比如,在通过电子机械式自动变速器(AMT)进行汽车变速控制的过程中,其换挡过程与传统手动换挡过程相似,仅是加速踏板在换挡时的位置不变,通过对发动机转速及其转矩的协调控制,便可实现汽车的平稳换挡。具体应用中,远程控制单元(TCU)会将汽车的实际行驶状态作为依据来判断是否需要换挡,在此过程中,通过控制器域网(CAN)和汽车发动机电子控制单元(ECU)之间的通信,便可对汽车发动机进行自动控制,使其进入到优先响应变速请求阶段。在这样的情况下,如果TCU将一个转速或转矩输出值请求发出,ECU便会对该请求优先执行,将TCU请求中的转速或转矩要求作为依据,通过与TCU之间的良好配合来控制AMT完成换挡。在此过程中,TCU会对ECU发送给CAN总线的发动机转速、转矩等信息进行实时接收,以此来实现发动机与离合器具体控制策略的动态修正。在变速箱响应相关请求的过程中,也会对TCU的换挡请求做到优先响应,在变速箱请求被TCU获取到优先响应权之后,换挡控制会立即开始。图1为汽车电子技术控制下的汽车变速自动控制系统升档控制示意图(图1):其中,Phase1阶段是对发动机降转矩进行控制,Pha-es2阶段是对发动机转速进行闭环控制,Phase3阶段是对发动机升转矩进行控制。通过这三个阶段的控制,便可实现汽车发动机的自动换挡。而在对汽车离合器以及变速器进行自动控制的过程中,其控制过程也与换挡自动控制过程相类似,包括分离、选换挡以及重新接合这三个阶段。通过这样的方式,便可让汽车电子技术在汽车自动控制系统中发挥出充分优势,以此来实现汽车变速控制系统的自动化、智能化控制,为汽车实际行驶需求的满足奠定坚实的技术基础,并进一步确保汽车行驶的舒适性和安全性,从而为用户带来更加满意的汽车自动控制服务。

2.2汽车电子技术在汽车制动系统中的应用

在汽车制动控制系统的自动控制过程中,汽车电子技术也可以发挥出非常显著的应用优势。将汽车电子技术合理引入到其制动控制系统的自动控制中,可进一步提升汽车运行的安全性和可靠性[3]。对于汽车制动控制系统而言,制动泵是其中最为关键的一个组成部件,如果制动泵出现了故障,制动系统中的摩擦力便会降低,这样便会导致汽车制动力出现不同程度的降低情况,且在制动泵发送故障的情况下,汽车回油也会受到一定程度的阻碍,这样的情况将直接导致汽车对行驶中的危险情况反应速度下降,从而降低汽车行驶的安全性。而通过汽车电子技术的合理应用,便可实现汽车制动系统的自动化控制,让上述不良影响和危险情况得以有效避免。比如,在通过汽车电子技术所设计的汽车电子机械自动化制动控制系统中,其主要的组成部分包括电源模块、车轮制动模块、ECU以及电子制动踏板模块等,电子制动踏板模块中,主要包括位移传感器、感觉传感器以及制动踏板。在该自动控制系统中,通过电子制动踏板模块中的位移传感器,可以对汽车驾驶员的具体位置信号进行采集,然后将采集到的位置信号传送到系统ECU,并通过ECU对位移数据进行分析和处理。最后再以此为依据,对汽车电动机转矩进行自动控制。考虑到汽车行驶过程中很容易出现制动滞后问题,所以在对该自动控制系统进行设计时,特采用踏板位移传感器对汽车驾驶员踩踏踏板所引起的汽车车轮制动状态变化进行及时、准确的识别,以此来提升制动系统的响应效率。为保障制动系统的可靠性及其稳定性,具体设计中,需要让分布在汽车四个车轮上的四个制动器相互独立,通过车载网络集中进行控制。将上述自动控制过程作为基础,借助于汽车车轮上设置的制动模块,便可对相应的制动操作实现自动化的执行。具体工作中,汽车电子机械自动化制动控制系统的主要工作流程包括以下几个方面:第一,当汽车行驶时,如果驾驶员将制动踏板踩下,踏板便会产生相应的位移信号,此时,系统中的位移传感器便会立即感知到相应的位移数据,并以此为依据,对汽车驾驶员的实际制动意图进行科学的判断与识别。

第二,通过ECU来接收相应的判断结果,并对其进行处理和分析。第三,将ECU分析结果作为依据,对电动机输出力矩进行控制,并对执行机构中产生的车轮制动力进行控制,然后以此为基础,实现汽车车轮的合理控制。在此过程中,考虑到汽车车轮和路面之间的摩擦系数和转向摆角会直接影响到汽车车轮制动力,所以需要让每一个车轮都形成一个闭环形式的制动回路,各个制动回路也应该相互独立。基于此,可将制动器以及传感器独立配置在汽车的每一个车轮上,以此来达到良好的自动化制动控制效果。对于该系统中的软件,具体设计中,首先需要通过C语言对各个功能模块进行编程,在总程序中,可对各个功能模块加以调用。在完成控制器初始化之后,可采用CAN总线通信的方式进行汽车电子自动控制信息收发。在系统通电之后,CAN控制器以及处理器会立即复位,借助于S3C2410芯片来完成控制器的初始化,根据功能的重要程度对各个程序进行排序,其中,第一级是主程序,其主要功能是对各个子程序进行协调;第二级是信号采集、执行器驱动以及CAN通信等程序,这些程序在汽车自动化制动控制系统中主要起到载体作用。在进行CAN通信协议的具体设计中,考虑到其需要通过数据链路层以及物理层来实现,所以应按照实际需求对CAN应用协议进行科学制定,并根据ID大小以及标识分配,对其优先级做出科学定义。在该系统通电之后,控制器需要复位至Configuration模式,且在初始化完成之后才可以进入正常运行。比如,在对MCP2510控制器进行初始化设置时,其片选CS需要在S3C2410芯片中对一个低电平进行接收,此后便开始使能中断、收发缓冲区以及过滤器等的初始化处理。在此过程中,为实现制动数据的完整传输,需要在任意一个完成的操作中添加一段延时程序,然后通过以下函数来实现控制器数据读写和总线初始化:s3c2410-mcp2510-write(data);s3c2410-mcp2510-read(data);s3c2410-mcp2510-ioctl(data)。在完成了初始化之后,便可通过以下流程进行CAN报文收发(图2):通过这样的方式,便可让汽车电子技术在制动控制系统中发挥出充分优势,以此来实现汽车制动的自动化控制。

2.3汽车电子技术在汽车蓝牙数据采集中的应用

在现代化汽车设计与应用中,蓝牙数据采集是一项重要内容,通过此项技术的应用,可实现汽车性能参数、运行参数的实时采集与检测,以此来确保汽车行驶质量和安全性。而在蓝牙数据自动采集系统中,汽车电子技术所发挥的优势也十分显著。比如,在某汽车蓝牙数据自动化采集系统中,其主要的功能设计包括汽车尾气检测、汽车行驶里程检测以及汽车轮胎胎压检测。为达到这一目标,具体设计中,需要分别采用不同的传感器来进行汽车尾气浓度、行驶里程以及轮胎胎压数据采集,在采集了相应的数据之后,再借助于arduinouino开发板对其进行计算与分析,以此来实现各项参数的科学加工和处理,最终实现相应间接数据的科学获得。对于输出的间接数据,系统会使其在显示屏上呈现出来,并借助于蓝牙模块向汽车驾驶员的手机传输。具体应用中,该系统主要通过烟雾报警器来检测汽车尾气浓度,如果其浓度超出规定限值,显示界面上的LED指示灯便会呈现黄色,并保持常亮,同时,系统蜂鸣器也会发出报警;通过磁铁以及霍尔传感器对汽车行驶里程进行检测,检测中,使磁铁吸附到汽车轮胎上,每进行一次检测,系统便对其脉冲数以及时间做一次记录,并按照汽车轮胎的实际周长来计算其行驶里程数;通过压力传感器进行汽车轮胎压力检测,如果检测到轮胎压力超过正常值(即汽车超载),显示界面上的LED显示灯便会呈现红色,并保持常亮,同时,系统蜂鸣器也会发出报警。对于上述的检测数据,汽车驾驶员都可以通过手机来进行详细数据的实时查看。通过这样的方式,便可让汽车驾驶员对汽车行驶过程中的各项指标做到实时监测,并以此为依据,通过合理的措施来进行汽车行驶参数的调整,从而实现汽车车身以及驾驶员安全的良好保障。

3结束语

综上所述,汽车电子技术在当今的汽车自动控制领域中具有十分显著的应用优势。因此,在现代化汽车自动控制系统设计中,设计者和技术人员应结合汽车实际的自动控制需求,对汽车电子技术加以合理应用。通过这样的方式,才可以有效满足现代化汽车的自动控制需求,促进汽车控制系统的自动化发展。

作者:李新 单位:郑州工业应用技术学院