恒通带你了解客车电子技术.doc

“恒通杯”中国城市巴士设计公开赛 http:/Design.ChinaBus.Info恒通带你了解客车电子技术随着现代科技的飞速发展，不断涌现的市场需求与挑战，客车技术也在突飞猛进地发展，为了使客车更加节能环保，安全舒适，易于操纵，智能化程度更高，自动控制技术被大量应用在客车制造上。智能化程度的提高，其结果必然会极大增加车辆电子元器件数量和导线用量同时也增加了工艺复杂程度，为了克服上述因素的影响使各个电子部件之间能高效率进行协调工作，模块化的设计理念被运用到客车上，模块化设计将全车分为几大控制模块(前，中，后，顶，底等)，各个部分分别负责一部分电器单元的控制任务，各个控制部分之间则通过车辆通讯总线(如CAN线，LIN线，光纤等)进行连接，并按照相应的通讯协议进行相互之间的信息交换。按照客车各个部分不同的作用也可以将电子控制大致分为以下几部分：1. 发动机的电子控制发动机是汽车的动力来源，其技术也一直被视为核心技术，随着发动机技术的换代发动机的工作实现了ECU芯片集中控制。发动机按种类划分有汽油发动机，柴油发动机，天然气发动机等。发动机控制部分包括：燃料喷射控制：在控制中依据预先确定的喷射量并在此基础上根据喷射系统的特性和外部环境(如燃料温度和燃料压力等)计算出相应的燃料喷射量，提高喷射精确度。电子节气门控制：通过控制节气门的开度，控制燃料喷射量使混合气达到最佳空燃比，以改善发动机的经济性能。空燃混合比控制：调节混合气体中空气和燃料比例关系，优化尾气的CO，HC，NO等物质的含量。控制发动机的排放和发热量。尾气回流控制（二次燃烧）：ECU根据发动机的工作状况，在适当的情况下开启废气阀将车辆尾气与燃料混合气体进行混合，使其再次进入气缸燃烧，优点是：1) 降低对大气污染的排放2). 提高了燃烧排气气缸的温度和压力，增强发动机爆发功率3). 降低油耗。4). 延缓了燃烧速度，发动机温度升高得到有效抑制。发动机转速的控制：动机转速控制依据车辆的不同其复杂程度也不同，简单的转速控制只有怠速控制器和最高转速限速控制，中间部分靠驾驶员用油门控制。而复杂的控制要求在从低到高整个过程中都伴有转速控制。点火角控制点火角的控制是根据发动机运行状况在基准点火角的基础上进行校正。例入在对三元催化器加热时就需要将点火角延后。活塞平衡补偿控制由于制造精度的影响和磨损度的差异，导致每个活塞有个体差异，这种控制方法是在低转速下采集发动机转速波动并经过计算后对喷油量进行调节，以补偿活塞不均匀带来的影响。车辆巡航控制：车速控制是驾驶员通过操纵按钮对车速进行控制，通过操纵板输出的目标速度经过计算处理换算成目标扭矩通过扭矩控制和电控节气门实现车辆匀速行驶。增压控制(适合于带涡轮增压装置的发动机)：增压控制不仅可以用来限制压力的上限，还可以辅以一些执行器如电气控制阀和可调节的导流装置灵活机动地挖掘发动机潜力，特别是在车辆加速的时候。暴震控制无法控制的自行燃烧具有速度快瞬间压力大的特性，长时间后很容易引起发动机损坏，控制的目的是在相对的范围内控制其幅度，改变其加载压力和点火时间。电子油门：电子油门通过踏板倒角换算出给油量并通过电机控制节气门开度，其优点是通过合理的空气燃料计算方法使车辆保持低功耗低噪音。2. 变速系统的电子控制变速系统根据车辆的运行方向，速度及发动机的负荷适时在档位之间进行切换，传统变速箱采用机械装置，由人工来控制换档，由于操作上的差异和失误等现象，严重影响车辆寿命和运行成本，采用电子控制变速箱能实现换档的自动切换，克服了由于人为因素的影响保证了车辆运行的稳定性起到了节约成本及延长车辆寿命的作用同时也简化了操作。3. 底盘部分的电子控制底盘是汽车的行驶部分，其中需要进行控制的系统包括：ABS系统ABS 是在紧急刹车时防止车轮被刹车片抱死的点刹系统，使刹车后不至于失去对方向的控制，ABS可以增加汽车的安全性ASR车辆防滑系统ASR 是用来防止大功率车辆在加速或起步时驱动轮打滑，通过检测打滑车轮调节发动机输出，保证车辆正常行驶。ESR系统电控刹车系统ESR是通过将刹车踏板转角换算成电信号控制电控气阀门的开关实现控制，优点是采用了电子开关取代了传统机械开关，使车辆可以通过总线对刹车实行控制。集中润滑系统：集中润滑系统是通过封闭的管路将车上的润滑点连通，通过油泵形成循环回路。这样一来使汽车的各个润滑点都均匀润滑，并且可以很容易对整个回路进行监控，降低了车辆保养成本。贮气系统：采用电控空气处理单元对空气的充放和空气的干燥进行管理，使气体更加洁净车辆更加节能。燃料系统：通过油压传感器传回的当前燃油量，车速和发动机转速，计算出每100公里的油耗和可能行驶的最大里程数。 轮胎胎压预警系统：接收胎压传感器传回的无线信号并对胎压进行计算确认是否在安全范围内，如压力超标则提供预警，保证车辆安全行驶。转向系统：使用电子助力转向器。 在低速大转向时，电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率，使驾驶员打方向省力；汽车在高速行驶时，液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转，在不至于影响高速打转向的需要同时，节省一部分发动机功率使用专用车道识别技术由车载摄像头获取的道路图像的特点，基于车道识别算法，自动提取原始图像中的车道部分并检测出图像中的所有车道线使客车始终按正确车道行驶。悬挂减震系统等：ECAS电控空气悬挂系统。通过ECU控制改变气体的充放，从而根据需要改变车身高度和悬挂的刚度提高乘座舒适性。4. 车身部分的电子控制车身部分的用电器很多主要有：车内车外的各种灯光：针对不同的天气，路况和时段以及驾驶员的适应性差异，对灯光的亮度，开关时间和照射角度有不同的要求，可以采用人工控制和芯片预存数据模式控制相结合。电控车门：车门的开关控制依据司机的开门和关门请求，传感器检测(车速，有无障碍物等)，ECU判断是否满足开关门条件来指示门泵进行相应操作。投币机：对钱币进行处理。增强识别能力。 倒车预警：采取蜂鸣声和监视器结合，判断障碍物的方向和距离，并通过ECU将障碍物距离与当前车速进行比较，如果响应时间小于设定底线(例如2秒)，将会有如下自动操作发生：电子油门归零，电控离合器置于空档，制动装置打开确保车辆安全。视频监控：根据运行需要对车辆进行监控，并作记录，以便根据需要进行调阅，还可以将视频信号通过无线网络传送给控制中心。冷暖空调：保持车箱内部温度适宜，根据温度传感器的采集信号决定空调离合器的通断。换气扇：传感器对车内的空气质量进行监控(如二氧化碳浓度)，通过控制模块控制换气扇的工作手机充电绳：建议安装在驾驶员座位下面，多接口线束，按乘客投币量确定充电时间，加装防盗报警装置。站名显示牌：简易型：从起点到终点的每个站的站名排在一个板上，相应的采用发光二极管，每到一站，其背后的二极管灯亮。每个站名下有可能的换乘车次。豪华型：采用液晶屏显示前方到站和5站以后站名及预计运行时间。换乘提醒。下车按钮：用于乘客需要下车时的按钮，以提醒驾驶员提前并道靠边。上下流量记录：在车门处装传感器，记录上车下车人数，可以帮助客运公司统计客流量，调整发车密度。车辆防盗装置：在车辆适当位置加装动态密码锁，独立的网络报警通道。5. 信息通讯系统的电子控制客车作为交通网络中的重要一员。其通讯协调能力的高低将直接影响到整个交通网络的运行效率。通讯系统是客车和外界通讯的一个重要平台，通过它我们可以：对客车运行状况进行实时监控(包括车速，运行位置，沿途客流等)，从而实现对客车准点运行的控制对到达时间的计算，还可帮助客运部门始终掌握第一手资料制定适合的客运方案，除此以外还方便维修保养部门及时对客车的各种技术参数进行校对，通过专用设备读取故障代码准确无误地查找故障，消除安全隐患增加客车使用寿命。GPS通讯：GPS是一种卫星定位系统，它能在车辆行驶中自动检测车速、车辆位置并向控制中心发送车辆行驶状况信息。附录：国外同行业的一些新技术。除了传统的客车技术以外，世界很多国家也在积极开发新型客车技术，如荷兰的阿培杜恩公司就成功研发出直接用电机驱动车轮的客车：驱动车轮的电机通过车载蓄电池供电，每次刹车时，电机发电产生的电流又流回蓄电池储存起来，据该公司称该车只有普通城市公交车一半的能源消耗，而噪音只有普通车(70分贝)的90%(约55分贝，相当于一般人谈话的噪音)，由于使用电力驱动，减少了有害物质的排放，