机电液一体化在汽车中的应用
五.智能化机群的协同作业
随着用户对施工质量和施工进度要求的提高，智能化机群的协同作业作为国家“863”项目之一进行重点研究。如拌合站、搅拌运输车、沥青混凝土摊铺机、沥青混凝土转运车、压路机等黑色路面的机群施工。机群的协同作业是智能化的单机、现代化的通讯设备、GPS、遥控设备和合理的施工工艺相结合的产物。这一领域也为机电液一体化在工程机械上的应用提供了广阔的发展空间。
六. 电流变流体技术
电流变流体（ER流体）在自由状态下为可自由流动的混悬液体，一旦处在电场作用下，它会迅速固化，根据电场强弱程度分别显现粘稠、胶凝和坚硬的状态，且固化度与场强成正比。这种特性使它能理想地运用于液压系统和机械系统的阀、阻尼器及动力传输装置等。他对电信号响应极快，实在不到1ms的时间内实现状态变化。它采用PWM控制，可降低能耗，简化设计，延长寿命。电流变流体技术代表了液压技术发展的未来。
1.2国内外机电液一体化技术在汽车上的应用
如今，汽车电子化程度的高低，已成为衡量轿车综合性能和现代化水平的重要标志，许多工业发达国家都已形成了独立的汽车电子产品。国外汽车电子产品生产主要集中在几个大的汽车电子公司，如日本的电装公司、美国的德科公司、德国的博世公司和西门子公司。它们依靠自身拥有的核心技术，价格和服务优势，长期为世界上多家汽车大公司配套，占据了世界汽车电子技术装备的大部分市场。
国外在ABS与ASR的基础上开发了一种全新的、主要用于重型汽车上的电子控制制动系统（EBS），较好地解决了上述问题。通过检测踏板传感器信号及强弱可迅速起动制动，控制制动压力大小，通过内部CAN数据总线与挂车回路的联接使整个列车制动快速。
车辆底盘控制还包括转向、悬架的电子控制，包括电控动力转向、四轮驱动（4WD）、四轮转向（4WS）及电控悬架。目前广泛应用的有电控油气悬架和电控空气悬架。发达国家1985年前后半主动悬架技术趋于成熟，福特公司和日
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产公司首先在轿车上应用，能根据汽车的行驶状况或根据超声波识别的路面情况，通过电磁阀液压系统，改变阻尼，在几十毫秒中消除路面不平引起的振动。BOSCH公司还采用磁力弹簧技术。进入90年代，丰田、奔驰、通用等大汽车公司，均在轿车产品中采用了半主动悬架技术。
LOTUS、日产等公司还开发出了全主动悬架技术，但因成本昂贵，且消耗动力，目前尚未批量生产。
我国汽车电子产品的研究开发工作，在高等院校及科研院所里已有不少科研成果，但由于各种原因其产业化程度还较低，主要汽车电子产品还是由国内一些合资企业在生产。从全世界范围来看，我国汽车电子产品的研究开发和生产能力还相当薄弱，我国汽车用电子产品水平与国际先进水平相比，大约落后10～15年。其主要差距是在传感器、优化控制理论、可靠性和精度等方面。
目前EFI技术已被广泛认识和接受，普遍认为它是推动我国汽车进步的关键，因而国家汽车产业政策规定：以后引进新的汽车发动机机型必须是带电子燃油喷射系统的。\八五\期间，EFI系统被列入国家科委科技攻关计划，由中国汽
在电控燃油喷射系统（EFI）中，喷油量的控制是最基本的也是最重要的控制内容，电子控制单元（ECU）（简称电控单元）主要是根据进气量确定基本的喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性。除喷油量控制外，电控燃油喷射系统还包括供油正时控制、断油控制和燃油泵控制。
.2电控点火系统 电控点火系统最基本的功能是控制点火提前角。该系统根据各相关传感器信号判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，改善发动机的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降
低排放污染的目的。此外，电控点火系统还具有通电时间控制和爆燃控制功能。
3.怠速控制系统 ，怠速控制系统是发动机辅助控制系统，其功能是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等状况，并通过怠速控制阀对发动机进气量进行控制，使发动机随时以最佳怠速转速运转。
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.4.进气控制系统
进气控制系统的功能是根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的进气进行控制，以提高发动机的充气效率，从而改善发动机的动力性。
.5.排放控制系统 排放控制系统的功能主要是对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。排放控制的项目主要包括:废气再循环控制，活性炭罐电磁阀控制，氧传感器和空燃比闭环控制，二次空气喷射控制等。
6.增压控制系统
增压控制系统的功能是对发动机进气增压装置的工作进行控制。在装有废气蜗轮增压装置的汽车上，ECU根据检测到的进气管压力，对增压装置进行控制，从而控制进气增压的强度。
7.巡航控制系统 巡航控制系统的功用是驾驶员设定巡航控制模式后，ECU根据汽车运行工况和运行环境信息，自动控制发动机工作，使汽车自动维持在一定的车速进行行驶。
.8.警告提示系统 由ECU控制各种指示和报警装置，一旦控制系统出现故障，该系统能及时发出信号以警告提示，如氧传感器失效、油箱油温过高等。
9.自诊断与报警系统 在发动机电控系统中，电子控制单元（ECU）都具有自诊断系统，对控制系统各部分的工作情况进行监测。当ECU检测到来自传感器或输送给执行元件的故障信号时，立即点亮仪表盘上的“CHECK ENGING”灯（俗称故障指示灯），以提示驾驶员发动机有故障;同时，系统将故障信息以设定的数码（故障码）形式储存在储存器中，以便帮助维修人员确定故障类型和范围。对车辆进行维修时，维修人员可通过特定的操作程序（有些需借助专用设备）调取故障码。故障排除后，必须通过特定的操作程序清除故障码，以免与新的故障信息混杂，给故障诊断带来困难。
10.失效保护系统 失效保护系统的功能主要是当传感器或传感器线路发生故障时，控制系统自动按电脑中预先设定的参考信号值工作，以便发动机能继续运转。如:冷却液温度传感器电路有故障时，可能会向ECU输入低于-50℃或高于139℃的冷却液温度信号，失效保护系统将自动按设定的标准冷却液温度信号（80℃）工作，否则会引起混合气过浓或过稀，导致发动机不能工作。此外，当对发动机工作影响较大的传感器或电路发生故障时，失效保护系统则会自动控制
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发动机停止工作。如:ECU收不到点火控制器返回的点火确认信号时，失效保护系统则会立即停止燃油喷射，以防大量燃油进入汽缸而不能点火工作。
11.应急备用系统 应急备用系统的功能是当控制系统电脑发生故障时，自动启用备用系统（备用集成电路），按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，以防止车辆停驶在路途中。应急备用系统只能维持发动机运转的基本功能，但不能保证发动机的性能。除上述控制系统外，应用在发动机上的电控系统还有冷却风扇控制、配气正时控制、发电机控制等。应当说明的是，上述各控制系统在不同的汽车发动机上，只是或多或少地被采用。此外，随着汽车技术和电子技术的发展，发动机控制系统的功能必将日益增加。早期的各种车用电控系统均是相互独立的，由于电子技术的发展水平有限，一个电子控制系统只能单独对汽车的某一功能进行控制。采用多个控制系统，就要用多个电子控制单元（ECU），而几个控制系统都需要同一个传感器信号时，还需要设置几个同样的传感器，因此造成控制系统结构的线路复杂，成本较高，维修困难。此外，采用独立控制系统，很难实现全面的综合优化控制，控制效果也较差。现代汽车上广泛应用的是集中控制系统，它是将多种控制功能集中到一个控制单元上，使汽车上的电控系统结构和线路大大简化，成本也随之降低，为电控技术在汽车上的推广提供了有利条件。而通过汽车内部网络的信息通讯，完成系统之间的各种必要的信息传送与接收，实现高度集中控制及集中故障诊断的“整车控制技术”也是汽车电子控制技术的必然趋势。表1-1列出了世界主要汽车公司电子控制系统的应用情况。
2.2机电液一体化技术在汽车底盘上的应用
除发动机控制外，近几年电子技术在底盘控制系统上的应用也得到飞跃式的发展。新技术的出现和应用主要有以下几个目的:增加各种动力性能（包括牵引性、制动性和操纵和行使稳定性）、增强安全性、改进燃油经济性、提高舒适性、降低排放、保护环境。预计在最近几年里，电子系统的价值成本将会上升到占整车的15%左右。
产品开发在底盘控制系统的产品发展过程中，当前的设计趋势是使控制系统一体化，即将多个影响汽车动态性能的子控制系统进行联合、协调、指导、信息共享和性能优化，从而得到“一体式”的汽车控制系统。
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设计和生产电子底盘控制系统中，具有挑战性的工作主要在于：（a）控制器（包括控制软件和硬件）的设计，（b）机电驱动器的设计，（c）汽车状态参数的估算。尽管如此，在汽车控制系统的开发上，目前具有以下几个很关键的技术条件，有助于电子底盘控制系统产品和市场的进一步发展：
传感器：即可靠又便宜的新传感器在市场上的出现和应用； 点在技术：微处理器内存和计算速度的迅速提高；
液压控制阀：具有生产精度高、反应快、价格低的液压控制阀的能力； 故障检测和故障安全：传感器和液压系统的自我故障检测能力，以及故障安全能力的发展和成熟；
开发工具：RDS(快速开发系统)和汽车动力学的模拟能力。
EPS就是英文Electric Power Steering的缩写,即电动助力转向系统。电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。正是有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。
驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。
1、节能环保 由于发动机运转时，液压泵始终处于工作状态，液压转向系统使整个发动机燃油消耗量增加了3％～5％，而EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，可独立于发动机工作，EPS几乎不直接消耗发动机燃油。EPS不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题，EPS通过电子控制，对环境几乎没有污染，更降低了油耗。
2、安装方便 EPS的主要部件可以配集成在一起，易于布置，与液压动力转向系统相比减少了许多元件，没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制
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