淺析汽車電子技術(shù)的應(yīng)用與趨勢(shì)

時(shí)間:2022-08-26 10:44:31

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淺析汽車電子技術(shù)的應(yīng)用與趨勢(shì)

1.汽車電子控制技術(shù)概述

汽車電子控制系統(tǒng)主要是由以下幾部分組成的:電子傳感器、電子控制器、電子驅(qū)動(dòng)器以及控制程序軟件等,與汽車上的機(jī)械系統(tǒng)(這些機(jī)械系統(tǒng)通常是動(dòng)力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和車身系統(tǒng)中的子系統(tǒng)融合等)配合使用,并利用電纜或無(wú)線電波互相傳輸訊息,即所謂的“機(jī)電整合”,如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)、防滑控制系統(tǒng)、電子控制懸架系統(tǒng)、電子控制自動(dòng)變速器、電子助力轉(zhuǎn)向等。汽車電子控制系統(tǒng)概括起來(lái)可以被劃分為四個(gè)主要部分:發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng),底盤綜合控制系統(tǒng),車身電子安全系統(tǒng),信息通訊系統(tǒng)。需要指出的是,發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)和底盤綜合控制系統(tǒng)是與汽車的行駛性能有直接關(guān)系的。

2.汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來(lái),通過(guò)總結(jié)汽車控制技術(shù)的發(fā)展過(guò)程不難看出,競(jìng)爭(zhēng)較為激烈的世界商業(yè)汽車市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)以及節(jié)油、排放和安全方面的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)成為二十一世紀(jì)汽車技術(shù)革命的主要推動(dòng)力。此外,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)越來(lái)越多地被應(yīng)用于汽車,因而便提供了處理各種事故和緊迫問(wèn)題的十分有效的手段,各種車用電控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,許多新技術(shù)、新設(shè)備也層出不窮。目前,在汽車上已經(jīng)使用的電子裝置品種已多達(dá)幾十種,它們由品種繁多的電子傳感器、電子控制單元、微處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、顯示器和設(shè)計(jì)軟件等多個(gè)復(fù)雜技術(shù)集合而成。在汽車上應(yīng)用較多且已經(jīng)很成熟的電子控制技術(shù)和相關(guān)裝置主要有以下四個(gè)方面:

2.1電子控制技術(shù)在汽車儀表通信上的應(yīng)用

表通信類的應(yīng)用主要有電子鐘、電子油耗表、電子溫度計(jì)、電子車速里程表、電子轉(zhuǎn)速表、旅程計(jì)算器、燃料消耗計(jì)、電子定時(shí)、電子化圖示儀表盤、電話及其通信裝置、各種報(bào)警(燈絲切斷,排氣溫度,水面,液面,未關(guān)門,未系安全帶等)。儀表通信類即將采用的新技術(shù)主要有大型電子化薄式儀表盤、多路信息傳輸、光纖通信傳輸、慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航、屏幕顯示街道圖及交通阻塞狀況圖、多功能綜合屏幕顯示等。

2.2電子控制技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系上的應(yīng)用

發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系已經(jīng)采用的技術(shù)主要有交流發(fā)電機(jī)的整流及集成調(diào)節(jié)器、電子點(diǎn)火(全晶體管式,集成式,無(wú)觸點(diǎn)分電器式,一體化點(diǎn)火線圈式)、點(diǎn)火正時(shí)控制、廢氣再循環(huán)控制(氧傳感器)、燃油噴射電子控制、電子控制化油器、柴油機(jī)最佳參數(shù)電子控制(噴射,進(jìn)氣,正時(shí)等)、發(fā)動(dòng)機(jī)最佳參數(shù)電子控制(空燃比,點(diǎn)火,廢氣再循環(huán),怠速,爆燃控制,噴射控制等)、車速自動(dòng)控制、柴油機(jī)啟動(dòng)控制、增壓器自動(dòng)控制、變速器電子控制、離合器電子控制、卻系電子控制、冷啟動(dòng)控制、換擋提示器、發(fā)動(dòng)機(jī)停缸控制、車速感應(yīng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置等。發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系即將采用的新技術(shù)主要有發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸電子控制、發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系綜合控制、無(wú)級(jí)變速和自適應(yīng)速度控制、熱電變換、蓄電池容量余值顯示、自動(dòng)巡航系統(tǒng)、電子控制消聲器、電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向等。

2.3電子控制技術(shù)在汽車行駛安全上的應(yīng)用

安全方面已經(jīng)采用的技術(shù)主要有電子防抱制動(dòng)控制、驅(qū)動(dòng)防滑控制裝置、電子主動(dòng)懸架控制、電子控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、安全氣囊自控裝置、刮水器自動(dòng)控制、速度控制(限速與恒速)、車窗自動(dòng)控制、輪胎氣壓報(bào)警、防盜報(bào)警、防撞車間距報(bào)警、未系安全帶報(bào)警、安全帶自動(dòng)鎖緊控制、明暗燈光控制、沖撞記錄儀、前大燈控制、后視鏡控制、電子門鎖等。安全方面即將采用的技術(shù)主要有路面狀態(tài)顯示、防碰撞自動(dòng)控制、死角處障礙物報(bào)警、安全雷達(dá)、制動(dòng)管路故障應(yīng)急制動(dòng)、睡眠檢測(cè)報(bào)警、司機(jī)突病時(shí)自控、電子操縱緊急制動(dòng)、酒醉檢測(cè)安全自控、后視攝像及屏幕顯示、聲音合成報(bào)警系統(tǒng)、故障預(yù)警提示系統(tǒng)、倒車測(cè)距系統(tǒng)等。

2.4電子控制技術(shù)在汽車舒適性享受上的應(yīng)用

舒適性享受方面已經(jīng)采用的技術(shù)主要有空調(diào)自動(dòng)控制、座椅自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)照明、紅外線控制車門開(kāi)關(guān)、車窗及車門自動(dòng)開(kāi)關(guān)(聲控)、高級(jí)立體音響、無(wú)線電調(diào)諧自動(dòng)預(yù)選、無(wú)鑰匙開(kāi)車、車用電視機(jī)及音響等。舒適性享受方面已經(jīng)采用的技術(shù)主要有全自動(dòng)空調(diào)(溫度、濕度、清潔度、含氧量)系統(tǒng)、道路交通信息指示表、行駛路線最優(yōu)化選擇控制、聲控駕駛等。

3.汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展前景

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái),數(shù)字信息化、集成控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,決定了汽車電子控制技術(shù)未來(lái)趨勢(shì)必將朝著以下三個(gè)方向發(fā)展,即汽車電子控制技術(shù)的集成化、智能化以及網(wǎng)絡(luò)化。

3.1汽車電子控制技術(shù)集成化發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)嵌入式系統(tǒng)、局域網(wǎng)控制和數(shù)據(jù)總線技術(shù)的成熟,使汽車電子控制系統(tǒng)的集成成為汽車技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。將發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)變速器控制系統(tǒng),集成為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制;將制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)綜合在一起進(jìn)行制動(dòng)控制;通過(guò)中央底盤控制器,將制動(dòng)、懸架、轉(zhuǎn)向、動(dòng)力傳動(dòng)等控制系統(tǒng)通過(guò)總線進(jìn)行連接,控制器通過(guò)復(fù)雜的控制運(yùn)算,對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào),將車輛行駛性能控制到最佳水平,形成一體化底盤控制系統(tǒng)。

3.2汽車電子控制技術(shù)智能化發(fā)展趨勢(shì)

智能化傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,加快了汽車的智能化進(jìn)程。汽車智能化相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題已受到汽車制造商的高度重視。其主要技術(shù)中“自動(dòng)駕駛儀”的構(gòu)想必將依賴于電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)。智能交通系統(tǒng)(ITS)的開(kāi)發(fā)將與電子、衛(wèi)星定位等多個(gè)交叉學(xué)科相結(jié)合,它能根據(jù)駕駛員提供的目標(biāo)資料,向駕駛員提供距離最短而且能繞開(kāi)車輛密度相對(duì)集中處的最佳行駛路線。它裝有電子地圖,可以顯示出前方道路、并采用衛(wèi)星導(dǎo)航。從全球定位衛(wèi)星獲取沿途天氣、車流量、交通事故、交通堵塞等各種情況,自動(dòng)篩選出最佳行車路線。

3.3汽車電子控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)

隨著電控器件在汽車上越來(lái)越多的應(yīng)用,車載電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信變得越來(lái)越重要。以分布式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是十分必要的。大量數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及低成本是對(duì)汽車電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求。在該系統(tǒng)中,各子處理機(jī)獨(dú)立運(yùn)行,控制改善汽車某一方面的性能,同時(shí)在其它處理機(jī)需要時(shí)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。主處理機(jī)收集整理各子處理機(jī)的數(shù)據(jù),并生成車況顯示。

隨著電子控制技術(shù)的不斷創(chuàng)新與推廣,一些新的電子控制方法將更多地被應(yīng)用于汽車的控制系統(tǒng)之中。例如最優(yōu)控制理論在汽車懸架系統(tǒng)中的應(yīng)用,滑模控制模式在ABS控制中的應(yīng)用,模糊控制理論在自動(dòng)變速器控制中的應(yīng)用,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在四輪轉(zhuǎn)向控制中的應(yīng)用等。在不久的將來(lái),市場(chǎng)上會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的電子控制技術(shù)產(chǎn)品被應(yīng)用到汽車上,進(jìn)一步提升汽車的性能。

本文作者:屈鳳禎工作單位:濱州職業(yè)學(xué)院