電子控制技術在汽車上的應用

徐興

摘 要：本文首先對電子控制技術在汽車中的應用現狀以及發展前景進行仔細分析，同時對其涉及難點進行探究，車輛自動化技術對汽車行業的穩定發展有促進作用。在結合設計情況對控制技術在汽車中的應用進行探討，不僅可實現對汽車制造發展促進，同時對社會以及經濟發展有積極意義。

關鍵詞：電子控制；汽車；電子化；網絡化、智能化；關鍵技術

我們通過對汽車技術的現狀以及發展狀況的分析發現是，電子控制技術作為基礎技術存在于汽車發展中，可其說對汽車的發展起到一定的支撐作用。電子控制基礎處于不斷發展直中，汽車電子技術已經逐漸實現從單個部件電子化發展到總成電子化、網絡化以及智能化的轉變。智能化以及綜合化控制可以說是汽車電子技術未來發展的趨勢與方向。

一、電子化

人們最早在汽車上安裝電子管收音機是在20世紀50年代，這可以說是電子技術在汽車上的最初應用。20世紀60年代汽車首先實現電能點火，隨后交流發電機以及晶體管調調節器就實現在汽車中的應用，晶體管點火裝置也是在這一過程中實現。20世紀70年代可以說是汽車工業劃時代的變革，微機已經可以實現在汽車中的廣泛應用。

電子技術的發展對汽車電子化發展來說可以說是必要的前提與基礎，人們對汽車的安全、性能以及環保要求呈現出不斷提高的趨勢，這對汽車電子化來說既是機遇又是挑戰。現階段將微處理器作為控制核心的控制系統已經逐漸實現在汽車發動機、底盤以及車身各個系統中的廣泛應用，汽車在這一過程中成為機電一體化產品。這不僅可實現對汽車燃油經濟性的有效改善，同時對下降低廢棄污染以及汽車安全性有極大的促進作用。

二、網絡化

在汽車電子化程度提高的同時，電子設備越來越多也呈現出越來越復雜的趨勢，電子設備在車上的應用可實現對各個系統工作狀態的優化，不僅對汽車動力性以及操縱穩定性的提高有促進作用，同時可在一定程度上實現對汽車安全性以及燃油經濟性的保障。電子設備會導致車體布線數量呈現出大幅度增加的趨勢，運行的可靠性會在這一過程中大幅度降低是，最終導致故障維修難度的增加。

為在真正意義上實現對信號利用率的提高，必須結合實際情況實現對電子控制單元的引入，大批量的數據信息可在不同的電控單元中實現共享，電控單元在實際工作時無法避免大量控制信號的產生，控制信號也需要實現實時交換工作，傳統的線束已經無法實現對上述要求的有效滿足，因此必須結合實際情況實現對網絡總線技術的應用。

三、智能化

汽車發展的最終目標是要實現車輛智能化，即利用傳感器技術、信號處理技術、通訊技術、計算機技術等，辨識車輛所處的環境和狀態，并根據各傳感器所得到的信息做出分析和判斷，或者給駕駛員發出勸告和報警信息，提請駕駛員注意規避危險；或者在緊急情況下，幫助駕駛員操作車輛（即輔助駕駛系統），防止事故的發生，使車輛進入一個安全的狀態；或者代替駕駛員的操作，實現車輛運行的自動化。能實現以上功能的車輛系統就稱為智能車輛系統，引入該系統可以最大限度地提高交通的安全性和道路的利用率。

對于重型載貨車而言，經常承擔大宗貨物的長途運輸任務，按每車配兩名駕駛員計算，那么每個車隊少則十幾輛，多則幾十輛的車列，不僅要讓許多駕駛員長途跋涉，也增加了運輸成本。因此，載貨車智能化最有可能采用并且最先實施的就是車輛運行自動化技術。國外已經在這方面進行了有益的探索。依維柯和克萊斯勒等公司正在參與的歐洲Chaufeur項目，希望研制一種小車距，跟車全部自動化的載貨車運輸系統（車列系統），它包括3種模式：2車運輸系統，只有1個駕駛員在前車上；多車運輸系統，只有1個駕駛員在前車上；多車運輸系統，無駕駛員在車上，所有車輛都為自動操作，其中第一模式已在1999年進行了成功的演示。

四、車輛自動化關鍵技術

車輛自動化關鍵技術有以下幾方面：

1.傳感器技術

智能車輛行駛時，必須實時了解車輛周圍的行駛環境，并根據這些信息作出相應的決策、環境信息的獲得依靠安裝于車上的各種傳感器，這些傳感器數據的準確與否是影響智能車輛系統可靠運行的關鍵技術之一。

2.機器視角

隨著圖像處理技術的迅速發展，尤其是各種特殊的集成電路的出現，機器視角在多個領域得到了應用，智能車輛系統也從中受益。在安裝和價格方面，圖像傳感器有一定的競爭力，它可用于車道檢測、道路跟蹤以及障礙物檢測等。其不足是測量精度受環境和測量范圍影響較大：一般來說，隨著測量范圍的增加，其測量精度逐漸降低；能見度降低時，其測量范圍和精度也會降低。

3.雷達系統

雷達系統具有遠距離測距能力，它能提供車輛前方道路和目標車輛的方位和速率信息。激光雷達由于光學系統的脆弱性（如不易維護，易受環境的影響等），在智能車輛系統的應用受到了限制。智能車輛系統現在一般傾向于采用毫米波雷達，毫米波的工作不受環境的影響。

4.高精度GPS和數字地圖

GPS系統也是一種可全天候工作的系統，與數字地圖相結合，可以提供道路曲率、車道外形以及車道邊線等信息，厘米級的GPS還可用于檢測車輛的位置，以便實現精確的車輛或道路跟蹤。GPS系統的不足是在有些情況下，如當車輛在市區街道行駛，由于林蔭及路邊高層建筑的影響等因素會造成GPS信號丟失，從而影響它的使用。

5.測量數據處理技術

不同傳感器有不同的特性和不同的使用范圍，現在還沒有一種適用于智能車輛使用的全能傳感器。另外，單個傳感器的信息都有一定的局限性，根據其作出判斷容易產生虛警。

為了提高對目標的識別和估計能力，提高測量的可靠性，就要利用數據相關技術，對分布在不同位置的多個同類或異類傳感器所提供的局部不完整觀察量進行數據融合，從而消除多傳感器信息之間可能存在的冗余和矛盾，充分利用各傳感器數據的互補性，降低測量值的不確定性，確定符合實際的測量值，形成對系統環境相對一致的感知描述，從而提高系統決策的正確性。目前已有人利用激光雷達與毫米波雷達，或毫米波（激光）雷達與CCD攝像機的信息進行融合處理，實驗表明該方法提高了對目標的探測和跟蹤能力以及對目標狀態的估計精度。但是，對一個實際系統而言，增加傳感器的數目，在提高系統的性能的同時也會增加系統的成本，所以必須綜合考慮系統的性價比。

參考文獻：

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