現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

王洪宇

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現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

王洪宇

（濟(jì)寧市第一中學(xué)，山東 濟(jì)寧 272100）

汽車電子技術(shù)作為汽車應(yīng)用中一個(gè)重要的方面，發(fā)展態(tài)勢(shì)越來(lái)越迅猛，它提高了汽車的駕駛性能、安全性能以及舒適性能。本文從汽車電子技術(shù)的內(nèi)容出發(fā)，分析了汽車電子裝置中常見的幾個(gè)裝置，如電子控制噴油裝置、電子點(diǎn)火裝置、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)以及電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，最后分析汽車電子技術(shù)中傳感技術(shù)的復(fù)雜化，微電子技術(shù)更加普及，機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)更加完善的發(fā)展趨勢(shì)并做出結(jié)論。

汽車電子技術(shù)；電子點(diǎn)火；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

1　引言

汽車車體本身和車載的電子控制裝置都是汽車電子裝置的范疇。自上個(gè)世紀(jì)70年代以來(lái)，電子技術(shù)得到迅猛發(fā)展，其獨(dú)特的優(yōu)越性也使得其在汽車上得到迅猛的發(fā)展。再加上近年來(lái)各國(guó)都對(duì)汽車提出了節(jié)能減排的要求，電子控制裝置在汽車上的使用也越來(lái)越廣泛，汽車電子化水平的提升，使得汽車的行駛性能和駕駛舒適度不斷提高。以西方發(fā)達(dá)國(guó)家為例，電子產(chǎn)品在車體的制造中占到十分重要的比例，約為25%～35%，且有不斷上升的趨勢(shì)，為汽車朝著舒適、經(jīng)濟(jì)、安全方向發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在加快汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，汽車電子技術(shù)也為電子技術(shù)開辟了一個(gè)新的發(fā)展范圍和發(fā)展方向，推動(dòng)了技術(shù)的進(jìn)步和科技的發(fā)展[1-3]。

不同的汽車電子產(chǎn)品對(duì)汽車起到的作用有所不同，主流的觀點(diǎn)認(rèn)為有兩種分類：①汽車電子控制裝置，包括控制發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車底盤等裝置。汽車電子控制裝置主要用于控制汽車器械結(jié)構(gòu)，作為汽車控制系統(tǒng)的補(bǔ)充，如電子控制噴油裝置，電子點(diǎn)火系統(tǒng)等，這是汽車成功行駛的必不可少的條件，直接影響汽車的行駛性能。②車載汽車電子裝置，主要是指在車體本身附加一些其他的自動(dòng)化或智能化的裝備，雖然和汽車的駕駛性能無(wú)直接關(guān)系，但是能夠大大提高汽車行駛的舒適度，提高汽車駕駛的安全性能，比如汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、車載電視以及車載通信系統(tǒng)等[4]。

2　汽車電子技術(shù)的應(yīng)用

2.1　電子控制噴油裝置

傳統(tǒng)汽車大多是采用機(jī)械式的燃油噴射系統(tǒng)，或者是添加少量的電子產(chǎn)品作為噴油裝置的輔助，但現(xiàn)代汽車已經(jīng)摒棄了這種落后的技術(shù)，改用電控噴油，改善了汽車的性能。電控噴油能夠確保發(fā)動(dòng)機(jī)處在最佳的工作狀態(tài)，在保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的情況下，盡可能地減少耗油，從而減少對(duì)空氣的污染。電控噴油的實(shí)現(xiàn)主要是由研發(fā)人員事先將發(fā)動(dòng)機(jī)的供油控制規(guī)律實(shí)現(xiàn)編排入車載微機(jī)中，借助于傳感器等其他電子器件，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)周圍的情況，比如空氣流量和溫度等，并對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)，通過反饋對(duì)供油量和噴油量進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣便能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)處在最佳的工作狀態(tài)。

2.2　電子點(diǎn)火裝置

電子點(diǎn)火裝置主要由微機(jī)、傳感器及其相關(guān)的機(jī)械接口和機(jī)構(gòu)組成。電子點(diǎn)火裝置根據(jù)傳感器測(cè)得的信號(hào)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的情況進(jìn)行分析、判斷，調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)刻，在保證節(jié)省燃油的同時(shí)，也能夠增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，降低空氣污染。結(jié)果表明，采用發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制裝置能夠讓汽車節(jié)省15%以上的能源，大大減少了能源消耗，減少環(huán)境污染。

2.3　防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）

汽車的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)是汽車產(chǎn)品中應(yīng)用最為廣泛、研究開發(fā)時(shí)間最長(zhǎng)、取得效果最好的一個(gè)汽車電子控制系統(tǒng)。在汽車制動(dòng)的過程中，該系統(tǒng)能夠防止車輪抱死，保證汽車制動(dòng)距離處在合理范圍之內(nèi)，避免車輪在地面上滑行過長(zhǎng)或過多，保證滑動(dòng)率處在15%左右，保證汽車制動(dòng)性能，防止出現(xiàn)抱死拖滑等危險(xiǎn)。保證汽車處在平穩(wěn)的操縱范圍內(nèi)，提高汽車駕駛的安全性。汽車中的驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)是防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的補(bǔ)充，它主要起到避免車輪因汽車加速而發(fā)生打滑現(xiàn)象，二者相輔相成，提高了汽車的操作穩(wěn)定性。

2.4　電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)

電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)主要是針對(duì)傳統(tǒng)的液壓助力缸促進(jìn)汽車轉(zhuǎn)向而發(fā)明的汽車電子控制裝置，它主要由直流電機(jī)提供轉(zhuǎn)向，借助于蓄電池和電動(dòng)機(jī)為汽車轉(zhuǎn)向帶來(lái)動(dòng)力來(lái)源，利用微機(jī)進(jìn)行控制。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向裝置相比，電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)兼具有體積小和重量輕的特點(diǎn)，且工作更加便捷可靠，避免了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向裝置中出現(xiàn)的漏油等現(xiàn)象。現(xiàn)階段，利用電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)能夠保證汽車具有最優(yōu)的轉(zhuǎn)向作用力，最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向回正特性，保證車體具有較高的轉(zhuǎn)向能力，及時(shí)做出轉(zhuǎn)向響應(yīng)，提高車子運(yùn)行的平穩(wěn)性。

3　汽車電子的發(fā)展趨勢(shì)

按照使用環(huán)境的不同，汽車電子設(shè)備主要有兩大類：汽車電子控制設(shè)備和車載電子設(shè)備。前者是利用半導(dǎo)體等芯片，通過和汽車機(jī)械系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，對(duì)汽車的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行控制，例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、制動(dòng)控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)；后者利用單獨(dú)的電子設(shè)備，獨(dú)自承擔(dān)并實(shí)現(xiàn)其功能，對(duì)車輛的行駛性能并沒有很大的影響，例如車載音響系統(tǒng)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)和視頻播放系統(tǒng)等。

3.1　傳感技術(shù)的復(fù)雜化

針對(duì)復(fù)雜的駕駛環(huán)境，汽車的控制系統(tǒng)越來(lái)越智能化，與之相對(duì)應(yīng)的是應(yīng)用傳感技術(shù)也越來(lái)越復(fù)雜，傳感器的種類和數(shù)量也變得越來(lái)越多，因此傳感器一直努力朝著高精度、高可靠性、高集成度和低成本的方向發(fā)展。隨著需求的不斷提高，對(duì)傳感技術(shù)的要求也越來(lái)越高，不僅要實(shí)現(xiàn)數(shù)模信號(hào)轉(zhuǎn)換和處理，還要實(shí)現(xiàn)溫漂、時(shí)漂和非線性的處理，以提高穩(wěn)定性和抗干擾能力，保證汽車在各種復(fù)雜的環(huán)境下都能夠可靠地工作。大量使用傳感器技術(shù)，還能夠大大提高系統(tǒng)各部分的模塊化程度，便于更換，除此之外，結(jié)構(gòu)也會(huì)變得更加緊湊，減少機(jī)械特性的影響。

3.2　微電子技術(shù)更加普及

微電子技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了很多產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車行業(yè)的一次革命性改革就是美國(guó)通用汽車公司在1976年將微電子技術(shù)應(yīng)用在汽車的控制系統(tǒng)中，之后汽車的微電子技術(shù)迅速發(fā)展，汽車微處理機(jī)的使用大量增加，從1985年的200個(gè)激增到1989年的6 000萬(wàn)個(gè)，到1993年直接達(dá)到了2億個(gè)。汽車微處理器的使用，能夠大大提高汽車各個(gè)系統(tǒng)的性能，并且能夠?qū)崟r(shí)地采集分析數(shù)據(jù)，應(yīng)用到汽車的控制當(dāng)中。美國(guó)的汽車微處理器使用量最大，占全球的65%左右。

3.3　機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)更加完善

在汽車中添加執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并配用系統(tǒng)，例如電控可變閥定時(shí)系統(tǒng)和微型電動(dòng)機(jī)。通過對(duì)電子控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，提高其智能性，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換載荷、降低功耗的目標(biāo)，并且采用數(shù)字通斷控制，添加超載保護(hù)系統(tǒng)。

3.4　軟件技術(shù)大量應(yīng)用

汽車的智能化水平在不斷提高，除了傳感器等相關(guān)技術(shù)的支持，軟件的使用也必不可少，通過使用軟件可以優(yōu)化人機(jī)交互體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)便捷操作。除此之外，通過軟件和硬件相結(jié)合，還可以將汽車的狀態(tài)信息上傳網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的動(dòng)能，提高汽車駕駛的智能化水平。

4　結(jié)語(yǔ)

電子技術(shù)的不斷進(jìn)步為汽車電子控制系統(tǒng)的進(jìn)步和發(fā)展提供了可能，現(xiàn)階段汽車技術(shù)的進(jìn)步都是依托于電子技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的。本文主要從汽車電子系統(tǒng)的組成出發(fā)，分析了電子技術(shù)在汽車中比較重要的一些應(yīng)用，最后分析了汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，展望了未來(lái)的發(fā)展。隨著科技的不斷進(jìn)步，汽車和電子技術(shù)都是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的重要表現(xiàn)方面，也決定了國(guó)家能否在未來(lái)的技術(shù)中掌握發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。因此，國(guó)家應(yīng)積極開展相關(guān)工作，積極提高發(fā)展水平，這也是我們所希望看到的。

［1］劉海濤.汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)探討［J］.數(shù)碼世界，2017（1）：118.

［2］白月飛，孫鳳茹.現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（33）：114.

［3］王躍進(jìn).現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)探討［J］.時(shí)代農(nóng)機(jī)，2017（9）：122.

［4］趙楊.我國(guó)新能源汽車電子技術(shù)進(jìn)展與投資熱點(diǎn)研究［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（27）：23-24.

2095－6835（2018）23－0154－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.23.154

〔編輯：張雅麗〕