現代電子技術在汽車上的應用及未來發展趨勢

朱迪臣

摘 要：伴隨現代電子科技的不斷發展，電子技術的使用范圍得到了極大的拓展，更多的行業慢慢利用電子技術來完成對行業的發展。對汽車行業而言，也應該最大程度展現現代電子技術的效果，以此來促進汽車行業的革新。所以，文章對現代電子技術在汽車中的使用以及未來的發展趨勢進行了具體分析，以此來促進汽車行業的持續發展。

關鍵詞：現代電子技術;汽車行業;發展趨勢

1 引言

目前，在汽車行業的發展歷程上，已經慢慢使用電子技術對內部系統進行了一些改進，其中包含了一部分控制與導航系統，這些主要是電子技術在汽車工業中的具體應用。所以伴隨汽車的不斷改革和發展的速度不斷加快，對與電子技術的需求也在持續增長。

2 現代汽車電子技術使用情況

2.1 在發動機方面的使用

2.1.1 電子控制噴油裝置（EFI）

在現代社會中，對于汽車而言，機械或機電混合燃油噴射體系已經不能滿足時代的發展，電控燃油噴射裝置由于自身良好的性能獲得了全面應用。電控燃油噴射系統是在六十年代末開展發展的。和傳統的化油器供油體系相比較，它主要的有點在于空燃比控制更加準確，能夠達到最好的空燃比;此外，電噴技術改善了汽油的霧化、蒸發和加速性能，發動機功率和轉矩也明顯得到提升。

2.1.2 電子點火裝置（ESA）

在上個世紀初期，點火系統就在汽車發動機中進行了使用，目前，點火系統已經由無觸點集成電路逐步發展到微機控制的電子點火系統。微機控制的電子點火系統可以對發動機點火提前角的范圍進行有效的維持與控制，使得汽油機的點火時刻能夠長期處于最佳狀態，以此來深入發現發動機的潛能。

2.1.3 息速控制系統（ISC）

息速性能的高低能夠對發動機性能的好壞進行有效的評價，息速性能如果太差將會造成油耗不斷加大，并且排污極大，所以必須對其進行掌控。在目前的汽車中往往都會設置怠速控制系統，由ECU控制，并保持在一定的穩定范圍中。息速控制往往表示對息速轉速進行控制，其本質含義為對怠速工況時的進氣量實行相應的調節。其基礎原理為：ECU按照冷卻水溫度、空調負荷信號等對目前轉速進行相應的計算，同時和實際的轉速進行對比，并且對怠速開關與車速的信號進行檢測，以此來推斷汽車是否處于息速狀態，確認無誤后，根據目標與實際的轉速差值運行器進行驅動，對進氣量進行調節和控制。

2.2 電子技術在底盤方面的使用

2.2.1 電控自動變速器（ECAT）

ECAT能夠按照發動機的負載、轉速與車速、制動狀態和駕駛員控制等參數，通過計算機的計算和判斷，自動改變變速桿的方位，完成對變速的良好控制，不但能夠獲得良好的擋位。還能獲得良好的換擋時間。其優點為加速度效果良好，靈敏度高，能量高，可以準確體現行駛荷載和路況。傳動系統的電子控制裝置能夠自主適應瞬時工況的改變，使得發動機能夠有效降低轉速工作。電子氣動換擋裝置主要是使用電子裝置來代替機械變速桿與變速組織之間的聯系，然后利用電磁閥和氣動伺服閥汽缸來完成工作。它不但可以使汽車操作更加簡單，并且能夠獲得良好的行駛動力與安全性。

2.2.2 防抱死制動系統（ABS）

這一系統是開發時間最長、應用速度最快的關鍵安全組件。經過避免車輪在制動時抱死來確保車輪和地面之間最好的滑動率（15-20%），使得汽車在各路面行駛的過程中，車輪和地面均能實現縱向峰值附著系數與極大的橫向附著系數，以此來確保車輛的行駛中不會出現抱死拖滑、失去轉向能力等各種不良情況，有效提升了車輛的穩定與安全性，降低了制動距離。

2.3 電子轉向助力系統

電子轉向助力系統是一種利用直流電動機替換傳統的液壓動力缸、用蓄電池、電動機提供動力的系統。與傳統液壓系統相比，該系統元件少、體積小、重量輕，并且擁有良好的轉向效果與回正特點，有效提升了汽車轉向能力與響應的效果，強化了車輛在低速時的機動性和調整時的穩定性。

2.4 具有及時調整的自適應懸架系統

自適應懸架系統可以根據懸架裝置的瞬時載荷，自動調整懸架彈簧的剛度與減振器的阻尼功能，以此來適應目前的載荷，維持給定的懸架高度。這大大提高了車輛的穩定性、操縱性、平穩性和舒適性。

3 現代電子技術應用的未來發展趨勢

3.1 智能傳感器

由于汽車自動化的程度不斷提高，對傳感器的依賴性也越來越強。由于汽車傳感器種類與數量的不斷加多，導致傳感器慢慢向著集成化、多功能、智能化、微型化的方向進行發展。使得智能化集成傳感器不但可以供應模擬待處理的信號，并且還可以擴大信號;與此同時，還可以自動調節溫度、非線性等，擁有強大的抗電磁干擾效果，能夠有效確保感器信號的品質不被影響，就算在極為嚴格的條件下還可以具有良好的精度。

3.2 微處理器

在美國通用汽車公司實現將ECU使用于汽車發動機控制系統以后，汽車電控系統進入了一個全新的高速發展使其。后續ECU也被使用于身體安全、動力與其他控制系統。因為ECU對信息處理能力、可靠性、及時性和成本等具有極為特殊的需求，在通用芯片開發的ECU的基礎上難以滿足汽車電子控制系統具體需求，所以，開發擁有實時同步多通道控制，帶有D/AD、自診斷、高輸入輸出等作用的專用ECU系統擁有結重要的作用。伴隨汽車中電子控制的不斷發展，ECU在信息處理上的量也在不斷增加，所以，一位與三位ECU將會變成未來汽車的首選，慢慢變為車用ECU主要應用，并且在后面幾年里的應用需求也會不斷增加。

3.3 執行機構

現如今，汽車中應用的執行器主要包含了電動式、電磁式與氣動式。電磁執行機構和電動執行機構是一種重量輕、體積小、響應快、能耗低的電動執行機構，和氣動式執行器進行對比可知，其輸出驅動能力較為缺乏，不能有效滿足汽車控制范圍中的大驅動輸出需求。伴隨全新的工藝、材料、結構設計的使用，電磁執行器與電動執行器將慢慢代替氣動執行器。特別是將來全面應用42V新電源后，輸出驅動能力將大大提高，能夠充分替代傳統的氣動系統。

3.4 控制策略

目前，PID控制理論廣泛使用于汽車電子控制系統中，是經典控制理論的一部分，它非線性函數較為不足。現代汽車中需要進行掌控的對象通常都有極為強大的非線性與時變性，控制系統的輸入輸出參數也在不斷增加，應該基于狀態空間進行應用，并且適合在多輸出和輸入中進行使用。非線性時變系統的現代控制理論，例如：模糊、最佳、自適應等各方面的控制。

3.5 42V供電電源

隨著電子控制技術的持續發展，汽車電子設備的耗電量也得到了相應的提升，目前具有的12V供電系統的供電能力慢慢接近飽和，不能有效滿足在汽車設計中新加入電子設備所需的用電量，例如：飛輪混合起動-發電系統、新型電制動與轉向系統、電加熱三效催化器等。在以往的12V電力系統將難以落實，而這些技術則是未來汽車技術主要的發展趨勢，所以，使用高電壓供電慢慢變為供電系統的關鍵部分。

3.6 車載電子網絡

目前，汽車電子系統的發展越來越復雜，并且功能也越來越強大，大部分采用微處理機來優化汽車的能力，這已經成了電子設備發展的主要形勢。伴隨電控器件在汽車中的廣泛使用，車載設備數據通信的重要性也在不斷增加，為了能夠不斷提高汽車行駛中的舒適性，應該對車速、溫度等相關信息進行實時交換。因此，利用分布式控制系統對汽車車載電子網絡體系進行相關構建具有極為重要意義。數據交換速度快、可靠性高、價格低廉為汽車電子網絡系統的根本需求。該系統的處理器獨立運行，以控制和提高車輛某些方面的能力，并在其他處理器需求數據時供應服務。主處理器集中收集各個處理機中的數據，以此來生成車況。

3.7 多媒體娛樂系統

伴隨第三代移動通訊與網絡技術的持續發展，未來智能交通系統有效的將汽車、道路以及各項遠程服務進行有效結合，未來汽車也慢慢向著移動辦公室與家庭影院等方面進行發展，為司機以及用戶供應的及時的通信與娛樂信息。其主要性能表現為：鞏固供應極為豐富的多媒體環境、通過使用GSM、GPS網絡完成車輛行駛指南、GPS導航、無線上網、家庭、汽車等外部環境的交互等。

4 結論

伴隨現代社會與電子技術的高效發展與改革，未來能夠有效滿足現代電子技術在汽車行業的發展需求，不斷提高人民對于物質生活與交通便利的更高追求。相關部門應該不斷加強對于現代電子及時在汽車行業的應用研究，以此來有效推動社會科學技術的發展。不管是在汽車生產還是科學研究方面，現代電子技術都是促進社會與汽車行業不斷進步的主要技術之一。

參考文獻：

[1]王瑞.電子技術在汽車上應用的研究[J].內燃機與配件，2019（10）：187-188.

[2]晏勇，趙曉雨.現代學徒制在汽車電子技術專業人才培養模式中的改革與創新[J].阿壩師范學院學報，2017，34（03）：115-117.

[3]金付和.汽車電控技術分析及發展[J].西部皮革，2017，39（08）：23.

[4]楊偉超.現代信息電子技術在汽車上的應用發展[J].科技資訊，2016，14（10）：6-7.

[5]孫健.電子技術在現代汽車上的應用及發展趨勢[J].黑龍江科技信息，2009（24）：1.