淺析汽車電子技術的應用與趨勢
時間:2022-08-26 10:44:31
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1.汽車電子控制技術概述
汽車電子控制系統主要是由以下幾部分組成的:電子傳感器、電子控制器、電子驅動器以及控制程序軟件等,與汽車上的機械系統(這些機械系統通常是動力系統、底盤系統和車身系統中的子系統融合等)配合使用,并利用電纜或無線電波互相傳輸訊息,即所謂的“機電整合”,如電子燃油噴射系統、制動防抱死控制系統、防滑控制系統、電子控制懸架系統、電子控制自動變速器、電子助力轉向等。汽車電子控制系統概括起來可以被劃分為四個主要部分:發(fā)動機電子控制系統,底盤綜合控制系統,車身電子安全系統,信息通訊系統。需要指出的是,發(fā)動機電子控制系統和底盤綜合控制系統是與汽車的行駛性能有直接關系的。
近年來,通過總結汽車控制技術的發(fā)展過程不難看出,競爭較為激烈的世界商業(yè)汽車市場的競爭以及節(jié)油、排放和安全方面的競爭已經成為二十一世紀汽車技術革命的主要推動力。此外,隨著計算機技術越來越多地被應用于汽車,因而便提供了處理各種事故和緊迫問題的十分有效的手段,各種車用電控系統應運而生,許多新技術、新設備也層出不窮。目前,在汽車上已經使用的電子裝置品種已多達幾十種,它們由品種繁多的電子傳感器、電子控制單元、微處理器、存儲器、輸入/輸出接口、執(zhí)行機構、顯示器和設計軟件等多個復雜技術集合而成。在汽車上應用較多且已經很成熟的電子控制技術和相關裝置主要有以下四個方面:
2.1電子控制技術在汽車儀表通信上的應用
表通信類的應用主要有電子鐘、電子油耗表、電子溫度計、電子車速里程表、電子轉速表、旅程計算器、燃料消耗計、電子定時、電子化圖示儀表盤、電話及其通信裝置、各種報警(燈絲切斷,排氣溫度,水面,液面,未關門,未系安全帶等)。儀表通信類即將采用的新技術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、慣性導航、衛(wèi)星導航、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電子控制技術在汽車發(fā)動機及傳動系上的應用
發(fā)動機及傳動系已經采用的技術主要有交流發(fā)電機的整流及集成調節(jié)器、電子點火(全晶體管式,集成式,無觸點分電器式,一體化點火線圈式)、點火正時控制、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、柴油機最佳參數電子控制(噴射,進氣,正時等)、發(fā)動機最佳參數電子控制(空燃比,點火,廢氣再循環(huán),怠速,爆燃控制,噴射控制等)、車速自動控制、柴油機啟動控制、增壓器自動控制、變速器電子控制、離合器電子控制、卻系電子控制、冷啟動控制、換擋提示器、發(fā)動機停缸控制、車速感應的動力轉向裝置等。發(fā)動機及傳動系即將采用的新技術主要有發(fā)動機氣缸電子控制、發(fā)動機和傳動系綜合控制、無級變速和自適應速度控制、熱電變換、蓄電池容量余值顯示、自動巡航系統、電子控制消聲器、電子控制動力轉向等。
2.3電子控制技術在汽車行駛安全上的應用
安全方面已經采用的技術主要有電子防抱制動控制、驅動防滑控制裝置、電子主動懸架控制、電子控制四輪轉向系統、安全氣囊自控裝置、刮水器自動控制、速度控制(限速與恒速)、車窗自動控制、輪胎氣壓報警、防盜報警、防撞車間距報警、未系安全帶報警、安全帶自動鎖緊控制、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主要有路面狀態(tài)顯示、防碰撞自動控制、死角處障礙物報警、安全雷達、制動管路故障應急制動、睡眠檢測報警、司機突病時自控、電子操縱緊急制動、酒醉檢測安全自控、后視攝像及屏幕顯示、聲音合成報警系統、故障預警提示系統、倒車測距系統等。
2.4電子控制技術在汽車舒適性享受上的應用
舒適性享受方面已經采用的技術主要有空調自動控制、座椅自動調整、自動照明、紅外線控制車門開關、車窗及車門自動開關(聲控)、高級立體音響、無線電調諧自動預選、無鑰匙開車、車用電視機及音響等。舒適性享受方面已經采用的技術主要有全自動空調(溫度、濕度、清潔度、含氧量)系統、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.汽車電子控制技術的發(fā)展前景
進入二十一世紀以來,數字信息化、集成控制技術、計算機應用技術和網絡信息技術等的飛速發(fā)展和廣泛應用,決定了汽車電子控制技術未來趨勢必將朝著以下三個方向發(fā)展,即汽車電子控制技術的集成化、智能化以及網絡化。
3.1汽車電子控制技術集成化發(fā)展趨勢
近年來嵌入式系統、局域網控制和數據總線技術的成熟,使汽車電子控制系統的集成成為汽車技術發(fā)展的必然趨勢。將發(fā)動機管理系統和自動變速器控制系統,集成為動力傳動系統的綜合控制;將制動防抱死控制系統、牽引力控制系統和驅動防滑控制系統綜合在一起進行制動控制;通過中央底盤控制器,將制動、懸架、轉向、動力傳動等控制系統通過總線進行連接,控制器通過復雜的控制運算,對各子系統進行協調,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。
3.2汽車電子控制技術智能化發(fā)展趨勢
智能化傳感技術和計算機技術的發(fā)展,加快了汽車的智能化進程。汽車智能化相關的技術問題已受到汽車制造商的高度重視。其主要技術中“自動駕駛儀”的構想必將依賴于電子技術實現。智能交通系統(ITS)的開發(fā)將與電子、衛(wèi)星定位等多個交叉學科相結合,它能根據駕駛員提供的目標資料,向駕駛員提供距離最短而且能繞開車輛密度相對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,自動篩選出最佳行車路線。
3.3汽車電子控制技術網絡化發(fā)展趨勢
隨著電控器件在汽車上越來越多的應用,車載電子設備間的數據通信變得越來越重要。以分布式控制系統為基礎構造汽車車載電子網絡系統是十分必要的。大量數據的快速交換、高可靠性及低成本是對汽車電子網絡系統的要求。在該系統中,各子處理機獨立運行,控制改善汽車某一方面的性能,同時在其它處理機需要時提供數據服務。主處理機收集整理各子處理機的數據,并生成車況顯示。
隨著電子控制技術的不斷創(chuàng)新與推廣,一些新的電子控制方法將更多地被應用于汽車的控制系統之中。例如最優(yōu)控制理論在汽車懸架系統中的應用,滑??刂颇J皆贏BS控制中的應用,模糊控制理論在自動變速器控制中的應用,人工神經網絡在四輪轉向控制中的應用等。在不久的將來,市場上會出現越來越多的電子控制技術產品被應用到汽車上,進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)學院
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