电子技术在汽车上的应用-职称论文发表

　　电子技术在汽车上的应用
　　天津交通职业学院汽车工程系梅玉颖
　　内容提要：现代电子技术在汽车上得到了广泛的应用，已成为汽车技术发展的重要领域，本文介绍汽车电子技术的应用历程；以及现阶段汽车电子技术的研发和应用内容；以及汽车电子技术在未来的应用和发展动向。
　　关键词：电子技术传感器
　　随着社会的发展，对汽车的性能和环保要求更高。电子控制技术正被广泛的应用在汽车的各个方面，它不但能提高汽车的动力性、经济性和安全性，改善行驶的稳定性和舒适性，推动汽车工业的发展，而且还为电子产品开拓了广阔的市场。因而发展现代汽车电子控制技术、加快汽车电子化速度是进一步启动和振兴汽车工业的重要手段。
　　1. 汽车电子技术的发展历程
　　由于社会需求的牵引、法规的推动，导致汽车应用电子技术发展的根本原因。安全方面是汽车最早的法规，随后陆续制订了排气污染与噪声控制、燃油经济性等一系列日益严格的法规。它们强制性地推动了电子技术在汽车上的广泛应用，并形成了四个阶段:即从20世纪50年代初到70年代初，主要是开发由分立元件和集成电路组成的汽车电子产品，应用电子装置代替传统的机械部件。从20世纪70年代中期到80年代中期，主要是发展专用的独立系统。
　　从20世纪80年代中期到90年代中期，汽车电子技术进入了其高速发展的第三个阶段。汽车电子技术的研究主要围绕汽车各重要部件，如集发动机控制、自动变速器控制为一体的动力传动系统控制、制动防抱死/防滑转控制系统等。从20世纪90年代中期开始，提高汽车的性能，使之更舒适、方便、安全、可靠；满足社会需求，保护环境，节省能源，节约资源是汽车发展的主要趋势。
　　2．现阶段汽车电子控制技术的发展
　　随着汽车电子控制技术的发展，汽车的各个系统竞相采用电子控制装置。目前比较多见、成熟的汽车电子控制系统主要有发动机电子控制、底盘电子控制、车身电子控制等。
　　燃油喷射的电子控制。燃油喷射的电子控制主要是用微机控制发动机所需要的燃油量。控制器综合各种不同传感器传来的信息做出判断，控制喷器以一定的油压把燃料喷射到发动机进气歧管里，与吸入的空气混合后进入发动机气缸。目前应用的主要有L型、D型、Motronic型。
　　点火提前的电子控制。微机根据各种传感器传来的大量工况信息，及时处理后输出相应的控制信号，控制最佳点火提前角。引入微机控制点火系统后，使得点火提前角的控制、通电时间的控制、爆震防止的控制等都能达到比较理想的精度。
　　怠速控制。由ECU根据节气门全关信号和车速信号来判断发动机处于怠速状态，然后，ECU根据从各传感器传来的输入信号所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较，根据比较得出差值，确定相当于目标转速的控制量，再由驱动器发出信号去驱动控制空气量的执行机构。这是以发动机转速为信号对怠速转速实现的闭环控制。
　　排气再循环控制。该系统是将一部分废气引入到进气管与新鲜混合气混合后返回气缸进行再循环，能根据发动机工况适时地通过装在排气歧管到进气管通道上的EGR阀的开度来控制EGR率，以减少排气中NOx的排放量。
　　电子控制自动变速器。它是由车速传感器和节流阀开度传感器将车速和节流阀开度转换成电信号后作为电子控制装置ECU的输入信号，经ECT的ECU按照换档特性和换档规律，适时输出信号给电磁阀，利用电磁阀来控制油压回路，从而精确控制传动比，使汽车得到最佳档位和最佳换档时间。它与传统变速器比较，具有高精度动力传动效率、低油耗，改善换档舒适性，汽车行使的平稳性以及延长使用寿命等优点。
　　防抱死制动和驱动防滑系统。ABS和ASR都是汽车的主要安全装置，ABS可以防止汽车制动时车轮被抱死，从而避免车轮抱死产生的事故。它充分利用了轮胎与路面之间的最大附着力，显著地提高了车辆制动时的方向稳定性和可操纵性，防止了制动时产生侧滑、甩尾等现象，缩短了制动距离，使制动器的效能得到充分发挥。ASR是维持附着条件，充分发挥驱动力的电子调节装置，通过控制发动机转矩和汽车的制动系统等手段来控制驱动力，即在汽车起步，加速时减少驱动力，防止驱动力超过轮胎与路面的附着力而导致车轮空转打滑，保持最佳的驱动力，改善汽车的方向稳定性和操纵性。
　　电子控制动力转向。该系统是根据车速、转向角、转矩等传感器，自动控制施加在转向盘上所需的转向力，使汽车在停车或低速行驶时转动转向盘所需的力增大，即在各种行驶条件下实现转向盘上所需力的最佳值。全电子控制动力转向可提供回正力矩和阻尼力矩，从而获得最优转向回正特性，且大大改善车辆行驶稳定性。此外，电子控制动力转向还可获得最优化的转向作用力特性，提高转向响应性。
　　车身的电子控制车身电子技术包括汽车安全、舒适性控制和信息通讯系统，主要用于增强汽车的安全、舒适和方便性的安全气囊、安全带、中央防盗门锁、自适应空调、座椅控制、自动车窗和满足多种用电设备需求的电源管理系统等。还有用于和社会联结，以及协调整车各部分的电子控制功能，将大量计算机、传感器与交通管理服务系统联结在一起的综合显示系统、驾驶员信息系统、导航系统、计算机网络系统、状态监测与故障诊断系统等。
　　安全气囊控制系统。安全气囊系统可在汽车发生碰撞时保护乘员，减小伤害程度。该系统是一种被动安全保护装置，由触发装置、气体发生器和气囊3部分组成。触发装置包括传感器、电子控制装置、储备电源和监控装置。由电子控制系统接收加速度传感器发出的信号，并进行分析，以判定是否发生碰撞事故。若发生了碰撞则对气体发生器发出指令，迅速吹胀气囊。触发装置中的监控装置可连续自我监控，确保整个气囊系统在任何时刻都处于准备工作状态。
　　4.现代电子技术在汽车上的应用和发展动向
　　传感器是汽车上不可少的重要元部件，未来的智能化集成传感器，不仅要能提供用于模拟和处理的信号，而且还能对信号作放大和处理。同时，它还能自动进行时漂、温漂和非线性的自校正，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，保证传感器信号的质量不受影响，即使在特别严酷的使用条件下仍能保持较高的精度。
　　光导纤维技术随着汽车电子技术的不断进步，汽车各控制系统逐步走向集中，形成整车控制系统。这一系统除了中心电脑外，甚至包括多达23个微处理器及大量传感器和执行部件，组成一个庞大而复杂的信息交换与控制系统。由于汽车计算机控制系统的数量日益增多，对电磁环境的要求也不断提高，采用高速、抗干扰的数据传输网络日益显得必要。光导纤维可为此传输网络提供传输介质，以解决电子控制系统防电磁干扰的问题，因为光导纤维具有较强的抗电磁干扰，抗辐射和电气绝缘性好等优异的传输特性。此外采用不同线束的表面安装技术、多层印刷电路板和厚膜混合技术，将使电子控制器件变得更为紧凑，因此，作为变革电子产品安装形态的关键技术也将起重要的作用。
　　网络通讯技术汽车电子发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。随着电控器件在汽车上越来越多的应用，车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。为了进一步提高行驶的经济性、温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。由此，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。大量数据的快速交换、高可靠性及价廉是对汽车电子网络系统的要求。在该系统中，各处理机独立运行，控制改善汽车某一方面的性能，同时在其它处理机需要时提供数据服务。主处理器收集整理各从处理机的数据，并生成车况显示。通信控制器保证数据的正常流动。