单位文秘网 2021-07-06 08:20:21 点击: 次
摘要:根据目前汽车工业的发展状况,探讨了电子技术在汽车中的应用进展,包括在发动机、车身和底盘以及在汽车安全系统方面的应用情况,最后对汽车电子的发展趋势作了简要论述。
关键词:汽车电子技术;应用现状;发展趋势
汽车工业作为国家的重要支柱产业之一,历来受到各国的重视。随着电子工业的不断发展,电子技术在现代汽车上的应用越来越广泛,目前的汽车已经逐步进入了电子控制时代。汽车电子化程度高低已经成为当今世界衡量汽车先进水平的重要标志。目前,在工业发达国家生产的汽车上,每辆车上电子装置的平均成本已经占整车成本的30%~50%。在一些豪华轿车上,电子产品的成本已经占整车成本的50%以上。汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展,成为所谓的“电子汽车”。
一、 汽车电子技术的应用现状
(1)在发动机上的应用。电子技术在发动机上的应用,可实现低油耗、低污染,减小动力传动系统的冲击,提高汽车的动力性、经济性。例如电子点火装置(ESA)和电喷控制装置等。
ESA由计算机、传感器及其接口、执行机构等部分构成。该装置可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断,然后进行点火时刻调节以节约燃料,减少空气污染。
电喷控制装置因其性能优越而得到日益普及,这种新型燃油喷射装置可以自动保证发动机始终工作在最佳状态,使其在输出一定功率的条件下最大限度地节约燃油和净化空气。其工作原理是:在经过实验之后,修正得到发动机最佳工况时的供油控制规律,并事先把这些规律编成程序储存在车载计算机的存储器中,当发动机工作时,计算机根据各传感器测得的空气流量、排气管中含氧量、进气温度、发动机转速及工作温度等参数,按照预先编好的运算程序进行运算,然后与存储器中储存的发动机最佳工况的参数进行比较和判断,再调整供油量。从而能使发动机一直处于最优工作条件下运行,使发动机的综合性能得到提高。
(2)在车身和底盘的应用。主要用来提高驾驶的轻便性、行驶的稳定性、安全性和舒适性。①电子控制自动变速器(E C A T)。E C AT可以根据发动机的载荷转速、车速、 制动器工作状态及驾驶员所控制的各种参数,经过计算机的计算、判断后自动地改变变速杆的位置,从而实现变速器换挡的最佳控制,即可得到最佳挡位和最佳换挡时间。其优点是加速性能好、灵敏度高,能准确地反映车辆行驶负荷和道路条件等。传动系统的电子控制装置能自动适应瞬时工况变化,保持发动机以尽可能低的转速工作。电子气动换挡装置是利用电子装置取代机械换挡杆及其与变速机构间的连接,并通过电磁阀及气动伺服阀气缸来执行。它不仅可以明显地简化汽车操纵而且能实现最佳的行驶动力性和安全性。无级自动变速器则是在个可改变直径的传动轮中间套上金属带(链) 来传递扭矩并无级地改变着速比。它通过电磁阀控制主、从动带轮液压油缸,推动带轮从而使锥形传动轮的外径大小无级地变化,由此实现变速。其换挡控制能实现车辆行驶最佳经济性和舒适性。②防抱死制动系统( AB S)。该系统是汽车电子装置中一种开发时间最长、推广应用最为迅速的重要的安全性部件。它通过控制防止汽车制动时车轮的抱死来保证车轮与地面之间达到最佳滑动率(5%~20%),从而使汽车在各种路面上制动时,车轮与地面都能达到纵向的峰值附着系数和较大的侧向附着系数,以保证车辆制动时不发生车轮抱死抱滑、失去转向能力等不安全的工况,提高汽车的操纵稳定性和安全性,减小制动距离驱动防滑系统 (ASR) 也称牵引力控制系统,是防抱死制动系统的完善和补充,它可以防止汽车起动和加速时的驱动轮打滑,既有助于提高汽车加速时的牵引性能,又能改善其操作稳定性。③自适应悬架系统(ABC)。自适应空气悬架系统能够根据悬架装置的瞬时负荷自动地适时调节悬架空气弹簧的刚度和减震器的阻尼特性,以适应当时的负荷,保持悬架的既定高度,使汽车更加平稳地行驶,同时又能确保在汽车以任何速度行驶时对车身高度进行有效的控制,进一步完善悬架装置间的互相连接,这样就能够极大地改进车辆行驶的稳定性、操纵性、通过性和乘坐的舒适性。④主动巡航自动控制系统(ACC)。主动式巡航自动控制系统包括雷达传感器、数字信号处理器和控制模块。在车辆高速长途行驶时,它通过自动控制制动和车速来保证一定的车距。系统工作时,根据驾驶员设定的希望车速,利用低功率雷达或红外线来得到前车的确切位置,如果发现前车减速或监测到新目标,系统就会通过发送执行信号给发动机或制动系统来降低车速;当前方无车时,系统又会通过发送执行信号给发动机来加速恢复到设定的车速,避免了频繁地取消和设定巡航控制,营造了一种更为轻松的驾驶气氛。
(3)在其他部位上的应用。随着世界各大汽车生产厂家对汽车安全问题的高度重视,安全气囊系统、紧急制动辅助系统、防撞系统、安全带控制系统、摄像控制技术等电子新技术也已得到了大量应用。
二、 汽车电子技术的发展趋势
(1)传感器技术。由于汽车电子控制系统的多样化,使其所需要的传感器种类和数量不断增加。为此,研制新型、高精度、高可靠性的传感器是十分必要的。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,而且还要能对信号作放大和处理。同时,要能自动进行时漂、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。此外还具有结构紧凑、安装方便的优点,从而免受机械特性的影响。
(2)嵌入式技术。嵌入式技术的出现给汽车的电子化带来了革命性的变化,世界汽车工业的微处理机用量激增,由从前的单一仪器逐步发展为多用途、智能化仪表,不但可以精确地把汽车上所有的待测量检测出来,并分别显示和打印需要的结果,而且还有运算、判断、预测和引导等功能(如:可监视汽车各大部件的工作情况,还可以对蓄电池电压、轮胎气压、车速等检测量的高低限量进行报警)。未来,嵌入式技术将更广泛地应用于汽车安全环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。
(3)智能汽车及智能交通系统(ITS)的研究及应用。汽车智能化相关的技术问题已受到汽车制造商们的高度重视。其主要技术“自动驾驶仪” 的构想必将依赖于电子技术实现。智能交通系统的开发将与电子、GPS等多个交叉学科相结合,它能根据驾驶员提供的目标资料,向驾驶员提供距离最短而且能绕开车辆密度相对集中处的最佳行驶路线;它装有电子地图可以显示出前方道路并采用卫星导航——从GPS获取沿途天气、 车流量、交通事故、交通堵塞等各种情况,自动筛选出最佳行车路线。未来的某天,道路上行驶的将绝大多数是由计算机控制的智能汽车。
电子技术在汽车技术中广泛应用使汽车的控制正在快速地向电气化、智能化和网络化方向发展。随着信息技术向深度和广度不断发展,未来的汽车必然是融合电子、计算机、通信技术等最新技术的“智能汽车”,同时也是环保型和人性化的“和谐汽车”。
参考文献:
[1]别辉.现代汽车电子技术[J].汽车技术,2006(27).
[2]李建.汽车电子技术的应用状况与发展趋势[J].汽车运用,2006(9).
[3]王建新.基于CAN总线的汽车电子集成控制系统[J].哈尔滨工业大学学报,2006(5).
(重庆工程职业技术学院)
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