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浅谈电子技术在汽车上的应用与发展
容量的增加,使其控制功能大大增加,并具有各种备 用功能。另外,与汽油喷射控制、点火控制及其他控 制系统相关的各种控制器,由于所用的传感器很多 都可通用,如水温传感器,进气温度传感器,负荷、车 速(转速)传感器等,因此利用控制功能集中化,就 可以不必按功能不同设置传感器和ECU,而是将多 种控制功能集中到一个ECU上,不同控制功能所共
集成电路和单片机在汽车上的广泛应用,使汽 车上的电子控制器的数量越来越多。现在,从发动 机控制发展到传动系统控制,从行驶、制动、转向、悬 挂系统控制到安全保障系统、组合仪表报警系统、音 像显示系统、通信联络系统及卫星定位系统,从电源 管理到为提高舒适性而作的各种努力,非常大量的 执行器和传感器组成了汽车复杂的电子控制系统。
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方
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2011
浅谈电子技术在汽车上的应用与发展
吴俊杰
(沈阳市汽车工程学校,沈阳110015)
摘要:分析了现代汽车电子技术在发动机、底盘等方面的应用状况及汽车电子技术应用的发展趋势,阐述了 在现代汽车上电子技术的应用已经进入了电脑控制的时代。 关键词:汽车电子技术;应用现状;发展趋势 中图分类号:U463.6 文献标识码:B 文章编号:1673—6052(2011)05一0148一03
C6](美)D.诺莱斯.汽车计算机控铜系统[M】.北京:机械工业出版
社。1998.
On
Application and Development of Electronic Technology
on
Automobiles
Abstract
The apphcafion situation of modem automobile electronic technology in engine and Chassis and the
2.2
System)使汽车运行更加安
全、便利,可以说,今天的汽车已经进入了电脑控制 的时代。
1
电子技术在汽车上的应用概况 电子技术在汽车上的应用已由单独控制发展到
集中控制系统。
1.1
单独控制 60年代后期到70年代,汽车电控系统多采用
模拟电路的ECU(电子控制单元),单独对汽车某一 系统,如燃油喷射系统、点火系统等进行控制。由于 在采用模拟电路的ECU控制系统中,如果要增加控 制功能,就必须增加与实现该项功能控制逻辑相应 的电路,这样必然会使ECU的尺寸增加很大,对于 安装空间有限的汽车来讲很不适用。所以这一时期 的汽车电控系统多采用一个ECU控制汽车的一个 系统的单独控制方式。 1.2集中控制系统 随着电子技术的飞速发展,用于汽车电控系统 的ECU由于采用了数字电路及大规模集成电路,其 集成度愈来愈高,微处理机速度的不断提高和存储
底盘部分
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第5期
吴俊杰:浅谈电子技术在汽车上的应用与发展
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在现代汽车上.电子控制的制动防抱死系统 (ABS)是在汽车制动过程中自动调节车轮制动力, 防止车轮抱死以获得最佳的制动效果;电子控制的 驱动防滑转控制系统(ASR)是通过调节驱动轮的牵 引力,来实现驱动轮滑转的控制。由于汽车的防滑 控制系统(ABS和ASR的统称)能够使被控制的车 轮获得较大的纵向和横向附着力,从而大大改善了 汽车的行驶性能: (1)提高了汽车行驶方向的稳定性; (2)保证汽车具有可靠的转向操纵能力; (3)保证汽车能够在最短的距离内制动停车; (4)能够充分地利用驱动车轮的最大附着力, 使汽车获得更大的驱动力,从而提高了汽车的加速 性能和爬坡能力。 电子控制自动变速器(ECAT)不仅能适应汽车 行驶的各种要求,还具有很多优点: (1)在外界负荷突然增大时,可防止发动机过 载、熄火;在起步、换档或制动时,能吸收冲击振动, 减小发动机和传动系统的冲击和过载,提高了发动
3.4数据传输方面的电子新技术应用
在过去汽车通常采用点对点的通信方式,将电
子控制单元及负载设备连接起来,随着电子设备的
不断增加,势必造成导线数量的不断增多,汽车电子 技术使各系统控制走向集中,形成整车控制系统。
这一系统除了中心电脑外,甚至包括多达几十个微
处理器以及大量传感器和执行部件,控制系统变成 一个庞大而复杂的信息交换系统,由于汽车用计算 机控制系统的数量日益增多,采用光导纤维高速数 据传输网络日益显得必要。同时光导纤维可为此传 输网络提供传输介质,以解决电子控制系统防电磁 干扰且随着光导纤维的成本不断降低,它的应用也 将降低汽车各有关方面的成本。 3.5智能汽车及智能交通系统(ITS) 计算机技术的不断完善和进步将让汽车在人们 生活中的代步作用而变成为尽情享受并休闲、舒适 的驾驶过程,几十年来,汽车智能化相关的技术问题 一直受到汽车制造商们的高度重视。“智能交通系 统(ITS)”发展依赖于电子技术和计算机技术的不 断完善和进步。“智能交通系统(rrs)”是一个系统 工程,其仍需跨过许多技术性障碍,但可以肯定将来 路上行驶的汽车都会是由计算机控制的智能汽车。 4结语 综上所述,汽车技术要获得重大的突破取决电 子产业的水平及其电子新技术在汽车领域的应用情 况,汽车工业的进步,是电子技术的不断完善和进步 作为动力而实现的。 参考文献
机和传动系的使用寿命;
(2)驾驶操作简便且省力,因此大大降低了对 驾驶人员的操作水平要求; (3)提高了行车安全性,降低了驾驶人员的劳 动强度; (4)提高了乘坐的舒适性; (5)改善了汽车的动力性; (6)可减少汽车排放污染。 电子控制悬架系统(TEMS)是在汽车行驶过程中, 根据实际需要,控制悬架的基本参数,如刚度、阻尼、高 度等,从而达到最佳的行驶平顺性和操纵稳定性。 电子控制动力转向系统在汽车低速行驶时可使 转向轻便、灵活;当汽车在中高速区域转向时,又能 保证提供最优的动力放大倍率和稳定的转向手感, 从而提高了高速行驶的操纵稳定性。 2.3行驶安全方面 在现代汽车上,电子控制装置能接受加速度传 感器发来的信号,并进行分析,以制定是否发生碰撞 事故,然后,对气体发生器发出指令,由电流点燃气 囊中的“药物”并吹胀气囊,整个操作时间约需 0.03s,可以瞬间束紧安全带。在现代的智能汽车 上,当ECU确认驾驶员和乘客将安全带正确使用 时,发动机才能被起动。在汽车的所有行驶工况下 (如全部或部分制动、自由滚动、驱动、各向滑移、载 荷变化等),都可避免故障发生,实现汽车的安全操
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设备等电子装备越来越多,而智能交通系统ITS(In-
telligent Transportation
同需要的传感器也就只设一个。这种控制方式就叫
做集中控制系统。 2汽车电子技术应用带来汽车性能的优化 随着电子技术在汽车上的广泛应用使汽车的各 项性能都上升到了新的高度,给汽车技术的发展注 入了新的活力。 2.1发动机部分 电控发动机是高科技在汽车上的应用,是汽车 技术和电子技术相结合的产物。它利用安装在发动 机上的各种传感器,将不同的物理量分别转换成电 信号,由电脑,即电控单元(ECU)对其燃料系统、点 火系统、发动机怠速、废气排放和进气系统等进行集 中控制,使发动机具有良好的动力性、经济性以及最 少的排放污染和稳定的怠速。 装用电控燃油喷射(EFI)系统的发动机均以电 控单元(rco)为控制核心,以空气流量和发动机转 速为控制基础,以喷油器的喷油量、喷油时刻、发动 机怠速和点火装置等为控制对象,保证获得与发动 机各种工况相匹配的最佳空燃比和点火提前角,同 时适时调整发动机怠速。使发动机始终处于最佳的 工作状态,从而大大提高了发动机综合性能。
3
电子技术在汽车上的发展趋势 随着电子技术和汽车工业的飞速发展,当今的
汽车已经成为名副其实的高科技产品。安全、环保、 节能、娱乐、现代通讯技术集一身已成为汽车的发展 趋势。 汽车的电子化、智能化、网络化是现代汽车发展
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的重要标志,随着消费者对汽车功能和性能要求的 日益提高,汽车正在逐渐由机械系统向电子系统转 换,目前全球汽车电子产业面临着高速增长的机遇。 在国外,电子系统已占到一辆普通轿车总成本的 30%,在高级轿车上比例更高,在国内,中高级轿车 电子装置的配置已经接近或达到了国外汽车工业发 达国家水平。但我国汽车电子业总体上还与国外有 很大差距,需要加大研究投入的力度。 3.1传感器技术 目前,汽车技术升级换代,给传感器产品带来了 更高的质量要求,主要表现在更低的成本、更强的功 能以及更高的可靠性;未来的智能化集成传感器,应 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,即使在恶劣使用条件下仍能 有较高的精度。汽车传感器的应用将不仅仅局限在 发动机管理系统,而是越来越多地与环境保护、安全 和智能联系在一起。光纤传感器现已开发出温度、 压力、位置、转速、液位、流量、振动、陀螺等上百种类 型。由于光纤传感器具有灵敏度高、体积小、质量 轻、可弯曲、绝缘性好、无电磁干扰、宽频带、低损耗 等特点,今后将会广泛应用到汽车上。未来的汽车 用传感器技术,总的发展趋势是多功能化、集成化、 智能化。 3.2安全警告系统 随着电子技术的应用,未来的汽车在遇到紧急 情况时可以自动刹车或转向,以防止事故发生。车 内还安装有包括眼睛跟踪系统在内的先进测试系 统,可以根据驾驶员的呼吸情况、眼睛睁得大小和眨 眼的频率来测定人的疲劳程度。如果发现驾驶员处 于疲劳驾驶状态,汽车就会发出警告以确保安全。 3.3集成电控技术 汽车电控的发展方向是向集成控制发展,将发 动机管理系统和自动变速器集成为动力传动系统的 综合控制系统,以及前述的车辆动态集合管理系统 和集成安全系统等。它们均通过微处理器复杂的控 制运算,对各子系统进行协调,将车辆的动力、操控、 行驶和安全性能控制在最佳水平。 Discussion