電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車工業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展

夏鵬鶴

摘要：隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車上應(yīng)用越來(lái)越廣泛，汽車電子化的程度也越來(lái)越高，電子技術(shù)的運(yùn)用對(duì)于汽車的安全行駛、汽車性能的改進(jìn)、節(jié)能降污有著非常重要的作用。文章就汽車電子技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用、發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景進(jìn)行了綜述。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；汽車工業(yè)；電子控制；傳感器

電子技術(shù)是20世紀(jì)初發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，20世紀(jì)發(fā)展最迅速，應(yīng)用最廣泛，成為近代科學(xué)發(fā)展的重要標(biāo)志。隨著汽車工業(yè)和電子工業(yè)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代汽車上的電子技術(shù)應(yīng)用程度越來(lái)越高。可以說(shuō)傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)構(gòu)成了現(xiàn)代汽車的筋骨，電子技術(shù)則構(gòu)成了現(xiàn)代車輛的神經(jīng)中樞。

一、電子技術(shù)在工業(yè)汽車上的發(fā)展歷程

二十世紀(jì)五十年代前期，人們?cè)谄嚿习惭b電子管收音機(jī)，這是電子技術(shù)在汽車上應(yīng)用前期應(yīng)用。二十世紀(jì)五十年代中期，晶體管收音機(jī)問(wèn)世后，很快在汽車上得到了應(yīng)用。六十年代，汽車上應(yīng)用了硅整流交流發(fā)電機(jī)和晶體管調(diào)節(jié)器，到六十年代中期，汽車上開(kāi)始采用晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點(diǎn)火裝置。更多的應(yīng)用電子技術(shù)則是在七十年代以后，主要是為解決汽車安全、節(jié)油和污染等問(wèn)題。進(jìn)入七十年代后期，電子工業(yè)有了很大的進(jìn)步，特別是集成電路、大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術(shù)得到了巨大發(fā)展，微機(jī)在汽車上的應(yīng)用，給汽車工業(yè)帶來(lái)了巨大的變革。二十世紀(jì)九十年代，汽車電子技術(shù)進(jìn)入了其發(fā)展的第三個(gè)階段，這是對(duì)汽車工業(yè)的發(fā)展最有價(jià)值、最有貢獻(xiàn)的階段，超微型磁體、超高效電機(jī)及集成電路的微型化，為汽車上的集中控制提供了基礎(chǔ)。目前汽車電子技術(shù)已發(fā)展到第四代，即包括電子技術(shù)、優(yōu)化控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機(jī)電一體化耦合交叉技術(shù)等綜合技術(shù)的小系統(tǒng)，并且早已從科研階段進(jìn)入了商品生產(chǎn)的成熟階段。國(guó)產(chǎn)汽車電子技術(shù)的應(yīng)用多數(shù)處于初級(jí)階段，只有中外合資企業(yè)生產(chǎn)的汽車采用電子控制裝置。但隨著我國(guó)轎車工業(yè)的發(fā)展，汽車電子控制新技術(shù)必然會(huì)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。

二、電子技術(shù)在工業(yè)汽車上的廣泛應(yīng)用

1.應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)

在現(xiàn)代汽車上，電子控制燃油噴射裝置因其性能優(yōu)越而得到日益普及。這種新型燃油噴射裝置可以自動(dòng)保證發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最佳狀態(tài)，使其在輸出一定功率的條件下最大限度地節(jié)約燃油和凈化空氣。

2.應(yīng)用于汽車底盤

（1）電子控制自動(dòng)變速器（ECAT）。ECAT可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷、轉(zhuǎn)速、車速、制動(dòng)器工作狀態(tài)及駕駛員所控制的各種參數(shù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的計(jì)算、判斷后自動(dòng)地改變變速桿的位置，從而實(shí)現(xiàn)變速器換擋的最佳控制，即可得到最佳擋位和最佳換擋時(shí)間，其優(yōu)點(diǎn)是加速性能好、靈敏度高、能準(zhǔn)確地反映車輛行駛負(fù)荷和道路條件等。

（2）電控懸架。目前，汽車的懸架系統(tǒng)一般是彈簧剛度和減振器阻尼特性不能改變的被動(dòng)懸架，它不能根據(jù)使用工況和路面輸入的變化進(jìn)行控制和調(diào)整，故難以滿足平順性和操縱穩(wěn)定性的更高要求。近年來(lái)，隨著電控和隨動(dòng)液壓技術(shù)的發(fā)展，彈簧剛度和減振器阻尼特性參數(shù)可調(diào)的電控主動(dòng)和半主動(dòng)懸架，在汽車上逐步得到應(yīng)用和發(fā)展。

3.應(yīng)用于制動(dòng)系統(tǒng)

（1）驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）。該系統(tǒng)通過(guò)傳感器對(duì)車輪滑轉(zhuǎn)的情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將收集的信息輸入ECU，然后根據(jù)ECU處理的結(jié)果通過(guò)對(duì)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出動(dòng)力或?qū)瑒?dòng)車輪施以制動(dòng)力兩種方式抑制車輪的滑動(dòng)，使車輪獲得最大的附著力。因此采用ASR的汽車具有良好的牽引力和行駛穩(wěn)定性。

（2）電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）該系統(tǒng)可在汽車制動(dòng)時(shí)檢測(cè)前后車輪的負(fù)重差異及抱死情況，并利用調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)分配制動(dòng)力，以獲得最佳的制動(dòng)效果。EBD通常與ABS一起使用，配備了EBD的ABS系統(tǒng)，可進(jìn)一步縮短汽車的制動(dòng)距離，大大提高了汽車制動(dòng)時(shí)的安全性。

（3）自動(dòng)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）該系統(tǒng)是一種重要的安全性裝置，一般由壓力調(diào)節(jié)裝置、車輪轉(zhuǎn)速傳感器、ABS警告燈和一些繼電器組成。它能夠使高速行駛中的汽車在制動(dòng)時(shí)自動(dòng)調(diào)整車輪的制動(dòng)力，獲得最佳的滑動(dòng)率。在制動(dòng)過(guò)程中，隨著制動(dòng)力的增大，車輪的減速度也在不斷增大，當(dāng)車輪的減速度達(dá)到預(yù)先的設(shè)定值時(shí)，防抱死系統(tǒng)就使制動(dòng)力處于不變狀態(tài)，當(dāng)減速度進(jìn)一步增大時(shí)，ECU發(fā)出指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使車輪的制動(dòng)力處于減小狀態(tài)，從而阻止車輪的抱死，因而提高了汽車的操縱穩(wěn)定性，減小了制動(dòng)距離，提高了汽車的行駛安全性。

4.應(yīng)用于安全系統(tǒng)

（1）電子控制安全氣囊系統(tǒng)（SRS）電氣式安全氣囊主要由電子控制器、氣體發(fā)生器、傳感器和氣囊等部分組成。在汽車發(fā)生碰撞時(shí)，微處理器根據(jù)碰撞傳感器收集到的信息判斷撞擊的嚴(yán)重程度，并在幾毫秒內(nèi)使氣體發(fā)生器向氣囊充氣，從而起到對(duì)駕駛員的緩沖保護(hù)作用。

（2）安全帶控制裝置。汽車在碰撞時(shí)或緊急制動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的慣性，使駕駛員和乘員與方向盤或擋風(fēng)玻璃發(fā)生二次碰撞，遭受嚴(yán)重的傷害。而安全帶可將乘員固定于汽車坐椅上，在發(fā)生碰撞時(shí)吸收大量動(dòng)量，避免二次碰撞的發(fā)生。目前，安全帶主要分為三點(diǎn)慣性卷筒式、兩點(diǎn)式和預(yù)緊式安全帶3種。其中，預(yù)緊式安全帶中的ECU可根據(jù)傳感器檢測(cè)汽車的減速度，如果檢測(cè)值大于預(yù)設(shè)值， ECU便會(huì)激發(fā)預(yù)緊裝置，將駕駛員固定在汽車坐椅上。

三、電子技術(shù)應(yīng)用于汽車其他發(fā)面以及汽車電子發(fā)展趨勢(shì)

智能交通系統(tǒng)（ITS）是指將先進(jìn)的電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、運(yùn)籌學(xué)等有效地綜合用于“道路—車輛—行人”系統(tǒng)中，以形成統(tǒng)一、高效的汽車智能系統(tǒng)。它具有自動(dòng)控制車速、自主尋路、自動(dòng)導(dǎo)航、主動(dòng)避撞、自動(dòng)電子收費(fèi)、無(wú)人駕駛等功能。智能汽車是今后國(guó)內(nèi)外汽車發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域，是未來(lái)汽車發(fā)展的必由之路。

四、結(jié)束語(yǔ)

電子技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車的各個(gè)領(lǐng)域，極大地改善汽車的綜合性能，使汽車在安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適等各方面都有長(zhǎng)足的進(jìn)步。隨著汽車電子設(shè)備對(duì)汽車產(chǎn)品重要性的不斷增加，預(yù)計(jì)在未來(lái)五年內(nèi)，汽車上的電子裝置成本將可能占汽車整車成本的20%～30%之間，這樣汽車電子產(chǎn)品將獲得巨大的市場(chǎng)容量。汽車電子產(chǎn)業(yè)擁有廣闊的發(fā)展空間和前景。

參考文獻(xiàn)：

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