汽车电子新技术发展方向展望

李 苗,武志平

【摘 要】无钥匙系统、线控技术、汽车巡航控制系统、睡眠驾驶报警系统、汽车电控制动系统、X-by-wire技术在汽车上的应用导致汽车技术向电子化、信息化、集成化、网络化、智能化方向发展。

【关键词】电子技术;线控技术;智能

中图分类号:S126文献标识码:A 文章编号:1009-8283(2010)07-0321-01

近年来,微电子技术的飞速发展,将电子技术和传统的机械相结合,使得汽车的环保、节能、安全、舒适、便捷和智能化等方面的问题均得到很好的解决。电子技术、线控技术的发展、电动汽车的研究、42V电气系统的研究和信息技术的发展都将导致汽车技术向电子化、信息化、集成化、网络化、智能化方向发展,汽车将成为一个移动的智能化的“办公室”。

1 汽车电子技术发展现状

电子技术在汽车上各个部分都有应用,诸如电子点火装置(ESA)、车声控制、仪表盘、照明系统、电子控制喷油装置、电控自动变速器(ECAT)、防抱死制动系统(ABS)、适时调节的自适应悬挂系统、常速巡行自动控制系统(CCS)、无钥进入、以及汽车上的娱乐系统等都有电子装置。汽车电子技术的发展首先是发动机的控制,然后是动力系统、防爆系统、气囊等。在提倡环保和各个国家对汽车的规定越来越严格的今天,汽车制造商顺应潮流,不断推出诸如电动汽车、燃料汽车、混合汽车、电池汽车等新型汽车。此外,今天的汽车还加入无钥系统、电源控制、摄像控制、轮胎压力传感器、防撞系统、毫米波雷达等,并把它们通过CAN总线或其它总线技术连接在一起,使汽车成为一个智能平台。

2 汽车电子新技术展望

2.1 无钥匙系统

这种“免钥匙”智能卡技术采用的是射频技术、GPS技术,被称之为“驶向未来的钥匙”。使用这种技术,车主靠近汽车一米范围以内,无需钥匙和按钮,系统即能辨识车主身份并将车门由锁死改为自由状态,车主只需拉动把手就可打开车门,也只需一个按键动作即可启动点火开关。它还可以作为一个信息的终端,读取和存储车辆已行驶的公路里程、油箱中的剩余油量、下次检修时间以及当前胎压等车况信息。如果车主忘记了汽车的停放地点,利用手机软件来读取钥匙上记录的汽车GPS坐标,可以帮助车主找到车辆停放的位置。

2.2 线控技术DBW

DBW是线控油门的英文缩写,也可称之为电控油门,即发动机的油门是电子控制的。驾驶员仍通过踩油门踏板控制拉索,但拉索并不是直接连接到油门,而是连着一个油门踏板位置传感器,传感器将拉索的位置变化转化为电信号传送至汽车的大脑-ECU(电子控制器),ECU将收集到的相关传感器信号经过处理后发送命令至油门作动器控制模块,油门作动器控制模块再发送信号给油门作动器,从而控制油门的开合程度。虽然DBW比传统油门控制方式复杂,但油门的控制比传统方式精确,发动机能够根据汽车的各种行驶信息,精确调节进入汽缸的燃油空气混合气,改善发动机的燃烧状况,从而大大提高了汽车的动力性和经济性。

2.3 汽车巡航控制系统CCS

根据其特点又称“恒速控制系统”、“车速控制系统”等。汽车巡航控制系统是汽车在运行中不踩加速踏板便可按照驾驶员的要求,自动地保持一定的行车速度的自动行驶装置。采用这种装置后,在长时间行车时,可减轻驾驶员的操作负担。电子系统能准确地控制车辆的工况,从而使高速行驶的车辆更加安全、平稳、减少耗油量,提高了汽车的燃油经济性和驾驶的舒适性。巡航控制系统如果在安装有自动变速器的汽車上使用,更能发挥其优点。

2.4 睡眠驾驶报警系统

该系统可防止驾驶员在睡眠(意识低下)状态下发生事故。它通过监视转向操作和驾驶员心跳状态感知睡眠(意识低下)特有的现象,以判断驾驶者是否开始瞌睡。若认为是轻度瞌睡,则发声及闪亮警告灯,提醒驾驶员采取措施。如果驾驶员未觉察仍继续瞌睡,则此装置会振动驾驶员的座椅,以唤醒驾驶员采取措施。如果警告后驾驶员继续处于睡眠(意识低下)状态驾车行驶时,电子控制油门和自动停车。这对防止驾驶员在瞌睡状态下操作非常有效。

2.5 汽车电控制动系统EBS

汽车电控制动系统EBS是在ABS的基础上,用电子控制取代传统的机械传动来控制制动系统,以达到良好的制动效果,增加汽车制动安全性。EBS系统比ABS系统增加了各种传感器,包括三维力传感器、制动器摩擦片磨损传感器等。制动时,制动踏板位置信号传给电控单元,同时各力传感器把载荷、地面附着力和制动气压信号传给电控单元,由电控单元自动调节制动压力,形成闭环控制。该系统用电子控制取代机械传动,减少制动系统机械传动的滞后时,缩短制动距离,在低强度时,使摩擦片磨损最小;中等强度时,利用ABS达到最佳的道路附着系数利用率;高强度时,施加最大的制动压力,从而获得最佳的控制制动力。

2.6 X-by-wire技术

人们现在常常提到一个名词“X-by-wire”,“wire”是电线的意思,“by-wire”可理解为电控方式,而这里的“X”就像数学方程中的未知数,代表着汽车中传统上由机械或液压控制的各个部件,大的如:发动机、悬架、转向机等,小的如:油门、门锁等。高可靠性的容错电子控制系统X-by-wire不依赖于传统的机械和液压装置,它使得汽车更轻、更便宜、更安全、更省油。其自诊断系统和适配系统对各类型车辆都适宜。这个系统可取消汽车的驱动带,液压制动泵,甚至转向柱,出现无转向盘的汽车。在此电子系统基础之上,增加一些先进功能是很容易的。如:在机械转向系统中,驾驶员在高速时不能正确使用转向盘(如:由于惊慌,过快的转向),而电控方式可在适当范围内驱动执行电机跳过这一失控阶段。

げ慰嘉南:

[1] 杨建华主编,汽车电子性能提高技术,北京:人民交通出版社,2000年

[2] 王望予主编,汽车电子设计,北京:机械工业出版社,2004

[3] 魏名山主编,汽车与环境,北京:化学工业出版社,2005年

[4] 作者:李树珉,汽车噪声原理检测与控制,出版社:中国环境科学出版社