现代汽车电子技术及其在仪表中的运用分析

赵玉田

（烟台汽车工程职业学院，265500）

电子业和汽车业是世界现代工业的两大基石，当前，它们相互融合一起迈入了新的发展阶段。电子技术在现代汽车制造上运用的越来越广泛，使汽车的电子化程度日益提升。对现代汽车来说，传统的机械技术是汽车的基础，而电子技术则是对汽车的提升，现代汽车电子技术就是传统的机械技术和电子技术的结合体。同时，汽车仪表也在随着电子技术的应用不断进行更新，它由传统的指针式仪表转变到了现代数字式以及模拟式的轨道上来，其系统也由以往的低精度和单功能发展成为高精度和多功能的仪表。另外，汽车仪表也在科学显示汽车工况的前提上增加了多功能导向以及自动调节功能，让汽车更具有经济与安全性。为了能充分切合当今信息化社会的发展需要，现代汽车电子技术还需要不断的发展与更新。

1 现代汽车电子技术应用现状

1.1 发动机电子控制

1.1.1 电子控制喷油装置：在现代汽车中，传统的机械式以及机电混合式的燃油喷射逐渐被淘汰，取而代之的是电子控制燃油喷射装置。此装置发展于20世纪60年代末期，与以往传统的化油器供油系统对比，电子控制喷油装置可以更精确的对空燃比进行控制，并且电子喷射技术有效提高了汽油的雾化，使汽油的蒸发性能以及加速性能趋于更好，真正提升了发动机的功率和转矩。这样可以让汽车发动机始终处于一个最优的状态，从根本上提高了汽车发动机的综合性能。

1.1.2 电子点火装置：点火装置在汽车发动机上的应用最早开始于20世纪初。随着科学技术的不断发展，汽车点火装置已经从以往的触点式、集成电路式以及普通无触点式发展成了由微机控制的电子点火系统。这种系统可以把发动机的点火提前角控制并维持在一个最佳的状态，从而更深入地挖掘发动机的潜能。在微机控制的电子点火系统中，出现了无分电器点火系统，这种系统把由微机控制的点火系统力的分电器给取消掉了，取而代之的是ECU 内部控制各缸配电，这样就可以把点火线圈内产生的高压电直接送到火花塞中进行点火，不用经过分电器的分配。无分电器点火系统可以把分火头和分电器盖边电极的火花放电现象给消除掉，有效减少电磁的不良干扰。

1.1.3 怠速控制系统：怠速控制是指对怠速空气量的控制。它要实现的功能除了稳定基本怠速以外，还可以将一些过去要利用各种附加装置才能实现的功能集中起来，使进气系统更加简化。现代汽车中一般都有怠速控制系统，它是由ECU 进行控制并维持发动机怠速在一定的稳定范围内。怠速控制的实质就是通过怠速执行器调节进气量，同时配合喷油量及点火提前角的控制，改变怠速工况燃料消耗所发出的功率，以稳定或改变怠速转速。当前，怠速控制系统除了对怠速转速的稳定性进行控制以外，还可以实现起动控制以及暖机控制等作用，这种多功能的集中可以简化汽车机构，也同时对怠速控制的精确性进行了提高。

1.2 底盘电子控制

1.2.1 电控自动变速器：电控自动变速器可以很好的依照汽车发动机的承载量、运转速度、制动器的工作状态以及驾驶员控制的参数经过计算机的精确运算以后自动改变变速杆的位置，以充分实现变速器的最佳档位以及最佳的换挡时间。电控自动变速器的主要优点是加速性能比较好、灵敏度比较高，而且能及时正确地把行驶负荷以及道路条件给反映出来，简化了汽车的操作，实现了最佳的行驶动力和安全。

1.2.2 防抱死制动系统：防抱死制动系统是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油一定压力，并将压力充斥到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点，提高汽车的操纵稳定性以及操作安全性，有效减少制动的距离。ABS 防抱死制动系统通过安装在车轮上的传感器发出车轮将被抱死的信号，控制器指令调节器降低该车轮制动缸的油压，减小制动力矩，经一定时间后，再恢复原有的油压，这样不断的进行循环（每秒可达5～10次），就可以使车轮始终处于一个转动状态而又有最大的制动力矩。

1.2.3 电子转向助力系统：电子转向助力系统是利用电机产生的动力协助驾车者进行动力转向。在汽车进行转向时，转矩传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向，这些信号会通过数据总线发给电子控制单元，电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号，向电动机控制器发出动作指令，从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，从而产生了助力转向。

2 现代汽车电子及时及其在仪表中的运用

2.1 汽车速度计

汽车速度计就是运用传感器从变速箱的输出轴上或者汽车车轮上获取转速的信号，然后根据特定的计算公式计算出汽车速度的一个仪表装置。当前，汽车速度计被广泛应用在现代汽车电子技术当中，它可以有效检测出汽车感应器传入的信号，并经过微机精确计算出汽车速度的脉冲（此计算会随着预定时间周期的结束而结束），最终将存贮器里面的数字和计算器里面的数字进行对比与比较，在比较过程中，如果之间的差值大于或者等于1km/h，那么计算器里面的计算结果就会被送到所显示的电路中，从而显示出最近更新的数值。

2.2 电子式转速表

电子式转速表一般能在振动、高低温以及比较潮湿的环境下进行工作，它主要依赖自身比较高的灵敏度以及精度来实现自动报警的功能，其应用的范围一般比较广泛。转速仪表结构比较简单，品种多样且比较系列化，在未来的发展中，要进一步的向人性化发展。随着电子技术的发展，单片机技术和大规模可编程数字逻辑电路的普及，为转速仪表结构简单化提供了技术基础。智能芯片的运用，使同一仪表硬件具有多种不同功能的软件，为汽车的多样化和系列化带来了便利。智能仪表的软件，可为不同需求量身定做，使得智能仪表又具个性化的特点。

2.3 数字温度计

随着现代汽车电子技术的不断发展，数字温度计可以对汽车发动机中冷却水的温度进行更加准确而又科学的测量，同时，它还可以对汽车气缸里面的主要轴承温度做一些探测。数字温度计采用温度敏感元件也就是温度传感器，将温度的变化转换成电信号的变化，如电压和电流的变化，温度变化和电信号的变化有一定的关系，如线性关系，一定的曲线关系等，这个电信号可以使用模数转换的电路即AD 转换电路将模拟信号转换为数字信号，数字信号再送给处理单元，如单片机或者PC 机等，处理单元经过内部的软件计算将这个数字信号和温度联系起来，成为可以显示出来的温度数值，如25.0摄氏度，然后通过显示单元，如LED，LCD或者电脑屏幕等显示出来给人观察。这样就完成了数字温度计的基本测温功能。

3 现代汽车电子技术未来的发展趋势

3.1 安全技术

未来汽车电子控制的方向主要是以汽车安全领域为主，发展的趋势一般是趋于运用雷达技术以及车载摄像技术来开发各种各样的自动防撞功能；运用近红外技术来科学开发各种各样的能够把司机的行为给检测出来的安全系统；具有高性能的轮胎综合检测系统；能够自身适应自动驾驶的系统；能够把驾驶人员的身份给识别出来的系统；安全气囊和车身动态控制系统等。

3.2 汽车总线

运用总线技术将汽车里的各种电控的单元、职能仪表以及职能传感器等有效联接起来，以构成一个汽车内部的局域网络，从而实现各个系统之间的信息资源共享，它们的主要特点是能够最大幅度减少汽车线束的数量、体积以及连接点，从而最大化的增加系统的可靠以及可维护性能；能够利用通用的传感器达到数据信息共享的主要目的；可以让系统更趋于灵活性，能够通过系统的软件来实现系统功能的变化。

3.3 智能通讯

随着当今最新一代的引动通讯技术以及计算机网络技术的提高与发展，未来的汽车正向着移动办公室以及家庭影院的方向进化，这种技术为广大司机以及乘客在行车过程中提供了最新的通讯以及娱乐信息，而且把汽车与道路和其它的远程服务一并连接起来，建构了未来的智能交通系统。智能通讯的主要功能有：可以为广大司机提供丰富多样的多媒体环境，运用CPS 网络实现汽车导航、无线因特网、行车指南和家庭等各种外部环境的共同互动；具有远程汽车的诊断功能，在汽车处于紧急状态下可以适时引导救援服务机构准确赶到事故地点。

3.4 执行器

当前，用于汽车中的执行器主要包括：电磁式的执行器、电动式的执行器、气动式的执行器以及液动式的执行器，其中，电磁式以及电动式的执行器主要是以电为主要动力的操作机构，它们具有体积比较小、重量比较轻、响应比较快以及耗能比较小等特征，但是，电磁式和电动式的执行器驱动能力不足，没有办法来满足未来汽车控制领域的那种大驱动输出的要求。伴随着当前新材料、新机构以及新工艺的大力运用，电磁式执行器以及电动式执行器将逐步把气动以及液动执行器给取代掉，特别是在以后的汽车中更是普遍更换42V的新型电源系统以后，其输出能力将会大幅度提升，其完全可以把以往传统的气动或者液动系统给取代掉。

3.5 传感器

随着汽车传感器的多样化以及使用数量的逐渐增多，汽车传感器技术正在向着多功能、集成化、微型化以及智能化方向进化。未来的智能化集成传感器不但可以为汽车提供一些用于模拟以及处理的信号，还能对汽车接受到的信号作放大化处理，以及能对汽车做自动的时漂、温度漂以及非线性的自动校正，具有非常强的抵抗外部电磁干扰的能力，确保传感器的信号质量不被干扰，即使是在非常严酷的使用条件下，也能保持一个很高的精度。

4 结语

当前，汽车工业的不断发展都是在电子技术的推动下逐步实现的，在未来的汽车领域当中，汽车技术的革新将会有一半以上都是来自电子技术的进步与发展，由此可见，电子技术在当今以及未来的汽车行业中的作用是非常重要并且也是不可替代的。一个国家电子产业的发展水平以及在汽车中的应用情况将很大程度的决定这个国家在以后的世界汽车行业竞争中能否占有先机。目前，我国的汽车电子技术以及在仪表中的应用仍然处在一个起步阶段，我们务必要正确把握未来汽车电子技术发展的方向，积极加快相关技术的研究工作，努力形成自身的发展优势，从而实现我国汽车产业的高速崛起。

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