现代汽车电子技术应用现状及发展趋势分析

王瑞红 李静

【摘要】随着电子技术的发展，汽车已进入了电脑控制的时代，本文着重分析了汽车电子技术的应用现状，指出了汽车电子技术未来的发展趋势。

【关键词】汽车电子技术；现状；发展趋势

1.引言

汽车电子化程度是衡量汽车现代化水平的重要标志，汽车性能的提高更多的依赖于电子技术的发展，电子设备在整车制造成本所占的比例更是高达40%以上[1]。汽车电子产品根据对汽车行驶性能作用的影响可分为两类：一类是车体汽车电子控制装置，即需要和机械系统配合使用的汽车电子装置，包括发动机、底盘和车身电子控制。比如电子燃油喷射系统、电子点火装置ESA、电控自动变速器ECAT、防抱死制动系统ABS等。另一类是车载汽车电子控制装置，即和汽车本身性能无直接关系，能独立使用的电子装置，包括导航系统、汽车视听娱乐系统、车载通信系统、车载网络、胎压监测系统等。

本文简要分析了汽车的传动系控制系统、车身控制系统、安全控制系统、行驶系控制系统以及信息系统的电子技术应用现状，并指出了未来汽车电子技术的发展趋势。

2.汽车电子技术应用现状

汽车电子根据使用部位可分为：传动系控制系统、车身控制系统、安全控制系统、行驶系控制系统以及信息系统，如图1所示。其主要作用是通过采用传感器、微处理器、执行器等电子元器件组成电控系统，提高汽车的安全性、舒适性、娱乐性等。

图1 汽车电子技术

2.1 传动系控制系统

发动机控制：主要包括电子控制喷油系统和电子点火装置（ESA）。电控燃油喷射系统是设计、工艺难度最大的部件之一，工作时，ECU通过预先设定的程序控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入燃烧室，这样可以保证发动机始终处于工作的最佳状态。

电子点火装置由传感器、微机及其接口、执行机构等组成，通过传感器发来的参数进行判断、运算，实现点火时刻的调节，从而节约燃料，减少空气污染，同时还具有自适应控制、智能控制和自诊断操作等。

在发动机上利用电子技术的还有：废气再循环控制EGR、怠速控制ISC等。

2.2 車身控制系统

2.2.1 X-By-Wire

线控技术（X-By-Wire）是从飞机驾驶控制上发展而来的，“X”则代表汽车中各个系统。该技术利用传感器将驾驶者输入信号传递到中央处理器，通过中央处理器的控制逻辑发送信号给相应的执行机构完成驾驶者的相关操作，实现对汽车各种运动的电子线控。包括：线控油门（Throttle-By-Wire），线控转向（Steering-By-Wire）、线控换档（Shift-By-Wire）、线控制动（Brake-By-Wire）、线控悬架（Suspension-By-Wire）等。线控技术的车辆更易实现集成控制，能提高车辆的操纵性、稳定性、安全性和智能化，最终实现无人驾驶。

2.2.2 汽车防盗装置

汽车防盗器是继单向防盗器、双向防盗器后的新一代防盗产品。它集GSM网络数字移动通信技术和GPS卫星定位技术于一体，利用移动通信网络，通过集成芯片、传感器等，除具有普通防盗器功能外，还具有手机控制、短信定位、远程监听、远程报警、全语音提示操作等功能。

2.2.3 车门控制

常见的有无线遥控车门控制、模块化车门控制、智能控制等。主要是采用集成模块化结构和无线射频电路，通过CAN总线连接到车辆，实现对车门状态的监控、自动上锁、防盗等。

在车身系统上应用的电子技术还有：开关控制、前照灯控制、低速LAN、电动车窗控制等。

2.3 行驶系控制系统

2.3.1 空调控制器

汽车空调控制器分为机械手动控制、电动控制和电动恒温控制，主要有制冷系统、供暖系统、通风和空气净化装置及控制系统组成，实现制冷、加热、通风、除霜、过滤空气等作用。随着电子技术的发展，由计算机控制的自动空调能实现车内空气温度、湿度、清洁度、风向和风量的自动调节，同时还能进行故障检测。

2.3.2 底盘控制

应用于底盘上的电子技术包括：电控自动变速器ECAT、电子转向助力系统、自适应悬挂系统、定速巡航控制系统等。电控自动变速器能根据转速、车速、制动器工作状态及驾驶员控制的参数，自动改变变速杆的位置，实现滑行、节油和换档的最佳控制。电子转向助力系统[2]能根据车速传感器、发动机转速传感器、转矩传感器、油压传感器提供的信号，使汽车转向时反应迅速，操作灵活轻松，降低燃油损耗，提高驾驶的安全性。自适应悬架装置主要通过车速传感器、节气门开度传感器、加速度传感器、车身高度传感器等检测到的信息自动调整车身高度及姿势的变化，实现对车辆舒适性、操纵性的监控。定速巡航控制系统是按照驾驶者的需要进行车速的锁定，使汽车不需要踩油门即可保持等速行驶，减轻了司机的疲劳，节省了燃油消耗。

2.4 安全系控制系统

2.4.1 安全气囊

安全气囊[3]设置在车内前方、侧方和车顶。在行驶过程中，当传感器检测到加速度、速度或其他指标超过预定值时，气囊内的叠氮化钠（NaN3）与硝酸铵（NH4NO3）等物质会迅速发生分解反应，产生大量气体，充满气囊，使车内人员免受正向碰撞所产生作用力的冲击。

2.4.2 ABS系统

ABS（Anti-lock Braking System）防抱死制动系统，通过安装在车轮上的传感器检测出车轮被抱死的信号，ECU指令调节器降低制动缸的油压，减小制动力矩，使车轮避过锁死点，避免紧急刹车时方向失控和车轮侧滑。过一段时间再恢复原有的油压，使车轮时刻处于转动状态而又有最大的制动力矩。

2.5 信息系统

2.5.1 GPS导航系统

汽车GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的无线电导航定位系统。能实现地图查询、路线规划、定位智能防盗报警等功能。

2.5.2 车载信息娱乐系统

车载信息娱乐系统是采用专用中央处理器，基于车身总线系统和互联网服务，形成的车载综合信息处理系统。能够实现包括三维导航、实时路况、IPTV、辅助驾驶、故障检测、车辆信息、车身控制、移动办公、无线通讯、基于在线的娱乐功能及TSP服务等一系列应用，极大的提升了车辆电子化、网络化和智能化水平。

3.未来汽车电子技术的发展趋势

3.1 智能化唱主角

电子技术、汽车网络、通信和传感器技术的发展，很大程度上推动了汽车智能化的深入研究，近五年来，超过90%的创新与智能化相关，越来越多尖端的IT技术应用到汽车上，IPv6、传感器网络技术、数据挖掘与融合技术、中间件技术、WEB-GIS技术、GIS-T、DSRC、移动信息服务技术、无线技术等，将是今后影响汽车信息平台的关键技术。

3.2 环保化是趋势

随着汽车保有量的增加，城市空气质量的下降，人们越来越重视汽车的环保。先进的柴油发动机和电子控制系统受到了人们的青睐。减少汽车尾气污染、提高舒适性和经济性，采用电子产品改善汽车性能无疑是未来的发展趋势。

3.3 安全性最关键

新型汽车越来越智能化和自动化，安全技术的挑战也越来越严峻。汽车厂商为提高产品竞争力，紛纷投入精力研发新型的安全技术装备。采用雷达、光学和超声波传感器等技术[4]，测量汽车与周围物体的距离和接近物体时的速度，以提醒驾驶者，从而避免可能发生的碰撞事件。

4.结束语

电子技术的飞速发展在很大程度上推动了汽车的发展，汽车电子化程度的高低已成为衡量汽车先进水平的重要标志。新型汽车的舒适、便捷和豪华不仅仅是一次汽车文化的革命，也是一种现代生活的体现。

参考文献

[1]高吕和.汽车维修与检测专业教学改革探索[J].北京工业职业技术学院学报.2005，02.

[2]张胜宾，李国杰.基于故障树的电控汽油发动机无法启动故障诊断分析[J].农业装备与车辆工程，2012，02.

[3]戈剑，杨维军.汽车发动机故障诊断的理论和方法[J].轻工科技，2012，04.

[4]卜永丽.汽车空调制冷系统常见故障诊断方法[J].科技信息，2010，19.

作者简介：

王瑞红（1975—），女，河南郑州人，现任教于郑州交通职业学院汽车工程学院，主要从事传感与测控技术的研究。