现代电子技术在汽车上的应用及未来发展趋势

朱迪臣

摘 要：伴随现代电子科技的不断发展，电子技术的使用范围得到了极大的拓展，更多的行业慢慢利用电子技术来完成对行业的发展。对汽车行业而言，也应该最大程度展现现代电子技术的效果，以此来促进汽车行业的革新。所以，文章对现代电子技术在汽车中的使用以及未来的发展趋势进行了具体分析，以此来促进汽车行业的持续发展。

关键词：现代电子技术;汽车行业;发展趋势

1 引言

目前，在汽车行业的发展历程上，已经慢慢使用电子技术对内部系统进行了一些改进，其中包含了一部分控制与导航系统，这些主要是电子技术在汽车工业中的具体应用。所以伴随汽车的不断改革和发展的速度不断加快，对与电子技术的需求也在持续增长。

2 现代汽车电子技术使用情况

2.1 在发动机方面的使用

2.1.1 电子控制喷油装置（EFI）

在现代社会中，对于汽车而言，机械或机电混合燃油喷射体系已经不能满足时代的发展，电控燃油喷射装置由于自身良好的性能获得了全面应用。电控燃油喷射系统是在六十年代末开展发展的。和传统的化油器供油体系相比较，它主要的有点在于空燃比控制更加准确，能够达到最好的空燃比;此外，电喷技术改善了汽油的雾化、蒸发和加速性能，发动机功率和转矩也明显得到提升。

2.1.2 电子点火装置（ESA）

在上个世纪初期，点火系统就在汽车发动机中进行了使用，目前，点火系统已经由无触点集成电路逐步发展到微机控制的电子点火系统。微机控制的电子点火系统可以对发动机点火提前角的范围进行有效的维持与控制，使得汽油机的点火时刻能够长期处于最佳状态，以此来深入发现发动机的潜能。

2.1.3 息速控制系统（ISC）

息速性能的高低能够对发动机性能的好坏进行有效的评价，息速性能如果太差将会造成油耗不断加大，并且排污极大，所以必须对其进行掌控。在目前的汽车中往往都会设置怠速控制系统，由ECU控制，并保持在一定的稳定范围中。息速控制往往表示对息速转速进行控制，其本质含义为对怠速工况时的进气量实行相应的调节。其基础原理为：ECU按照冷却水温度、空调负荷信号等对目前转速进行相应的计算，同时和实际的转速进行对比，并且对怠速开关与车速的信号进行检测，以此来推断汽车是否处于息速状态，确认无误后，根据目标与实际的转速差值运行器进行驱动，对进气量进行调节和控制。

2.2 电子技术在底盘方面的使用

2.2.1 电控自动变速器（ECAT）

ECAT能够按照发动机的负载、转速与车速、制动状态和驾驶员控制等参数，通过计算机的计算和判断，自动改变变速杆的方位，完成对变速的良好控制，不但能够获得良好的挡位。还能获得良好的换挡时间。其优点为加速度效果良好，灵敏度高，能量高，可以准确体现行驶荷载和路况。传动系统的电子控制装置能够自主适应瞬时工况的改变，使得发动机能够有效降低转速工作。电子气动换挡装置主要是使用电子装置来代替机械变速杆与变速组织之间的联系，然后利用电磁阀和气动伺服阀汽缸来完成工作。它不但可以使汽车操作更加简单，并且能够获得良好的行驶动力与安全性。

2.2.2 防抱死制动系统（ABS）

這一系统是开发时间最长、应用速度最快的关键安全组件。经过避免车轮在制动时抱死来确保车轮和地面之间最好的滑动率（15-20%），使得汽车在各路面行驶的过程中，车轮和地面均能实现纵向峰值附着系数与极大的横向附着系数，以此来确保车辆的行驶中不会出现抱死拖滑、失去转向能力等各种不良情况，有效提升了车辆的稳定与安全性，降低了制动距离。

2.3 电子转向助力系统

电子转向助力系统是一种利用直流电动机替换传统的液压动力缸、用蓄电池、电动机提供动力的系统。与传统液压系统相比，该系统元件少、体积小、重量轻，并且拥有良好的转向效果与回正特点，有效提升了汽车转向能力与响应的效果，强化了车辆在低速时的机动性和调整时的稳定性。

2.4 具有及时调整的自适应悬架系统

自适应悬架系统可以根据悬架装置的瞬时载荷，自动调整悬架弹簧的刚度与减振器的阻尼功能，以此来适应目前的载荷，维持给定的悬架高度。这大大提高了车辆的稳定性、操纵性、平稳性和舒适性。

3 现代电子技术应用的未来发展趋势

3.1 智能传感器

由于汽车自动化的程度不断提高，对传感器的依赖性也越来越强。由于汽车传感器种类与数量的不断加多，导致传感器慢慢向着集成化、多功能、智能化、微型化的方向进行发展。使得智能化集成传感器不但可以供应模拟待处理的信号，并且还可以扩大信号;与此同时，还可以自动调节温度、非线性等，拥有强大的抗电磁干扰效果，能够有效确保感器信号的品质不被影响，就算在极为严格的条件下还可以具有良好的精度。

3.2 微处理器

在美国通用汽车公司实现将ECU使用于汽车发动机控制系统以后，汽车电控系统进入了一个全新的高速发展使其。后续ECU也被使用于身体安全、动力与其他控制系统。因为ECU对信息处理能力、可靠性、及时性和成本等具有极为特殊的需求，在通用芯片开发的ECU的基础上难以满足汽车电子控制系统具体需求，所以，开发拥有实时同步多通道控制，带有D/AD、自诊断、高输入输出等作用的专用ECU系统拥有结重要的作用。伴随汽车中电子控制的不断发展，ECU在信息处理上的量也在不断增加，所以，一位与三位ECU将会变成未来汽车的首选，慢慢变为车用ECU主要应用，并且在后面几年里的应用需求也会不断增加。

3.3 执行机构

现如今，汽车中应用的执行器主要包含了电动式、电磁式与气动式。电磁执行机构和电动执行机构是一种重量轻、体积小、响应快、能耗低的电动执行机构，和气动式执行器进行对比可知，其输出驱动能力较为缺乏，不能有效满足汽车控制范围中的大驱动输出需求。伴随全新的工艺、材料、结构设计的使用，电磁执行器与电动执行器将慢慢代替气动执行器。特别是将来全面应用42V新电源后，输出驱动能力将大大提高，能够充分替代传统的气动系统。

3.4 控制策略

目前，PID控制理论广泛使用于汽车电子控制系统中，是经典控制理论的一部分，它非线性函数较为不足。现代汽车中需要进行掌控的对象通常都有极为强大的非线性与时变性，控制系统的输入输出参数也在不断增加，应该基于状态空间进行应用，并且适合在多输出和输入中进行使用。非线性时变系统的现代控制理论，例如：模糊、最佳、自适应等各方面的控制。

3.5 42V供电电源

随着电子控制技术的持续发展，汽车电子设备的耗电量也得到了相应的提升，目前具有的12V供电系统的供电能力慢慢接近饱和，不能有效满足在汽车设计中新加入电子设备所需的用电量，例如：飞轮混合起动-发电系统、新型电制动与转向系统、电加热三效催化器等。在以往的12V电力系统将难以落实，而这些技术则是未来汽车技术主要的发展趋势，所以，使用高电压供电慢慢变为供电系统的关键部分。

3.6 车载电子网络

目前，汽车电子系统的发展越来越复杂，并且功能也越来越强大，大部分采用微处理机来优化汽车的能力，这已经成了电子设备发展的主要形势。伴随电控器件在汽车中的广泛使用，车载设备数据通信的重要性也在不断增加，为了能够不断提高汽车行驶中的舒适性，应该对车速、温度等相关信息进行实时交换。因此，利用分布式控制系统对汽车车载电子网络体系进行相关构建具有极为重要意义。数据交换速度快、可靠性高、价格低廉为汽车电子网络系统的根本需求。该系统的处理器独立运行，以控制和提高车辆某些方面的能力，并在其他处理器需求数据时供应服务。主处理器集中收集各个处理机中的数据，以此来生成车况。

3.7 多媒体娱乐系统

伴随第三代移动通讯与网络技术的持续发展，未来智能交通系统有效的将汽车、道路以及各项远程服务进行有效结合，未来汽车也慢慢向着移动办公室与家庭影院等方面进行发展，为司机以及用户供应的及时的通信与娱乐信息。其主要性能表现为：巩固供应极为丰富的多媒体环境、通过使用GSM、GPS网络完成车辆行驶指南、GPS导航、无线上网、家庭、汽车等外部环境的交互等。

4 结论

伴随现代社会与电子技术的高效发展与改革，未来能够有效满足现代电子技术在汽车行业的发展需求，不斷提高人民对于物质生活与交通便利的更高追求。相关部门应该不断加强对于现代电子及时在汽车行业的应用研究，以此来有效推动社会科学技术的发展。不管是在汽车生产还是科学研究方面，现代电子技术都是促进社会与汽车行业不断进步的主要技术之一。

参考文献：

[1]王瑞.电子技术在汽车上应用的研究[J].内燃机与配件，2019（10）：187-188.

[2]晏勇，赵晓雨.现代学徒制在汽车电子技术专业人才培养模式中的改革与创新[J].阿坝师范学院学报，2017，34（03）：115-117.

[3]金付和.汽车电控技术分析及发展[J].西部皮革，2017，39（08）：23.

[4]杨伟超.现代信息电子技术在汽车上的应用发展[J].科技资讯，2016，14（10）：6-7.

[5]孙健.电子技术在现代汽车上的应用及发展趋势[J].黑龙江科技信息，2009（24）：1.