汽车电器系统的特点(汽车电子技术发展趋势)

近年来汽车电子技术的发展日新月异，主要在以下领域得到了迅速发展：

①电子控制喷油装置(EFI)。在现代汽车上，机械式或机电混合式燃油喷射系统已趋于被淘汰，电控燃油喷射装置因其性能优越而得到了日益普及。电子喷油装置可以自动地保证发动机始终在最佳状态工作，使其在输出一定功率的条件下最大限度地节油和净化空气，经过实验并修正得到发动机最佳工况时的供油控制规律，事先把这些客观规律细成程序存在微机的存储器中，当发动机工作时，根据各传感器测得的空气流量、排气管中含氧量、进气温度、发动机转速及工作温度等参数，按预先编好的运算程序进行运算，然后和内存中的最佳工况的参数进行比较和判断再调整供油量。这样就能够使发动机一直处于最优工作条件下运行，从而使发动机的综合性能得到提高。

②电子点火装置(ESA)。它由微机、传感器及其接口、执行机构等几部分构成。该装置可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断。然后进行点火时刻的调节，这样可以节约燃料，减少空气污染。此外，新型发动机电子控制装置还有自适应控制、智能控制及自诊断操作等装置。一般认为，发动机电子控制装置的节能效率在15%以上，而效果更明显的则是在环境保护方面。除此之外，在发动机部分利用电子技术的还有废气再循环(EGR)、怠速控制(ISC)、电动油泵、发电机输出、冷却风扇、发动机排量、节气门正时、二次空气喷射、发动机增压、油气蒸发及系统自我诊断功能等，它们在不同的车型上都不同程度地被应用。

③智能可变气门正时技术(VVT-i)。为了使发动机获得最佳的空燃比，使发动机在不同转速能得到不同的燃油供应，丰田的智能可变气门正时技术相当有代表性。VVT-i系统由传感器、ECU和凸轮轴液压控制阀、控制器等部分组成。ECU储存了最佳气门正时参数值，曲轴位置传感器、进气歧管空气压力传感器、节气门位置传感器、水温传感器和凸轮轴位置传感器等反馈信息汇集到ECU并与预定参数值进行对比计算，计算出修正参数并发出指令到控制凸轮轴正时液压控制阀，控制阀根据ECU指令控制机油槽阀的位置，也就是改变液压流量，把提前、滞后、保持不变等信号指令选择输送至VVT-i控制器的不同油道上。

④电控自动变速器(ECT)。ECT可以根据发动机的载荷、转速、车速、制动器工作状态及驾驶员所控制的各种参数，经过计算机的计算、判断后自动地改变变速杆的位置，从而实现变速器换挡的最佳控制，即可得到最佳挡位和最佳换挡时间。它的优点是加速性能好、灵敏度高、能准确地反映行驶负荷和道路条件等。传动系统的电子控制装置，能自动适应瞬时工况变化，保持发动机以尽可能低的转速工作。电子气动换挡装置是利用电子装置取代机械换挡杆及其与变速机构间的连接，并通过电磁阀及气动伺服阀汽缸来执行。它不仅能明显地简化汽车操纵，而且能实现最佳的行驶动力性和安全性。

⑤防抱死制动系统(ABS)。该系统是一种开发时间最长，推广应用最为迅速的重要的安全性部件。它通过控制防止汽车制动时车轮的抱死来保证车轮与地面达到最佳滑动率(15%~20%),从而使汽车在各种路面上制动时，车轮与地面都能达到纵向的峰值附着系数和较大的侧向附着系数，以保证车辆制动时不发生抱死拖滑、失去转向能力等不安全的工

况，提高汽车的操纵稳定性和安全性，减小制动距离。驱动防滑系统(ASR)也叫做牵引力控制系统(TCS或TRC),是ABS的完善和补充，它可以防止起动和加速时的驱动轮打滑，既有助于提高汽车加速时的牵引性能，又能改善其操作稳定性。

⑥电子转向助力系统(EPS)。电子转向助力系统是用一部直流电机代替传统的液压助力缸、用蓄电池和电动机提供动力的。这种微机控制的转向助力系统和传统的液压助力系统比起来具有部件少、体积小、质量小的特点，优化了转向作用力、转向回正特性，提高了汽车的转向能力和转向响应特性，增加了汽车低速时的机动性以及调整行驶时的稳定性。

7适时调节的自适应悬挂系统。自适应悬挂系统能根据悬挂装置的瞬时负荷，自动地适时调节悬架弹簧的刚度和减振器的阻尼特性，以适应当时的负荷，保持悬挂的既定高度。这样就能够极大地改进车辆行驶的稳定性、操纵性和乘坐的舒适性。

⑧定速巡航自动控制系统(CCS)。在高速长途行驶时，可采用常速巡航自动控制系统，恒速行驶装置将根据行车阻力自动调整节气门开度，驾驶员不必经常踏油门以调整车速。若遇爬坡，车速有下降趋势，微机控制系统则自动加大节气门开度：在下坡时，又自动关小节气门开度，以调节发动机功率达到一定的转速。当驾驶员换低速挡或制动时，这种控制系统则会自动断开。随着世界各大汽车产家对汽车安全问题的高度重视，安全气囊系统、行驶动力学调节系统(FDR或VDC)、防撞系统、安全带控制、照相控制等方面已大量采用了电子新技术。

汽车电子技术向着控制分布化、集中化、智能化、网络化、模块化方向发展，主要表现在以下8个方面：

①重视安全、环保和节能。汽车电子的应用是解决安全、环保、节能的主要技术手段，例如：在节能方面，世界主要汽车生产国开始研究和应用电子模块控制的混合动力轿车、氢燃料电池混合动力轿车及纯电动轿车等。

②传感器性能不断提高、数量不断增加。由于汽车电子控制系统的多样化，使其所需要的传感器种类、数量不断增加，并不断研制出新型、高精度、高可靠性、低成本和智能化的传感器。在性能上，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，保证传感器信号的质量不受影响，在特别严酷的使用条件下能保持较高的精度；在结构上，具有结构紧凑、安装方便的优点，从而免受机械特性的影响。

③车用微处理器不断升级换代。随着汽车电子占整车比例不断提高，MCU(微控制单元)在汽车领城的应用将超过家电和通信领域使用的数量，成为世界上最大的MCU应用领域。

④汽车电器系统不断升压。汽车电控技术的不断发展使汽车电子装置在整车中所占比例和相应耗电量大幅提高，大量汽车电子控制系统的应用已从12V到42V。42V供电系统的应用已经成为一种发展趋势，将导致一场汽车电子产品的革命。

⑤数据总线技术应用日益普及。大量数据的快速交换、高可靠性及廉价性是对汽车电子网络系统的要求。汽车内部网络的构成主要依靠总线传输技术，其优点为：减少线束的数量和线束的容积，可提高电子系统的可靠性和可维护性；采用通用传感器达到数据共享的目的；通过系统软件实现系统功能的变化，以改善系统的灵活性等。

6智能汽车及智能交通系统(ITS)开始应用。以卫星通信、移动通信、计算机技术为依托进行车载电子产品的开发和应用，实现计算机、通信和消费类电子产品“3C”整合。如：车辆定位、自主导航、无线通信、语音识别、出行信息通报、电子防撞产品、车路通信以及多媒体车载终端等。

⑦车用嵌入式软件和硬件平台逐步替代传统设计开发模式。汽车电子产品的研发周期正在缩短，一般汽车发动机的更新周期为7年，而电子产品的更新周期通常在1~3年。

8新技术在汽车电子产品中不斯得到应用。光纤在汽车信号传输中的应用、新的控制理论和方法的大量应用、蓝牙技术等都是汽车电子技术的发展趋势。