电子技术在汽车的应用 - 图文

了国外汽车工业发达国家水平。但我国汽车电子业总体上还与国外有很大差距，需要加大研究投入的力度。汽车电子技术经过两个阶段的发展，现正处在第三个阶段。第一阶段的汽车电子设备主要采用分立电子元件组成电子控制器，并开始由分立电子元件产品向集成电路产品过渡；第二阶段则主要采用集成电路和8位微处理器开发汽车专用的独立控制系统；第三阶段开始于20世纪90年代，汽车电子设备广泛采用16位或32位微处理器进行控制，控制技术向智能化、网络化方向发展。在该阶段出现了很多新的技术研究领域和研究热点。

国内汽车电子企业的现状为起步晚、规模小、水平低、配套难，由于国内汽车电子企业起步晚、产品的技术成熟度低、质量不稳定等原因而不被整车企业采用。即使其产品达到技术要求，也需经过国外厂商的严格试验论证，长时间的等待使国内汽车电子企业错失了大好时机。高门槛的配套入门条件使他们很难获得与整车企业配套的机会，很难通过产品在汽车上的应用积累经验提高技术水平，只能通过售后市场销售产品，而无法成为OEM供应商来进一步扩大产品的规模。另一方面，开发体系的不完善、核心技术的缺乏也无法满足整车企业的同步开发要求和产品的竞争力要求。

在中国市场上的汽车电子供应商主要分为三类：外资、合资、本土企业。在近3000家企业中，市场上的领先者还是外资企业，例如博世、德尔福等，这些公司数量仅占4.1%，但他们却赢得了大于56.4%的市场份额。随着我国汽车零部件领域取消对外资的股比限制，“外资化”在合资汽车零部件企业中成为趋势。数量最多的是本土企业，占总数的80.2%，不过从销售额来看他们只能占据32.3%。

汽车电子产品的利润诱惑重重，各PC、家电、电子巨头们的“汽车梦”纷纷悸动。业者表示，未来电子市场的革新来自汽车电子，一旦汽车电子能形成真正的产业化发展，整个电子产业上下游都将有望在这一市场掘金。

1.3本章小结

可见随着汽车工业和电子工业的高速发展，汽车上所装用的电器与电子设备的数量将与日俱增，所起的作用也会越来越重要。

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2 汽车电子控制系统

2.1 汽车电子控制系统的概述

汽车发动机电子控制系统技术属于汽车电子领域的关键技术并占据汽车电子市场的主要份额。随着环保政策、能源政策限制力度的加大，大力应用电子控制技术，开发汽车发动机电子控制系统产品是未来汽车领域的必然 [6] 。发动机电子控制系统（EECS)是通过对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行电子控制，使发动机在最佳工况状态下工作，以达到提高其整车性能、节约能源、降低废气排放的目的。

汽车电子控制系统基本由传感器、电子控制器（ECU）、驱动器和控制程序软件等部分组成，与车上的机械系统相配合使用（通常与动力传动控制总成系统、底盘控制系统和车身控制系统中的子系统融合），并利用电缆或无线电波互相传输讯息，即所谓的“机电整合”，如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制系统、防滑控制系统、电子控制悬架系统、电子控制自动变速器、电子助力转向等。汽车电子控制系统大体可分为四个部分：发动机电子控制系统，底盘综合控制系统，车身电子安全系统，信息通讯系统 。其中，前两种系统与汽车的行驶性能有直接关系

2.2汽车电子控制系统的一般组成

2.2.1 电子控制系统的一般组成

电子控制系统就是应用控制装置自动地、有目的地控制、操作机器设备或过 程，使之有一定的状态和性能。自动控制系统一般由检测反馈单元、指令及信号处理单元、转换放大单元、执行器和动力源等几部分组成。

1. 检测反馈单元

该单元的功用在于通过各种传感器检测受控参数或其它中间变量，经放大、转换后用以显示或作为反馈信号。

2．指令及信号处理单元

该单元接受人机对话随机指令或定值、程序指令，并接受反馈信号，一般具有信号比较、变换、运算、逻辑等处理功能。传统的指令及信号处理单元多采用模拟电路，随着微电子技术和计算机技术的发展，为工程控制系统提供了采用数字计算机指令和

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信号处理单元的可能性。汽车上所用的指令及信号处理单元多为微处理机。 3．转换放大单元

该单元的作用是将指令信号按不同方式进行相互转换和线性放大，使放大后的功率足以控制执行器并驱动受控对象。

4．执行器

执行器直接驱动受控对象的部件，可以是电磁元件，如电磁铁、电动机等；也可以是液压或气动元件，如液压或气压工作缸及马达。为了使驱动特性与受控对象的负荷特性相互匹配，还可附加变速机构，如液压马达和行星齿轮传动的组合。 5．动力源

动力源为各单元提供能源，通常包括电气动力源和流体动力源两类。 2.2.2 汽车电子控制系统简介

汽车电子控制系统可以分为以下四个部分：

(1) 发动机和动力传动集中控制系统。包括发动机集中控制系统、自动化变速控制系统、制动防抱死和牵引力控制系统等；

(2) 底盘综合控制和安全系统。包括车辆稳定控制系统、主动式车身姿态控制系统、巡航控制系统、防撞预警系统、驾驶员智能支持系统等；

(3) 智能车身电子系统。自动调节座椅系统、智能前灯系统、汽车夜视系统、电子门锁与防盗系统等；

(4) 通讯与信息/娱乐系统。包括智能汽车导航系统、语音识别系统、“ON STAR”系统（具有自动呼救与查询等功能）、汽车维修数据传输系统、汽车音响系统、实时交通信息咨询系统、动态车辆跟踪与管理系统、信息化服务系统（含网络等）等。

2.3 汽车电子技术的应用

2.3.1 在发动机上的应用

汽车发动机电子控制系统技术属于汽车电子领域的关键技术并占据汽车电子市场的主要份额。随着环保政策、能源政策限制力度的加大，大力应用电子控制技术，开发汽车发动机管理系统产品是未来汽车领域的一个必然选择。 1. 电子控制喷油装置（EFI）

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该系统根据各传感器输送来的信号，能有效控制混合气空燃比，使发动机在各种工况下空燃比达到较佳值，从而实现提高功率、降低油耗、减少排气污染等功效。该系统可分为开环和闭环两种控制。闭环控制是在开环控制的基础上，在一定条件下，由计算机根据氧传感器输出的含氧浓度信号修正燃油供给量，使混合气空燃比保持在理想状态下。

在现代汽车上，机械式或机电混合式燃油喷射系统已趋于淘汰，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工作在最佳状态，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编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. 电控点火装置（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。一般认为，发动机电子控制装置的节能效果在15%以上，而效果更明显的则是在环境保护方面。

该产品彻底改变了有触点电子点火装置，采用微型计算机这一高新技术，来采集正时、温度、节气门开度、转速等传感器发出的信号，然后通过中央计算机中的数理逻辑方程对各参数进行处理，得出在该工况下的合理点火时间，提高动力性能5％～7％，降低排放40％～60％，点火时间误差±0．3秒，节油率达3～5％。该系统在国内同类产品中处于领先地位，达到国外同类产品第三代水平（即电控点火控制时代）。

除此之外，在发动机部分利用电子技术的内容还有：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、油汽蒸发及系统自我诊断功能等，它们在不同的车型上都或多或少地被应用。

3. 废气再循环系统（EGR）

废气再循环(EGR)控制方式, 发动机控制电脑即ECU根据发动机的转速、负荷(节

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