現代汽車電子技術及其在儀表中的運用分析

趙玉田

（煙臺汽車工程職業學院，265500）

電子業和汽車業是世界現代工業的兩大基石，當前，它們相互融合一起邁入了新的發展階段。電子技術在現代汽車制造上運用的越來越廣泛，使汽車的電子化程度日益提升。對現代汽車來說，傳統的機械技術是汽車的基礎，而電子技術則是對汽車的提升，現代汽車電子技術就是傳統的機械技術和電子技術的結合體。同時，汽車儀表也在隨著電子技術的應用不斷進行更新，它由傳統的指針式儀表轉變到了現代數字式以及模擬式的軌道上來，其系統也由以往的低精度和單功能發展成為高精度和多功能的儀表。另外，汽車儀表也在科學顯示汽車工況的前提上增加了多功能導向以及自動調節功能，讓汽車更具有經濟與安全性。為了能充分切合當今信息化社會的發展需要，現代汽車電子技術還需要不斷的發展與更新。

1 現代汽車電子技術應用現狀

1.1 發動機電子控制

1.1.1 電子控制噴油裝置：在現代汽車中，傳統的機械式以及機電混合式的燃油噴射逐漸被淘汰，取而代之的是電子控制燃油噴射裝置。此裝置發展于20世紀60年代末期，與以往傳統的化油器供油系統對比，電子控制噴油裝置可以更精確的對空燃比進行控制，并且電子噴射技術有效提高了汽油的霧化，使汽油的蒸發性能以及加速性能趨于更好，真正提升了發動機的功率和轉矩。這樣可以讓汽車發動機始終處于一個最優的狀態，從根本上提高了汽車發動機的綜合性能。

1.1.2 電子點火裝置：點火裝置在汽車發動機上的應用最早開始于20世紀初。隨著科學技術的不斷發展，汽車點火裝置已經從以往的觸點式、集成電路式以及普通無觸點式發展成了由微機控制的電子點火系統。這種系統可以把發動機的點火提前角控制并維持在一個最佳的狀態，從而更深入地挖掘發動機的潛能。在微機控制的電子點火系統中，出現了無分電器點火系統，這種系統把由微機控制的點火系統力的分電器給取消掉了，取而代之的是ECU 內部控制各缸配電，這樣就可以把點火線圈內產生的高壓電直接送到火花塞中進行點火，不用經過分電器的分配。無分電器點火系統可以把分火頭和分電器蓋邊電極的火花放電現象給消除掉，有效減少電磁的不良干擾。

1.1.3 怠速控制系統：怠速控制是指對怠速空氣量的控制。它要實現的功能除了穩定基本怠速以外，還可以將一些過去要利用各種附加裝置才能實現的功能集中起來，使進氣系統更加簡化。現代汽車中一般都有怠速控制系統，它是由ECU 進行控制并維持發動機怠速在一定的穩定范圍內。怠速控制的實質就是通過怠速執行器調節進氣量，同時配合噴油量及點火提前角的控制，改變怠速工況燃料消耗所發出的功率，以穩定或改變怠速轉速。當前，怠速控制系統除了對怠速轉速的穩定性進行控制以外，還可以實現起動控制以及暖機控制等作用，這種多功能的集中可以簡化汽車機構，也同時對怠速控制的精確性進行了提高。

1.2 底盤電子控制

1.2.1 電控自動變速器：電控自動變速器可以很好的依照汽車發動機的承載量、運轉速度、制動器的工作狀態以及駕駛員控制的參數經過計算機的精確運算以后自動改變變速桿的位置，以充分實現變速器的最佳檔位以及最佳的換擋時間。電控自動變速器的主要優點是加速性能比較好、靈敏度比較高，而且能及時正確地把行駛負荷以及道路條件給反映出來，簡化了汽車的操作，實現了最佳的行駛動力和安全。

1.2.2 防抱死制動系統：防抱死制動系統是利用閥體內的一個橡膠氣囊，在踩下剎車時，給予剎車油一定壓力，并將壓力充斥到ABS的閥體中，此時氣囊利用中間的空氣隔層將壓力返回，使車輪避過鎖死點，提高汽車的操縱穩定性以及操作安全性，有效減少制動的距離。ABS 防抱死制動系統通過安裝在車輪上的傳感器發出車輪將被抱死的信號，控制器指令調節器降低該車輪制動缸的油壓，減小制動力矩，經一定時間后，再恢復原有的油壓，這樣不斷的進行循環（每秒可達5～10次），就可以使車輪始終處于一個轉動狀態而又有最大的制動力矩。

1.2.3 電子轉向助力系統：電子轉向助力系統是利用電機產生的動力協助駕車者進行動力轉向。在汽車進行轉向時，轉矩傳感器會“感覺”到轉向盤的力矩和擬轉動的方向，這些信號會通過數據總線發給電子控制單元，電控單元會根據傳動力矩、擬轉的方向等數據信號，向電動機控制器發出動作指令，從而電動機就會根據具體的需要輸出相應大小的轉動力矩，從而產生了助力轉向。

2 現代汽車電子及時及其在儀表中的運用

2.1 汽車速度計

汽車速度計就是運用傳感器從變速箱的輸出軸上或者汽車車輪上獲取轉速的信號，然后根據特定的計算公式計算出汽車速度的一個儀表裝置。當前，汽車速度計被廣泛應用在現代汽車電子技術當中，它可以有效檢測出汽車感應器傳入的信號，并經過微機精確計算出汽車速度的脈沖（此計算會隨著預定時間周期的結束而結束），最終將存貯器里面的數字和計算器里面的數字進行對比與比較，在比較過程中，如果之間的差值大于或者等于1km/h，那么計算器里面的計算結果就會被送到所顯示的電路中，從而顯示出最近更新的數值。

2.2 電子式轉速表

電子式轉速表一般能在振動、高低溫以及比較潮濕的環境下進行工作，它主要依賴自身比較高的靈敏度以及精度來實現自動報警的功能，其應用的范圍一般比較廣泛。轉速儀表結構比較簡單，品種多樣且比較系列化，在未來的發展中，要進一步的向人性化發展。隨著電子技術的發展，單片機技術和大規模可編程數字邏輯電路的普及，為轉速儀表結構簡單化提供了技術基礎。智能芯片的運用，使同一儀表硬件具有多種不同功能的軟件，為汽車的多樣化和系列化帶來了便利。智能儀表的軟件，可為不同需求量身定做，使得智能儀表又具個性化的特點。

2.3 數字溫度計

隨著現代汽車電子技術的不斷發展，數字溫度計可以對汽車發動機中冷卻水的溫度進行更加準確而又科學的測量，同時，它還可以對汽車氣缸里面的主要軸承溫度做一些探測。數字溫度計采用溫度敏感元件也就是溫度傳感器，將溫度的變化轉換成電信號的變化，如電壓和電流的變化，溫度變化和電信號的變化有一定的關系，如線性關系，一定的曲線關系等，這個電信號可以使用模數轉換的電路即AD 轉換電路將模擬信號轉換為數字信號，數字信號再送給處理單元，如單片機或者PC 機等，處理單元經過內部的軟件計算將這個數字信號和溫度聯系起來，成為可以顯示出來的溫度數值，如25.0攝氏度，然后通過顯示單元，如LED，LCD或者電腦屏幕等顯示出來給人觀察。這樣就完成了數字溫度計的基本測溫功能。

3 現代汽車電子技術未來的發展趨勢

3.1 安全技術

未來汽車電子控制的方向主要是以汽車安全領域為主，發展的趨勢一般是趨于運用雷達技術以及車載攝像技術來開發各種各樣的自動防撞功能；運用近紅外技術來科學開發各種各樣的能夠把司機的行為給檢測出來的安全系統；具有高性能的輪胎綜合檢測系統；能夠自身適應自動駕駛的系統；能夠把駕駛人員的身份給識別出來的系統；安全氣囊和車身動態控制系統等。

3.2 汽車總線

運用總線技術將汽車里的各種電控的單元、職能儀表以及職能傳感器等有效聯接起來，以構成一個汽車內部的局域網絡，從而實現各個系統之間的信息資源共享，它們的主要特點是能夠最大幅度減少汽車線束的數量、體積以及連接點，從而最大化的增加系統的可靠以及可維護性能；能夠利用通用的傳感器達到數據信息共享的主要目的；可以讓系統更趨于靈活性，能夠通過系統的軟件來實現系統功能的變化。

3.3 智能通訊

隨著當今最新一代的引動通訊技術以及計算機網絡技術的提高與發展，未來的汽車正向著移動辦公室以及家庭影院的方向進化，這種技術為廣大司機以及乘客在行車過程中提供了最新的通訊以及娛樂信息，而且把汽車與道路和其它的遠程服務一并連接起來，建構了未來的智能交通系統。智能通訊的主要功能有：可以為廣大司機提供豐富多樣的多媒體環境，運用CPS 網絡實現汽車導航、無線因特網、行車指南和家庭等各種外部環境的共同互動；具有遠程汽車的診斷功能，在汽車處于緊急狀態下可以適時引導救援服務機構準確趕到事故地點。

3.4 執行器

當前，用于汽車中的執行器主要包括：電磁式的執行器、電動式的執行器、氣動式的執行器以及液動式的執行器，其中，電磁式以及電動式的執行器主要是以電為主要動力的操作機構，它們具有體積比較小、重量比較輕、響應比較快以及耗能比較小等特征，但是，電磁式和電動式的執行器驅動能力不足，沒有辦法來滿足未來汽車控制領域的那種大驅動輸出的要求。伴隨著當前新材料、新機構以及新工藝的大力運用，電磁式執行器以及電動式執行器將逐步把氣動以及液動執行器給取代掉，特別是在以后的汽車中更是普遍更換42V的新型電源系統以后，其輸出能力將會大幅度提升，其完全可以把以往傳統的氣動或者液動系統給取代掉。

3.5 傳感器

隨著汽車傳感器的多樣化以及使用數量的逐漸增多，汽車傳感器技術正在向著多功能、集成化、微型化以及智能化方向進化。未來的智能化集成傳感器不但可以為汽車提供一些用于模擬以及處理的信號，還能對汽車接受到的信號作放大化處理，以及能對汽車做自動的時漂、溫度漂以及非線性的自動校正，具有非常強的抵抗外部電磁干擾的能力，確保傳感器的信號質量不被干擾，即使是在非常嚴酷的使用條件下，也能保持一個很高的精度。

4 結語

當前，汽車工業的不斷發展都是在電子技術的推動下逐步實現的，在未來的汽車領域當中，汽車技術的革新將會有一半以上都是來自電子技術的進步與發展，由此可見，電子技術在當今以及未來的汽車行業中的作用是非常重要并且也是不可替代的。一個國家電子產業的發展水平以及在汽車中的應用情況將很大程度的決定這個國家在以后的世界汽車行業競爭中能否占有先機。目前，我國的汽車電子技術以及在儀表中的應用仍然處在一個起步階段，我們務必要正確把握未來汽車電子技術發展的方向，積極加快相關技術的研究工作，努力形成自身的發展優勢，從而實現我國汽車產業的高速崛起。

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