關(guān)于汽車電子控制技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展趨勢的探討

王亞平

摘 要：在當前我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的背景下，市場汽車保有量明顯提升，并且隨著科學技術(shù)的不斷創(chuàng)新，汽車電子控制技術(shù)也在不斷地得到完善，同時大大提高了車輛行駛的安全性與可靠性。為了促進我國汽車電子行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，文章對汽車電子控制技術(shù)的概述、應(yīng)用現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢做出探討，切實推動產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽車電子 技術(shù)應(yīng)用 發(fā)展趨勢

1 引言

隨著各國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，汽車領(lǐng)域發(fā)展迅猛，各個國家加強了對汽車電子控制技術(shù)、新能源產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用。近年來，我國加強了對汽車電子技術(shù)研究的扶持力度，以推動國產(chǎn)汽車的廣泛應(yīng)用。在電子技術(shù)研發(fā)不斷發(fā)展的同時，分析其發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢對相關(guān)研究有推動作用。結(jié)合實際進行分析，汽車電子控制系統(tǒng)主要由傳感器、控制器以及控制程序軟件等幾方面組成，在具體的應(yīng)用過程中主要是與汽車的機械系統(tǒng)配套使用，并通過電纜或無線電波互相傳輸訊息，即所謂的“機電整合”，如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死控制系統(tǒng)等[1]。經(jīng)過多年的發(fā)展以及完善，汽車電子控制系統(tǒng)可被劃為以下幾個部分，即發(fā)動機電子控制系統(tǒng)、底盤綜合控制系統(tǒng)、車身電子安全系統(tǒng)、信息通訊系統(tǒng)。

2 汽車電子控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著技術(shù)的不斷革新，汽車電子控制技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車不可或缺的一部分，它的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括發(fā)動機管理系統(tǒng)、汽車底盤綜合控制系統(tǒng)、車身電子安全系統(tǒng)、信息通訊系統(tǒng)等各個方面。以下詳細展開說明在各個方面的應(yīng)用現(xiàn)狀。

2.1 發(fā)動機管理系統(tǒng)

發(fā)動機管理系統(tǒng)是汽車電子控制技術(shù)最早應(yīng)用的領(lǐng)域之一，通過電子控制單元（ECU）處理傳感器監(jiān)測提供的發(fā)動機的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并根據(jù)預設(shè)的控制算法和映射表計算出最佳的操作參數(shù)，實現(xiàn)發(fā)動機的燃油噴射、點火時機等參數(shù)的控制，用來提高發(fā)動機的燃燒效率和燃油經(jīng)濟性，減少燃油的浪費和廢氣排放，同時ECU可以記錄故障碼，幫助維修技術(shù)人員快速定位問題[2]。目前發(fā)動機管理系統(tǒng)已經(jīng)普及到各種汽車中，從小型汽車到大型重型卡車以及工程機械領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。

2.2 汽車底盤綜合控制系統(tǒng)

現(xiàn)代汽車底盤的制動系統(tǒng)也采用汽車電子控制技術(shù)，利用ECU控制制動器件的制動壓力，實現(xiàn)更加精準的制動控制，例如電子制動力分配系統(tǒng)（EBD）可以根據(jù)車輛負載情況和路況來分配前后車輪的制動力，以保證車輛制動的平穩(wěn)性和安全性。同時轉(zhuǎn)向系統(tǒng)利用電子助力轉(zhuǎn)向（EPS）與助力電機，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向操縱輕便性。汽車底盤傳動系統(tǒng)中的變速器也是汽車電子控制技術(shù)應(yīng)用的另一個重要領(lǐng)域，通過ECU控制變速器的換擋時機和力度，實現(xiàn)更加平穩(wěn)且高效的動力傳輸，例如連續(xù)可變變速器（CVT）可用通過控制離合器的開合來實現(xiàn)連續(xù)的變速，從而更加精準地匹配發(fā)動機的工作狀態(tài)，提高能量利用效率。

2.3 車身電子安全系統(tǒng)

汽車電子控制技術(shù)在車身控制方面的應(yīng)用體現(xiàn)在如主動懸掛系統(tǒng)可以通過控制懸掛的剛度和阻尼保證車輛的行駛穩(wěn)定性和舒適性；剎車控制系統(tǒng)（ABS）可以感知車輪速度，通過自動減速來防止車輪鎖死，并且還可以幫助車輛在濕滑路面上保持穩(wěn)定；車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）利用車載傳感器實時監(jiān)控車輛運行狀態(tài)，及時避免車輛出現(xiàn)側(cè)滑、翻滾等情況，防止車輛失控；驅(qū)動防滑系統(tǒng)（ASR）在車輪開始打滑時可以通過控制發(fā)動機的輸出功率或剎車以減少滑動，從而提高車輪與地面之間的摩擦力，主要用于提高車輛的加速性能和在低摩擦路面上的牽引力；電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESC），當車輛在轉(zhuǎn)彎或緊急避障時ESC系統(tǒng)可以自動調(diào)節(jié)車輪轉(zhuǎn)速來避免車輛失控，保證車輛在緊急情況下的穩(wěn)定性。

2.4 信息通訊系統(tǒng)

汽車電子控制技術(shù)在信息通訊系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越普遍。如智能導航系統(tǒng)可以根據(jù)車輛的位置和用戶的輸入來提供導航指示，幫助駕駛員規(guī)劃出最優(yōu)路線、避免擁堵，同時節(jié)約了時間和燃油消耗；智能交通控制系統(tǒng)可以利用汽車電子控制技術(shù)將車輛與城市智能交通系統(tǒng)進行交互，可以改善交通擁堵和交通流量；汽車電子技術(shù)還可以將智能手機與汽車集成在一體，實現(xiàn)語音控制、電話接聽等功能，避免駕駛員開車分心；車載娛樂系統(tǒng)也是汽車電子技術(shù)應(yīng)用的一個體現(xiàn)，借助該系統(tǒng)可以播放音樂、收音機等娛樂項目，讓乘坐人員在長途旅行中更加舒適。

3 汽車電子控制技術(shù)在高級輔助駕駛系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著科技的迅速發(fā)展，汽車電子控制技術(shù)在高級輔助駕駛系統(tǒng)中的應(yīng)用正引領(lǐng)著汽車行業(yè)向著更智能、更安全的未來邁進。這一領(lǐng)域的創(chuàng)新和進步旨在提升駕駛體驗，這些先進技術(shù)正在逐步實現(xiàn)對車輛的智能感知和主動控制。這一系列的高級輔助駕駛系統(tǒng)通過電子控制單元、傳感器和智能算法的緊密協(xié)同，使汽車能夠更智能地應(yīng)對復雜的交通環(huán)境，提供更全面的駕駛輔助和安全防護。

3.1 自動泊車技術(shù)

在汽車領(lǐng)域中應(yīng)用自動泊車電氣自動化技，能夠增加汽車用戶的操作體驗，降低汽車駕駛難度，與此同時，能夠使得駕駛?cè)藛T更加輕松便捷，無形中提高了駕駛?cè)藛T的安全性和駕駛過程的穩(wěn)定性[3]。伴隨新時代的來臨，城市用地面積不斷縮小，與此同時，停車面積不斷縮減。因此，駕駛?cè)藛T需要不斷提升自己的操作技術(shù)，避免在行駛停車過程中花費更多時間，若是引入自動泊車技術(shù)，則能夠改善這一駕駛困境，實現(xiàn)自動停車。在自動控制類汽車中都配備有自動泊車功能，其方向盤帶有電動助力，電動助力中伺服電機能夠直接作用轉(zhuǎn)向機，汽車電腦則可以借助轉(zhuǎn)型來轉(zhuǎn)動方向盤方向，避免在停車過程中與其他物體發(fā)生碰撞，同時，還能夠豐富駕駛成員的心理體驗。與此同時，還可以借助自動泊車技術(shù)來為駕駛成員提供多種停車方案，駕駛成員可以結(jié)合操作技術(shù)和自身環(huán)境來選擇簡單的停車方案。

3.2 車道偏移技術(shù)

伴隨電子控制系技術(shù)的進一步發(fā)展，衍生出車道偏移技術(shù)，并在汽車領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，這一技術(shù)的應(yīng)用能夠有效改善駕駛?cè)藛T在汽車駕駛上的技術(shù)短板，避免讓車偏離既定車道，切實提升駕駛乘員的安全性。但是人員在行駛過程中，可以借助車道偏離系統(tǒng)來自動感應(yīng)道路上的顯著標志、交通情況，并將收集到的數(shù)據(jù)反饋給汽車控制系統(tǒng)，在經(jīng)過系統(tǒng)分析之后，將操作決策發(fā)送給操作系統(tǒng)，最終調(diào)整方向盤。這樣，駕駛成員在實際行駛過程中能夠有效避免操作失誤，保證汽車能夠在既定車道里行駛。駕駛成員利用車道偏移技術(shù)，還可以減少對方向盤的使用頻次，從而能夠極大的降低汽車操作難度，從而能夠在保持駕駛輕松的同時，保障生命安全。駕駛成員在驅(qū)車的過程中，若是遇到極為惡劣的天氣，是很難看清前方路況和路障的，此時，但是成員則可以借助車道偏移技術(shù)來應(yīng)付無法看清的道路，從而能夠保持汽車行駛的安全性，并且還可以緩解駕駛乘員的焦慮情緒，最終可以充分發(fā)揮電子控制技術(shù)的應(yīng)用價值。

3.3 自動巡航系統(tǒng)

在汽車領(lǐng)域中使用ACC自動巡航系統(tǒng)，能夠進一步促進汽車的智能化發(fā)展。其中，駕駛成員可以結(jié)合汽車自身設(shè)定操作，在行駛過程中可以借助ACC自動巡航系統(tǒng)來勘測路面情況，保證汽車能夠安全行駛，同時，還可以自行調(diào)整與后面車之間的車距，從而能夠?qū)崿F(xiàn)自動化操作。基于ACC自動巡航系統(tǒng)具有車距感應(yīng)功能，能夠清楚探測該車與前后車之間的距離，借助感應(yīng)器得出數(shù)據(jù)之后反饋給相關(guān)系統(tǒng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛的控制。汽車的電子控制系統(tǒng)能夠結(jié)合反饋的數(shù)據(jù)信息來進行綜合分析，在進行精準計算之后，計算出汽車在當下情況行駛的速度和距離，從而能夠有效減少車禍發(fā)生，提高汽車的安全性。在此之后，在汽車領(lǐng)域應(yīng)用ACC自動巡航系統(tǒng)能夠?qū)⑿惺沟臎Q策發(fā)送給車輛控制管理系統(tǒng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)汽車行駛速度的控制。若是在此過程中出現(xiàn)意外操作，則還可以借助這一系統(tǒng)來精準做出加速指令或是剎車指令，而能夠避免駕駛員做出其他操作，最終能夠有效降低駕駛?cè)藛T的駕駛車輛的難度性，同時還能夠提高其安全性，充分發(fā)揮電子自動控制技術(shù)的應(yīng)用。

3.4 自動緊急制動系統(tǒng)

汽車自動緊急制動（AEB）是一種車輛安全技術(shù)，能夠在緊急情況下自動減速或停車以避免發(fā)生碰撞。當汽車在行駛過程中，AEB系統(tǒng)會利用車輛前部的雷達、激光或攝像頭等傳感器來檢測前方的障礙物，例如其他車輛、行人或固定障礙物等，當系統(tǒng)檢測到前方可能發(fā)生碰撞情況時，系統(tǒng)會發(fā)出警告提醒駕駛員采取緊急措施或者自動剎車，以避免或者減輕碰撞帶來的不良影響。AEB系統(tǒng)通常分為城市道路和高速公路兩種類型。城市道路型主要用于交通擁堵情況下的低速行駛，高速公路只要適用于高速行駛路況。AEB系統(tǒng)在一定程度上提高了車輛行駛安全性和可靠性，大大降低了交通事故發(fā)生的概率，該技術(shù)已經(jīng)得到大力推廣應(yīng)用，并成為了一些汽車安全評級機構(gòu)對車輛安全性評價的重要指標。

總而言之，汽車電子控制技術(shù)在高級輔助駕駛中的應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車的標配功能。這些技術(shù)很大程度上能夠提高駕駛員的安全性與舒適性，減少交通事故的發(fā)生。

4 汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

未來，汽車電子控制技術(shù)將進一步發(fā)展，智能化和電動化將成為主要趨勢。隨著車輛之間和車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間的更緊密互聯(lián)，以及對環(huán)保和能源效率的不斷追求，汽車電子控制技術(shù)將不斷創(chuàng)新，推動汽車行業(yè)走向更加智能、綠色和安全的未來。在這個不斷變革的時代，汽車電子控制技術(shù)正為我們創(chuàng)造更為智慧、便利且安全的出行體驗。

4.1 智能化與自動化發(fā)展

隨著人工智能和機器學習的不斷發(fā)展，汽車電子控制技術(shù)能夠通過深度學習和數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)實現(xiàn)更智能化和自動化的控制，從而提高駕駛效率及安全性[4]。智能化和自動化已經(jīng)成為汽車電子控制技術(shù)未來發(fā)展方向。例如，當前自動駕駛汽車的研究和開發(fā)已經(jīng)成為汽車制造業(yè)的一個熱點，此項技術(shù)的革新能夠大幅降低安全事故、提高交通效率，未來的的汽車電子控制技術(shù)將會朝著更加智能化和自動化的方向發(fā)展，實現(xiàn)更加高效、安全、便捷的駕駛體驗。

4.2 電氣化與電子化發(fā)展

隨著科技的進一步發(fā)展，電子控制技術(shù)的整體水平也在不斷提升，且汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用范圍也逐漸擴大。在現(xiàn)階段，為切實滿足用戶的實際需求，將電氣化與電子化技術(shù)應(yīng)用到電子控制技術(shù)領(lǐng)域已成為一種重要發(fā)展趨勢。電氣化和電子化發(fā)展是能源與環(huán)保問題所驅(qū)動的，未來的汽車將更加注重能源的可持續(xù)性和環(huán)保性，例如，新能源汽車的開發(fā)已經(jīng)成為許多制造商的重點發(fā)展方向，包括高壓電池管理系統(tǒng)、電動驅(qū)動系統(tǒng)、充電系統(tǒng)等。未來的汽車電子控制系統(tǒng)將會更加注重電力系統(tǒng)的優(yōu)化和控制，以提高新能源汽車的可靠性。

4.3 集成化與互聯(lián)化發(fā)展

現(xiàn)代汽車配備了各種傳感器，包括攝像頭、雷達、激光雷達和超聲波傳感器，這些傳感器用于向車輛的電子控制系統(tǒng)提供車輛狀態(tài)信息和外界環(huán)境信息，多傳感器的集成及其數(shù)據(jù)的融合，可以幫助駕駛員快速做出正確的決策，并且能夠提前識別出潛在危險。隨著高級輔助駕駛技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們越來越需要將車輛連接到互聯(lián)網(wǎng)以及其他車輛，這依賴先進的通信技術(shù)，例如車對車（V2V）和車對基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）的通信系統(tǒng)。隨著車輛的互聯(lián)程度越來越高，網(wǎng)絡(luò)攻擊的風險也會增加，因此開發(fā)強大的網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)在汽車行業(yè)變得越來越重要。比如智能化的網(wǎng)絡(luò)完全系統(tǒng)、安全加密與驗證技術(shù)、云安全技術(shù)等。

5 結(jié)論

綜上所述，研究汽車電子控制技術(shù)，能夠為汽車領(lǐng)域發(fā)展提供動力。汽車電子控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用和不斷創(chuàng)新，為汽車工業(yè)帶來了深刻的變革，塑造著現(xiàn)代汽車的高性能、安全性和智能化水平。汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢將在未來推動整個汽車行業(yè)朝著更安全、更智能、更可持續(xù)的方向發(fā)展，為駕駛員和社會創(chuàng)造更優(yōu)質(zhì)的出行體驗。

基金項目：2021年度陜西能源職業(yè)技術(shù)學院科研創(chuàng)新團隊-低碳清潔能源與智能制造科研創(chuàng)新團隊、基金編號（2021KYTD06）。

參考文獻：

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