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汽车电子编辑词条

汽车电子简而言之就是半导体和汽车的结合,主要分为两类:一类是汽车电子控制装置,要和机械系统配合使用,例如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制、防滑控制、悬架控制、动力转向等。另一类是车载汽车电子装置,是在汽车环境下能够独立使用的电子装置,和汽车本身性能无直接关系,包括导航、娱乐系统及车载通信系统等。

1汽车电子的概述

  汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命,汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志,是用来开发新车型,改进汽车性能最重要的技术措施。汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。

  据统计,从1989年至2000年,平均每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至23%以上。一些豪华轿车上,使用单片微型计算机的数量已经达到48个,电子产品占到整车成本的50%以上,目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。

2汽车电子的应用

  1.电子控制喷油装置在现代汽车上,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。汽车电池也有应用到聚合物电池。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。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。

  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。

  电子技术在底盘上的应用:

  1.电控自动变速器(ECAT)ECAT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。

  2.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。

  3.电子转向助力系统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、用锂电池和电动机提供动力。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、重量轻的特点,最优化的转向作用力、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。[2]

  4.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震器的阻尼特性,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。

  5.常速巡行自动控制系统(CCS)在高速长途行驶时,可采用常速巡行自动控制系统,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。

3汽车电子的发展前景

  1、汽车工业正处于科技创新时代,传统机电产品成为高新技术产品,汽车产业已成为高新技术装备起来的产业。

  2、法规和市场推动着汽车电子信息技术的发展,能源、排放、噪声、安全法规日趋严格,客户对舒适性的要求不断提高,推动着汽车电子信息技术的发展。我国也将实施欧Ⅲ排放标准,欧洲将实施欧Ⅳ排放标准,德国已开发出百公里油耗一升的汽车。提升汽车安全 性的安全带、安全气囊、ABS、ASR等都已智能化。

  3、汽车和发动机系统微处理器的规模越来越大。汽车微处理器越来越多,有的车型达60个,并采用LIN、CAN网络控制,汽车电子产品已占汽车总成本的1/3,软件部分占 4%,这一两年预计将超过10%。IC也将不断趋于集成化,如今的一个IC可实现相当于以前多个IC的功能。为适应电子系统发展需求,汽车供电系统将从 12V发展到42V。

  4、将普及电控电喷系统,提高动力系统效率,可以看出所有发动机已采用了电子技术,厂商也正在普及和提高:电控高压共轭柴油机正大量研究,电力电子模块混合动力驱动系统成驱动主力,氢燃料电池混合动力汽车商业化取得新进展,电控复合火花点火发动机迅速普及,高级电控均匀充气压燃发动机正加紧研究。

  5、线控或驱动系统迅速发展,线控转向、线控制动正加紧研究,线控将取代机械系统,汽车底盘将发生革命性变化。

  6、ITS正迅速兴起,包括汽车的智能化、公路的自动化和导航系统等。

  7、综合控制成为汽车电子信息技术发展趋势,包括动力传动系统、底盘与安全系统、车身与防盗系统等,远程信息处理系统将使蓝牙技术广泛应用于汽车,汽车智能化将不断升级。

 
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