汽車電子的運用及前景范文

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按現代觀點，汽車乃是一些部件和子系統組成的整體。它能對駕駛員的輸入信息和環境因素的影響做出及時響應，并給出最佳輸出。單純由機械部件組合而成的汽車，由于部件之間在配合上的固有矛盾，無法使整體獲得最佳輸出。化油器與發動機的匹配便是其中一例。6。年代以來，由于節能及排放法規的實施;消費者對舒適、安全、操縱簡便及娛樂方面日益增長的要求;及微電子、計算機工業的迅猛發展，一門新型的邊緣學科—汽車電子學誕生了。

1汽車電子產品的現狀與發展趨勢

60年l七，在硅元件整流的交流發電機、調節器和電子點火中運用了晶體管。70年代，由于排放法規嚴格，汽車開始裝備電子燃油噴射(EFI)以降低污染;同時，汽車的電子控制單元(ECT)中已采用模擬與數字IC。80年代，以微處理器為代表的電子技術已應用到汽車的動力系、底盤系、信息交換系統及安全娛樂等四大領域;傳感器、執行部件、專用IC也獲得廣泛發展。

1.1汽車動力系

這一系統包括發動機和變速箱，它在設計要求上存在許多矛盾，如燃油經濟性與降低排放的矛盾等。現代電子技術則能夠協調這些關系，汽車電子最早的應用就是控制發動機。電子點火系60年代便應用于汽車。人們發現點火正時對排放有重大影響，稀薄氣燃燒需200mJ點火能量，豐田汽車1976年開始裝備燃油噴射系統，此后，單點與多點電子噴射系統得到廣泛應用。據BOSCH公司統計，1984年僅美國就有近400萬輛汽車裝有此系統。在高能點火及采用氧傳感器反饋的條件下，空燃比可高達23。日本的試驗表明采用這種稀薄燃燒的發動機，燃油經濟性可提高10%~15%。現代汽車發動機由于采用高壓縮比、多氣門及渦輪增壓技術，加上燃用無鉛汽油，使防爆控制(KCS)技術在1983年進入實用化。這種閉環點火系能使點火正時曲線以。.50的精度自動跟蹤爆震極限曲線，使發動機獲得最大扭矩輸出。電子控制的變速箱比液壓變速箱有更高精度，容易在經濟性最佳的范圍內運行。日本在1985年已有近50%的汽車裝備這種變速箱，不僅提高了整車的經濟性，而且駕駛員通過按鈕實現功率型、經濟性及中間型等不同駕駛模式，直接改善了整車的操作性能。電控動力系是電子技術對發動機和變速箱的一種綜合控制，由專用單片機傳感器，執行元件組成。據報導，汽車的動力控制系統中，單項控制功能由1978年的5項將發展至111995年的33項;傳感器從7個將增至12個;執行部件從4個將增至20個。動力系從此會有本質性的變化。

1.2底盤系統

底盤控制包括懸架、制動和轉向系統的電子控制。1977年，通用汽車公司用一種新的電動壓縮機代替機械壓縮機，使后輪高度調整系統實現電氣化。80年代，日本加入了懸架電控系統的競爭。懸架電子控制，是指計算機檢測到轉向和制動狀況的信號后，能自適應地處理車輛的側傾、前后仰，并自動調整減振器阻尼力的控制系統。它能防止傾斜并提高車輪的地面附著力。超聲波高度傳感器用來控制車身高度，空氣彈簧用來調整彈性系數，光柵檢測器用來測定轉向角等等。這種完整的控制系統已投入大規模生產。新的制動控制理論和模擬電子技術相結合，產生了電控防抱死制動系統(ABS)，它有可靠的硬件結構、容錯系統、安全自鎖與自診斷功能，極大地提高了行車安全性。液壓助力轉向可減輕駕駛勞動強度，電子控制的轉向系統能使低速費力小，高速費力大，從而提高了操作的安全性和舒適性。1974年豐田公司推出這種以車輛速度為控制量的轉向系統。近年來更出現了電機驅動的電子轉向及四輪轉向系統，進一步改善了操作性能。

1.3信息交換系統

汽車的信息交換包括內部交換及汽車與外界信息交換兩個范疇。內部交換又分為各電控子系統內部及系統之間的信息交換，以及車輛與人之間的信息交換兩個方面。自1970年提出第1個方案以來，這種交換系統的總線結構已變得十分復雜，并成為汽車電子一個專門研究的領域。對消費者來說，直接關心的是人機交換系統。駕駛員需要了解的如發動機轉速、車速、里程、有關溫度等重要信息，已采用液晶、真空螢光、發光二極管等技術，格式化地出現在顯示屏上，駕駛員可按自己喜歡的方式選擇顯示陣列。維修診斷系統采用自動顯示，并提醒用戶及時采取措施，人機工程學由此也在汽車領域中找到了它韻應用。汽車電話與導航系統用于車輛與外界進行信息交換。駕駛員可根據基地臺(或衛星)發出的信號在車載彩色陰極一射像顯示器(CRT)上顯示車輛位置、交通狀況和最佳行車路線。1985年此系統已投入使用。

1.4安全和娛樂系統

運用雷達、‘激光、紅外視覺和超聲傳感技術的電控防碰撞系統，不僅能搜索前方障礙，防止快速接近目標，而且可偵測車輛后方盲區情況，防止背部碰撞;駕駛警告系統則可偵測駕駛員應變能力的喪失并自動采取措施防止事故;電子空調系統不僅自動調節溫度、濕度和空氣質量，而且分配系統能向車內提供選定的溫度區域;電熱供給系統則可快速響應峰值溫度要求并迅速降低過熱現象;汽車音響與電視已與家用設備毫無二樣，汽車電子發展階段中出現的語音的識別系統，將使娛樂設備的控制、顯示方式的選擇和電話撥號實現聲控。公路交通將由此成為人們一種前所未有的享受。90年代，汽車電子將集中發展系統模型，電源系統，多信道處理，汽車軟件和診斷系統五項關鍵技術。汽車將成為一個復雜而龐大的機械與電子系統。它將迫使人們更新設計思想，要求運用系統工程的方法，建立系統的數學模型，在計算機輔助設計(CAD)與計算機輔助制造(CAM)的幫助下進行設計與制造。歐洲已有17個汽車廠家聯合進行技術攻關與車輛制造，日、美亦有類似行動，人們已用“三廠集中度”來描述全球汽車工業日趨壟斷化的競爭形勢。車用電源的峰值將從現在的Ikw升至skw，從而要求設置雙電源。低壓(lZV)電源為包括照明在內的大多數電器與電子設備供電;高壓(24或48V)電源則向重負荷，如空調壓縮機、底盤液壓設備提供電力。雙重電源有賴干大容量蓄電池的進展，它應具備高能量密度、平坦的充電曲線和高可靠性。汽車電子技術的進步，將促使各子系統的控制走向集中化，形成整車電控系統，這一系統除中心電腦外，甚至包括多達23個微處理器以及大量傳感器和執行部件，組成一個龐大而復雜的信息交換與電力控制系統。車用計算機的容量已與現代PC機不相上下，計算速度則要求更高。為此，設計者們希望采用并行算法，及時處理車輛內部的縱橫交換信息。多信道網絡、復雜的總線系統要求強大的軟件支持，這將促使車用軟、硬件系統在今后的歲月中獲得更大的進展。最后，車輛信息數據積累后，足以作為部件生命的期望統計量，構成自診斷的基礎，從而開發出更高水平的自診斷系統。這一系統與維修檢測站的電子檢測系統結合，將改變現行汽車維修保養方式。

2差距與對策上的思考

汽車電子30年現狀的分析與本世紀末發展的展望，使人們十分清楚地感到了國內與發達國家的差距正在擴大的嚴峻形勢。平心而論，國內汽車電子起步并不晚。60年代就已開始研制電子點火，然而現實發人深省。一項簡單的交流發電機推廣應用長達10年之久;研究近30年的電子點火至今未被主機廣泛采用。近年來，盡管少數單位已研制出燃油噴射、微機點火、防爆震點火等電子部件，但從整體來看，國內汽車電子技術尚屬60年代國際水平。這個令人膛目結舌的差距如不認真對待，將對國內汽車工業的前景帶來極不利的影響。造成差距的主要原因主要有以下幾個方面。

2.1研究工作缺乏宏觀調控

汽車電子是一項涉及汽車、電子、計算機等諸多工業的系統工程，就國情而言不是只靠市場調節可搞得上去的。現在缺乏整體研究規劃，研究經費極為匾乏，研究人員如散兵游勇，即使堅持下去，也是舉步維艱，停留在實驗室階段J汽車的設計與制造大多停于機械模仿，’缺乏機理研究，導致主機對電子技術提不出精確數據要求，上不了研究子系統的臺階。

2.2缺乏專門人才和信息交流

汽車電子屬知識密集型交叉學科，靠企業或社會自發的努力是很難培養人才的。目前，國內有關生產和交通部門幾乎沒有這方面人才的現狀應引起教育部門的嚴重關注。人才的缺乏必然導致信息不靈，除個別單位有少量文摘索引外，人們似乎不關心國外汽車電子研究的方向和發展情況，更談不上國際交流和合作，這種自鎖是產生有關技術引進失誤和現有研究在低水平上徘徊的原因之一。

2.3有關基礎工業急待加強

傳感器與電子及微電子組件是汽車電子的基礎，隨著汽車工業的發展，其潛在市場容量能帶來的社會效益與經濟效益前景誘人。僅以電子點火為例，嚴格的道路對比試驗證明能節油3%左右。我國現有汽車保有量為580萬輛，若有50萬輛裝備電子點火，年節油可達5萬噸;合人民幣790萬元。其中僅電子部分將由此創產值4千萬元，利稅1千萬元。據有關專家估計，汽車工業將成為電子行業最大的市場，而國內在這一領域的許多項目尚屬空白，急待開發填補。

2.4對策及建議

2.4.1國家有關職能部門宏觀調控時應考慮:

a.投資與價格政策必要的傾斜，調動主機廠與配套廠上電子產品的積極性。

b.公布必要的法規，除已有的排放法規外，可考慮增加油耗法規。國外經驗表明，強制性執行這些法規，不但有利干保護生態環境和節約能源，而且可大力推進汽車電子技術的進步和電子工業的繁榮。

c.制定汽車電子十年發展規劃和指令性裝備汽車電子產品的規劃，力爭在本世紀末最大限度地縮短與發達國家差距。

d.國家投資建立汽車電子研究中心，負責汽車電子產品開發及研究導向(如建立有關技術標準，抑制低水平研究);組織情報與學術交流;創辦《汽車電子》期刊，向國家職能部門提供有關情況及政策咨詢等。

e.向國家教委建議，在調整高校專業時，設置汽車電子專業。國內應在本世紀末培養一支素質較高，具有一定規模的汽車電子專家隊伍，以迎接21世紀的挑戰。.

2.4.2在國內汽車機電一體化的進程中，保持汽車本體與電子產品技術水平的適當同步。這是出于價值工程的考慮，既可使整車價格性能比實現優化，又可使電子產品配套廠集中精力上質量。

2.4.3正確處理引進技術與國內研究的關系。考慮到汽車工業是國民經濟的支柱工業，引進應著眼于扶持民族工業，汽車電子產品不宜搞國外散件國內組裝的發展模式。我國即將參加關貿總協定，這對國內汽車、電子和計算機工業既是嚴峻的挑戰，又是汽車電子工業面臨的機遇。現在，汽車零部件行業的國際環境相對寬松，只要及時制定正確的對策，抓住機遇迎接挑戰，中國汽車電子工業必將從此順利發展，并有著光明的未來。