现代汽车上电子技术的应用

汽车工业的发展与广泛地使用电气设备、自动装置和自动系统有着密切的联系。

今天的汽车已经进入了电脑控制时代，电器与电子设备是汽车的重要组成部分，其性能的好坏将直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排气净化及舒适性。

计算机技术与电子技术广泛地应用于汽车，几乎已经深入到汽车所有的系统，大大推动了汽车工业的发展。

在一些高档豪华轿车上，微型计算机的使用量已多达48个，占整车成本的50％以上。

目前，汽车电子化程度的高低已成为衡量汽车先进水平的重要标志。

1 汽车发动机的电子控制
1．1 电子点火系统
微机控制的电子点火系统主要由与点火有关的各种传感器、电子控制器（ECU）、点火电子组件、点火线圈、配电器、火花塞等组成。

其中传感器用来不断地收集与点火有关的发动机工作状况信息，并将收集到的数据输入电子控制器，作为运算和控制点火时刻的依据。

电子点火系统中所用的传感器主要有曲轴转角传感器、曲轴转速传感器、曲轴基准位置传感器、进气管负压传感器、爆震传感器、空气流量及进气温度传感器等。

其中前两种传感器是用来检测发动机转速信号的，而发动机转速信号是微机用来确定点火提前角的最主要依据。

由其他传感器检测得到的数据主要用于对点火提前角和点火时刻进行修正。

电子控制器也叫微机控制器，他是电子点火系统的中枢，用来接收传感器收集到的信号，并且在按照一定的程序进行判断、计算后，给电子点火组件输出最佳点火时刻和初级电路导通时间的控制信号。

微机控制的电子点火系统则可使发动机在任何工况下都处于最佳的点火时刻，从而更进一步改善发动机的动力性和经济性，降低排气污染。

1．2 电子控制燃油喷射系统（EFI）
该系统是用计算机控制燃油供给量的装置，因其性能优越而日益得到普及。

电子控制燃油喷射系统是以空燃比作为主要的控制目标。

通过电子控制器对各种不同传感器送来的数据进行判断和计算来控制喷油器以一定的油压，正确、迅速地把汽油直接喷入发动机汽缸。

电子控制器主要是根据进气量的多少来控制喷油量的。

电子控制燃油喷射系统按喷油器的喷射位置不同可以分为单点喷射系统（SPI）和多点喷射系统（MPI）两种。

多点喷射系统是每个汽缸安装一个喷油器，而单点喷射系统是整个系统中只有一个或两个喷油器，安装在节气门的上方。

与传统的化油器相比，电子控制燃油喷射装置的最大特点是，在获得最大功率的同时，最大限度地节油和净化排气，因此是节约能源，降低排污的有效措施。

1．3 怠速控制系统（Idle speed control）
采用发动机转速反馈控制方式，将由冷却水温度、空调压缩机负载和自动变速器负载所确定的发动机目标转速与发动机的实际转速进行比较，确定差值，并且通过控制发动机的进气量来控制实际转速，使之达到目标转速，从而使发动机在各种怠速条件下，均处于最佳的稳定怠速状态。

该系置传感器、车速传感器等。

怠速控制系统没有单独的电子控制器，与燃油喷射系统或点火系统共享一个电子控制器（ECU），因此系统不仅简单，而且控制精度高。

1．4 废气再循环系统（EGR）
氮氧化物是汽车最有害的排放物之一，且其生成量随燃烧室的温度升高而增大。

废气再循环系统（ExhaustGasRecycle，EGR）的主要目的是抑制氮氧化物的生成。

将所排废气的一部分引回进气系统和可燃混合气一起进入汽缸燃烧，从而降低了燃烧室的温度，抑制了NOx 的生成。

2 汽车传动系统的电子控制
2．1 电子控制自动变速器（ECAT）
该系统可在汽车运行中，使变速器能够根据车速、驾驶员的愿望、道路情况等条件自动变换车速，而不需要驾驶员手动换档。

该系统减少了变速器的反映时间，使变速器的精度得
到了很大的提高。

电子控制自动变速器主要有电控液力自动变速器和电控机械自动变速器两种类型。

机械式变速器的传力部分主要由液力变矩器、双排行星齿轮变速器、分动器和取力器等组成。

液力式主要由供油泵、控制油压和流向的控制阀、电磁阀等组成。

与其他控制系统相同，电子控制自动变速器系统也由传感器、微机控制器和执行机构组成。

其中微机控制器中同时存放着几种不同的换档规律，并接受来自驾驶员的指令信号和频率发生器的转速信号，使驾驶员能够根据自己的意图进行选择，以实现最佳档位的控制。

2．2 电子控制悬架系统
电子控制悬架系统分为半主动式与主动式2种。

半主动式电控悬架系统仅可对减震器的阻尼力进行调节，各减振器均设有回转阀，减振器根据ECU输出的信号，驱动回转阀，当回转阀转角发生变化时，减振器阻尼孔的总面积将会变化，从而使减振器的阻尼力发生变化。

电子控制主动式悬架系统可以根据车身高度、车速、转向、制动力等传感器信号，由电子控制器控制执行单元，对悬架的刚度、减振器的阻尼力、车身高度和姿势进行调整，使汽车的稳定性处于最佳状态。

3 汽车安全行驶的电子控制
3．1 自动防抱死制动系统（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装置，一般由车轮转速传感器、压力调节装置、ABS警告灯和一些继电器组成。

他能够使高速行驶中的汽车在制动时自动调整车轮的制动力，获得最佳的滑动率。

在制动过程中，随着制动力的增大，车轮的减速度也在不断的增大，当车轮的减速度达到预先的设定值时，防抱死系统就使制动力处于不变状态，当减速度进一步增大时，ECU发出指令给执行机构，使车轮的制动力处于减小
状态，从而阻止车轮的抱死。

因而提高了汽车的操纵稳定性，减小了制动距离，提高了汽车的行驶安全性。

3．2 驱动防滑系统（ASR）
该系统通过传感器对车轮的滑转情况进行监测，并将收集的信息输入ECU，然后根据E CU处理的结果通过对控制发动机的输出动力或对滑动车轮施以制动力两种方式抑制车轮的滑动，使车轮获得最大的附着力。

因此采用ASR的汽车具有良好的牵引力和行驶稳定性。

3．3 电子控制安全气囊系统（SRS）
电气式安全气囊主要由传感器、电子控制器、气体发生器和气囊4部分组成。

在汽车发生碰撞时，微处理器根据碰撞传感器收集到的信息判断撞击的严重程度，并在几毫秒内使气体发生器向气囊充气，从而起到对驾驶员的缓冲保护作用。

3．4 电子制动力分配系统（EBD）
该系统可在汽车制动时检测前后车轮的负重差异及抱死情况，并利用调节装置自动分配制动力，以获得最佳的制动效果。

EBD通常与ABS一起使用，配备了EBD的ABS系统，可进一步缩短汽车的制动距离，大大提高了汽车制动时的安全性。

3．5 安全带控制装置
汽车在碰撞时或紧急制动时，会产生很大的惯性，使驾驶员和乘员与方向盘或挡风玻璃发生二次碰撞，遭受严重的伤害。

而安全带可将乘员固定在座椅上，在发生碰撞时吸收大量动量，避免二次碰撞的发生。

目前，安全带主要分为三点惯性卷筒式、两点式和预紧式安全带3种。

其中，预紧式安全带中的ECU可根据传感器检测汽车的减速度，如果检测值大于预设值，ECU便会激发预紧装置，将驾驶员固定在座椅上。

4 电子技术在汽车其他方面的应用
随着电子技术的不断进步，越来越多的传感器被应用于轿车上，他们的作用就相当于人的眼睛、鼻子和耳朵。

有了他们的帮助，汽车能够自动确定出周围物体的位置和运动状态；
嗅出周围空气的气味；分辨出声音的大小和方向。

汽车的人工眼是利用传感器发出红外线或超声波，并接收返回信号，以此来确定车距。

如果测得的车距大于预设值，报警装置就会发出报警信号来警告驾驶员。

汽车的人工耳可以检测到发动机发出的噪声，并根据不同的噪声选取相应的背景音乐来抵消噪音对驾驶员的干扰。

汽车的人工鼻可用于空调的智能化控制，例如如果其他车辆排出较浓的废气，控制装置会根据传感器收集到的信号自动关闭空调的外循环系统，并启动其内循环系统来调节车内的温度。

以上简要介绍了现代汽车上的电子技术的应用情况，随着时代的发展，汽车的电子化、智能化程度会越来越高，这必将会给人类带来更大的方便。