浅谈电子技术在汽车上的应用.docx
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浅谈电子技术在汽车上的应用
浅谈电子技术在汽车上的应用
摘要：
随着汽车工业和电子技术的迅速发展，电子技术在汽车上的应用日益广泛，汽车电子化程度不断提高，汽车已经不再是简单的交通工具，而成为现代科技的载体和结晶。
本文主要介绍了汽车电子技术在汽车上的具体应用及其原理，并指出汽车电子技术未来的发展方向。
相信汽车电子技术将为人们提供更安全、舒适、便捷的服务。
关键词：
电子技术、汽车运用、发展、未来。
Discusselectronictechnologyinautomotiveapplications
College:
electricalengineeringcollegeclass:
automationclass101class
Studentid:
1002100245name:
LinZhiFeng
Abstract:
withtheautoindustryandtherapiddevelopmentofelectronictechnology,electronictechnologyinthecarisappliedmoreandmorewidely,automobileelectronicdegreecontinuouslyimprove,thecarisnolongersimpletraffictools,andbecomethecarrierofmodernscienceandtechnologyandcrystallization.Thisarticlemainlyintroducedtheautomobileelectronictechnologyinthecaronthespecificapplicationandprinciple,andpointsoutthefuturedevelopmentoftheautomobileelectronictechnologydirection.Believeinautomobileelectronictechnologywillprovidepeoplewithmoresafe,comfortableandconvenientservices.
Keywords:
electronictechnology,automobileapplication,developmentandfuture.
绪论：
国外一些专家曾经预言，在21世纪，汽车概念将发生根本的变化，汽车也会像计算尺、手表和打字机一样，完全变个样。
现在的“汽车”是带有一些电子装置的机械装置，未来的“汽车”将转变为带有一些辅助机械的电子装置，汽车的主要部分不再是个几节装置，它正向消费类电子产品转移。
一百多年前诞生的汽车，只不过是一个简单的四轮交通工具，是被一些人，包括马车夫所嘲笑的笨重怪物。
谁也不曾想到，就是这样一个怪物，历经100多年的发展，由原始汽车变化成为一个高科技的结晶体。
特别事电子技术、电脑技术的飞速发展，使汽车的高科技化程度不断得到提高。
电子燃油喷射系统的应用，ABS防抱死制动系统、SRS安全气囊系统、电子控制自动变速箱系统、空气悬挂系统、动力转向系统、自动巡航系统、中控门锁及防盗系统、动力牵引系统、自我诊断系统……，这一系列高新技术，不断完善着汽车的性能，展现在我们面前的汽车再也不是比马车强不了多少的简单的交通工具，而是一个集现代文明和智慧的高科技产物，而这个高科技产物，还在不断地向高科技领域纵身发展。
汽车电器和电子控制装置事汽车的核心部分，汽车电器和电子控制装置的发展关系到整车的动力性、经济性、舒适性、安全性、还有排气净化。
但汽车电子电器的发展要依赖与电子工业的发展。
随着能源、排放、安全法规的不断强化，以及人们对舒适、豪华、便利的不断追求，人们对汽车性能提出了越来越高的几乎是苛刻的要求，电子技术的发展使汽车能进一步提高和改善成为可能。
㈠：
我国汽车电子发展现状。
汽车的电子化、智能化、网络化是现代汽车发展的重要标志，随着消费者对汽车功能和性能要求的日益提高，汽车正在逐渐由机械系统向电子系统转换，目前全球汽车电子产业面临着高速增长的机遇。
在国外，电子系统已占到一辆普通轿车总成本的30%，在高级轿车上比例更高，在国内，中高级轿车电子装置的配置已经接近或达到了国外汽车工业发达国家水平。
但我国汽车电子业总体上还与国外有很大差距，需要加大研究投入的力度。
汽车电子技术经过两个阶段的发展，现正处在第三个阶段。
第一阶段的汽车电子设备主要采用分立电子元件组成电子控制器，并开始由分立电子元件产品向集成电路产品过渡；第二阶段则主要采用集成电路和8位微处理器开发汽车专用的独立控制系统；第三阶段开始于20世纪90年代，汽车电子设备广泛采用16位或32位微处理器进行控制，控制技术向智能化、网络化方向发展。
在该阶段出现了很多新的技术研究领域和研究热点。
中国汽车电子产品市场将在汽车产业发展的保障下稳步发展，各类汽车电子产品在汽车中的普及率将持续提高，预计到2010年，中国汽车电子产品市场规模将达到近2000亿元。
随着中国未来汽车市场的快速发展和汽车电子的价值含量迅速提高，中国汽车电子产业将形成巨大经济规模效应，汽车电子产品占汽车的成本将进一步提高。
未来的汽车电子产品中，围绕安全、节能、环保、舒适和娱乐等方面的元器件及其周边产品将发展最快。
㈡：
电子技术在汽车设计制造中的应用
计算机辅助设计系统（CAD）在汽车设计中被普遍应用，这是汽车工业的一大革命，CAD的应用不但大大提高了设计速度、效率和质量，而且可以在设计过程中通过CAD软件的输出接口为计算分析软件提供结构数据，直接计算分析出所设计结构的力学特性，还可以在设计完成后通过计算机现实出产品最终外形结构，立即可由有关人员评价设计结果的质量。
CAD将这几人员的设计思想通过计算机技术变成设计现实其在设计速度、效率、精度、画面质量和正码率方面都具有无可比拟的优点，它的应用大大缩短了科研成果的开发和转化周期；大大提高了产品的设计质量；大大增强了设计工作的科学性和创造性。
计算机辅助制造系统（CAM）的应用，严格控制汽车的生产制造过程，使复杂的工艺由计算机严格控制，提高了生产效率和产品的合格率，减轻了繁重的人工工作，最大限度地保证了设计性能的实现，优化了工艺流程，提高了产品质量和性能，降低了生产成本。
2.1：
主要应用方面。
①仪表通信
仪表通信类的应用主要有电子钟、电子油耗表、电子温度计、电子车速里程表、电子转速表、旅程计算器、燃料消耗计、电子定时、电子化图示仪表盘、电话及其通信装置、各种报警（灯丝切断，排气温度，水面，液面，未关门，未系安全带等）。
仪表通信类即将采用的新技术主要有大型电子化薄式仪表盘、多路信息传输、光纤通信传输、惯性导航、卫星导航、屏幕显示街道图及交通阻塞状况图、多功能综合屏幕显示等。
②发动机及传动系
发动机及传动系已经采用的技术主要有交流发电机的整流及集成调节器、电子点火（全晶体管式，集成式，无触点分电器式，一体化点火线圈式）、点火正时控制、废气再循环控制（氧传感器）、燃油喷射电子控制、电子控制化油器、柴油机最佳参数电子控制（喷射，进气，正时等）、发动机最佳参数电子控制（空燃比，点火，废气再循环，怠速，爆燃控制，喷射控制等）、车速自动控制、柴油机启动控制、增压器自动控制、变速器电子控制、离合器电子控制、却系电子控制、冷启动控制、换挡提示器、发动机停缸控制、车速感应的动力转向装置等。
发动机及传动系即将采用的新技术主要有发动机气缸电子控制、发动机和传动系综合控制、无级变速和自适应速度控制、热电变换、蓄电池容量余值显示、自动巡航系统、电子控制消声器、电子控制动力转向等。
③安全方面
安全方面已经采用的技术主要有电子防抱制动控制、驱动防滑控制装置、电子主动悬架控制、电子控制四轮转向系统、安全气囊自控装置、刮水器自动控制、速度控制（限速与恒速）、车窗自动控制、轮胎气压报警、防盗报警、防撞车间距报警、未系安全带报警、安全带自动锁紧控制、明暗灯光控制、冲撞记录仪、前大灯控制、后视镜控制、电子门锁等。
安全方面即将采用的技术主要有路面状态显示、防碰撞自动控制、死角处障碍物报警、安全雷达、制动管路故障应急制动、睡眠检测报警、司机突病时自控、电子操纵紧急制动、酒醉检测安全自控、后视摄像及屏幕显示、声音合成报警系统、故障预警提示系统、倒车测距系统等。
④舒适性方面
舒适性方面已经采用的技术主要有空调自动控制、座椅自动调整、自动照明、红外线控制车门开关、车窗及车门自动开关（声控）、高级立体音响、无线电调谐自动预选、无钥匙开车、车用电视机及音响等。
舒适性方面即将采用的技术主要有全自动空调（温度、湿度、清洁度、含氧量）系统、道路交通信息指示表、行驶路线最优化选择控制、声控驾驶等。
2.2：
本节小结。
可见随着汽车工业和电子工业的高速发展，汽车上所装用的电器与电子设备的数量将与日俱增，电子技术所起的作用也会越来越重要。
㈢：
电子技术在汽车行驶系统中的应用。
3.1：
汽车电子控制系统的概述。
汽车发动机电子控制系统技术属于汽车电子领域的关键技术并占据汽车电子市场的主要份额。
随着环保政策、能源政策限制力度的加大，大力应用电子控制技术，开发汽车发动机电子控制系统产品是未来汽车领域的必然[5]。
发动机电子控制系统（EECS）是通过对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行电子控制，使发动机在最佳工况状态下工作，以达到提高其整车性能、节约能源、降低废气排放的目的。
汽车电子控制系统基本由传感器、电子控制器（ECU）、驱动器和控制程序软件等部分组成，与车上的机械系统相配合使用（通常与动力传动控制总成系统、底盘控制系统和车身控制系统中的子系统融合），并利用电缆或无线电波互相传输讯息，即所谓的“机电整合”，如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制系统、防滑控制系统、电子控制悬架系统、电子控制自动变速器、电子助力转向等。
汽车电子控制系统大体可分为四个部分：
发动机电子控制系统，底盘综合控制系统，车身电子安全系统，信息通讯系统[6]。
其中，前两种系统与汽车的行驶性能有直接关系。
3.2：
汽车电子控制技术的应用。
3.2.1、制动防抱死系统（ABS）与驱动防滑转控制（ASR）ABS有减速控制和速度差控制两种基本控制方式，主要部件为轮速传感器、电控单元、压力传感器。
ASR是ABS的完善和补充。
用于防止汽车起动和加速时驱动轮打滑。
提高汽车加速时的牵引性能，改善其操纵稳定性。
ASR已成为高级汽车的选装装备，一般要与自动变速器配合使用。
3.2.2、主动式悬架根据悬架质量的加速度等利用电控液压部件主支的控制汽车震动，保证乘员的舒适。
3.2.3、电动转向器由电子装置操纵步进电机驱动转向桥，使转向系能根据汽车自身的外部条件调节转向助力，灵活可靠。
3.2.4、四轮转向通过电子装置控制四轮进行转向，获得比普通转向系统更佳的操作稳定性和反映灵敏度。
3.3：
电子技术在汽车安全防护中的应用。
3.3.1、安全气囊勇于防冲撞损伤，主要部件为传感器、电控单元、气囊、气体发生器。
美国、欧洲、日本等各大汽车厂商从90年代中后期已经将其作为大多数新车的标准件。
现在，我国中低档轿车大多数也已配置了安全气囊。
3.3.2、汽车防追尾碰撞系统当后车车头接近前车车尾时，系统发出防追尾警告，若驾驶员未采取制动减速措施，该系统启动紧急制动装置，避免追尾事故发生。
主要完成环境检测、防碰撞判定、车辆控制三项基本功能。
3.4：
电子技术在汽车信号、仪表上的应用。
随着微型计算机的电子传感器等汽车电子技术的蓬勃发展，汽车仪表及显示装置已进入电子化时代。
主要部件有模拟和数字传感器、微机系统、电子显示（液晶显示器）、语音报警装置。
3.5:
电子技术在通讯、娱乐、乘坐舒适性及导航等方面的应用
当前最主要的应用是蜂窝点火、自动空调；影视音响从多碟CD卡带收音组合机，发展到集声音、图像、导航通信于一体的汽车多媒体系统。
电子控制的高性能导航系统可根据驾驶员提供的目标资料，向驾驶员提供距离最短且能绕开车辆密集相对集中处的最佳行驶路线，并装有电子地图，可显示前方道路，利用语音提示，采用卫星导航。
电子技术的发展日新月异，可以预见其在汽车工业领域中的应用也将会越来越广泛，电子技术将成为未来汽车工业进步的强劲动力。
3.6:
汽车电子技术的发展
20世纪50年代，人们开始在汽车上安装电子管收音机，这是电子技术在汽车上应用的雏形。
1959年晶体管收音机问世后，很快在汽车上得到应用。
60年代，汽车上应用了硅整流交流发电机和晶体管调节器，到60年代中期，汽车上开始采用晶体管电压调节器和晶体管点火装置。
但更多地应用电子技术则是在70年代以后，主要事为了解决汽车安全、污染和节油3大问题。
进入70年代后期，电子工业有了长足的进步，特别是集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路技术得到了巨大的发展，微机在汽车上的应用，给汽车工业带来了划时代的变革。
20世纪90年代，汽车电子技术进入了其发展的第三个阶段，这是对汽车工业的发展最有价值、最有贡献的阶段超微型磁体、超高效电机及集成电路的微型化，为汽车上的集中提供了基础。
目前汽车电子技术已发展到第四代，即包括电子技术（含微机技术）、优化控制技术、传感器技术、网络技术、机电一体化耦合交叉技术等综合技术的小系统，并且早已从科研阶段进入了商品生产的成熟阶段。
国产汽车电子技术的应用多数处于初级阶段，只有中外合资企业上产的汽车采用电子控制装置，如北京切诺基、一汽奥迪、上海桑塔纳汽车等。
但随着我国轿车工业的发展，汽车电子控制新技术必然会得到愈来愈广泛的应用。
3.7：
本节小结。
随着电子技术的飞速发展，在汽车行业的运用也越来越广，汽车的性能也会越来越好的。
㈣、电子技术在汽车上的应用和发展动向
4.1：
传感器技术
拆干起事汽车上不可或缺的重要元部件，它检测有关汽车的温度、压力、位置、角度、转动、加速度、震动、角速度、流量、光、距离等物理量。
水温、油温、排气温度，汽缸压、轮胎压、制动压等都需检测。
由于汽车电子控制系统的多样化，使其所需要的传感器种类和数量不断增加。
为此，研制新型、高密度、高可靠性和低成本的传感器是十分必要的。
未来的智能化集成传感器，不仅要能提供勇于模拟和处理的信号，而且还能对信号作放大和处理。
同时，它还能自动进行时漂、温漂和非线性的自校正，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，保证传感器信号的质量不受影响，即使在特别严酷的使用条件此案仍能保持较高的精度。
它还具有结构紧凑、安装方便的优点，从而免受机械特性的影响。
现在汽车制造商为开发自动行驶汽车，正加紧研制各种传感器，包括车辆位置传感器、后方障碍物传感器、侧方障碍物传感器、前方障碍物传感器、车间距离传感器、路面传感器、防撞检测传感器、车速传感器、加速传感器、防火检测传感器、驾驶盘角度传感器和驾驶员状态传感器等。
据报道，世界传感器市场将从2001年的9.1亿美元提升到2005年的18.8亿美元，年均增长率达19.7%。
4.2：
微处理（MCU）技术
微处理技术已广泛地应用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。
目前，美国汽车用微处理机，8位的占多数，约占总量的65%。
16位和32位微处理机正在迅速地扩大市场；近两年来，16位的用量增加约50%，而8位的只增加11%。
8位主要用于气袋等，16位用于能源控制、防抱死制动系统，32位用于发动机控制、底盘和防抱死制动系统等，MCU是汽车用半导体的核心器件，实际上24%嵌入MCU用于汽车。
近年日本国内外销售的MCU在25亿个以上，2005年将超过30亿个，价值1.5万亿日元以上。
目前中国用户采用32位MCU进行开发的还不多，主要集中在一些科研项目上，例如电动汽车的研发项目等。
4.3：
智能交通系统（ITS）
汽车智能化相关的技术问题已等候到汽车制造商们的高度重视。
其主要技术中“自动驾驶仪的构想必将依赖于电子技术实现。
智能交通系统（ITS）的开发将与电子、卫星定位等多个交叉学科相结合，它能根据驾驶员提供的目标资料，向驾驶员提供距离最短而且能绕开车辆密度相对集中处的最佳行驶路线。
它装有电子地图，可以显示出前方道路、并采用卫星导航。
从全球定位卫星获取沿途天气、车流量、交通事故、交通堵塞等各种情况，自动筛选出最佳行车路线。
未来的某天，路上行驶的都会是由计算机控制的智能汽车。
4.4：
集成化、多路传输、模块化技术
这是今后另一个大有发展前景的领域。
为了减小体积，减轻质量，提高可靠性，减少装配工时，这都要求将分散的部件，组合成一个整体（模块），就像发动机的点火系统、喷油系统，现在已经集成为一个发动机管理系统。
下一步就是将电子变速和发动机管理系统集成为一个动力传动控制系统。
再进一步就是将ABS/TCS以及ESP都组合成一体。
这样可以共用传感器、控制元件、线路，使零件数量减少，减少连接点从而提高可靠性。
集成化的一个很好例子就是西门子公司为奔驰A级车开发的电控自动变速器将控制元件及传感器都装入到齿轮箱内，节省了空间，电线由20根减为4根。
多路传输技术在20世纪90年代开始推广。
先是福特公司用于林肯大陆型车上，通用公司也用于少数豪华车型上，1998年通用公司销售中的10-20%采用此技术。
采用多路出阿叔技术需要有智能型传感器及执行机构的配合，对电子控制集成化的实现也是十分必要和有效的。
采用这些技术后，使各个数据线成为一个网络，以便分享汽车中心计算机的信息。
微处理机可通过网络接受其他单元的信号。
传感器和执行机构之间要有一个新式接口，以便与多通道传输系统相联系。
采用这些技术可减少质量，减少结构的复杂性，因而降低成本，并可大幅提高可靠性。
4.5：
网络通讯技术
汽车电子发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。
随着电控器件在汽车上越来越多地应用，车载电子设备的数据通信变得越来越重要。
为了进一步提高行驶的经济性、温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。
由此，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。
大量数据的快速交换、高可靠性及廉价是对汽车电子网络系统的要求。
在该系统中，各处理机独立运行，控制改善汽车某一方面的性能，同时在其它处理机需要时提供数据服务。
主处理器收集整理各从处理机的数据，并生成车况显示。
通信控制器保证逐句的正常流动。
网络通讯技术从初期的多子系统分别工作发展到如今的分布式模块化控制器局部网络，如以CAN总线为基础的整车信息共享的分布式控制系统，以及无限通信为基础的远程高频网络通信系统包括GPS、Telematics等。
国外的汽车电子产业形成了从半导体到软件、到部件开发、到系统集成应用的一整套的开发和生产体系。
这里值得一提的是Telematics，它综合了通讯及信息等车用集成系统，主要事指汽车的通讯及信息技术，在生活应用上是指以汽车作为与外在环境资源的交互，综合无线通讯技术将信息及多媒体等内容作单向或双向的传输系统。
Telematics可提供驾驶员各项服务，在实时环境中可自动巡航。
当前已发展的应用有全球卫星定位系统能力和双向语音沟通功能，可提供实时交通信息、气象报告、个人化内容的消息及详细道路指针之类的服务。
Telematics产品也集中了一些汽车安全相关的特色，儒遥控门锁、防盗警报、启动安全气囊及其他紧急事故发生时的必要装置。
Telematics被视为汽车工业继高压缩引擎、微电子之后，另一波的革命。
作为一个带领汽车产业进入另一发展阶段的新技术，Telematics除了涵盖原有发展已久的车内电脑、卫星定位等功能外，也进一步将移动通讯技术与无线网络服务等新应用整合为一。
换句话说，Telematics不仅是未来的车内资源娱乐设备，更是连终汽车与移动商务的桥梁。
目前，Telematics产业仍属于感刚刚起步阶段，2000年在全球汽车配备中装配比例仅为0.4%，未来应用发展及其市场潜力已被视为广义IA中最闪亮的新星。
随球着汽车电子技术因公的增加，对有关控制软件的需求也将会增加，并可能进一步计算机联网。
因此，要求使用多种软件，并开发出通用的高水平语言，以满足多种硬件的要求。
轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件。
软件总数的增加及其功能的提高，将使计算机能够完成越来越复杂的任务。
国际汽车电子技术经过较长时间的积累后，目前正处于全面快速发展的阶段。
而且，汽车电子产品占整车价值的比例日益提高。
目前，国外汽车电子产品成本占整车的30%左右，在未来20年该比例将高达40%。
由此可见，技术创新能力成为竞争取胜的关键。
世界各大汽车公司已把主攻方向转向以微电子技术和信息技术为代表的高新技术，开发研制各种新车型，以此占领技术制高点。
纵观近几十年来汽车技术方面的重大成就，几乎无一例外地是应用电子技术的结果。
多年来，汽车工业的长足进步，都是以电子技术（特别事计算机、集成电路技术）为动力而实现的。
采用电子技术是解决汽车所面临的诸多技术问题的最佳方案。
因此，一个国家电子产业的水平及其在汽车工业领域的应用情况如何，就决定了它在未来的世界汽车行业竞争中能否掌握主动权。
4.6：
本节小结。
电子技术在汽车空调、车载音像设备、车载办公自动化设备等方面的应用，也变化很快。
办公和家庭用品一经出现，过不多时将会有相应的适合于汽车的产品出现。
光纤技术正在汽车领域迅速推广应用。
一些航空领域的电子产品也在源源不断地向汽车领域移植，汽车电子化程度的高低已经成为当今时世界衡量汽车先进水平的重要标志，无人驾驶的智能化汽车正在向电子技术提出新的挑战，同时也为电子技术在汽车领域的发展提供了新的机遇。
当电子技术开始使用在汽车上以后，大大推动了汽车共轭的发展，并且随着电子技术的进步，电子技术在汽车上所起的作用也将越来越重要。
参考文献
[1]阴丽华--电子技术在汽车上的应用.[M].郑州
[2]范珍珍，郭芳芳，章小平--汽车电子技术的应用与发展浅析.[M].南昌
[3]李挺--汽车电子技术应用的发展与现状.[M].杭州
[4]李卫东--浅谈电子技术在现代汽车工业领域中的应用
[5]晓青--未来汽车电子技术的应用与发展趋势
[6]刘艳梅--电子技术在现代汽车上的发展与应用.[m].辽宁
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