汽車電子新技術發展方向展望

李 苗,武志平

【摘 要】無鑰匙系統、線控技術、汽車巡航控制系統、睡眠駕駛報警系統、汽車電控制動系統、X-by-wire技術在汽車上的應用導致汽車技術向電子化、信息化、集成化、網絡化、智能化方向發展。

【關鍵詞】電子技術;線控技術;智能

中圖分類號:S126文獻標識碼:A 文章編號:1009-8283(2010)07-0321-01

近年來,微電子技術的飛速發展,將電子技術和傳統的機械相結合,使得汽車的環保、節能、安全、舒適、便捷和智能化等方面的問題均得到很好的解決。電子技術、線控技術的發展、電動汽車的研究、42V電氣系統的研究和信息技術的發展都將導致汽車技術向電子化、信息化、集成化、網絡化、智能化方向發展,汽車將成為一個移動的智能化的“辦公室”。

1 汽車電子技術發展現狀

電子技術在汽車上各個部分都有應用,諸如電子點火裝置(ESA)、車聲控制、儀表盤、照明系統、電子控制噴油裝置、電控自動變速器(ECAT)、防抱死制動系統(ABS)、適時調節的自適應懸掛系統、常速巡行自動控制系統(CCS)、無鑰進入、以及汽車上的娛樂系統等都有電子裝置。汽車電子技術的發展首先是發動機的控制,然后是動力系統、防爆系統、氣囊等。在提倡環保和各個國家對汽車的規定越來越嚴格的今天,汽車制造商順應潮流,不斷推出諸如電動汽車、燃料汽車、混合汽車、電池汽車等新型汽車。此外,今天的汽車還加入無鑰系統、電源控制、攝像控制、輪胎壓力傳感器、防撞系統、毫米波雷達等,并把它們通過CAN總線或其它總線技術連接在一起,使汽車成為一個智能平臺。

2 汽車電子新技術展望

2.1 無鑰匙系統

這種“免鑰匙”智能卡技術采用的是射頻技術、GPS技術,被稱之為“駛向未來的鑰匙”。使用這種技術,車主靠近汽車一米范圍以內,無需鑰匙和按鈕,系統即能辨識車主身份并將車門由鎖死改為自由狀態,車主只需拉動把手就可打開車門,也只需一個按鍵動作即可啟動點火開關。它還可以作為一個信息的終端,讀取和存儲車輛已行駛的公路里程、油箱中的剩余油量、下次檢修時間以及當前胎壓等車況信息。如果車主忘記了汽車的停放地點,利用手機軟件來讀取鑰匙上記錄的汽車GPS坐標,可以幫助車主找到車輛停放的位置。

2.2 線控技術DBW

DBW是線控油門的英文縮寫,也可稱之為電控油門,即發動機的油門是電子控制的。駕駛員仍通過踩油門踏板控制拉索,但拉索并不是直接連接到油門,而是連著一個油門踏板位置傳感器,傳感器將拉索的位置變化轉化為電信號傳送至汽車的大腦-ECU(電子控制器),ECU將收集到的相關傳感器信號經過處理后發送命令至油門作動器控制模塊,油門作動器控制模塊再發送信號給油門作動器,從而控制油門的開合程度。雖然DBW比傳統油門控制方式復雜,但油門的控制比傳統方式精確,發動機能夠根據汽車的各種行駛信息,精確調節進入汽缸的燃油空氣混合氣,改善發動機的燃燒狀況,從而大大提高了汽車的動力性和經濟性。

2.3 汽車巡航控制系統CCS

根據其特點又稱“恒速控制系統”、“車速控制系統”等。汽車巡航控制系統是汽車在運行中不踩加速踏板便可按照駕駛員的要求,自動地保持一定的行車速度的自動行駛裝置。采用這種裝置后,在長時間行車時,可減輕駕駛員的操作負擔。電子系統能準確地控制車輛的工況,從而使高速行駛的車輛更加安全、平穩、減少耗油量,提高了汽車的燃油經濟性和駕駛的舒適性。巡航控制系統如果在安裝有自動變速器的汽車上使用,更能發揮其優點。

2.4 睡眠駕駛報警系統

該系統可防止駕駛員在睡眠(意識低下)狀態下發生事故。它通過監視轉向操作和駕駛員心跳狀態感知睡眠(意識低下)特有的現象,以判斷駕駛者是否開始瞌睡。若認為是輕度瞌睡,則發聲及閃亮警告燈,提醒駕駛員采取措施。如果駕駛員未覺察仍繼續瞌睡,則此裝置會振動駕駛員的座椅,以喚醒駕駛員采取措施。如果警告后駕駛員繼續處于睡眠(意識低下)狀態駕車行駛時,電子控制油門和自動停車。這對防止駕駛員在瞌睡狀態下操作非常有效。

2.5 汽車電控制動系統EBS

汽車電控制動系統EBS是在ABS的基礎上,用電子控制取代傳統的機械傳動來控制制動系統,以達到良好的制動效果,增加汽車制動安全性。EBS系統比ABS系統增加了各種傳感器,包括三維力傳感器、制動器摩擦片磨損傳感器等。制動時,制動踏板位置信號傳給電控單元,同時各力傳感器把載荷、地面附著力和制動氣壓信號傳給電控單元,由電控單元自動調節制動壓力,形成閉環控制。該系統用電子控制取代機械傳動,減少制動系統機械傳動的滯后時,縮短制動距離,在低強度時,使摩擦片磨損最小;中等強度時,利用ABS達到最佳的道路附著系數利用率;高強度時,施加最大的制動壓力,從而獲得最佳的控制制動力。

2.6 X-by-wire技術

人們現在常常提到一個名詞“X-by-wire”,“wire”是電線的意思,“by-wire”可理解為電控方式,而這里的“X”就像數學方程中的未知數,代表著汽車中傳統上由機械或液壓控制的各個部件,大的如:發動機、懸架、轉向機等,小的如:油門、門鎖等。高可靠性的容錯電子控制系統X-by-wire不依賴于傳統的機械和液壓裝置,它使得汽車更輕、更便宜、更安全、更省油。其自診斷系統和適配系統對各類型車輛都適宜。這個系統可取消汽車的驅動帶,液壓制動泵,甚至轉向柱,出現無轉向盤的汽車。在此電子系統基礎之上,增加一些先進功能是很容易的。如:在機械轉向系統中,駕駛員在高速時不能正確使用轉向盤(如:由于驚慌,過快的轉向),而電控方式可在適當范圍內驅動執行電機跳過這一失控階段。

げ慰嘉南:

[1] 楊建華主編,汽車電子性能提高技術,北京:人民交通出版社,2000年

[2] 王望予主編,汽車電子設計,北京:機械工業出版社,2004

[3] 魏名山主編,汽車與環境,北京:化學工業出版社,2005年

[4] 作者:李樹珉,汽車噪聲原理檢測與控制,出版社:中國環境科學出版社