淺談”機電一體化技術”在汽車中的應用

李寶田

摘 要：汽車是典型的“機電一體化”產品，汽車中采用機電一體化技術在汽車的機械功能、動力性能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將汽車與電子化設計及軟件技術結合起來，使汽車的功能如虎添翼?？梢哉f今天的汽車已經進入了電子控制的時代，并向自動化智能化方向發展。本文主要介紹了機電一體化技術在汽車中的主要應用和機電一體化技術在汽車上應用的前景預測。

關鍵詞：ECU 燃油經濟性；變速器；汽車局域網

一、自動變速器電子控制技術

汽車自動變速器能自動改變傳動比，調節或變換發動機動力輸出性能，大大提高發動機與傳動系統的使用壽命。自動變速器在汽車的應用起源于1939年美國通用汽車公司，它被首次應用于轎車上，隨著電子技術以及微處理機廣泛應用于變速技術，自動變速技術有了突飛猛進的發展。目前，常用的電子控制變速器有：

（一）電控無級變速器（CVT）

從結構和原理上來講與傳統的手動變速器以及自動變速器都有很大的不同，它的速比變化是無極的，可以實現發動機與變速器的最佳匹配，使發動機長時間工作在最佳工況下，因此，可以有效提高汽車的動力性，經濟性和排放功能。CVT在汽車變速器的發展史上具有變革意義，近20年來，CVT不僅在中國，在世界上都得到快速發展。

（二）雙離合器自動變速器

雙離合器自動變速器是一種最新型的電控機械式自動變速器，它不僅擁有手動變速器的靈活性及自動變速器的舒適性，而且還能提供無間斷的動力輸出，一般的電子控制機械式自動變速器（AMT）在換擋時要切斷動力，再次啟動必然引起傳動系統沖擊，造成動力損失，影響車輛的乘坐舒適性和動力性。DSG的出現從根本上解決了這一問題，DSG的換擋極為迅速，不產生動力間斷，也沒有頓挫感，明顯提高引擎動力，傳輸效率和降低油耗，排放等優點。

二、底盤電子控制技術

（一）驅動防滑控制系統（ASR）

ASR是在汽車防抱死系統ABS的基礎上發展起來的，它的基本功能是防止汽車驅動輪在加速時出現打滑，尤其是在下雨下雪，冰雹結冰等摩擦力較小的路面上，ASR通過控制制動輪制動力矩或控制發動機與傳動系的牽引力，驅動時將車輪滑移率控制在一定范圍內，以獲得最大驅動力和良好的轉向性能，保持汽車的行駛穩定。

（二）電子控制懸架系統

電子控制懸架系統經過傳感器的檢測信號通過計算機處理能自動控制車輛懸架的剛度，阻尼系數以及車身高度，根據汽車載荷、車速和路面情況的變化而改變懸架特性。突破傳統被動懸架的局限性，使其與道路狀況和行駛狀態相適應，保證了汽車行駛的平順性和操縱的穩定性，適應了現代汽車對乘坐舒適性，行車安全性更高的要求。

（三）電子穩定程序（ESC）

ESC作為ABS/ASR功能上的延伸，不僅成功地解決了汽車在制動和驅動時的方向穩定性問題，也出色解決了汽車轉向行駛時的方向穩定性問題。

（四）巡航控制系統（CCS）

CCS又稱為車速控制系統或恒速控制系統，它利用先進的電子技術，使汽車在行駛中根據行駛阻力的變化自動調節節氣門的開度，從而對速度進行自動調節。

三、車載電子信息系統

它采用車載專用中央處理器，基于車身總線系統和互聯網服務形成的車載綜合信息系統，實現包括三維導航實時路況，IPTV，輔助駕駛，故障檢測，車輛信息，車身控制，移動辦公，元件通信，基于在線的娛樂功能及TSP服務等應用，極大的提升了車輛電子化，網絡化以及智能化水平。

（一）CAN總線在現代轎車的設計中已成為汽車網絡的標準裝備，奔馳寶馬大眾等汽車公司以及美國通用福特汽車公司都采用了CAN作為控制器聯網的手段。CAN具有多主節點，開放式結構，錯誤檢測及自恢復能力，實現無線傳輸等優點。

（二）全球定位系統以及車輛導航系統。GPS為具有海陸空全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。它使用24顆衛星高度為20200km的導航衛星組成，衛星星座分布在六條近圓軌道上，它可以在全球范圍內，實現全天候實時為用戶提供靜態或動態目標的精確位置，速度和高度等信息。車輛導航系統用來實時動態地顯示車輛在路網中的位置，并優化車輛到達目的地的最佳路線，降低所需時間，改善了車輛行駛的安全性及效率，提高了道路通行能力，有利于緩解車流量，解決交通堵塞，能源節約等問題。

（三）電子收費系統（ETC）。ETC作為智能交通系統的一個重要組成部分，實現了車輛經過收費站無需停車交費，當車輛通過收費站，由計算機等設備自動完成對車輛通行費的征收工作，從根本上克服交通延誤以及交通堵塞，減少了停車次數，提高了燃油經濟性，有利于環境保護。

四、機電一體化在汽車上應用的前景

采用電子技術對汽車進行更為精確的控制，測量和通信是不斷提高汽車燃油經濟性，環保性，安全性和舒適性的最重要手段。隨著人們快節奏生活的提高以及對汽車各項性能的更高要求，汽車電子技術在汽車上的應用也將越來越多，我相信隨著科學技術的飛速發展和不斷完善，機電一體化系統將使汽車駕駛的更智能化，更安全化，達到一個個科技的高峰。

參考文獻：

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