漫谈电控技术在汽车上的应用

收稿日期：2009-09-22责任编辑：彭宝成校

对：胡

明

作者简介：李书江（1962-），男，汉族，河北藁城人，机电系汽车教研室讲师，主要从事汽车电控发动机、电控底盘技术的教学工作。

文章编号：JL01-0229（2009）04-0001-05

漫谈电控技术在汽车上的应用

李书江，解

莉

（石家庄理工职业学院，河北石家庄050228）

摘要：汽车电子化是现代汽车发展的重要标志。进入本世纪，作为汽车产业和电子

产业结合的产物，汽车电控技术的发展已经驶上了快车道。本文介绍了汽车电控技术的发展与现状，跟踪汽车电控技术的发展趋势，按照汽车发动机、底盘、车身和舒适系统等进行分别论述，对从事汽车开发研究、汽车制造、汽车运用等诸多相关领域的工程技术人员、高校师生开阔思路和视野，有一定的帮助作用。

关键词：汽车电控历程；电控理论；应用现状；发展趋势中图分类号：U463.23

文献标识码：A

石家庄理工职业学院学术研究

Academic Research of Shijiazhuang Institute of Technology 2009年12月第4卷第4期

Dec.2009Vol.4No.4

1引言

能源和环保是当今世界与汽车有关的两大热

点问题。现代汽车的发展趋势是动力好、操作方便、行驶安全、乘坐舒适，并且更重要的是节能、环保。汽车电子控制技术很好地适应了上述需求，是现代汽车新技术发展的核心。故，有人将现代汽车喻为“四个轮子的电脑”。汽车电控技术的应用不仅提高了汽车的动力性、经济性、安全性和环保性，改善了汽车行驶的稳定性和舒适性，推动了汽车产业的发展，而且还为电子产品开拓了更加广阔的市场，从而推动了电子产业的发展。汽车电控技术的发展主要集中在汽车网络、通讯系统、音响、动力总成、底盘控制、安全以及车身控制系统等方面。现在汽车技术创新的70%源于汽车电控技术。汽车电控技术本身的创新进步也为汽车工业快速发展提供了技术保证。节能、环保、安全等方面日益严格的要求和人们对车载信息化、网络化、智能化的诸多需求，为汽车电子提供了发展平台。

2汽车电控技术的发展历程

汽车电子化是建立在电子学的发展基础之

上，从真空管、晶体管、集成电路、大规模集成电路到超大规模集成电路的技术进步，出现了计算机等各种各样的电子装置，汽车电子化也随着逐年的深化与发展，而且有的汽车电子装置占整车造价的1／3，高级轿车有的就装几十个微控器、上百个传感器。电子化的程度可以说是衡量汽车高档与否的主要标志。汽车电控技术的发展及其大规模地应用是从20世纪70年代末开始的，从20世纪70年代到80年代，大致经历了三个发展阶段。

第一个发展阶段为1975年以前。20世纪50年代，人们开始在汽车上安装电子管收音机，这是电控技术在汽车上应用的雏形。1959年晶体管收音机问世后，很快在汽车上得到了应用。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。70年代初期，开始生产技术起点较低电子闪光器、电子喇叭、间歇刮水装置、汽车收音机、电子点火装置和数字钟等。

第二个发展阶段为1974～1982年，以集成电路和16位以下的微处理器在汽车上的应用为标志。主要包括电子燃油喷射、自动门锁、程控驾驶、高速警告系统、自动灯光系统、自动除霜控

石家庄理工职业学院学术研究2009年

制、防抱死系统、车辆导向、撞车预警传感器、电子正时、电子变速器、闭环排气控制、自动巡航控制、防盗系统、实车故障诊断等电子产品。这期间最具代表性的是电子汽油喷射技术的发展和防抱死（ABS）技术的成熟，使汽车的主要机械功能用电控技术来控制。但是，在此阶段机械与电器的联接并不十分理想。

第三个发展阶段为1982～1997年，微电脑在汽车上的应用日趋可靠和成熟，并向智能化方向发展。开发的产品有胎压控制、数字式油压计、防睡器、牵引力控制、全轮转向控制、直视仪表板、声音合成与识别器、电子负荷调节器、电子道路监视器、蜂窝式电话、可热式挡风玻璃、倒车示警、高速限制器、自动后视镜系统、道路状况指示器、电子冷却控制和寄生功率控制等。

进入本世纪后，汽车电控技术进入了第四个发展阶段。包括电控技术、优化控制技术、传感器技术、机电一体化耦合交叉技术、微波系统、多路传输系统、ASKS-32位微处理器、数字信号处理方式的应用，使通讯与导向协调系统、自动防撞系统、动力最优化系统、自动驾驶与电子地图技术得到发展，特别是智能化汽车的出现。

3汽车电控技术应用现状

3.1发动机电控技术

汽车发动机电控技术的主要解决的问题是发动机动力性、燃油经济性和排放环保性三者的有机均衡。为照顾三者各方的性能要求，目前，在电控发动机上采用的电控技术主要包括喷油空燃比控制、汽油机点火正时控制、柴油机喷油时刻控制、废气再循环控制、怠速控制、进气控制、增压控制等，较先进的控制技术是可变配气正时和可变气门升程控制。

3.2底盘电控技术

底盘电控技术在提高驾驶舒适性、行驶安全性稳定性方面起到了重要的作用。目前，已应用的控制技术主要包括制动防抱死控制、驱动防滑控制、牵引力控制、电子控制悬架、车辆稳定性控制、电子控制自动变速器、汽车动力转向控制、巡航控制、车载防撞雷达控制等。

3.3车身电控技术

车身电控技术主要为司乘人员提供安全、方便和舒适的驾乘环境。目前，较为而成熟的电控技术包括电子控制安全带、安全气囊、主动式膝垫、车内温度控制、电子防盗系统、遥控门锁、电动座椅、电动后视镜、电子仪表板、灯光控制、轮胎压力监测等。

3.4信息通信与汽车娱乐

信息通信与汽车娱乐系统可以让司乘人员更多更快地获取有关汽车方面的讯息，同时也便于通过与车外通讯实现社会连接，以获取各种信息资源。信息通信系统主要包括汽车行驶的自身信息系统、车载通信系统、语音信息系统、上网设备等。汽车娱乐系统包括数字式收音机、音响、冰箱、电视、CD/DAT、导航系统和智能运输系统的辅助设备等。

4汽车电控技术的发展趋势

4.1开发灵敏度更高的车用传感器

车用传感器是促进汽车高档化、电子化、自动化发展的关键技术之一。“没有传感器技术就没有现代汽车”的观点已被公认。汽车电子化越发达，自动化程度越高，对传感器依赖性就越大。传感器的发展趋势是：多功能化、集成化、智能化、微型化。传感器的发展方向是：开展基础研究，发现新现象、采用新原理、开发新材料和采用新工艺，扩大传感器的功能与应用范围。

由于利用物理现象、化学反应和生物效应等是各种传感器的基本原理，所以发现新现象与新效应是现代传感器发展的重要基础。

功能材料是发展传感器技术的另一个重要基础。由于材料科学的进步，在制造各种材料时，人们可以任意控制它的成分，从而可以设计与制造出各种用于传感器的功能材料。例如，控制半导体氧化物的成分，可以制造出各种气体传感器；光导纤维用于传感器是传感器功能材料的一个重大发现；有机材料作为功能材料，正在引起国内外汽车电子化专家的极大关注。

传感器的敏感元件性能除了由其功能材料决定外，还与其加工工艺有关。随着半导体、陶瓷等新型材料应用于传感器敏感元件，许多现代先进制造技术也被引入汽车传感器制造技术，例如，集成技术微细加工技术、离子注入技术、薄膜技术等。应用这些技术能够制造出性能稳定、可靠性高、体积小、质量轻的微型化敏感元件。

多功能集成型集成传感器，即在一个芯片上集成多种功能敏感组件和同一功能的多个敏感组件。智能传感器是一种带微型计算机，兼有检

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