摘要：目前，我国人均收入水平得到明显提升，各家各户都有了私家轿车，社会对于汽车的需求量与日俱增，在科技水平的不断发展下，电子技术在现代汽车上应用越来越广泛，电子技术的应用极大地改善汽车的综合性能，使汽车在安全、节能、环保、舒适等各方面都有长足的进步。本文介绍了汽车电子技术的发展，详细分析了汽车电子技术的应用，最后指出了汽车电子技术的未来发展趋势。
关键词：汽车电子技术；电子技术；汽车电子；技术应用与发展
引言
随着我国科学技术的不断发展,汽车电子技术得到了快速发展与广泛应用,扩展与延伸了汽车的功能与内涵。汽车电子化成为现代汽车发展的主要趋势,标志我国汽车行业的发展与进步,成为衡量我国汽车电子发展的主要标准。由于目前我国发展的特点,因此卡车与重型卡车在我国社会发展的过程中成为不可或缺的部分。在卡车或者是重型卡车中安装电子装置,能够有效降低卡车以及重型卡车的运行成本,少则节约20%,多则60%,成为推动我国现代汽车电子技术发展的主要原因。
1汽车电子技术的发展历程
汽车电子技术的发展大体分为4个阶段：1)从20世纪50年代初到70年代初，主要开发由分立元件和集成电路组成的汽车电子产品，代替传统机械部件，例如集成电路调节器、电子点火器等。电子管收音机和晶体管收音机相继在汽车上安装，这是电子技术在汽车上应用的开始。2)从20世纪70年代中期到80年代中期，主要发展专用独立系统，电子装置用于机械装置所无法解决的复杂控制功能方面，例如电子控制汽油喷射系统、巡航控制系统、制动防抱死系统ABS等。3)从20世纪8O年代中期到90年代中期，主要开发多种功能的综合系统及各种车辆的微机控制，汽车上的电子装置不仅能自动承担基本控制任务，而且能处理外部和内部的各种信息，例如集发动机控制与自动变速器控制为一体的动力传动控制、制动防抱死与防滑转控制等。4)从20世纪90年代中期开始，主要研究车辆的智能控制技术，模拟人的思维和行为进行控制，例如汽车自动驾驶系统、汽车自动导航系统等。智能化集成传感器和智能执行机构也已付诸实用，数字式信号处理方式用于声音识别、安全碰撞、适时诊断、导航系统等。
2现代汽车电子技术应用现状和发展特征
2.1现代汽车电子技术应用现状
自改革开放以来，我国建设重心逐渐转移到经济建设上来，汽车行业也如雨后春笋般迅速崛起，汽车行业的发展也推动了汽车电子技术的发展，如电子导航、定位系统、数字电视等，在现代汽车中已经得到了广泛的应用。随着现代技术的发展，人们对汽车电子技术的研究也越来越深入，尤其是在这个国际化的环境下，我国与国外的交流也越来越频繁，我国现代汽车电子技术意境的了规模性的发展，我国汽车行业逐渐走上国际化。然而尽管我国现代汽车电子技术取得了一定的成就，但是我国现代汽车电子技术起步较晚，与国外一些发达国家相比还存在一定的差距，据《中国汽车电子行业深度市场调研与投资前景预测分析报告前瞻》研究显示，2012年我国的前装车载导航设备出货量为130.9万台，同比增长了25.26%，新车装配率约为6.88%。我国后装车载导航设备出货量约为634.2万台，同比增长15.29%。而与欧美等发达国家相比，我国车载导航的新车装配率还相对较低，2007年日本新车装配率就已经达到79%，北美10.2%。由此可见，我国现代汽车电子技术还有很长的路要走，我国汽车行业要想在这个竞争激烈的市场环境下生存下去，就必须加大现代汽车电子技术的研究和应用，促进现代汽车的多元化发展。
2.2汽车电子技术目前发展的特征
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，其特征主要体现在：第一，功能多样化。从最初的发动机电子点火与喷油，发展到如今的各种控制功能，如自动巡航、自动启停、自动避撞等。第二，技术一体化。从最初的机电部件松散组合到如今的机液电磁一体化，如直喷式发动机电控共轨燃料喷射系统。第三，系统集成化。从最初单一控制发展到如今的多变量多目标综合协调控制，如动力总成综合控制、集成安全控制系统等。第四，通信网络化。从初期的多子系统分别工作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，以及无线通信为基础的远程高频网络通信系统。
3汽车电子技术的应用分析
3.1电子控制燃油喷射设备
随着电子技术的迅速发展，机电混合式和机械式的燃油喷射设置已经不符合当前的社会要求，日趋淘汰，而电子控制喷油设备紧跟电子技术发展步伐，拥有优秀的性能，并且应用越来越广泛。燃油喷射电子控制装置能够主动的在发动机输出功率一定的情况下使其最优化节油，净化空气，即使发动机始终处于最佳的工作状态。其原理为在试验中取得发动机的最佳工作状况时的燃油使用规律，将其校正并编写程序存放于微机中，在发动机工作时，根据传感器获得的众多数据，即空气流量、工作温度、进气温度、发动机的转速以及排气管中的含氧量等，按计算机中事先编好的程序进行计算，将结果与计算机中存放的发动机最佳工作状况的数据进行对比和分析，然后调整燃油的供给，如此便可保证发动机始终处于最佳工作状态，提高发动机的整体性能。
3.2电子控制喷油装置(EFI)
现代汽车上，机械式或机电混合式燃油喷射系统趋于淘汰，电控燃油喷射装置因其性能优越而得到日益普及。电控燃油喷射系统是20世纪60年代末开始发展起来的，与传统的化油器供油系统相比，而其突出优点在于空燃比的控制更为精确，可实现最佳空燃比；且电喷技术提高了汽油的雾化、蒸发性能，加速性能更好，发动机功率和转矩得以显著提高。这样能使发动机一直处于最优工作条件下运行，并使发动机的综合性能得到提高。
3.3电控自动变速器（ECAT）
电控自动变速器可以根据发动机的载荷、转速、车速、制动器工作状态及驾驶员所控制的各种参数，经过计算机的计算、判断后自动地改变变速杆的位置，从而实现变速器换挡的最佳控制，即可得到最佳挡位和最佳换挡时间。电控自动变速器的加速性能好、灵敏度高，能准确地反映行驶负荷和道路条件。
3.4ABS防抱死制动系统
在汽车紧急刹车时，汽车可能会出现漂移现象，严重的可能会造成交通事故，而防抱死制动系统则是对该方面的研究成果。ABS是利用车轮上的感应系统来检测车轮是否出现抱死现象，同时减少制动力矩，让车轮闪开锁死位置，防止紧急刹车时出现的方向是跟车轮侧滑。一段时间之后恢复到原来的油压，从而使车轮始终处于转动状态和最大制动力矩。后期的ASR驱动防滑系统对ABS防抱死制动系统进行升级，使汽车启动一级加速时驱动轮不会出现打滑现象，提高汽车操作稳定性，增强汽车加速的牵引功能。
3.5电子转向助力系统
它是用一台直流电机代替传统的液压助力缸、用蓄电池和电动机提供动力的系统。这种微机控制的转向系统和传统的液压系统比起来具有部件少、体积小、重量轻的特点，以及最优化的转向作用力、转向回正特性，大大提高了汽车的转向能力和转向响应特性，增加了汽车低速时的机动性以及调整行驶时的稳定性。
3.6安全气囊系统（SRS）
当汽车发生碰撞时，安装在汽车上的碰撞传感器会检测到汽车突然减速的信号，并将信号输入到安全气囊系统的电控单元，以判断是否发生碰撞。如果检测到汽车发生碰撞，电控单元会发出指令将气囊组件中的点火器电路接通，并引爆点火剂使之爆炸，点火剂引爆时迅速产生大量热量，使充气剂受热分解并释放出大量氮气充入气囊，气囊便冲开气囊组件上的装饰盖并鼓向驾驶员或乘员，在人体和车内构件之间铺垫一个气垫，达到保护人体的目的。当然，汽车电子控制装置还有很多，比如空燃比反馈控制系统、怠速控制系统、故障诊断系统、电子控制动力转向控制系统、电子控制悬架系统、安全带张紧控制系统、车辆保安系统、中央门锁控制系统等。
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3.7常速巡行自动控制系统(CCS)
在高速长途行驶时,可采用常速巡行自动控制系统,恒速行驶装置将根据行车阻力自动调整节气门开度,驾驶员不必经常踏油门以调整车速。若遇爬坡,车速有下降趋势,微机控制系统则自动加大节气门开度;在下坡时,又自动关小节气门开度,以调节发动机功率达到一定的转速。当驾驶员换低速挡或制动时,这种控制系统则会自动断开。随着世界各大汽车产家对汽车安全问题的高度重视,安全气囊系统,行驶动力学调节系统(即R或VDC)、防撞系统、安全带控制、照相控制等方面已大量采用了电子新技术。
3.8自适应悬挂系统
汽车的悬挂装置高度一般岁汽车的负荷的变化而变化，例如汽车转弯是内测悬挂升高，汽车制动时前悬挂降低。用户在驾驶汽车时，悬挂高度的变化会影响用户的舒适度，进而对用户操作产生不利影响。自适悬挂系统可以及时调节弹簧刚度以及减振器的阻尼特性，以最快的速度适应负荷的改变，进而大幅度提高车辆行驶的稳定性，使乘客感觉更加舒适。
4汽车电子技术应用的发展趋势
4.1车载网络系统
在这个经济快速发展的社会里，汽车数量也在不断增加，汽车电子设备也在不断增加。就我国当前汽车行业来看，尽管汽车电子设备得到了广泛的应用，但是汽车电子设备之间的通信问题却没有得到合理的解决，为此，解决汽车电子设备通信是现代汽车电子技术发展的一个趋势。在现代汽车电子技术中，加大技术的投入，构建车载网络系统，通过车载网络系统，将汽车电子设备统统纳入到一个系统中去，可以有效地保证汽车电子设备支架内的正常通信，为汽车行驶着提供正确的信息服务，保证汽车行驶安全。
4.2传感技术
车用传感器的多样化和使用数量的增加，使得传感器朝着多功能化、集成化、智能化、微型化方向发展。未来的智能化集成传感器，不仅能提供用于模拟和处理的信号，而且能对信号作放大等处理；还能自动进行时漂、温漂、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下，仍能保持较高的精度；它还应有结构紧凑、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、驾驶员状态传感器等。
4.3数据传输载体
整车控制系统是一个大且复杂的信息交换与控制系统，内部包含中心电脑、大量传感器、许多执行部件以及数量多达23个的微型处理器。随着车载微机控制系统数量的逐渐增加，对更高速度数据传输网络的需求日益增大，为防止电磁干扰对系统的影响，可采用光导纤维为传输介质。
4.4微处理器技术
微机是整个系统的核心，负责指挥其他设备工作。随着汽车电子控制日趋集中化，ECU需要处理的信息量不断增加，因此16位和32位ECU将成为未来汽车用ECU的首选，预计在今后几年内需求量将增加50％以上，逐步成为车用ECU的主流。开发出具有多路同步实时控制、自带A／D与D／A、自我诊断、高输入／输出等功能的汽车专用ECU系统也具有很高的现实意义。
4.5绿色环保化
随着全球温室效应的日益明显,我国对于环境保护的愈加重视,人们对于汽车动力与环保提出了更高的要求,对柴油发动机与电子控制系统进行不断的研发,注重电动动力系统与混合动力系统的发展与创新,推动汽车向着绿色环保化的方向发展。人们对于汽车动力燃料进行积极的开发,是我国汽车未来的发展重点。汽车发动机与电子控制系统的配置,有效提高了汽车运行的经济性,降低了汽车尾气的排放。现阶段,我国的汽车市场中己经出现了太阳能、生物燃料为能源的环保性汽车,但是由于受到资金成本与技术的限制,还未在我国卡车与重型卡车中推广应用,但是是我国现代汽车发展的主要趋势。
4.6多媒体娱乐与智能通讯系统
现阶段，汽车在移动通讯技术和计算机网络技术发展的支持下已经可以向司机和乘客提供各种丰富的多媒体设施环境（利用GPS、GSM网络实现导航、行车指南、无线因特网以及汽车与家庭等外部环境的互动）和远程汽车诊断（紧急时能够引导救援服务机构赶到故障或事故地点）等功能，把汽车变为移动办公室和移动的家庭影院，并且能够把汽车道路和其他远程服务信息结合起来，构建出未来的智能交通系统（ITS）。
4.7智能汽车及智能交通系统的研究及应用
汽车智能化相关的技术问题已受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(跳)是现代交通发展的目标,它的开发将与电子,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,自动驾驶的愿望也将实现。
4.8现代汽车的智能化发展
随着经济、科技的发展，智能化已成为当代社会发展的主要趋势，对于我国现代汽车技术而言，尽管现代汽车技术取得了较快的发展，且越来越多的电子设备被应用于现代汽车，但是还没有真正地实现现代汽车的智能化操作。为此，加大现代汽车电子技术的智能化研究已成为社会发展的必然。智能化的汽车电子技术可以取代手工操作，数据的快速交换、高可靠性及低成本是对汽车电子网络系统的要求，可实现数据通信、信息共享和各个系统间的功能协调和优化。减少许多不必要的麻烦，同时智能操作，可以实现智能化导航，进而实现智能指路。同时还可以实现智能故障诊断，降低故障发生率，使得即便在很复杂的道路环境情况下，能自动地更精确地操控汽车，使汽车更安全，更舒适，更节能，性能更好。
4.9无人驾驶技术
就当前技术水平来看，逐渐将无人驾驶汽车研制过程中形成的科技成果转化为对现有汽车的部分改进，应该是一个比较恰当的途径。手动档到自动档的转变、倒车雷达、基于车载摄像机的道路检测等汽车辅助驾驶技术都相继在商用汽车上获得了成功应用。辅助驾驶系统的推广应用，有利于无人车零部件提高产量、降低成本。而且随着这些技术的逐渐应用，无人驾驶将在潜移默化中成为现实。无人驾驶汽车使用的各种传感器、计算机在性能、技术方面已经取得了很大的进步，价格也将大幅降低，尤其计算机的降价更是明显和突出。但是对于我国而言，无人驾驶汽车目前使用的摄像机、雷达等关键设备几乎全部依靠进口，导致无人车设备或装置的价格仍居高不下，普通消费者无法承受。未来国家应加大投入，加强基础研究和原材料研究，实现关键设备和技术的突破。
结语
随着我国社会的进步与发展，汽车的需求也越来越大，汽车作为一种代步工具，极大地方便了人们的生活。电子技术作为现代汽车发展的一部分，电子技术的应用可以有效地提高汽车寿命，使得汽车功能更加多元化，满足驾驶者的需求。随着汽车行业的发展，人们对汽车电子技术的需求也在不断增加，为了更好地满足我国现代社会的可持续发展，实现汽车电子技术的智能化、网络化发展已成为我国现代汽车行业发展的重点。
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论文作者:李刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/24
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