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现代汽车电子控制技术及其发展趋势
摘要：现代汽车电子控制技术是把电子技术和汽车融为一体的机电一体化技术，被日益广泛地应用在汽车上。介绍了汽车电子控制技术的发展简史、现代汽车电子控制系统的构成以及现代汽车电子控制技术的发展趋势。
关键词：汽车；电子控制技术；构成；趋势
Abstract：Modern automotive electronic control technology is electronic technology and automotive integrated electromechanical integration technology, being increasingly widely used in vehicles. On the automotive electronic control technology History, Modern automotive electronic control system and the composition of modern automobile electronic control technology trends.
Key words: auto;electronic control technology; structure;trend
引言：现代汽车电子控制技术是把电子技术和汽车融为一体的机电一体化技术。特别是自20世纪70年代来， 面对能源短缺和环境污染等一系列问题，为了满足人类对安全、舒适、方便等性能的要求，在汽车产品中日益广泛地采用电子技术。电子技术、计算机技术、电子传感器技术的飞跃发展，使汽车电子控制成为现代汽车发展的主要趋势之一。现代汽车电子控制技术的应用不仅提高了汽车的动力性，经济性和安全性，改善了行驶的稳定性和舒适性，推动了汽车工业的发展， 还为电子产品开拓了广阔的市场， 从而推动了电子工业的发展。因此，发展汽车电子控制新技术，加快汽车电子化速度，是启动和振兴汽车工业的重要手段。
1 汽车电子控制技术的发展简史
a.第1阶段 从50年代到70年代末期。主要是用电子装置改善部分机械部件的性能。
50年代，汽车上开始装有电子管收音机。
1953年美国Bendix公司着手开发汽油电喷装置。这是电子控制汽油喷射发展的起点。
1955年晶体管收音机成为汽车的标准部件。
从1960年起，美国克莱斯勒汽车公司和日本日产汽车公司便开始采用结构紧凑、故障少、成本低的二极管整流式交流发电机。我国采用交流发电机始于7O年代， 现已几乎取代了直流发电机。
1960年美国通用汽车公司采用了IC 调节器。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，接着叉逐步实现其集成化。
1967年德国Bosch公司公布了D．Jetronic系统(速度密度方式)。并被各个公司所采用，于是电子控制汽油喷射技术得到了发展。D．Jetronic系统采用微机控制电磁式喷油器的开启持续时间。该系统装配于vw 1600型轿车进人美国市场。
1969年开始研制汽车变速器的电子控制装置，并于1970年装车使用。
b. 第2阶段 从70年代到90年代中期，汽车电子控制技术初步开始形成。其主要特点是在汽车太部分零件和汽车总体设计中，重视机电一体化的思想与技术。在这一阶段中， 大规模集成电路的广泛应用减小了电子产品的体积。特别是8位、16位微处理器的广泛应用，更提高了电子系统的可靠性和稳定性。另外， 应用电子装置还解决了机械装置所无法解决的复杂的自动控制问题。
1970年电子控制防滑装置——载货汽车防抱死制动装置先后在汽车上使用。
1972年德国Bosch公司又公布了两种质量流量式汽油喷射系统：一种是机械式连续喷射系统(K—Jetronic系统)； 另一种是电子控制式问歇喷射系统(L—Jetronic系统)。1973 年连续喷射系统(K—Jetronic系统)投产， 1974年开始大量生产， 装于欧洲的多种车型上。1975年间歇喷射系统(L—Jetronic系统)投产，装于vw 1600型轿车上。
1973年美国通用汽车公司采用了IC 电火装置，随后逐渐普及。
1974年美国通用汽车公司开始装备火花塞电极间隙大、点火能量高的高能点火系统。同时，在分电器内装备点火线圈和电子控制电路．力图将点火系统做成一体。
1976年美国克莱斯勒汽车公司首先创立了由模拟计算机对发动机点火时刻进行控制的电子控制点火系统。该系统中使用了模拟计算机和一系列电子传感器． 可根据输入的空气温度、进气温度、水温、转速和负荷，计算出最佳点火时刻。
1977年美国通用汽车公司开始采用数字式点火时刻控制系统(迈塞系统)。该系统体积小，由中央处理器、存储器和数模转换器组成，是一种真正的电子控制系统。同年，美国福特汽车公司将这种发动机上的电子控制系统扩展到能同时控制点火时刻、废气再循环和二次空气喷射的发动机电子控制系统之后，日本、欧洲一些国家也相继开发了自己的汽车电子控制系统。
1978年发动机电子控制系统又增加了化油器的空燃比反馈控制和怠速转速控制。
1979年德国Bosch公司推出LH 系统，美国通用汽车公司推出C—4系统，美国福特汽车公司推出EEC—3系统。
1979年开发了能综合控制点火时刻、废气再循环、空燃比和怠速转速，并具有自我诊断功能的电子式发动机集中控制系统。
1980年日本丰用汽车公司开发了能综台控制喷油、点火时刻和怠速转速，并具有自我诊断功能的TCCS系统。日本三菱汽车公司开发了使用卡尔曼涡旋式空气流量计，并具有自我诊断功能和后备电路的系统。
80年代，出现了微机控制的汽车仪表系统。它可以对汽车上的几十个参数几乎同时进行检测。并对主要工况进行高、低限报警。有的为方便驾驶员及提高安全性，还增加了语音报警；有的还安装了位置传感器，配合距离传感器，在微机自动检测的基础上可以示汽车处于旅途中某个地点和达到目的地的行驶方向，具有较好的导向行驶功能。
1990年以后美国通用、福特和克莱斯勒三大汽车公司生产的汽车全部采用电控汽油喷射方式供油。欧洲和日本除出口东南亚的汽车由化油器供油外，其它汽车均采用电控汽油喷射方式供油。
c. 第3阶段 从90年代中期预计到2010年。汽车电子控制技术作为工程技术已经成熟。
在这一阶段中，电子工业为汽车工业提供了大量更先进、灵巧的稳定电源，传感器和具有大容量内存的8位或16位微处理器。汽车的总体设计将在机电系统协调的基础上进行。并注重汽车机电一体化的整体设计。汽车电子控制技术的重点将由解决汽车部件或总成的自动控制问题，开始向广泛应用计算机网络与信息技术发展，使汽车更加自动化、智能化，并向解决汽车与社会融为一体等问题转移。
电子技术的应用范围越来越广，汽车电子设备的成本有的已占汽车总成本的1／3，如美国福特汽车公司生产的汽车上最多装有7个微处理器；日本丰田汽车公司滑翔机牌汽车上已使用24个微处理器；有的汽车上装有上百个各类传感器；德国拜尔公司汽车的电子设备占总成本的37％， 美国福特汽车公司占l5％—20％。预计2l世纪生产的轿车有90％左右采用微机控制装置。在汽车工业发达国家，汽车已进入了电子控制时代。
目前，国产汽车电子技术的应用多数处于初级阶段，只有中外合资企业生产的汽车采用电子控制装置，如北京切诺基牌、一汽奥迪牌、上海桑塔纳牌汽车等。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。
2 现代汽车皂子控制系统的构成
汽车电子控制技术主要包括硬件和软件两方而的内容：硬件包括微机及其接口、执行部件、传感器等；软件主要是指以汇编语言及其他高级语言编制的各种数据采集、计算判断、报警、程序控制优化控制、监控、自诊断系统等程序。
现代汽车电子控制系统包括单独控制系统和集中控制系统2种控制系统。
2．1 单独控制系统
这种汽车电子控制系统采用的是一个ECU单独控制汽车的一个系统的控制方式 如ECU单独对汽车喷射或点火系统进行控制。此系统的尺寸很大，对安装空间有限的汽车来说很不适用。
2．2 集中控制系统
由于许多汽车采集控制信号所用的传感器是通用的，所以不必设置重复的传感器和ECU，可采用将多种控制功能集中到一个ECU上的集中控制系统(也称汽车微机控制系统)的控制方式。现代汽车电子控制系统多为集中控制系统。下面从8个方而予以介绍。
a 发动机控制
包括： ① 电控燃油喷射(EFI) (喷油量、喷油定时、燃油停供、电动汽油泵)；② 电控点火装置(ESA)(点火时问、通电时间)；③ 怠速控制(ISC)；④ 排放控制(废气再循环、氧传感器反馈闭环控制及三元催化、CO控制、活性炭罐电磁阀控制、二次空气喷射)；⑤ 进气控制(空气引导通路切换、涡旋控制阀)；⑥ 增压控制；⑦ 报警提示(涡轮指示灯、催化剂过热报警)；⑧ 自我诊断；⑨ 备用功能与失效保护。
b 传动系统控制
包括： ① 自动变速 (ECT)；② 防滑差速(ASD)与加速防滑控制(ASR)；③ 牵引力控制(TRC)。
c 行驶、制动、转向系统控制
包括：① 电控防抱死制动装置：② 电控悬架装置(TEMS)；③ 电控定速／由加速／怠速控制；④ 动力转向车速感应稳定系统。
d 安全保证及仪表报警
包括：① 电子仪表及各种工况的报警；② 雷达防撞裴置；③ 安全气囊；④ 防盗装置；⑤ 卫星定位汽车保安监视系统；⑥ 安全带；⑦ 照明系统监控。
e 电源系统
包括：①交流发电机电压调压；②过压过流保护。
f 舒适性
包括：① 全自动空调系统；② 门窗自动开闭；③ 座椅调节；④ 门窗控制。
g 娱乐通讯
包括：① 汽车音响系统；② 汽车通讯系统；③ 汽车影视系统。
h 车用导航
包括：① 惯性导航系统；② 卫星定位汽车导航系统；③ 导向行驶系统；④ 无线电定向定位导航；⑤ 无线路标导航系统。
3 现代汽车电子控制技术的发晨趋势
3．1 重视安全与环保是未来汽车发展的大趋势
近些年来，全世界死于车祸的人高达40~60万人，居各种事故伤亡之首。为此，发展安全汽车势在必行。在安全方面，除了人们所熟知的防抱死制动系统、安全气囊、牵引力控制系统等外，着眼于雷达防撞系统、汽车故障自诊断系统和卫星导航系统以及智能汽车的开发。日本丰田汽车公司在90年代初推出ASV (高级安全交通工具)计划，如今已结硕果。这项计划的内容是：监视驾驶员在驾车中是否精神集中；自动分配汽车前照灯照明和变光；驾驶员导航；碰撞缓冲；改进车身设计，以利于驾驶员在紧急情况下迅速离开；无线电通讯报警；大规模采用轻型环保材料以节省油耗。
美国通用汽车公司在1989年就开始试验汽车防撞系统，1997年进人商业化应用。据悉，该系统通过无线电信号的发射接收装置，能将前面的障碍物情况在可能发生碰撞前告诉驾驶员，如果驾驶员无动于衷，该系统会自动接通制动装置。该系统在高速公路、有雾环境及夜间特别有效。
环保和节能往往联系在一起，成为汽车工业永恒的课题。为适应环保和节能的大趋势，世界汽车工业发展正在进入多元化能源时期。目前，30多个国家正在发展以甲醇、酒精、甲烷、天然气、棕榈油等为燃料的汽车。此外，有十几家公司正在研制电动汽车。预计到2010年，汽车动力将有5％ 高纯度乙醇为燃料，2％采用天然气，10％采用动力。
3．2 自动调速汽车与自动化高速公路
2l世纪初美国美洲豹汽车公司将研制出一种忾车自动调速系统。当汽车与汽车间的距离太近时，这种系统可使汽车减速，从而确保汽车之间保持安全的距离；当有人超车时，该系统可调节车速以与超车的汽车保持安全距离，并可校正转向盘以保证汽车在指定的车道内行驶。
自动化高速公路的开发对公路交通影响很大。它可使现在拥挤的公路交通容量增加2～3倍．在提高车速的同时还可减少交通事故。
3．3 未来汽车——移动的办公室
目前的统计表明，人们在汽车内有40％上的时间是眼望窗外。随着信息时代和信息高速公路的发展，汽车的通讯功能已不只限于收听广播和用车载电话通话， 还能显示信息和日程表、让你阅读或发送电子邮件和传真、收看天气预报和股市行情、访问互联网络。人们在车内将能使用办公室中的一切，例如数据库、电话号码、通讯录、约会记录、笔记本、参考资料、寻呼机、计算器以及银行业务等。
3．4 汽车内饰更加电子化
未来的轿车和载货汽车的车厢内将装有连接国际互联网的线路，并有更多空间供安装电子计算机。
3．5 轿车导航系统
该系统拥有卫星通讯和只读存储器磁盘技术、可通过音额指示和视频指示道路图，为驾驶员提供准确的方向指示。
3．6 汽车电子信息化
当今的轿车上已装备了多元化的电子系统(如车载电话)，它标志着汽车进人了电子信息化的新时代。
3．7 汽车步入多媒体时代
数字技术的进步，给汽车AV世界带来了巨大变革，全新概念的汽车多媒体已经开始出现歌乐公司与微软公司合作，利用windows操作系统，综合运用汽车音响、计算机技术、导航技术及自动语言识别技术，开发出了世界上第一台拥有车载计算机系统的“歌乐DC”，将车载多媒体技术推向了一个新的阶段。预计，将声音、图像、办公通讯融为一体的汽车多媒体不久将成为现实。那时，坐在汽车里，除了可享受高品质音响及导航外，还可预定饭店、餐馆、机票等，辅助驾驶也成为可能。
汽车工业正面临着一个重大转折时期，传统意义上的机械产品——汽车正在不断地走向成熟。只有靠电子技术和不断发展的高科技的投入，才能使汽车产品焕发青春。目前我国汽车电子控制技术水平与国外先进水平相比至少有10年的差距。因此，应学习国外汽车先进电子控制技术，充分应用现代“系统、信息、控制”这一 横断科学理论，充分发挥机电一体化人员、汽车用集成电路研制人员、汽车硬软件人员、汽车优化人员的才能，努力提高我国汽车电子控制技术水平。
参考文献
[1] 仲子平，余文明．汽车电子控制技术的应用与发展趋势 2007-4
[2] 刘忠桢．电子控制技术在汽车发动机中的应用 2007-5
[3] 汽车电子控制标准建设 2006-9
[4] 当代汽车电子控制转向技术 2007-3
[5] 汽车电子控制系统及电子电气维修与保养
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参考文献全是自己瞎掰的...与原作者无关...
