汽車電子技術發展史

汽車電子技術已經全面覆蓋汽車行業。如今的汽車先進的技術都於電子技術掛鈎：電噴發動機，電動車窗，電動座椅，電控車身穩定系統，電子顯示屏，電控懸架等等。而如今的汽車都配備了一個電腦—ECU來調節整個汽車的運行，汽車電子技術已經成了汽車技術進步的最大源泉。

基本介紹

• 中文名：汽車電子技術發展史
• 系統：點火系統、起動系統 
• 發動機：電子控制噴油裝置等
• 套用：電噴發動機

發展歷程

汽車本來是主要偏向於機械配合的一項技術，可就在近幾十年隨著電子技術的迅猛發展，各行各業都開始提倡機電一體化。汽車也不例外，如今的汽車技工如果還停留在以前的純經驗積累式修車，那也只能證明他從事汽車行業的時間很久了而已。如今的汽車上都是動輒數百個電子元件，數以捆計的汽車線路控制著汽車多個部門的協調工作，國外專家預測未來3-5年內汽車上裝用的電子裝置成本將占汽車整車成本的25%以上，汽車將由單純的機械產品向高級的機電一體化產品方向發展，成為所謂的“電子汽車”。 當然汽車並不是以前跟電路豪無關係，歸結起來，早期的汽車電路主要是能量的轉換，如今的電子技術主要在於汽車整體的控制。

系統

點火系統

回顧一下汽車上最早的電路非汽油機的點火系統莫屬。要點燃汽缸里的汽油，就必須不停的產生火花，於是那時候的科學家利用了電磁感應原理在汽車內用線圈製造了一個小型變壓器使火花塞瞬間能產生極高的電壓而點火。這項技術在現代的汽車上依然通用！

起動系統

另外一項早期的汽車與電路相關的非起動機莫屬，早期的汽車都是用手搖式起動（就像如今的部分拖拉機），但手搖式對於女性很不方便。於是就又了起動機的發明，據傳，起動機的發明是由於一起事故的發生。一位英國紳士幫一位半路熄火的凱迪拉克姑娘起動汽車時，起動桿反打導致這位紳士死亡，而這位紳士正是當時通用老總的好朋友，於是一場技術攻堅戰在老總的下令下開始展開，起動機通過電能轉化為推動飛輪旋轉的機械能的工作形式也確立了下來。如今的起動機依然是這樣的工作原理，只是做工和耐久度上更加完善了而已。 在很長的一段時間內，汽車上的電子技術也僅僅局限於電機帶動的工作方面，可以說很長一段時間內，汽車僅僅是一個帶了幾個電路的“純”機械怪獸而已。但隨著科學家對電子技術的突破發展，汽車電子技術也迎來了春天。

套用

汽車電子技術在發動機上的套用

1．電子控制噴油裝置（EFI） 在現代汽車上，機械式或機電混合式燃油噴射系統已趨於淘汰，電控燃油噴射裝置因其性能優越而得到了日益普及。電子噴油裝置可以自動地保證發動機始終工作在最佳狀態，使其在輸出一定功率的條件下最大限度地節油和淨化空氣。經過實驗並修正得到發動機最佳工況時的供油控制規律、事先把這些客觀規律編成程式存在微機的存儲器中，當發動機工作時，根據各感測器測得的空氣流量、排氣管中含氧量、進氣溫度、發動機轉速及工作溫度等參數，按預先編好的運算程式進行運算、然後和記憶體中的最佳工況的參數進行比較和判斷再調整供油量。這樣就能夠使發動機一直處於最優工作條件下運行，從而使發動機的綜合性能得到提高。

2．電子點火裝置（ESA） 它由微機、感測器及其接口、執行機構等幾部分構成。該裝置可根據感測器送來的發動機各種參數進行運算、判斷，然後進行點火時刻的調節，這樣可以節約燃料，減少空氣污染。此外，新型發動機電子控制裝置還有自適應控制、智慧型控制及自診斷操作等。一般認為，發動機電子控制裝置的節能效果在15%以上，而效果更明顯的則是在環境保護方面。 除此之外，在發動機部分利用電子技術的內容還有：廢氣再循環（EGR）、怠速控制（ISC）、電動油泵、發電機輸出、冷卻風扇、發動機排量、節氣門正時、二次空氣噴射、發動機增壓、油汽蒸發及系統自我診斷功能等，它們在不同的車型上都或多或少地被套用。

3，智慧型可變氣門正時技術(VVT-I) 為了使發動機獲得最佳的空然比，使發動機在不同轉速能得到不同的燃油供應，豐田的智慧型可變氣門正時技術相當又代表性。 VVT－i系統由感測器、ECU和凸輪軸液壓控制閥、控制器等部分組成。ECU儲存了最佳氣門正時參數值，曲軸位置感測器、進氣歧管空氣壓力感測器、節氣門位置感測器、水溫感測器和凸輪軸位置感測器等反饋信息匯集到ECU並與預定參數值進行對比計算，計算出修正參數並發出指令到控制凸輪軸正時液壓控制閥，控制閥根據ECU指令控制機油槽閥的位置，也就是改變液壓流量，把提前、滯後、保持不變等信號指令選擇輸送至VVT－i控制器的不同油道上。

電子技術在底盤上的套用：

1．電控自動變速器（ECT） ECT可以根據發動機的載荷、轉速、車速、制動器工作狀態及駕駛員所控制的各種參數，經過計算機的計算、判斷後自動地改變變速桿的位置，從而實現變速器換擋的最佳控制，即可得到最佳擋位和最佳換擋時間。它的優點是加速性能好、靈敏度高、能準確地反映行駛負荷和道路條件等。傳動系統的電子控制裝置，能自動適應瞬時工況變化，保持發動機以儘可能低的轉速工作。電子氣動換擋裝置是利用電子裝置取代機械換擋桿及其與變速機構間的連線，並通過電磁閥及氣動伺服閥汽缸來執行。它不僅能明顯地簡化汽車操縱，而且能實現最佳的行駛動力性和安全性。 2．防抱死制動系統（ABS） 該系統是一種開發時間最長、推廣套用最為迅速的重要的安全性部件。它通過控制防止汽車制動時車輪的抱死來保證車輪與地面達到最佳滑動率（15-20%），從而使汽車在各種路面上制動時，車輪與地面都能達到縱向的峰值附著係數和較大的側向附著係數，以保證車輛制動時不發生抱死拖滑、失去轉向能力等不安全的工況，提高汽車的操縱穩定性和安全性，減小制動距離。驅動防滑系統（ASR）也叫做牽引力控制系統（TCS或TRC），是ABS的完善和補充，它可以防止起動和加速時的驅動輪打滑，既有助於提高汽車加速時的牽引性能，又能改善其操作穩定性。

3．電子轉向助力系統(EPS) 電子轉向助力系統是用一部直流電機代替傳統的液壓助力缸、用蓄電池和電動機提供動力。這種微機控制的轉向助力系統和傳統的液壓助力系統比起來具有部件少、體積小、重量輕的特點，最最佳化的轉向作用力、轉向回正特性，提高了汽車的轉向能力和轉向回響特性，增加了汽車低速時的機動性以及調整行駛時的穩定性。

4．適時調節的自適應懸掛系統 自適應懸掛系統能根據懸掛裝置的瞬時負荷，自動地適時調節懸架彈簧的剛度和減震器的阻尼特性，以適應當時的負荷，保持懸掛的既定高度。這樣就能夠極大地改進車輛行駛的穩定性、操縱性和乘坐的舒適性。

5．定速巡行自動控制系統（CCS） 在高速長途行駛時，可採用常速巡行自動控制系統，恆速行駛裝置將根據行車阻力自動調整節氣門開度，駕駛員不必經常踏油門以調整車速。若遇爬坡，車速有下降趨勢，微機控制系統則自動加大節氣門開度；在下坡時，又自動關小節氣門開度，以調節發動機功率達到一定的轉速。當駕駛員換低速擋或制動時，這種控制系統則會自動斷開。 隨著世界各大汽車產家對汽車安全問題的高度重視，安全氣囊系統、行駛動力學調節系統（FDR或VDC）、防撞系統、安全帶控制、照相控制等方面已大量採用了電子新技術。

總結：　汽車電子技術的發展及其大規模地套用是從20世紀70年代末開始的，從20世紀70年代到80年代，大致經歷了3個發展階段。

第一個發展階段為1971年以前，開始生產技術起點較低的交流發電機、電壓調節器、電子閃光器、電子喇叭、間歇刮水裝置、汽車收音機、電子點火裝置和數字鐘等。

第二個發展階段為1974～1982年，以積體電路和16位以下的微處理器在汽車上的套用為標誌。主要包括電子燃油噴射、自動門鎖、程控駕駛、高速警告系統、自動燈光系統、自動除霜控制、防抱死系統、車輛導向、撞車預警感測器、電子正時、電子變速器、閉環排氣控制、自動巡航控制、防盜系統、實車故障診斷等電子產品。這期間最具代表性的是電子汽油噴射技術的發展和防抱死(ABS)技術的成熟，使汽車的主要機械功能用電子技術來控制。但是，在此階段機械與電器的聯接並不十分理想。

第三個發展階段為1982～1990年，微電腦在汽車上的套用日趨可靠和成熟，並向智慧型化方向發展。開發的產品有胎壓控制、數字式油壓計、防睡器、牽引力控制、全輪轉向控制、直視儀錶板、聲音合成與識別器、電子負荷調節器、電子道路監視器、蜂窩式電話、可熱式擋風玻璃、倒車示警、高速限制器、自動後視鏡系統、道路狀況指示器、電子冷卻控制和寄生功率控制等。

從2005年開始，可以說進入了汽車電子技術的第四個發展階段。微波系統、多路傳輸系統、ASKS-32位微處理器、數位訊號處理方式的套用，使通訊與導向協調系統、自動防撞系統、動力最最佳化系統、自動駕駛與電子地圖技術得到發展，特別是智慧型化汽車的出現。當然目前第三代技術有些我們都還沒辦法實現。

汽車電子化是現代汽車發展的重要標誌。從現代汽車上所使用的電子設備的價格比例看，歐美汽車上所用的電子設備的價格已占到整車價格的15%～20%，而我國生產的汽車，目前所用的電子設備的價格只占到整車價格的2.5%。從世界汽車電子市場的銷售來看，1991年，每輛汽車平均消耗電子產品的費用只占到整車的10%，1998年則接近15%，而2003年已經提高到20%，某些車型則更高。現代汽車電子技術的套用不僅提高了汽車的動力性、經濟性和安全性，改善了汽車行駛的穩定性和舒適性，推動了汽車產業的發展，而且還為電子產品開拓了更加廣闊的市場，從而推動了電子產業的發展。作為汽車產業和電子產業結合的產物，汽車電子產業的發展已經駛上了快車道。