科技進步帶來的巨變，汽車電子技術發展史

　　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辄數百個電子元件，數以捆計的汽車線路控制著汽車多個部門的協調工作，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鉤：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。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系，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。

　　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。要點燃汽缸裡的汽油，就必須不停的產生火花，於是那時侯的科學家利用了電磁感應原理在汽車內用線圈制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。

　　汽車電子技術在發動機上的應用：

　　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序存在微機的存儲器中，當發動機工作時，根據各傳感器測得的空氣流量、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序進行運算、然後和內存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、傳感器及其接口、執行機構等幾部分構成。該裝置可根據傳感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、智能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應用。

　　3，智能可變氣門正時技術(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，豐田的智能可變氣門正時技術相當又代表性。

　　VVT－i系統由傳感器、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，曲軸位置傳感器、進氣歧管空氣壓力傳感器、節氣門位置傳感器、水溫傳感器和凸輪軸位置傳感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應用：

　　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、能准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，保持發動機以盡可能低的轉速工作。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接，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、推廣應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系數和較大的側向附著系數，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，最優化的轉向作用力、轉向回正特性，提高了汽車的轉向能力和轉向響應特性，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，可采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采用了電子新技術。

　　汽車電子技術發展趨勢

　　當前，汽車電子技術進入了優化人-汽車-環境的整體關系的階段，它向著超微型磁體、超高效電機以及集成電路的微型化方向發展，並為汽車上的集中控制提供了基礎（例如制動、轉向和懸架的集中控制以及發動機和變速器的集中控制）。汽車電子技術成就汽車工業的未來，未來汽車電子技術應在以下幾方面進行突破。

　　1．傳感器技術

　　由於汽車電子控制系統的多樣化，使其所需要的傳感器種類和數量不斷增加。為此，研制新型、高精度、高可靠性和低成本的傳感器是十分必要的。未來的智能化集成傳感器，不僅要能提供用於模擬和處理的信號，而且還能對信號作放大和處理。同時，它還能自動進行時漂、溫漂和非線性的自校正，具有較強的抵抗外部電磁干擾的能力，保證傳感器信號的質量不受影響，即使在特別嚴酷的使用條件下仍能保持較高的精度。它還具有結構緊湊、安裝方便的優點，從而免受機械特性的影響。

　　2．微處理機技術

　　微處理機的出現給汽車儀表帶來了革命性的變化，世界汽車工業的微處理機用量激增，由從前單一的儀器逐步發展為多用途、智能化儀表，不但可以很精確地把汽車上所有的待測量都檢測出來，分別顯示和打印需要的結果，而且還有運算、判斷、預測和引導等功能。如可監視汽車各大部件的工作情況，還可以對蓄電池電壓、輪胎氣壓、車速等檢測量的高低限量進行報警。微處理機將更廣泛地應用於安全、環保、發動機、傳動系、速度控制和故障診斷中。

　　3．軟件新技術應用

　　隨著汽車電子技術應用的增加，對有關控制軟件的需求也將會增加，並可能要求進一步計算機聯網。因此，要求使用多種軟件，並開發出通用的高水平語言，以滿足多種硬件的要求。轎車上多通道傳輸網絡將大大地依賴於軟件，軟件總數的增加及其功能的提高，將能夠使計算機能完成越來越復雜的任務。

　　4．智能汽車及智能交通系統（ITS）的研究及應用

　　汽車智能化相關的技術問題已受到汽車制造商們的高度重視。其主要技術中“自動駕駛儀”的構想必將依賴於電子技術實現。智能交通系統（ITS）的開發將與電子、衛星定位等多個交叉學科相結合，它能根據駕駛員提供的目標資料，向駕駛員提供距離最短而且能繞開車輛密度相對集中處的最佳行駛路線。它裝有電子地圖，可以顯示出前方道路、並采用衛星導航。從全球定位衛星獲取沿途天氣、車流量、交通事故、交通堵塞等各種情況，自動篩選出最佳行車路線。未來的某天，路上行駛的都會是由計算機控制的智能汽車。

　　5．多通道傳輸技術

　　多通道傳輸技術由試驗室將逐步進入實用階段。采用這種技術後，使各個數據線成為一個網絡，以便分離汽車中心計算機的信息。微處理機可通過網絡接收其它單元的信號。傳感器和執行機構之間要有一個新式接口，以便與多通道傳輸系統相聯系。

　　6．數據傳輸載體方面的電子新技術應用

　　汽車電子技術未來將實現整車控制系統。這一系統要求有一個龐大而復雜的信息交換與控制系統，車用計算機的容量要求更大，計算速度則要求更高。由於汽車用計算機控制系統的數量日益增多，采用高速數據傳輸網絡日益顯得必要。光導纖維可為此傳輸網絡提供傳輸介質，以解決電子控制系統防電磁干擾的問題。

　　7．汽車車載電子網絡

　　隨著電控器件在汽車上越來越多的應用，車載電子設備間的數據通信變得越來越重要。以分布式控制系統為基礎構造汽車車載電子網絡系統是很有必要的。大量數據的快速交換、高可靠性及價廉是對汽車電子網絡系統的要求。在該系統中，各從處理機獨立運行，控制改善汽車某一方面的性能。同時在其它處理機需要時提供數據服務。主處理機收集整理各從處理機的數據，並生成車況顯示。通信控制器保證數據的正常流動。

　　總結：

　　汽車電子技術的發展及其大規模地應用是從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，以集成電路和16位以下的微處理器在汽車上的應用為標志。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、撞車預警傳感器、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，微電腦在汽車上的應用日趨可靠和成熟，並向智能化方向發展。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、直視儀表板、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、數字信號處理方式的應用，使通訊與導向協調系統、自動防撞系統、動力最優化系統、自動駕駛與電子地圖技術得到發展，特別是智能化汽車的出現。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志。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應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。