王亞平

摘 要：在當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的背景下，市場汽車保有量明顯提升，并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，汽車電子控制技術(shù)也在不斷地得到完善，同時(shí)大大提高了車輛行駛的安全性與可靠性。為了促進(jìn)我國汽車電子行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，文章對汽車電子控制技術(shù)的概述、應(yīng)用現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢做出探討，切實(shí)推動產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽車電子 技術(shù)應(yīng)用 發(fā)展趨勢

1 引言

隨著各國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車領(lǐng)域發(fā)展迅猛，各個(gè)國家加強(qiáng)了對汽車電子控制技術(shù)、新能源產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用。近年來，我國加強(qiáng)了對汽車電子技術(shù)研究的扶持力度，以推動國產(chǎn)汽車的廣泛應(yīng)用。在電子技術(shù)研發(fā)不斷發(fā)展的同時(shí)，分析其發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢對相關(guān)研究有推動作用。結(jié)合實(shí)際進(jìn)行分析，汽車電子控制系統(tǒng)主要由傳感器、控制器以及控制程序軟件等幾方面組成，在具體的應(yīng)用過程中主要是與汽車的機(jī)械系統(tǒng)配套使用，并通過電纜或無線電波互相傳輸訊息，即所謂的“機(jī)電整合”，如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死控制系統(tǒng)等[1]。經(jīng)過多年的發(fā)展以及完善，汽車電子控制系統(tǒng)可被劃為以下幾個(gè)部分，即發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)、底盤綜合控制系統(tǒng)、車身電子安全系統(tǒng)、信息通訊系統(tǒng)。

2 汽車電子控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著技術(shù)的不斷革新，汽車電子控制技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車不可或缺的一部分，它的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)、汽車底盤綜合控制系統(tǒng)、車身電子安全系統(tǒng)、信息通訊系統(tǒng)等各個(gè)方面。以下詳細(xì)展開說明在各個(gè)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀。

2.1 發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)

發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)是汽車電子控制技術(shù)最早應(yīng)用的領(lǐng)域之一，通過電子控制單元（ECU）處理傳感器監(jiān)測提供的發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的控制算法和映射表計(jì)算出最佳的操作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的燃油噴射、點(diǎn)火時(shí)機(jī)等參數(shù)的控制，用來提高發(fā)動機(jī)的燃燒效率和燃油經(jīng)濟(jì)性，減少燃油的浪費(fèi)和廢氣排放，同時(shí)ECU可以記錄故障碼，幫助維修技術(shù)人員快速定位問題[2]。目前發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)已經(jīng)普及到各種汽車中，從小型汽車到大型重型卡車以及工程機(jī)械領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。

2.2 汽車底盤綜合控制系統(tǒng)

現(xiàn)代汽車底盤的制動系統(tǒng)也采用汽車電子控制技術(shù)，利用ECU控制制動器件的制動壓力，實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的制動控制，例如電子制動力分配系統(tǒng)（EBD）可以根據(jù)車輛負(fù)載情況和路況來分配前后車輪的制動力，以保證車輛制動的平穩(wěn)性和安全性。同時(shí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)利用電子助力轉(zhuǎn)向（EPS）與助力電機(jī)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向操縱輕便性。汽車底盤傳動系統(tǒng)中的變速器也是汽車電子控制技術(shù)應(yīng)用的另一個(gè)重要領(lǐng)域，通過ECU控制變速器的換擋時(shí)機(jī)和力度，實(shí)現(xiàn)更加平穩(wěn)且高效的動力傳輸，例如連續(xù)可變變速器（CVT）可用通過控制離合器的開合來實(shí)現(xiàn)連續(xù)的變速，從而更加精準(zhǔn)地匹配發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)，提高能量利用效率。

2.3 車身電子安全系統(tǒng)

汽車電子控制技術(shù)在車身控制方面的應(yīng)用體現(xiàn)在如主動懸掛系統(tǒng)可以通過控制懸掛的剛度和阻尼保證車輛的行駛穩(wěn)定性和舒適性；剎車控制系統(tǒng)（ABS）可以感知車輪速度，通過自動減速來防止車輪鎖死，并且還可以幫助車輛在濕滑路面上保持穩(wěn)定；車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）利用車載傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)避免車輛出現(xiàn)側(cè)滑、翻滾等情況，防止車輛失控；驅(qū)動防滑系統(tǒng)（ASR）在車輪開始打滑時(shí)可以通過控制發(fā)動機(jī)的輸出功率或剎車以減少滑動，從而提高車輪與地面之間的摩擦力，主要用于提高車輛的加速性能和在低摩擦路面上的牽引力；電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESC），當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)彎或緊急避障時(shí)ESC系統(tǒng)可以自動調(diào)節(jié)車輪轉(zhuǎn)速來避免車輛失控，保證車輛在緊急情況下的穩(wěn)定性。

2.4 信息通訊系統(tǒng)

汽車電子控制技術(shù)在信息通訊系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越普遍。如智能導(dǎo)航系統(tǒng)可以根據(jù)車輛的位置和用戶的輸入來提供導(dǎo)航指示，幫助駕駛員規(guī)劃出最優(yōu)路線、避免擁堵，同時(shí)節(jié)約了時(shí)間和燃油消耗；智能交通控制系統(tǒng)可以利用汽車電子控制技術(shù)將車輛與城市智能交通系統(tǒng)進(jìn)行交互，可以改善交通擁堵和交通流量；汽車電子技術(shù)還可以將智能手機(jī)與汽車集成在一體，實(shí)現(xiàn)語音控制、電話接聽等功能，避免駕駛員開車分心；車載娛樂系統(tǒng)也是汽車電子技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)體現(xiàn)，借助該系統(tǒng)可以播放音樂、收音機(jī)等娛樂項(xiàng)目，讓乘坐人員在長途旅行中更加舒適。

3 汽車電子控制技術(shù)在高級輔助駕駛系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著科技的迅速發(fā)展，汽車電子控制技術(shù)在高級輔助駕駛系統(tǒng)中的應(yīng)用正引領(lǐng)著汽車行業(yè)向著更智能、更安全的未來邁進(jìn)。這一領(lǐng)域的創(chuàng)新和進(jìn)步旨在提升駕駛體驗(yàn)，這些先進(jìn)技術(shù)正在逐步實(shí)現(xiàn)對車輛的智能感知和主動控制。這一系列的高級輔助駕駛系統(tǒng)通過電子控制單元、傳感器和智能算法的緊密協(xié)同，使汽車能夠更智能地應(yīng)對復(fù)雜的交通環(huán)境，提供更全面的駕駛輔助和安全防護(hù)。

3.1 自動泊車技術(shù)

在汽車領(lǐng)域中應(yīng)用自動泊車電氣自動化技，能夠增加汽車用戶的操作體驗(yàn)，降低汽車駕駛難度，與此同時(shí)，能夠使得駕駛?cè)藛T更加輕松便捷，無形中提高了駕駛?cè)藛T的安全性和駕駛過程的穩(wěn)定性[3]。伴隨新時(shí)代的來臨，城市用地面積不斷縮小，與此同時(shí)，停車面積不斷縮減。因此，駕駛?cè)藛T需要不斷提升自己的操作技術(shù)，避免在行駛停車過程中花費(fèi)更多時(shí)間，若是引入自動泊車技術(shù)，則能夠改善這一駕駛困境，實(shí)現(xiàn)自動停車。在自動控制類汽車中都配備有自動泊車功能，其方向盤帶有電動助力，電動助力中伺服電機(jī)能夠直接作用轉(zhuǎn)向機(jī)，汽車電腦則可以借助轉(zhuǎn)型來轉(zhuǎn)動方向盤方向，避免在停車過程中與其他物體發(fā)生碰撞，同時(shí)，還能夠豐富駕駛成員的心理體驗(yàn)。與此同時(shí)，還可以借助自動泊車技術(shù)來為駕駛成員提供多種停車方案，駕駛成員可以結(jié)合操作技術(shù)和自身環(huán)境來選擇簡單的停車方案。

3.2 車道偏移技術(shù)

伴隨電子控制系技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，衍生出車道偏移技術(shù)，并在汽車領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，這一技術(shù)的應(yīng)用能夠有效改善駕駛?cè)藛T在汽車駕駛上的技術(shù)短板，避免讓車偏離既定車道，切實(shí)提升駕駛乘員的安全性。但是人員在行駛過程中，可以借助車道偏離系統(tǒng)來自動感應(yīng)道路上的顯著標(biāo)志、交通情況，并將收集到的數(shù)據(jù)反饋給汽車控制系統(tǒng)，在經(jīng)過系統(tǒng)分析之后，將操作決策發(fā)送給操作系統(tǒng)，最終調(diào)整方向盤。這樣，駕駛成員在實(shí)際行駛過程中能夠有效避免操作失誤，保證汽車能夠在既定車道里行駛。駕駛成員利用車道偏移技術(shù)，還可以減少對方向盤的使用頻次，從而能夠極大的降低汽車操作難度，從而能夠在保持駕駛輕松的同時(shí)，保障生命安全。駕駛成員在驅(qū)車的過程中，若是遇到極為惡劣的天氣，是很難看清前方路況和路障的，此時(shí)，但是成員則可以借助車道偏移技術(shù)來應(yīng)付無法看清的道路，從而能夠保持汽車行駛的安全性，并且還可以緩解駕駛乘員的焦慮情緒，最終可以充分發(fā)揮電子控制技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

3.3 自動巡航系統(tǒng)

在汽車領(lǐng)域中使用ACC自動巡航系統(tǒng)，能夠進(jìn)一步促進(jìn)汽車的智能化發(fā)展。其中，駕駛成員可以結(jié)合汽車自身設(shè)定操作，在行駛過程中可以借助ACC自動巡航系統(tǒng)來勘測路面情況，保證汽車能夠安全行駛，同時(shí)，還可以自行調(diào)整與后面車之間的車距，從而能夠?qū)崿F(xiàn)自動化操作?；贏CC自動巡航系統(tǒng)具有車距感應(yīng)功能，能夠清楚探測該車與前后車之間的距離，借助感應(yīng)器得出數(shù)據(jù)之后反饋給相關(guān)系統(tǒng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛的控制。汽車的電子控制系統(tǒng)能夠結(jié)合反饋的數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行綜合分析，在進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算之后，計(jì)算出汽車在當(dāng)下情況行駛的速度和距離，從而能夠有效減少車禍發(fā)生，提高汽車的安全性。在此之后，在汽車領(lǐng)域應(yīng)用ACC自動巡航系統(tǒng)能夠?qū)⑿惺沟臎Q策發(fā)送給車輛控制管理系統(tǒng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)汽車行駛速度的控制。若是在此過程中出現(xiàn)意外操作，則還可以借助這一系統(tǒng)來精準(zhǔn)做出加速指令或是剎車指令，而能夠避免駕駛員做出其他操作，最終能夠有效降低駕駛?cè)藛T的駕駛車輛的難度性，同時(shí)還能夠提高其安全性，充分發(fā)揮電子自動控制技術(shù)的應(yīng)用。

3.4 自動緊急制動系統(tǒng)

汽車自動緊急制動（AEB）是一種車輛安全技術(shù)，能夠在緊急情況下自動減速或停車以避免發(fā)生碰撞。當(dāng)汽車在行駛過程中，AEB系統(tǒng)會利用車輛前部的雷達(dá)、激光或攝像頭等傳感器來檢測前方的障礙物，例如其他車輛、行人或固定障礙物等，當(dāng)系統(tǒng)檢測到前方可能發(fā)生碰撞情況時(shí)，系統(tǒng)會發(fā)出警告提醒駕駛員采取緊急措施或者自動剎車，以避免或者減輕碰撞帶來的不良影響。AEB系統(tǒng)通常分為城市道路和高速公路兩種類型。城市道路型主要用于交通擁堵情況下的低速行駛，高速公路只要適用于高速行駛路況。AEB系統(tǒng)在一定程度上提高了車輛行駛安全性和可靠性，大大降低了交通事故發(fā)生的概率，該技術(shù)已經(jīng)得到大力推廣應(yīng)用，并成為了一些汽車安全評級機(jī)構(gòu)對車輛安全性評價(jià)的重要指標(biāo)。

總而言之，汽車電子控制技術(shù)在高級輔助駕駛中的應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車的標(biāo)配功能。這些技術(shù)很大程度上能夠提高駕駛員的安全性與舒適性，減少交通事故的發(fā)生。

4 汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

未來，汽車電子控制技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展，智能化和電動化將成為主要趨勢。隨著車輛之間和車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間的更緊密互聯(lián)，以及對環(huán)保和能源效率的不斷追求，汽車電子控制技術(shù)將不斷創(chuàng)新，推動汽車行業(yè)走向更加智能、綠色和安全的未來。在這個(gè)不斷變革的時(shí)代，汽車電子控制技術(shù)正為我們創(chuàng)造更為智慧、便利且安全的出行體驗(yàn)。

4.1 智能化與自動化發(fā)展

隨著人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的不斷發(fā)展，汽車電子控制技術(shù)能夠通過深度學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)實(shí)現(xiàn)更智能化和自動化的控制，從而提高駕駛效率及安全性[4]。智能化和自動化已經(jīng)成為汽車電子控制技術(shù)未來發(fā)展方向。例如，當(dāng)前自動駕駛汽車的研究和開發(fā)已經(jīng)成為汽車制造業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)，此項(xiàng)技術(shù)的革新能夠大幅降低安全事故、提高交通效率，未來的的汽車電子控制技術(shù)將會朝著更加智能化和自動化的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)更加高效、安全、便捷的駕駛體驗(yàn)。

4.2 電氣化與電子化發(fā)展

隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，電子控制技術(shù)的整體水平也在不斷提升，且汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大。在現(xiàn)階段，為切實(shí)滿足用戶的實(shí)際需求，將電氣化與電子化技術(shù)應(yīng)用到電子控制技術(shù)領(lǐng)域已成為一種重要發(fā)展趨勢。電氣化和電子化發(fā)展是能源與環(huán)保問題所驅(qū)動的，未來的汽車將更加注重能源的可持續(xù)性和環(huán)保性，例如，新能源汽車的開發(fā)已經(jīng)成為許多制造商的重點(diǎn)發(fā)展方向，包括高壓電池管理系統(tǒng)、電動驅(qū)動系統(tǒng)、充電系統(tǒng)等。未來的汽車電子控制系統(tǒng)將會更加注重電力系統(tǒng)的優(yōu)化和控制，以提高新能源汽車的可靠性。

4.3 集成化與互聯(lián)化發(fā)展

現(xiàn)代汽車配備了各種傳感器，包括攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)和超聲波傳感器，這些傳感器用于向車輛的電子控制系統(tǒng)提供車輛狀態(tài)信息和外界環(huán)境信息，多傳感器的集成及其數(shù)據(jù)的融合，可以幫助駕駛員快速做出正確的決策，并且能夠提前識別出潛在危險(xiǎn)。隨著高級輔助駕駛技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們越來越需要將車輛連接到互聯(lián)網(wǎng)以及其他車輛，這依賴先進(jìn)的通信技術(shù)，例如車對車（V2V）和車對基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）的通信系統(tǒng)。隨著車輛的互聯(lián)程度越來越高，網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險(xiǎn)也會增加，因此開發(fā)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)在汽車行業(yè)變得越來越重要。比如智能化的網(wǎng)絡(luò)完全系統(tǒng)、安全加密與驗(yàn)證技術(shù)、云安全技術(shù)等。

5 結(jié)論

綜上所述，研究汽車電子控制技術(shù)，能夠?yàn)槠囶I(lǐng)域發(fā)展提供動力。汽車電子控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用和不斷創(chuàng)新，為汽車工業(yè)帶來了深刻的變革，塑造著現(xiàn)代汽車的高性能、安全性和智能化水平。汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢將在未來推動整個(gè)汽車行業(yè)朝著更安全、更智能、更可持續(xù)的方向發(fā)展，為駕駛員和社會創(chuàng)造更優(yōu)質(zhì)的出行體驗(yàn)。

基金項(xiàng)目：2021年度陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)-低碳清潔能源與智能制造科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、基金編號（2021KYTD06）。

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