隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,汽車技術(shù)的發(fā)展也日新月異,自動(dòng)化程度不斷提高。大量的汽車新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和科技新產(chǎn)品被普遍采用。汽車已不只是最初的運(yùn)輸或代步工具,也是娛樂、休閑等的重要生活空間。為了品質(zhì)的提高和保持賣點(diǎn),汽車公司每年都投入大量的科研開發(fā)費(fèi)用。歐美汽車上所用的電子設(shè)備的價(jià)格已占到整車價(jià)格的15%~20%,而我國汽車用電子設(shè)備與整車價(jià)格的比例也在不斷提高。
測控技術(shù)不僅能提高汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性,還能改善汽車行駛的穩(wěn)定性和舒適性,推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展??梢院敛豢鋸埖卣f:沒有測控技術(shù),就沒有現(xiàn)代汽車工業(yè)。
本文通過對可在汽車中應(yīng)用的測控技術(shù)做了較為全面的分析,包括在汽車中應(yīng)用的電子控制技術(shù)、安全技術(shù)、環(huán)保技術(shù)、遙控檢測技術(shù)、汽車舒適性技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)這幾個(gè)方面的應(yīng)用。匯總了在汽車中應(yīng)用的測控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系如圖1所示。本圖表可供汽車制造廠家和汽車電子研發(fā)制造廠家參考。
1 測控技術(shù)的應(yīng)用
測控技術(shù)在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用越來越廣泛,表現(xiàn)在:電子控制技術(shù)、安全技術(shù)、防盜技術(shù)、遙感技術(shù)以及環(huán)保技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)等。
1.1 在汽車電子控制技術(shù)方面的應(yīng)用
測控技術(shù)在汽車電子控制技術(shù)方面的應(yīng)用很廣泛。近年來,隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用,汽車電子控制技術(shù)得到迅猛發(fā)展,尤其在控制精度、控制范圍、智能化和網(wǎng)絡(luò)化等方面有了較大突破。汽車電子控制技術(shù)已成為衡量現(xiàn)代汽車發(fā)展水平的重要標(biāo)志。汽車電子控制系統(tǒng)基本由傳感器、電子控制器(ECU)、驅(qū)動(dòng)器和控制程序軟件等部分組成。它應(yīng)用于汽車的各個(gè)系統(tǒng),例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制、點(diǎn)火控制與排氣再循環(huán)控制、汽車轉(zhuǎn)向控制等。傳感器在汽車控制技術(shù)中是一個(gè)非常重要的部件,汽車傳感器的核心是發(fā)動(dòng)機(jī)控制傳感器,包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置和轉(zhuǎn)速傳感器、流量傳感器、爆震傳感器等。另外還有胎壓傳感器、超聲波傳感器、氣體凈化傳感器、車輛防盜傳感器、防震傳感器、智能傳感器等。隨著技術(shù)的發(fā)展和材料科學(xué)的進(jìn)步,傳感器正向智能化、微型化發(fā)展,傳感器廠商努力利用新原理、新技術(shù)、新工藝擴(kuò)大傳感器的功能與應(yīng)用范圍,例如現(xiàn)在可以制造出控制半導(dǎo)體氧化物成分的傳感器、各種氣體傳感器、光導(dǎo)纖維傳感器等。
1.2 在汽車安全技術(shù)方面的應(yīng)用
近年來,隨著汽車數(shù)量的不斷增加,隨之帶來的道路交通安全問題也已成為世界性的大問題,車輛事故和因車禍傷亡的人數(shù)在不斷增加,汽車的安全技術(shù)已成為不容忽視的問題,各個(gè)汽車生產(chǎn)廠家也不斷地應(yīng)用新技術(shù)新產(chǎn)品以提高汽車的安全性。汽車安全技術(shù)的概念包括兩方面內(nèi)容:主動(dòng)式安全技術(shù),即防止事故的發(fā)生;被動(dòng)安全技術(shù),即事故發(fā)生后的乘員保護(hù)?,F(xiàn)在汽車安全技術(shù)的趨勢是,在每個(gè)安全領(lǐng)域都要開發(fā)出性能更好、反應(yīng)更快和分辨力更強(qiáng)的安全系統(tǒng),使它們在不同的環(huán)境和條件下,針對不同的乘員,迅速作出不同的反應(yīng)。只有好的安全性才能使汽車的其他性能得到充分發(fā)揮。汽車安全技術(shù)主要有防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、電子制動(dòng)力分配裝置(EBD)、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(ASR)、報(bào)警裝置、巡航控制系統(tǒng)、安全帶、安全氣囊、汽車防撞技術(shù)系統(tǒng)、倒車?yán)走_(dá)等。
1.3 在汽車環(huán)保方面的應(yīng)用
環(huán)境問題是全球普遍關(guān)注的問題,人們都在努力解決各種污染問題,爭取人與自然的和諧相處。測控技術(shù)在汽車環(huán)保方面的應(yīng)用,使汽車的能耗和污染物排放大大減少。有力地解決了現(xiàn)在能源短缺和空氣污染嚴(yán)重的問題。主要采用了汽油機(jī)電控制燃油噴射技術(shù)、柴油機(jī)高壓共軌電控噴射系統(tǒng)、冷卻廢氣再循環(huán)技術(shù)以及燃料電池等。
1.4 在汽車遙測方面的應(yīng)用
遙測是將一定距離外被測對象的參數(shù)經(jīng)過感受、采集,通過傳輸媒介送到接收地點(diǎn)并進(jìn)行解調(diào)、記錄、處理的一種測量過程。遙測技術(shù)的發(fā)展給人類提供了方便、快捷。例如遙控啟動(dòng),人們站在車外,只要按一下按鈕就可以打開或鎖上汽車,也可用遙控打開車窗、車門;再有汽車儀表,可以根據(jù)儀表上顯示的數(shù)據(jù)來判斷汽車是否正常工作。還有應(yīng)用了測控技術(shù)的汽車排氣遙測設(shè)備,與傳統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車排氣測量方法不同,它采取非接觸式測量方法,使用紅外線和紫外線光譜吸收技術(shù),可以在不妨礙正常交通的情況下,檢測行駛車輛的CO、HC、NOx等排氣污染物濃度,具有檢測效率高(每小時(shí)最多可以檢測三千多輛車),不影響車輛正常行駛,防止舞弊并能較真實(shí)地反映車輛道路實(shí)際排放狀況。
1.5 在汽車舒適性控制方面的應(yīng)用
汽車已不只是最初的運(yùn)輸或代步工具,它已變成娛樂、休閑等的重要生活空間。人們希望有一個(gè)舒適的駕駛與乘坐環(huán)境。測控技術(shù)的應(yīng)用大大提高了汽車的舒適性。例如現(xiàn)代汽車中都有自動(dòng)天線、音響及視頻設(shè)備,這些都使在汽車?yán)锬塬@得豐富的視聽娛樂享受,也可以大大緩解駕駛員在行車過程中的疲憊,增添旅途的愉快,減少交通事故的發(fā)生率。再有汽車的自動(dòng)空調(diào),當(dāng)駕駛員設(shè)定汽車內(nèi)的溫度以后,自動(dòng)空調(diào)可根據(jù)車內(nèi)、外條件的變化,自動(dòng)變化制冷或供暖狀態(tài),調(diào)節(jié)制冷或供暖強(qiáng)度,使汽車內(nèi)的溫度保持在設(shè)定范圍以內(nèi)。
2 現(xiàn)場總線的應(yīng)用
汽車性能依賴于汽車各總成、部件工作的協(xié)調(diào)、優(yōu)化和各功能部件對指令的及時(shí)合理的響應(yīng),因此現(xiàn)在高端汽車多采用集中中央控制,讓汽車的各個(gè)總成性能得到充分發(fā)揮。在現(xiàn)代測控技術(shù)中,現(xiàn)場總線正在發(fā)揮越來越重要的作用,而這一先進(jìn)控制技術(shù)也體現(xiàn)在現(xiàn)代汽車集中控制系統(tǒng)中,目前汽車總線有CAN、LIN、MOST等。MOST是塑料光纜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,它將音響裝置、電視、全球定位系統(tǒng)及電話等設(shè)備相互連接起來,實(shí)現(xiàn)舒適、安全、信息娛樂等系統(tǒng)信號(hào)的傳輸和控制,給用戶帶來了極大的便利。CAN總線在汽車中應(yīng)用最廣泛,控制汽車中很多系統(tǒng),如汽車智能環(huán)保系統(tǒng),具有CAN接口的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)、車身電子控制系統(tǒng)、車燈驅(qū)動(dòng)控制等,還可用于汽車制動(dòng)系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、液晶顯示系統(tǒng)等。LIN總線主要應(yīng)用在簡單的車載系統(tǒng),它對數(shù)據(jù)速率或迅速反應(yīng)速度要求不高,例如座位和車窗的控制電子件。相對于CAN來說,LIN總線更簡單易用,成本較低,是一種低速度的總線通信。通信技術(shù)讓汽車的功能更加完備,在信息發(fā)達(dá)的21世紀(jì),各種通信技術(shù)迅速應(yīng)用到了汽車上,給人們帶來了極大的方便。
3 測控技術(shù)在汽車應(yīng)用中的關(guān)系圖
現(xiàn)場總線的應(yīng)用關(guān)系如圖2所示。
通過對可在汽車中應(yīng)用的測控技術(shù)的全面分析,匯總并形成了在汽車中應(yīng)用的測控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖,清楚地體現(xiàn)了測控技術(shù)在汽車中應(yīng)用的廣泛性??陀^地說,沒有測控技術(shù)就沒有現(xiàn)代汽車工業(yè)。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉曉巖.汽車電子控制技術(shù)[M].北京:科學(xué)工業(yè)出版社,2009.
[2] 王磊.測控儀器設(shè)計(jì)(第2版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.
[3] 荒井宏.汽車電子系統(tǒng)[M].北京:科學(xué)工業(yè)出版社,2008.
[4] 付百學(xué),馬彪. 現(xiàn)代汽車電子技術(shù)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2008.
[5] 曹麗娜,樊昌信.通信原理[M].北京:國防工業(yè)出版社,2008.
[6] 張玉棟,馬文哲.汽車電子控制技術(shù)和車內(nèi)局域網(wǎng)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004.