淺談”機(jī)電一體化技術(shù)”在汽車中的應(yīng)用

李寶田

摘 要：汽車是典型的“機(jī)電一體化”產(chǎn)品，汽車中采用機(jī)電一體化技術(shù)在汽車的機(jī)械功能、動(dòng)力性能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將汽車與電子化設(shè)計(jì)及軟件技術(shù)結(jié)合起來，使汽車的功能如虎添翼?？梢哉f今天的汽車已經(jīng)進(jìn)入了電子控制的時(shí)代，并向自動(dòng)化智能化方向發(fā)展。本文主要介紹了機(jī)電一體化技術(shù)在汽車中的主要應(yīng)用和機(jī)電一體化技術(shù)在汽車上應(yīng)用的前景預(yù)測。

關(guān)鍵詞：ECU 燃油經(jīng)濟(jì)性；變速器；汽車局域網(wǎng)

一、自動(dòng)變速器電子控制技術(shù)

汽車自動(dòng)變速器能自動(dòng)改變傳動(dòng)比，調(diào)節(jié)或變換發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出性能，大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命。自動(dòng)變速器在汽車的應(yīng)用起源于1939年美國通用汽車公司，它被首次應(yīng)用于轎車上，隨著電子技術(shù)以及微處理機(jī)廣泛應(yīng)用于變速技術(shù)，自動(dòng)變速技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。目前，常用的電子控制變速器有：

（一）電控?zé)o級變速器（CVT）

從結(jié)構(gòu)和原理上來講與傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器以及自動(dòng)變速器都有很大的不同，它的速比變化是無極的，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的最佳匹配，使發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間工作在最佳工況下，因此，可以有效提高汽車的動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性和排放功能。CVT在汽車變速器的發(fā)展史上具有變革意義，近20年來，CVT不僅在中國，在世界上都得到快速發(fā)展。

（二）雙離合器自動(dòng)變速器

雙離合器自動(dòng)變速器是一種最新型的電控機(jī)械式自動(dòng)變速器，它不僅擁有手動(dòng)變速器的靈活性及自動(dòng)變速器的舒適性，而且還能提供無間斷的動(dòng)力輸出，一般的電子控制機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）在換擋時(shí)要切斷動(dòng)力，再次啟動(dòng)必然引起傳動(dòng)系統(tǒng)沖擊，造成動(dòng)力損失，影響車輛的乘坐舒適性和動(dòng)力性。DSG的出現(xiàn)從根本上解決了這一問題，DSG的換擋極為迅速，不產(chǎn)生動(dòng)力間斷，也沒有頓挫感，明顯提高引擎動(dòng)力，傳輸效率和降低油耗，排放等優(yōu)點(diǎn)。

二、底盤電子控制技術(shù)

（一）驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)（ASR）

ASR是在汽車防抱死系統(tǒng)ABS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它的基本功能是防止汽車驅(qū)動(dòng)輪在加速時(shí)出現(xiàn)打滑，尤其是在下雨下雪，冰雹結(jié)冰等摩擦力較小的路面上，ASR通過控制制動(dòng)輪制動(dòng)力矩或控制發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的牽引力，驅(qū)動(dòng)時(shí)將車輪滑移率控制在一定范圍內(nèi)，以獲得最大驅(qū)動(dòng)力和良好的轉(zhuǎn)向性能，保持汽車的行駛穩(wěn)定。

（二）電子控制懸架系統(tǒng)

電子控制懸架系統(tǒng)經(jīng)過傳感器的檢測信號通過計(jì)算機(jī)處理能自動(dòng)控制車輛懸架的剛度，阻尼系數(shù)以及車身高度，根據(jù)汽車載荷、車速和路面情況的變化而改變懸架特性。突破傳統(tǒng)被動(dòng)懸架的局限性，使其與道路狀況和行駛狀態(tài)相適應(yīng)，保證了汽車行駛的平順性和操縱的穩(wěn)定性，適應(yīng)了現(xiàn)代汽車對乘坐舒適性，行車安全性更高的要求。

（三）電子穩(wěn)定程序（ESC）

ESC作為ABS/ASR功能上的延伸，不僅成功地解決了汽車在制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性問題，也出色解決了汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)的方向穩(wěn)定性問題。

（四）巡航控制系統(tǒng)（CCS）

CCS又稱為車速控制系統(tǒng)或恒速控制系統(tǒng)，它利用先進(jìn)的電子技術(shù)，使汽車在行駛中根據(jù)行駛阻力的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度，從而對速度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。

三、車載電子信息系統(tǒng)

它采用車載專用中央處理器，基于車身總線系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)形成的車載綜合信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)包括三維導(dǎo)航實(shí)時(shí)路況，IPTV，輔助駕駛，故障檢測，車輛信息，車身控制，移動(dòng)辦公，元件通信，基于在線的娛樂功能及TSP服務(wù)等應(yīng)用，極大的提升了車輛電子化，網(wǎng)絡(luò)化以及智能化水平。

（一）CAN總線在現(xiàn)代轎車的設(shè)計(jì)中已成為汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)裝備，奔馳寶馬大眾等汽車公司以及美國通用福特汽車公司都采用了CAN作為控制器聯(lián)網(wǎng)的手段。CAN具有多主節(jié)點(diǎn)，開放式結(jié)構(gòu)，錯(cuò)誤檢測及自恢復(fù)能力，實(shí)現(xiàn)無線傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。

（二）全球定位系統(tǒng)以及車輛導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS為具有海陸空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。它使用24顆衛(wèi)星高度為20200km的導(dǎo)航衛(wèi)星組成，衛(wèi)星星座分布在六條近圓軌道上，它可以在全球范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)為用戶提供靜態(tài)或動(dòng)態(tài)目標(biāo)的精確位置，速度和高度等信息。車輛導(dǎo)航系統(tǒng)用來實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示車輛在路網(wǎng)中的位置，并優(yōu)化車輛到達(dá)目的地的最佳路線，降低所需時(shí)間，改善了車輛行駛的安全性及效率，提高了道路通行能力，有利于緩解車流量，解決交通堵塞，能源節(jié)約等問題。

（三）電子收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）。ETC作為智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，實(shí)現(xiàn)了車輛經(jīng)過收費(fèi)站無需停車交費(fèi)，當(dāng)車輛通過收費(fèi)站，由計(jì)算機(jī)等設(shè)備自動(dòng)完成對車輛通行費(fèi)的征收工作，從根本上克服交通延誤以及交通堵塞，減少了停車次數(shù)，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，有利于環(huán)境保護(hù)。

四、機(jī)電一體化在汽車上應(yīng)用的前景

采用電子技術(shù)對汽車進(jìn)行更為精確的控制，測量和通信是不斷提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性，環(huán)保性，安全性和舒適性的最重要手段。隨著人們快節(jié)奏生活的提高以及對汽車各項(xiàng)性能的更高要求，汽車電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用也將越來越多，我相信隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和不斷完善，機(jī)電一體化系統(tǒng)將使汽車駕駛的更智能化，更安全化，達(dá)到一個(gè)個(gè)科技的高峰。

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