汽车电子技术的新发展
从90年代起，全球汽车电子产品的生产持续高速增长。到1999年，全球汽车电子产品的销售额已达600亿美元以上，计算机技术、集成电路技术、数字电路技术以及通信技术等电子技术在汽车上的应用已占整车成本的30％以上，个别车型已达70％以上。新兴的
汽车电子业已成为世界电子设备市场中增长最快的领域。
一、发动机方面
1. 供油量控制
供油量直接影响发动机的排放和扭矩。新开发的电子式供油量控制系统由发动机转速、进气压力、进气道的进气温度等三个因素决定燃油泵齿条的位置以确定进入气缸内的实际供油量。另外把燃油温度信息也输入控制系统，使供油更加精确。由于控制图象软件包括了所有可能出现的工况，所以在任何工况下都能达到最佳供油量。
2. 喷油定时的控制
供油量给定后，喷油开始点对排放影响很大，特别是对NOX 及微粒（PM ）的形成。要降低排放中的有害成分，必须使喷油开始点随工况的要求柔性可变及可控。电子控制系统能够按照一种或多种控制图象软件（如果一种软件无法包括所有工况的话）确定喷油开始点，其输入控制器的信息最少应该有：发动机转速、已确定的供油量、发动机温度和进气压力。
3. 喷油压力的可变控制
发动机在低速转动时喷油压力很低，而电子系统可以把压力升高，以减小烟度的排放量。在怠速较低的负荷时，则不使喷油压力升高，以降低噪声。这种喷油压力随发动机转速及负荷变动而变化的喷油泵已经实现。例如日本电装公司的ECD －U2型高压共轨式燃油喷射系统。柴油高压油泵进入喷油嘴的压力可在80～120MPa 之间受控。其方法不是控制泵端压力，而是在各喷油嘴之前、油泵之后设置一个共轨油管，上面的控制阀受控制器的控制，使燃油以所需的压力进入各喷油嘴。
4. 喷油率的可变控制
一般机械式的喷油泵喷油率随喷油压力升高而增大，但在着火前喷油率高会增加燃油消耗量，并引起燃烧粗暴，增加噪声及NOX 的形成。电子系统可做到在着火前降低喷油率，如ECD －U2型高压共轨式燃油喷射系统，其喷油泵可以做到从喷油开始到喷油结束，其喷油率可变并逐步增长，或分两阶段喷油，即着火前少喷，着火后主喷。
5. 废气再循环（EGR ）的控制
将一部分废气引入气缸再参加燃烧，从而可以降低最高燃烧温度而不影响燃油经济性，并可大大减少NOX 的排放。EGR 控制阀根据需要来控制废气再循环的量，这个阀由喷油量和空气量大小来决定，它又由发动机转速、进气压力和增压后进气温度等参数经过控制器计算而定。宝马公司DOE 分配泵上就有这种电子装置，与机械式相比，两种控制NOX 的排放都可达0.625g/km以下，但对微粒排放，机械式为0.125g/km，而电子式为0.062g/km。
6. 加速用空气喷射系统
汽车加速时需要额外增加新鲜空气进气量，否则烟度会剧烈增大。引入了电子系统才能在烟度和加速性两者之间随时取得最佳配合。当加速踏板踩下去的速度超过了预设的速度，则控制器发出指定信号，打开储气罐电磁阀，使空气进入进气道中，进气量由电磁阀打开的时间来控制。这种装置可使发动机的扭矩增加65％，烟度可减少60％，并可任意调整。
7. 电子控制增压中冷进气
当负荷低时，增压后的空气不经过中冷器冷却，而是通过电子控制由控制器指令打开的旁通道直接进入气缸，这样可以降低发动机冷态时HC 排放。另外，当发动机加速时，可以减轻加速噪声。
8. 多种燃油自动控制
采用甲醇和汽油混合燃料（甲醇最多占85％，最少为0）的发动机时，在燃油滤清器后的燃油管道中设置一个燃油酒精度传感器，由控制器按酒精度多少控制适当的空燃比，并控制点火和喷油。燃油酒精度传感器的介电常数和导电性确定酒精含量的百分比，使用甲醇汽油可以降低排放和节油。
9. 电控系统故障自诊断系统
现在，西门子公司已开发出了发动机管理系统的自诊断系统，它能够不断监视输入和输出，一旦输入有误，控制系统立即计算出一个替代值从而不使整个系统失效。监视程序与控制器设计成一体，规定信息超标50％为失效，失效编码永久录在存储器内，实录失效当时运作的各项参数，以备检查修理用。上述50％的偏差可以调整，一般排放标准越严，超标公差也规定越严。西门子的上述系统以合理的输入或输出值来代替错误值，同时作出失效显示。
10. 电子催化转化器
为了进一步降低HC 、CO 、NOX 等排放，现代汽油车大多装有催化转化器。它需要达到必需的温度后才能起到废气转化净化的作用。若把催化器布置*近发动机，冷态起动易被加热，但热机后，所受负荷太高，难以达到规定的行驶寿命。 引入电子控制后，解决方案有三种：
a.采用蓄电池电源快速加热催化器。这可能是超低排放车（ULEV ）所必需的，这种电加热催化器装在主催化器的上游，30秒内达到必需的温度，消耗电能约0. 03kW （功率3.5kW ）。为此必须开发出一种高容量的电池，发动机功率也要增大。
b.在主催化器的上游接近发动机的排气旁通道上另设一个起动用催化器，发动机起动后，执行器打开该旁通道，使起动用催化器很快受热而起作用，其废气仍通过主催化器而使之热起来。当主催化器达到作用温度时，执行器关闭旁通道，使起动用催化器不再起作用，所有排气直接通过主催化器，此方案主催化器可距发动机较远，以达到规定的寿命。
c.在催化器的上游排气通道上设两个并联的通道，一个为普通排气道，一个由绝缘隔热层紧密裹住的通道。发动机起动后，执行器打开裹有隔热层的通道，使催化器快速加热，达到作用温度后，执行器关闭此通道而同时打开普通排气道，本方案只需要一个催化器，而且可以布置在发动机较远处。
二、底盘
1. 自动脱开发动机
当汽车惯性滑行或发动机无负荷空运转时，电子系统接受来自加速踏板位置、变速器变速杆位置、发动机和变速器转速等信息后，指令一个真空装置起作用，脱开离合器，需要时还可以停止发动机工作。当油门重新打开，发动机和变速器转速接近相同时，电子系统又指令重新接合离合器。实验证明，这可节油约20％～30％，有害废气排放也随之减少。这套系统目前还在进一步改进之中。
2. 电子式自动变速器
采用电子式自动变速器可以比一般变速器节油10％。由于它能自动选择最佳排挡和自动感应驾驶者瞬间对驾驶的意愿，它比一般自动变速器更使人感到其机动易操纵性和符合赛车特性。需输入控制器的信息有8种，输出的信息有4种，除其中一种仅用于反馈外，其余3种是：
①通过伺服机构推动液压阀使变速装置变速。
②通过另一个伺服机构推动离合器的分离或接合。
③ 控制液压系统中的液压。 这 套系统的进一步发展是采用模糊逻辑，使其智能化，进一步降低油耗和提高 驱动的舒适性。
三、整车
1. 汽车安全间距控制系统
这种电子安全系统是以电磁微波或激光测量距离，在驾驶者面前显示本车与前车间距。作为对驾驶者的一种警报系统以解除其紧张情绪。奔驰公司正研究的
是更为高层次的所谓“自动智能安全稳定车速控制系统（AICC ）”。考虑了以下信息和条件：
（1）本车与前车的距离
（2）前车的速度
（3）路面及气候条件，以确定制动时轮胎和路面间的摩擦系数
（4）前、后车都在行驶中，微波、激光或红外线测距时因多普勒效应所带来的修正等。然后，通过计算机不断确定前车和本车是否超过相对安全警戒距离，这个距离是动态变化着的，是电子控制系统自己随时（智能化）确定的。奔驰公司认为用红外线测距，价格较廉而且体积很小，安装方便，但红外线测距有0.5m （近距）到1.0m （远距）的误差。利用这套安全车距保持系统在汽车自动行驶中，可以自动调整车速，使车距不超过警戒距离。
2. 自动车内降噪系统
日本已经开发出了电控降噪系统并投入了市场。方法一般是发动机噪声声波被车内某固定位置点所收集，经放大整理输出该噪声的频谱、振幅及相位进入优化器，随后通过扩音器在车内放出与噪声完全相反的反相波，以降低原噪声。这样就在一个封闭的车内周而复始连续不断地循环降噪。发动机的即时运行转速是此系统最重要的参数信息，以提供给该系统。
3. 防盗系统
英国埃斯基谷公司最近研制成功一种可暗藏于汽车内任何部位的新型防盗装置，它可通过电话使汽车停止、闭锁、功能丧失。
其控制方法有：
——逐渐减少燃料供应使汽车慢慢停止；
——关闭车门和车窗使窃贼难以逃出；
——启动报警器、制动装置及卫星跟踪系统；
——通过内部对讲机与窃贼进行谈判；
——开启或关闭其它电动控制设备（如车灯、升降温设备等）。
4. 发动机主动式减振支座系统
这种支座系统直接放置在发动机支架下，以支撑发动机的质量。支座为一封闭式圆柱体，其下部为橡胶皮囊，囊上部为支撑发动机的橡胶块，橡胶块上部是内外两层液压室。外室为环状，液体*小孔与下面皮囊相通；内室为圆柱形，被
环形外室全部包围。紧贴着内室上面液面 的为一金属膜片，膜上紧贴着一个电磁振子。电控系统指令该电磁振子产生与发动机振动相反的反振波，通过液压来减弱发动机的振动。这不但可减少车身振动，而且也降低了由发动机传来的噪声。
四、改善交通状况
最经济的车速一般是60～80km/h的匀速行驶，车速仅为20km/h或高达150km/h时，耗油量会急剧增加；在城市工况行驶时，油耗可增加一倍。所以形成一个匀流的交通是进一步节油的有效措施。一是使驾驶员知道前方堵车现状，引导他选择另外路线，告诉他前方停车场位置和服务设施等。这些信息必须可*而且是当时最新情况。二是主动调节交通。例如按照当前交通的车流密度和车速限值自动调节交通信号灯的变更间隔时间；又如按车流方向密度特点，对进、出城市的车道数自动调节等等。三是使用完全自动的汽车导航系统。
有很多的汽车系统采用了先进的电子控制技术，因此大大推动了汽车电子技术的发展与应用，反过来，汽车电子技术的发展也推动了整个汽车工业的快速发展。
汽车电子技术的新发展
从90年代起，全球汽车电子产品的生产持续高速增长。到1999年，全球汽车电子产品的销售额已达600亿美元以上，计算机技术、集成电路技术、数字电路技术以及通信技术等电子技术在汽车上的应用已占整车成本的30％以上，个别车型已达70％以上。新兴的
汽车电子业已成为世界电子设备市场中增长最快的领域。
一、发动机方面
1. 供油量控制
供油量直接影响发动机的排放和扭矩。新开发的电子式供油量控制系统由发动机转速、进气压力、进气道的进气温度等三个因素决定燃油泵齿条的位置以确定进入气缸内的实际供油量。另外把燃油温度信息也输入控制系统，使供油更加精确。由于控制图象软件包括了所有可能出现的工况，所以在任何工况下都能达到最佳供油量。
2. 喷油定时的控制
供油量给定后，喷油开始点对排放影响很大，特别是对NOX 及微粒（PM ）的形成。要降低排放中的有害成分，必须使喷油开始点随工况的要求柔性可变及可控。电子控制系统能够按照一种或多种控制图象软件（如果一种软件无法包括所有工况的话）确定喷油开始点，其输入控制器的信息最少应该有：发动机转速、已确定的供油量、发动机温度和进气压力。
3. 喷油压力的可变控制
发动机在低速转动时喷油压力很低，而电子系统可以把压力升高，以减小烟度的排放量。在怠速较低的负荷时，则不使喷油压力升高，以降低噪声。这种喷油压力随发动机转速及负荷变动而变化的喷油泵已经实现。例如日本电装公司的ECD －U2型高压共轨式燃油喷射系统。柴油高压油泵进入喷油嘴的压力可在80～120MPa 之间受控。其方法不是控制泵端压力，而是在各喷油嘴之前、油泵之后设置一个共轨油管，上面的控制阀受控制器的控制，使燃油以所需的压力进入各喷油嘴。
4. 喷油率的可变控制
一般机械式的喷油泵喷油率随喷油压力升高而增大，但在着火前喷油率高会增加燃油消耗量，并引起燃烧粗暴，增加噪声及NOX 的形成。电子系统可做到在着火前降低喷油率，如ECD －U2型高压共轨式燃油喷射系统，其喷油泵可以做到从喷油开始到喷油结束，其喷油率可变并逐步增长，或分两阶段喷油，即着火前少喷，着火后主喷。
5. 废气再循环（EGR ）的控制
将一部分废气引入气缸再参加燃烧，从而可以降低最高燃烧温度而不影响燃油经济性，并可大大减少NOX 的排放。EGR 控制阀根据需要来控制废气再循环的量，这个阀由喷油量和空气量大小来决定，它又由发动机转速、进气压力和增压后进气温度等参数经过控制器计算而定。宝马公司DOE 分配泵上就有这种电子装置，与机械式相比，两种控制NOX 的排放都可达0.625g/km以下，但对微粒排放，机械式为0.125g/km，而电子式为0.062g/km。
6. 加速用空气喷射系统
汽车加速时需要额外增加新鲜空气进气量，否则烟度会剧烈增大。引入了电子系统才能在烟度和加速性两者之间随时取得最佳配合。当加速踏板踩下去的速度超过了预设的速度，则控制器发出指定信号，打开储气罐电磁阀，使空气进入进气道中，进气量由电磁阀打开的时间来控制。这种装置可使发动机的扭矩增加65％，烟度可减少60％，并可任意调整。
7. 电子控制增压中冷进气
当负荷低时，增压后的空气不经过中冷器冷却，而是通过电子控制由控制器指令打开的旁通道直接进入气缸，这样可以降低发动机冷态时HC 排放。另外，当发动机加速时，可以减轻加速噪声。
8. 多种燃油自动控制
采用甲醇和汽油混合燃料（甲醇最多占85％，最少为0）的发动机时，在燃油滤清器后的燃油管道中设置一个燃油酒精度传感器，由控制器按酒精度多少控制适当的空燃比，并控制点火和喷油。燃油酒精度传感器的介电常数和导电性确定酒精含量的百分比，使用甲醇汽油可以降低排放和节油。
9. 电控系统故障自诊断系统
现在，西门子公司已开发出了发动机管理系统的自诊断系统，它能够不断监视输入和输出，一旦输入有误，控制系统立即计算出一个替代值从而不使整个系统失效。监视程序与控制器设计成一体，规定信息超标50％为失效，失效编码永久录在存储器内，实录失效当时运作的各项参数，以备检查修理用。上述50％的偏差可以调整，一般排放标准越严，超标公差也规定越严。西门子的上述系统以合理的输入或输出值来代替错误值，同时作出失效显示。
10. 电子催化转化器
为了进一步降低HC 、CO 、NOX 等排放，现代汽油车大多装有催化转化器。它需要达到必需的温度后才能起到废气转化净化的作用。若把催化器布置*近发动机，冷态起动易被加热，但热机后，所受负荷太高，难以达到规定的行驶寿命。 引入电子控制后，解决方案有三种：
a.采用蓄电池电源快速加热催化器。这可能是超低排放车（ULEV ）所必需的，这种电加热催化器装在主催化器的上游，30秒内达到必需的温度，消耗电能约0. 03kW （功率3.5kW ）。为此必须开发出一种高容量的电池，发动机功率也要增大。
b.在主催化器的上游接近发动机的排气旁通道上另设一个起动用催化器，发动机起动后，执行器打开该旁通道，使起动用催化器很快受热而起作用，其废气仍通过主催化器而使之热起来。当主催化器达到作用温度时，执行器关闭旁通道，使起动用催化器不再起作用，所有排气直接通过主催化器，此方案主催化器可距发动机较远，以达到规定的寿命。
c.在催化器的上游排气通道上设两个并联的通道，一个为普通排气道，一个由绝缘隔热层紧密裹住的通道。发动机起动后，执行器打开裹有隔热层的通道，使催化器快速加热，达到作用温度后，执行器关闭此通道而同时打开普通排气道，本方案只需要一个催化器，而且可以布置在发动机较远处。
二、底盘
1. 自动脱开发动机
当汽车惯性滑行或发动机无负荷空运转时，电子系统接受来自加速踏板位置、变速器变速杆位置、发动机和变速器转速等信息后，指令一个真空装置起作用，脱开离合器，需要时还可以停止发动机工作。当油门重新打开，发动机和变速器转速接近相同时，电子系统又指令重新接合离合器。实验证明，这可节油约20％～30％，有害废气排放也随之减少。这套系统目前还在进一步改进之中。
2. 电子式自动变速器
采用电子式自动变速器可以比一般变速器节油10％。由于它能自动选择最佳排挡和自动感应驾驶者瞬间对驾驶的意愿，它比一般自动变速器更使人感到其机动易操纵性和符合赛车特性。需输入控制器的信息有8种，输出的信息有4种，除其中一种仅用于反馈外，其余3种是：
①通过伺服机构推动液压阀使变速装置变速。
②通过另一个伺服机构推动离合器的分离或接合。
③ 控制液压系统中的液压。 这 套系统的进一步发展是采用模糊逻辑，使其智能化，进一步降低油耗和提高 驱动的舒适性。
三、整车
1. 汽车安全间距控制系统
这种电子安全系统是以电磁微波或激光测量距离，在驾驶者面前显示本车与前车间距。作为对驾驶者的一种警报系统以解除其紧张情绪。奔驰公司正研究的
是更为高层次的所谓“自动智能安全稳定车速控制系统（AICC ）”。考虑了以下信息和条件：
（1）本车与前车的距离
（2）前车的速度
（3）路面及气候条件，以确定制动时轮胎和路面间的摩擦系数
（4）前、后车都在行驶中，微波、激光或红外线测距时因多普勒效应所带来的修正等。然后，通过计算机不断确定前车和本车是否超过相对安全警戒距离，这个距离是动态变化着的，是电子控制系统自己随时（智能化）确定的。奔驰公司认为用红外线测距，价格较廉而且体积很小，安装方便，但红外线测距有0.5m （近距）到1.0m （远距）的误差。利用这套安全车距保持系统在汽车自动行驶中，可以自动调整车速，使车距不超过警戒距离。
2. 自动车内降噪系统
日本已经开发出了电控降噪系统并投入了市场。方法一般是发动机噪声声波被车内某固定位置点所收集，经放大整理输出该噪声的频谱、振幅及相位进入优化器，随后通过扩音器在车内放出与噪声完全相反的反相波，以降低原噪声。这样就在一个封闭的车内周而复始连续不断地循环降噪。发动机的即时运行转速是此系统最重要的参数信息，以提供给该系统。
3. 防盗系统
英国埃斯基谷公司最近研制成功一种可暗藏于汽车内任何部位的新型防盗装置，它可通过电话使汽车停止、闭锁、功能丧失。
其控制方法有：
——逐渐减少燃料供应使汽车慢慢停止；
——关闭车门和车窗使窃贼难以逃出；
——启动报警器、制动装置及卫星跟踪系统；
——通过内部对讲机与窃贼进行谈判；
——开启或关闭其它电动控制设备（如车灯、升降温设备等）。
4. 发动机主动式减振支座系统
这种支座系统直接放置在发动机支架下，以支撑发动机的质量。支座为一封闭式圆柱体，其下部为橡胶皮囊，囊上部为支撑发动机的橡胶块，橡胶块上部是内外两层液压室。外室为环状，液体*小孔与下面皮囊相通；内室为圆柱形，被
环形外室全部包围。紧贴着内室上面液面 的为一金属膜片，膜上紧贴着一个电磁振子。电控系统指令该电磁振子产生与发动机振动相反的反振波，通过液压来减弱发动机的振动。这不但可减少车身振动，而且也降低了由发动机传来的噪声。
四、改善交通状况
最经济的车速一般是60～80km/h的匀速行驶，车速仅为20km/h或高达150km/h时，耗油量会急剧增加；在城市工况行驶时，油耗可增加一倍。所以形成一个匀流的交通是进一步节油的有效措施。一是使驾驶员知道前方堵车现状，引导他选择另外路线，告诉他前方停车场位置和服务设施等。这些信息必须可*而且是当时最新情况。二是主动调节交通。例如按照当前交通的车流密度和车速限值自动调节交通信号灯的变更间隔时间；又如按车流方向密度特点，对进、出城市的车道数自动调节等等。三是使用完全自动的汽车导航系统。
有很多的汽车系统采用了先进的电子控制技术，因此大大推动了汽车电子技术的发展与应用，反过来，汽车电子技术的发展也推动了整个汽车工业的快速发展。