測控技術在汽車中的應用

孫四通,崔 偉,候雷雷

（青島科技大學 自動化與電子工程學院，山東 青島 266042）

隨著科學技術的不斷發展，汽車技術的發展也日新月異，自動化程度不斷提高。大量的汽車新技術、新結構和科技新產品被普遍采用。汽車已不只是最初的運輸或代步工具，也是娛樂、休閑等的重要生活空間。為了品質的提高和保持賣點，汽車公司每年都投入大量的科研開發費用。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%，而我國汽車用電子設備與整車價格的比例也在不斷提高。

測控技術不僅能提高汽車的動力性、經濟性和安全性，還能改善汽車行駛的穩定性和舒適性，推動汽車產業的發展?？梢院敛豢鋸埖卣f：沒有測控技術，就沒有現代汽車工業。

本文通過對可在汽車中應用的測控技術做了較為全面的分析，包括在汽車中應用的電子控制技術、安全技術、環保技術、遙控檢測技術、汽車舒適性技術及網絡通信技術這幾個方面的應用。匯總了在汽車中應用的測控技術網絡關系如圖1所示。本圖表可供汽車制造廠家和汽車電子研發制造廠家參考。

1 測控技術的應用

測控技術在現代汽車中的應用越來越廣泛，表現在：電子控制技術、安全技術、防盜技術、遙感技術以及環保技術、網絡總線技術等。

1.1 在汽車電子控制技術方面的應用

測控技術在汽車電子控制技術方面的應用很廣泛。近年來，隨著電子技術、計算機技術和信息技術的應用，汽車電子控制技術得到迅猛發展，尤其在控制精度、控制范圍、智能化和網絡化等方面有了較大突破。汽車電子控制技術已成為衡量現代汽車發展水平的重要標志。汽車電子控制系統基本由傳感器、電子控制器(ECU)、驅動器和控制程序軟件等部分組成。它應用于汽車的各個系統,例如汽車發動機的電子控制、點火控制與排氣再循環控制、汽車轉向控制等。傳感器在汽車控制技術中是一個非常重要的部件，汽車傳感器的核心是發動機控制傳感器，包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置和轉速傳感器、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。隨著技術的發展和材料科學的進步，傳感器正向智能化、微型化發展，傳感器廠商努力利用新原理、新技術、新工藝擴大傳感器的功能與應用范圍，例如現在可以制造出控制半導體氧化物成分的傳感器、各種氣體傳感器、光導纖維傳感器等。

圖1 測控技術在現代汽車中的應用

1.2 在汽車安全技術方面的應用

近年來，隨著汽車數量的不斷增加，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在不斷增加，汽車的安全技術已成為不容忽視的問題，各個汽車生產廠家也不斷地應用新技術新產品以提高汽車的安全性。汽車安全技術的概念包括兩方面內容：主動式安全技術，即防止事故的發生；被動安全技術，即事故發生后的乘員保護?，F在汽車安全技術的趨勢是，在每個安全領域都要開發出性能更好、反應更快和分辨力更強的安全系統，使它們在不同的環境和條件下，針對不同的乘員，迅速作出不同的反應。只有好的安全性才能使汽車的其他性能得到充分發揮。汽車安全技術主要有防抱死制動系統(ABS)、電子制動力分配裝置(EBD)、驅動防滑系統(ASR)、報警裝置、巡航控制系統、安全帶、安全氣囊、汽車防撞技術系統、倒車雷達等。

1.3 在汽車環保方面的應用

環境問題是全球普遍關注的問題，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。測控技術在汽車環保方面的應用，使汽車的能耗和污染物排放大大減少。有力地解決了現在能源短缺和空氣污染嚴重的問題。主要采用了汽油機電控制燃油噴射技術、柴油機高壓共軌電控噴射系統、冷卻廢氣再循環技術以及燃料電池等。

1.4 在汽車遙測方面的應用

遙測是將一定距離外被測對象的參數經過感受、采集，通過傳輸媒介送到接收地點并進行解調、記錄、處理的一種測量過程。遙測技術的發展給人類提供了方便、快捷。例如遙控啟動，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，可以根據儀表上顯示的數據來判斷汽車是否正常工作。還有應用了測控技術的汽車排氣遙測設備，與傳統的機動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，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地反映車輛道路實際排放狀況。

1.5 在汽車舒適性控制方面的應用

汽車已不只是最初的運輸或代步工具，它已變成娛樂、休閑等的重要生活空間。人們希望有一個舒適的駕駛與乘坐環境。測控技術的應用大大提高了汽車的舒適性。例如現代汽車中都有自動天線、音響及視頻設備，這些都使在汽車里能獲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，減少交通事故的發生率。再有汽車的自動空調，當駕駛員設定汽車內的溫度以后，自動空調可根據車內、外條件的變化，自動變化制冷或供暖狀態，調節制冷或供暖強度，使汽車內的溫度保持在設定范圍以內。

2 現場總線的應用

汽車性能依賴于汽車各總成、部件工作的協調、優化和各功能部件對指令的及時合理的響應，因此現在高端汽車多采用集中中央控制，讓汽車的各個總成性能得到充分發揮。在現代測控技術中，現場總線正在發揮越來越重要的作用，而這一先進控制技術也體現在現代汽車集中控制系統中，目前汽車總線有CAN、LIN、MOST等。MOST是塑料光纜的網絡協議,它將音響裝置、電視、全球定位系統及電話等設備相互連接起來,實現舒適、安全、信息娛樂等系統信號的傳輸和控制，給用戶帶來了極大的便利。CAN總線在汽車中應用最廣泛，控制汽車中很多系統，如汽車智能環保系統，具有CAN接口的發動機數據采集傳輸系統、車身電子控制系統、車燈驅動控制等，還可用于汽車制動系統、報警系統、液晶顯示系統等。LIN總線主要應用在簡單的車載系統，它對數據速率或迅速反應速度要求不高，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。通信技術讓汽車的功能更加完備，在信息發達的21世紀，各種通信技術迅速應用到了汽車上，給人們帶來了極大的方便。

3 測控技術在汽車應用中的關系圖

圖2 現場總線的應用關系圖

現場總線的應用關系如圖2所示。

通過對可在汽車中應用的測控技術的全面分析，匯總并形成了在汽車中應用的測控技術網絡關系圖，清楚地體現了測控技術在汽車中應用的廣泛性?？陀^地說，沒有測控技術就沒有現代汽車工業。

[1]劉曉巖.汽車電子控制技術[M].北京：科學工業出版社，2009.

[2]王磊.測控儀器設計(第 2版)[M].北京：機械工業出版社，2007.

[3]荒井宏.汽車電子系統[M].北京：科學工業出版社，2008.

[4]付百學，馬彪.現代汽車電子技術[M].北京：北京理工大學出版社，2008.

[5]曹麗娜，樊昌信.通信原理[M].北京：國防工業出版社，2008.

[6]張玉棟，馬文哲.汽車電子控制技術和車內局域網[M].北京：電子工業出版社，2004.