测控技术在汽车中的应用

随着科学技术的不断发展，汽车技术的发展也日新月异，自动化程度不断提高。大量的汽车新技术、新结构和科技新产品被普遍采用。汽车已不只是最初的运输或代步工具，也是娱乐、休闲等的重要生活空间。为了品质的提高和保持卖点，汽车公司每年都投入大量的科研开发费用。欧美汽车上所用的电子设备的价格已占到整车价格的15%～20%，而我国汽车用电子设备与整车价格的比例也在不断提高。
测控技术不仅能提高汽车的动力性、经济性和安全性，还能改善汽车行驶的稳定性和舒适性，推动汽车产业的发展。可以毫不夸张地说：没有测控技术，就没有现代汽车工业。
本文通过对可在汽车中应用的测控技术做了较为全面的分析，包括在汽车中应用的电子控制技术、安全技术、环保技术、遥控检测技术、汽车舒适性技术及网络通信技术这几个方面的应用。汇总了在汽车中应用的测控技术网络关系如图1所示。本图表可供汽车制造厂家和汽车电子研发制造厂家参考。

1 测控技术的应用
测控技术在现代汽车中的应用越来越广泛，表现在：电子控制技术、安全技术、防盗技术、遥感技术以及环保技术、网络总线技术等。
1.1 在汽车电子控制技术方面的应用
测控技术在汽车电子控制技术方面的应用很广泛。近年来，随着电子技术、计算机技术和信息技术的应用，汽车电子控制技术得到迅猛发展，尤其在控制精度、控制范围、智能化和网络化等方面有了较大突破。汽车电子控制技术已成为衡量现代汽车发展水平的重要标志。汽车电子控制系统基本由传感器、电子控制器(ECU)、驱动器和控制程序软件等部分组成。它应用于汽车的各个系统,例如汽车发动机的电子控制、点火控制与排气再循环控制、汽车转向控制等。传感器在汽车控制技术中是一个非常重要的部件，汽车传感器的核心是发动机控制传感器，包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、爆震传感器等。另外还有胎压传感器、超声波传感器、气体净化传感器、车辆防盗传感器、防震传感器、智能传感器等。随着技术的发展和材料科学的进步，传感器正向智能化、微型化发展，传感器厂商努力利用新原理、新技术、新工艺扩大传感器的功能与应用范围，例如现在可以制造出控制半导体氧化物成分的传感器、各种气体传感器、光导纤维传感器等。
1.2 在汽车安全技术方面的应用
近年来，随着汽车数量的不断增加，随之带来的道路交通安全问题也已成为世界性的大问题，车辆事故和因车祸伤亡的人数在不断增加，汽车的安全技术已成为不容忽视的问题，各个汽车生产厂家也不断地应用新技术新产品以提高汽车的安全性。汽车安全技术的概念包括两方面内容：主动式安全技术，即防止事故的发生；被动安全技术，即事故发生后的乘员保护。现在汽车安全技术的趋势是，在每个安全领域都要开发出性能更好、反应更快和分辨力更强的安全系统，使它们在不同的环境和条件下，针对不同的乘员，迅速作出不同的反应。只有好的安全性才能使汽车的其他性能得到充分发挥。汽车安全技术主要有防抱死制动系统(ABS)、电子制动力分配装置(EBD)、驱动防滑系统(ASR)、报警装置、巡航控制系统、安全带、安全气囊、汽车防撞技术系统、倒车雷达等。
1.3 在汽车环保方面的应用
环境问题是全球普遍关注的问题，人们都在努力解决各种污染问题，争取人与自然的和谐相处。测控技术在汽车环保方面的应用，使汽车的能耗和污染物排放大大减少。有力地解决了现在能源短缺和空气污染严重的问题。主要采用了汽油机电控制燃油喷射技术、柴油机高压共轨电控喷射系统、冷却废气再循环技术以及燃料电池等。
1.4 在汽车遥测方面的应用
遥测是将一定距离外被测对象的参数经过感受、采集，通过传输媒介送到接收地点并进行解调、记录、处理的一种测量过程。遥测技术的发展给人类提供了方便、快捷。例如遥控启动，人们站在车外，只要按一下按钮就可以打开或锁上汽车，也可用遥控打开车窗、车门；再有汽车仪表，可以根据仪表上显示的数据来判断汽车是否正常工作。还有应用了测控技术的汽车排气遥测设备，与传统的机动车排气测量方法不同，它采取非接触式测量方法，使用红外线和紫外线光谱吸收技术，可以在不妨碍正常交通的情况下，检测行驶车辆的CO、HC、NOx等排气污染物浓度，具有检测效率高(每小时最多可以检测三千多辆车)，不影响车辆正常行驶，防止舞弊并能较真实地反映车辆道路实际排放状况。
1.5 在汽车舒适性控制方面的应用
汽车已不只是最初的运输或代步工具，它已变成娱乐、休闲等的重要生活空间。人们希望有一个舒适的驾驶与乘坐环境。测控技术的应用大大提高了汽车的舒适性。例如现代汽车中都有自动天线、音响及视频设备，这些都使在汽车里能获得丰富的视听娱乐享受，也可以大大缓解驾驶员在行车过程中的疲惫，增添旅途的愉快，减少交通事故的发生率。再有汽车的自动空调，当驾驶员设定汽车内的温度以后，自动空调可根据车内、外条件的变化，自动变化制冷或供暖状态，调节制冷或供暖强度，使汽车内的温度保持在设定范围以内。
2 现场总线的应用
汽车性能依赖于汽车各总成、部件工作的协调、优化和各功能部件对指令的及时合理的响应，因此现在高端汽车多采用集中中央控制，让汽车的各个总成性能得到充分发挥。在现代测控技术中，现场总线正在发挥越来越重要的作用，而这一先进控制技术也体现在现代汽车集中控制系统中，目前汽车总线有CAN、LIN、MOST等。MOST是塑料光缆的网络协议,它将音响装置、电视、全球定位系统及电话等设备相互连接起来,实现舒适、安全、信息娱乐等系统信号的传输和控制，给用户带来了极大的便利。CAN总线在汽车中应用最广泛，控制汽车中很多系统，如汽车智能环保系统，具有CAN接口的发动机数据采集传输系统、车身电子控制系统、车灯驱动控制等，还可用于汽车制动系统、报警系统、液晶显示系统等。LIN总线主要应用在简单的车载系统，它对数据速率或迅速反应速度要求不高，例如座位和车窗的控制电子件。相对于CAN来说，LIN总线更简单易用，成本较低，是一种低速度的总线通信。通信技术让汽车的功能更加完备，在信息发达的21世纪，各种通信技术迅速应用到了汽车上，给人们带来了极大的方便。
3 测控技术在汽车应用中的关系图
现场总线的应用关系如图2所示。

通过对可在汽车中应用的测控技术的全面分析，汇总并形成了在汽车中应用的测控技术网络关系图，清楚地体现了测控技术在汽车中应用的广泛性。客观地说，没有测控技术就没有现代汽车工业。
参考文献
[1] 刘晓岩．汽车电子控制技术[M].北京：科学工业出版社，2009.
[2] 王磊．测控仪器设计(第2版)[M].北京：机械工业出版社，2007.
[3] 荒井宏．汽车电子系统[M].北京：科学工业出版社，2008.
[4] 付百学，马彪. 现代汽车电子技术[M].北京：北京理工大学出版社，2008.
[5] 曹丽娜，樊昌信.通信原理[M].北京：国防工业出版社，2008.
[6] 张玉栋，马文哲.汽车电子控制技术和车内局域网[M].北京：电子工业出版社，2004.