PCBニュース - 自動車用電子のべき点と発展の特徴

車用電子とは、自動車用電子制御装置と車載車用電子制御装置の総称である。エンジン制御システム、シャーシ制御システム及び車体電子制御システム（車体電子ECU）を含む車体自動車用電子制御装置。

自動車用電子の最も重要な役割は、自動車の安全性、快適性、経済性、娯楽性を高めることである。センサ、マイクロプロセッサMPU、アクチュエータ、数十または百以上の電子部品とその部品からなる電気制御システム。

自動車の走行効率に対する影響区分に基づいて、車用電子製品を2種類にまとめることができる：1種類は車用電子制御装置であり、車用電子制御装置は車上機械システムと協力して使用しなければならない、いわゆる「電気機械結合」の車用電子装置、エンジン、シャーシ、ボディの電子制御が含まれます。例えば、電子燃料噴射システム、ブレーキアンチロック制御、滑り止め制御、牽引力制御、電子制御サスペンション、電子制御自動変速機、電子動力ステアリングなど、もう一つは車載車用電子装置であり、車載車用電子装置は自動車環境下で独立して使用できる電子装置であり、自動車自体の効能とは直接関係がない。これらには、自動車情報システム（走行コンピュータ）、ナビゲーションシステム、カーオーディオ及びテレビ娯楽システム、車載通信システム、インターネット接続機器などが含まれている。

自動車用電子の7つの発展特徴

1、自動車工業は科学技術革新の時代にあり、伝統的な機電製品はハイテク製品になり、自動車産業はすでにハイテク装備の産業になった。

2、法規と市場は車用電子情報技術の発展を推進し、エネルギー、排出、雑音、安全法規はますます厳しくなり、顧客の快適性に対する要求は絶えず高まり、車用電子情報技術の発展を推進している。我が国も欧州III排出基準を実施し、欧州は欧州IV排出基準を実施し、ドイツはすでに100キロの燃費1リットルの自動車を開発している。自動車の安全性を高めるシートベルト、エアバッグ、ABS、ASRなどがスマート化されている。

3、自動車とエンジンシステムのマイクロプロセッサの規模はますます大きくなっている。自動車のマイクロプロセッサーはますます多くなり、ある車種は60台に達し、LIN、CANネットワーク制御を採用し、自動車用電子製品はすでに自動車の総コストの1/3を占めており、ソフトウェア部分は4%を占めており、この1、2年で10%を超える見通しだ。ICも統合化されつつあり、現在の1つのICでは、以前の複数のICに相当する機能を実現することができます。電子システムの発展ニーズに対応するため、自動車の給電システムは12 Vから42 Vに発展する。

4、電気制御エレクトロスプレーシステムを普及させ、動力システムの効率を高め、すべてのエンジンが電子技術を採用し、メーカーも普及と向上していることがわかる：電気制御高圧コモンレールディーゼルエンジンは大量に研究しており、電力電子モジュールハイブリッド駆動システムは駆動主力となり、水素燃料電池ハイブリッド自動車の商業化は新たな進展を遂げ、電気制御複合火花点火エンジンは急速に普及し、高級電気制御均一ガス圧燃エンジンは研究を急いでいる。

5、ワイヤ制御または駆動システムが急速に発展し、ワイヤ制御ステアリング、ワイヤ制御ブレーキが研究を急いでおり、ワイヤ制御が機械システムに取って代わり、自動車シャーシに革命的な変化が発生する。

6、自動車のインテリジェント化、道路の自動化、ナビゲーションシステムなど、ITSが急速に台頭している。

7、総合制御は自動車用電子情報技術の発展傾向となり、動力伝達システム、シャーシと安全システム、車体と盗難防止システムなどを含み、遠隔情報処理システムはブルートゥース技術を自動車に広く応用させ、自動車の知能化は絶えずアップグレードされる。

カーエレクトロン

エンジンへの自動車用電子の応用状況

1、電子制御油噴射装置

現代自動車では、機械式または電気機械混合式燃料噴射システムはすでに淘汰されつつあり、電気制御燃料噴射装置はその性能が優れていることからますます普及している。電子オイル噴射装置は、エンジンが常に最適な状態で動作することを自動的に保証し、一定の電力を出力する条件下で最大限に節油し、空気を浄化することができる。実験を経て、エンジンの最適な運転状況を得た時の給油制御規則、事前にこれらの客観規則をプログラム化してマイコンの記憶体に存在させ、エンジンが動作する時、各センサが測定した空気流量、排気管中の酸素含有量、吸気温度、エンジン回転数及び動作温度などのパラメータに基づいて、予め編集した演算プログラムに基づいて演算し、その後、記憶体中の最適な運転状態のパラメータと比較し、再調整給油量を判断した。これにより、エンジンを最適な動作条件下で運転し続けることができ、エンジンの総合的な効率を向上させることができる。

2、電子点火（ESA）

マイコン、センサ、その中間面、アクチュエータなどのいくつかの部分で構成されています。この装置はセンサから送られてきたエンジンの各種パラメータに基づいて演算、判断を行い、それから点火時刻の調節を行うことができ、これにより燃料を節約し、空気汚染を減らすことができる。また、新型エンジンの電子制御装置には、自己調整制御、インテリジェント制御、自己診断操作などがある。エンジン電子制御装置の省エネ効果は15%以上であり、より顕著な効果は環境保護の面であると考えられている。

このほか、エンジン部分で電子技術を利用する内容としては、排気ガス再循環（EGR）、アイドル制御（ISC）、電動オイルポンプ、発電機出力、冷却ファン、エンジン排気量、スロットルタイミング、二次空気噴射、エンジン増圧、オイル蒸発及びシステム自己診断機能などがあり、これらは異なる車種に多かれ少なかれ応用されている。

自動車用電子の他の応用状況

1、電気制御自動変速機（ECAT）

ECATはエンジンの荷重、回転数、車速、ブレーキ動作状態及び運転者が制御する各種パラメータに基づいて、コンピュータの計算、判断を経て自動的にシフトレバーの位置を変更し、それによって変速機シフトの最適な制御を実現し、最適なシフト比特と最適なシフト時間を得ることができる。加速性能が良く、感度が高く、走行荷重や道路条件などを的確に反映できるのがメリットです。伝動システムの電子制御装置は、一時的な運転状況の変化に自動的に適応し、エンジンをできるだけ低い回転速度で動作させることができる。電子空気圧シフト装置は、機械シフトレバー及びその変速機構との接続の代わりに電子装置を用いて、電磁弁及び空気圧サーボ弁シリンダを介して実行される。それは明らかに自動車の操作を簡略化することができるだけでなく、最適な走行動力性と安全性を実現することができる。

2、アンチロックブレーキシステム（ABS）

このシステムは開発期間が最も長く、普及・応用が最も迅速である重要な安全性部品である。それは自動車の制動時に車輪の抱死を防止することを制御することによって車輪と地面が最適な滑り率（15-20%）に達することを保証し、それによって自動車が各種の路面で制動する時、車輪と地面はいずれも縦方向のピークの付着係数と大きな横方向の付着係数に達することができ、車両の制動時に抱死の滑り、転向能力を失うなどの安全ではない状況を保証し、自動車の操縦安定性と安全性を高め、制動距離を小さくする。駆動滑り止めシステム（ASR）は牽引力制御システム（TCSまたはTRC）とも呼ばれ、ABSの完備と補充であり、それは起動と加速時の駆動輪の滑りを防止でき、自動車加速時の牽引効率を高めるのに役立ち、またその操作安定性を改善することができる。

3、電子操舵アシストシステム

電子操舵アシストシステムは、従来の油圧アシストシリンダの代わりに直流モータを用い、蓄電池とモータで動力を提供する。このマイコン制御の操舵アシストシステムは従来の油圧アシストシステムに比べて部品が少なく、体積が小さく、重量が軽いという特徴があり、最適化された操舵力、操舵復帰特性は、自動車の操舵能力と操舵応答特性を高め、自動車の低速時の機動性及び走行時の安定性を新たに追加した。

4、自己調整サスペンションシステム

自己調整サスペンションシステムはサスペンション装置の一時負荷に基づいて、サスペンションスプリングの剛性とダンパーの減衰特性を自動的に適時に調整して、その時の負荷に適応して、サスペンションの既定の高さを維持することができる。これにより、車両走行の安定性、操縦性、乗り心地を大幅に改善することができる。

5、自動制御システム（CCS）

高速長距離走行時には、定速巡行自動制御システムを採用することができ、定速走行装置は走行抵抗に基づいてスロットル開度を自動的に調整し、運転者は常にアクセルを踏んで車速を調整する必要はない。坂を登ると車速が低下する傾向があり、マイコン制御システムは自動的にスロットル開度を大きくする。下り坂になると、エンジンのパワーが一定の回転数に達するようにスロットル開度を自動的に小さくします。運転者が低速ギアやブレーキを交換すると、この制御システムは自動的に切断されます。

世界の自動車メーカー各社の自動車安全問題への高度な重視に伴い、自動車用電子エアバッグシステム、走行動力学調整システム（FDRまたはVDC）、衝突防止システム、シートベルト制御、写真制御などの面で自動車用電子新技術が大量に採用されている。