（1）废气涡轮增压器 增压器可以提高发动机进气能力，通过废气涡轮增压器（Tubro），利用发动机排出废气的惯性冲力（见图9⁃18），预先对进入气缸的气体进行压缩，提高进入气缸的气体密度，增大进气量，更好地满足燃油的燃烧需要。在不增加发动机排量的基础上，可大幅度提高功率和扭矩。
（2）机械增压器 机械增压器的压缩机直接被发动机的曲轴带动，如图9⁃19所示。它的优点是响应性好，但是它本身需要消耗一部分能量。机械增压器不能产生特别强大的动力，尤其是在高转速时。它响应性好是指没有涡轮的迟滞现象，可以在任何时候都能源源不断地输出较大转矩，但高转速时会产生大量的摩擦，从而影响到转速的提高，并且噪声大。
图9⁃18 废气涡轮增压发动机
图9⁃19 机械增压发动机
（3）汽油直喷技术（GDI） 如图9⁃20所示，这种技术就是将汽油通过高压（约10MPa）供油系统将汽油直接喷到燃烧室内与空气混合、燃烧。与传统的多点喷射汽油机相比，GDI有以下的优点：能有效降低发动机的未燃碳氢化合物的排放，极大地提高燃油与空气的混合程度，更为精确地控制每个燃烧循环的空气与燃油的比例，从而达到缸内完全燃烧的目的；使汽油在燃烧室内雾化、蒸发，降低燃烧室内空气的温度，从而改善燃烧室内空气的质量；因为汽油蒸发可降低充气温度，所以可以提高发动机的压缩比，增大发动机的热效率。
（4）共轨柴油喷射系统（CDI） 共轨柴油喷射系统是近年来工程师们开发的一种新技术，如图9⁃21所示。它将喷射压力的产生与喷射过程完全分开。电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，燃油共轨管中的燃油压力由一个径向柱塞式高压泵产生，压力大小与发动机的转速无关，可在一定范围内自由设定。采用共轨燃油喷射技术的柴油机车辆，与电控汽油发动机车辆相比，燃油经济性更佳。
图9⁃20 汽油直喷技术
图9⁃21 共轨柴油喷射系统
（5）可变气门正时技术（VVT） 如图9⁃22所示，可变气门正时技术是指发动机气门升程和配气相位可以根据发动机工况进行实时调节，在一台发动机上同时兼顾了低速大转矩与高速大功率的问题。可变气门正时技术加上先进的发动机控制策略，可以巧妙地实现可变压缩比：在大负荷时，发动机容易自燃引起爆燃，通过推迟进气门关闭时间可达到降低有效压缩比的目的，从而避免爆燃；在中小负荷时，爆燃不再是问题，可以通过调整气门关闭时间达到提高有效压缩比的目的，从而使发动机在中小负荷时有较好的热效率。发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率得到进一步的提高，同时排放品质也可达到更好的水平。它的特点是在大幅提高燃油经济效率的同时增加了发动机的功率，但对油品的要求十分苛刻。
图9⁃22 可变气门正时技术
（6）可变排量技术 可变排量技术即闭缸技术，根据汽车动力的需求来实时决定发动机的有效排量，使做功的气缸总是处于全负荷状态，从而达到节能环保的目的。这一技术适用于中大排量、V型布置的发动机，如本田的V6发动机、通用的V8发动机等。美国福特汽车公司利用最先进的微机控制技术，开发出可变排量发动机（VDE），并准备将这种发动机安装在福特汽车公司生产的轿车和货车上，以改善汽车的燃油经济性。对于12缸发动机来说，采用这种技术，相当于安装了两个独立的6缸发动机，可以根据驾驶的需要让一台发动机运行，而让另一台处于停机状态。这样，就可以随时调整发动机的排气量，从而减少能源的消耗。
（7）气缸节能技术 梅塞德斯⁃奔驰公司在其2001年V12S级高级轿车和CL单排座双门厢式车身小轿车上装备了节能气缸。在节能气缸控制系统里，计算机控制的对开式摇臂可随时在发动机不需要最大能量时使凸轮轴断开气门，关闭某一侧的气缸。通用汽车公司在2004年采用伊顿公司开发的新气缸节能技术，首先在其生产的V8载货车发动机上应用，载货车装用该节能装置后燃油经济性提高了6%～12%。
2.车身底盘电子控制技术
（1）车身电子稳定（ESP）系统 ESP系统实际是一种牵引力控制系统，包含ABS（防抱死制动系统）及ASR（驱动防滑系统），是这两种系统功能上的延伸。与其他牵引力控制系统比较，ESP系统不但控制驱动轮，而且可以控制从动轮。例如，后轮驱动汽车常出现转向过度情况，此时后轮因失控而甩尾，ESP系统便会使外侧的前轮制动来稳定车辆；在转向不足时，为了校正循迹方向，ESP系统则会使内侧后轮制动，从而校正行驶方向。
图9⁃23 电动助力转向系统
有ESP系统与只有ABS或ASR的汽车，它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地做出反应，而ESP系统则能够探测和分析车况并纠正驾驶人的错误，防患于未然。
（2）电动助力转向系统（EPS） 电动助力转向系统利用电动机产生的动力协助驾驶人进行转向，如图9⁃23所示。
电动助力转向系统只需电力不用液压，与机械式液压动力转向系统相比省略了许多元件，如没有液压系统所需要的液压泵、油管、压力流量控制阀和储油罐等，零件数量少，布置方便，重量轻。电动助力转向系统在各种行驶条件下均可节能80%左右，提高了汽车的运行性能，因此在近年得到迅速地推广，也是今后助力转向系统的发展方向。
（3）四轮转向系统（4WS） 四轮转向系统由四个主要部分组成：前轮定位感应器、可操纵的固定偏轴锥齿轮后轴、电动机驱动的执行机构和控制单元。
转向盘位置和车辆速度传感器不断将数据传输给控制单元，控制单元据此确定后轮的转向角度。在低速转向时，可缩小车辆低速转向时的转弯半径。车辆因前后轮的反向转向而能够缩小转弯半径达20%。四轮转向技术使大型车辆具有如同小型车辆的操纵及泊车敏捷性。当在高速行驶中转向时，四轮转向系统通过后轮与前轮的同向转向，能有效降低车辆侧滑事故的发生率，明显改善车辆高速行驶的稳定性及安全性，进而缓解驾驶者在各种路况下（尤其是在风雨天）高速驾车的疲劳程度。
（4）后轮转向系统（RWS） 这种系统可以提高汽车的方向稳定性，特别是当汽车在高速行驶变道时，可使汽车不必要的横摆运动大大减小。当汽车在不平路面上制动时，可及时通过主动后轮转向角来平衡制动力所产生的横摆力矩，既能保持汽车的方向稳定性，又能最大限度地利用前轮的制动力，改进汽车的制动性能。
（5）电控空气悬架（ECAS） 电控空气悬架引入空气悬架原理和电子控制技术，将两者有机结合。电控空气悬架系统主要由电子控制单元（ECU）、电磁阀、高度传感器、气囊等部件组成。它具备车辆升降功能：当车辆行驶时，ECAS维持正常底盘高度，在特殊路况和行驶条件下，可通过控制开关提升或者降低车辆的底盘高度，方便车辆轮渡或者通过隧道。ECAS还允许ECU设置车辆速度，通过车速控制整车高度。ECAS同时具备侧倾功能，此功能是用于城市公交车的专用功能。当公交车到站时，车门侧气囊放气，使踏板高度自动降低，便于婴儿车、轮椅车的上下，方便老、幼年乘客和残障人士乘车。
（6）主动悬架系统（CATS） 主动悬架是近十几年发展起来的，由微机控制的一种新型悬架。主动悬架具有控制车身运动的功能。当汽车制动或转弯时的惯性引起弹簧变形时，主动悬架会产生一个与惯性力相对抗的力，减少车身位置的变化，使车身的倾斜减到最小。
（7）主动悬架阻尼器控制系统（ADC） ADC（也称为连续性阻尼控制系统）根据汽车的运动状况及传感器信号，由电子控制单元计算出每个车轮悬架阻尼器的最优阻尼系数，然后对阻尼器比例阀进行相应的调节，自动调整车高，抑制车辆的变化，让汽车车轮的动载振幅和车身垂直加速度尽可能小等，使汽车的悬架系统能提供更好的舒适性、安全性和稳定性。
（8）主动横向稳定器（ARC） ARC的工作原理是主动让稳定杆的左右两端做垂直方向的相对位移，平衡车身的侧倾力矩，使车身的侧倾角接近零，从而提高了舒适性。由于汽车前后两个主动稳定杆可以调节车身的侧倾力矩的分配比例，从而可调节汽车的动力特性，因此提高了汽车安全性和机动性。
（9）自动变速器（AT） 自动变速器根据发动机负荷和车速等情况自动变换传动比，使汽车获得良好的动力性和燃油经济性，并减少发动机排放污染。自动变速器操纵容易，在道路拥挤时，可大大提高车辆行驶的安全性及可靠性。
（10）无级变速器（CVT） 无级变速器是通过降低动力损耗达到节能目的的变速器。和传统自动挡变速器采用液力耦合的传动方式不同，无级变速器可以实现传动比的连续改变，这就使车速变化更为平稳。此外，无级变速器还有重量轻、体积小、零件少的特点，加上这种传动形式的功率损耗小，这样就为车带来了省油的好处。
（11）双离合变速器（DSG） 双离合变速器的工作原理，如图9⁃24所示，它结合了手动变速器和自动变速器的优点，使用两套电控机械离合器代替传统自动变速器上的液力变矩器，通过两套离合器的相互交替工作，来达到无间隙换档的效果。
因为没有液力变矩器，所以发动机的动力可以完全发挥出来；同时两组离合器相互交替工作，换档时间极短且平顺，动力传输过程几乎没有间断。与采用液力变矩器的传统自动变速器比较起来，双离合变速器的换档更直接，动力损失更小，燃油消耗可以降低10%以上。
（12）全时四轮驱动系统 全时四轮驱动车型不同于一般的四驱车型，它是一个永久的四轮驱动系统，是一个高度智能化的电子、机械一体化装置，而且还是一个免维护的系统。全时四轮驱动系统通常包括有带自动锁止装置的托森式中央差速器和带有制动力可作用于全部驱动轮上的电子差速锁止装置（EDL），以及全时驱动的四轮。
全时四轮驱动系统的核心就是位于前后驱动桥之间负责把动力输出分配的托森式中央差速器。它每时每刻根据前、后桥以及四个车轮上的传感器测得的数据，对前、后桥之间的转矩分配做出自动的持续的调节。在正常的路面条件下，前、后桥之间的动力分配大约为1∶1；而在极端的条件下，托森式中央差速器借助于它的自动锁止装置按照保证最大牵引力输出的原则可以将前、后桥的动力调节到1∶3或3∶1，这就充分保证即使在前、后桥中的一个桥处于极差的路况下，另一个桥将获得足够大的牵引力将车辆驶出这一区域。
位于前桥和后桥上的电子差速锁（EDL）则借助于每个车轮上的ABS传感器测得的信号，对测出的将要打滑的车轮施加相应的制动力，以防止这个车轮打滑，同时将更多的动力传递到另一侧的车轮上。这一装置可以保证每个车轮都获得最佳的动力。
（13）电子车轮控制技术 将驱动系统放置在车轮上的概念始于1982年，目前已在电动车和混合动力车上使用。
车轮驱动技术是一个非常柔性化的系统，可作为两轮或四轮驱动的燃料电池动力车、电动车、串联和并联混合动力车（公共汽车、轻卡、观光车和重型卡车等）的辅助动力源。它带有自载电器，不管转矩大小，都能瞬时分配到各车轮上。由于驱动力是分配到各个车轮的，而且各车轮直接驱动，因此车轮在加速和制动过程中都能完全独立控制。其结果是可以对正常驱动、减速、防抱死制动和完全滑行等各种状态很好地控制。
（14）全电路制动系统（BBW） BBW是一种全新的制动模式，是一种新型的智能化制动系统。它采用嵌入式总线技术，可以与防抱死制动系统（ABS）、牵引力控制系统（TCS）、车身电子稳定（ESP）系统、自适应巡航控制系统（ACC）等汽车主动安全系统更加方便地协同工作，通过优化微处理器中的控制算法，可以精确地调整制动系统的工作过程，提高车辆的制动效果，加强汽车的制动安全性能。BBW以电能作为能量来源，通过电动机或电磁铁驱动制动器。因此，BBW的结构简洁，更趋向于模块化，安装和维修更简单方便。
根据目前BBW的研究成果，其投入使用还需要解决一系列问题，其中主要是电能制动器结构和性能的改善。电能制动器要保证能够独立对车辆实施有效制动，必须能产生足够大的制动力矩，对内部的驱动电动机（或驱动电磁铁体）、驱动力矩的传动系统、外部的供电系统提出了较高的要求。现在比较成熟的想法是提高汽车的供电电压，从原来的12V提高到42V，提高电压可以有效地解决BBW的能源问题。
图9⁃24 双离合变速器的工作原理(www.xing528.com)
3.汽车安全控制系统
（1）事故预防技术
1）瞌睡预测转向盘传感器系统。高速公路的发展和公路网的不断完善，增加了长时间驾驶的机会，而且舒适、单调的驾驶状态不断延长，使驾驶人极易疲劳和注意力不集中，由此而引起的交通事故约占整个车辆事故的50%。为了解决这一问题，人们研制出了瞌睡预测转向盘传感器系统，其工作原理如图9⁃25所示。该系统可以提前发现驾驶人打盹，并且通过驾驶人手中的附带传感器的转向盘测量其心率，以此来判断驾驶人是不是想打瞌睡，一旦发现就会改变车载音响的音乐或者通过车载导航仪将车辆引导至附近的休息处。此前有的利用传感器，通过驾驶人眼皮的变化和车辆晃动情况来检测驾驶人是不是在打瞌睡，但与此相比，瞌睡预测转向盘传感器系统可以在驾驶人还没有发觉的时候就提前发现，可以更早地防止事故的发生。
图9⁃25 瞌睡预测转向盘传感器系统的工作原理
2）胎压监视系统。为更好地掌握车胎压力情况，科研人员研制出了在每条轮胎上安装配有传感器的不锈钢气嘴，并使用原气嘴固定的胎压监视系统（见图9⁃26）。传感器将信息发送到最近的接收导线，接收导线再将信息传递给接收机。当轮胎气压高于基准胎压1.2倍或低于基准胎压25%以及轮胎温度高于75℃等情况时，轮胎安全监控器会采取声、光形式自动报警，明确提示驾驶人异常情况出现在哪条轮胎上，要求驾驶人停车检査或充气。
另外，还有一种TPMS车胎监测系统，目前也已投入使用。配备有传感器的TPMS车胎监测系统可自动检测轮胎内的温度和气压，主动提醒驾驶人及时充气，实时发出报警声，提醒驾驶人采取措施，防止爆胎事故的发生。其采用的无线电传输方式，可将轮胎内的传感器信号传送至汽车中控仪表接收器上，可自动发现危险并发出报警声。
3）障碍探知系统。配置有传感器的障碍探知系统，在感觉到前方的障碍物之后，利用数据系统传输给车内的摄影机，从而利用前方和左、右后视镜来判别车辆与障碍物的相对距离，然后通过数据传输系统算出相对速度，及时提醒驾驶人注意。
图9⁃26 胎压监视系统
4）监督驾驶人危险操作系统。该系统利用一台微机和安装在转向盘、加速踏板、制动踏板上的传感器来监控驾驶人的驾驶模式。其能够根据驾驶人的行为，判断是否准备转弯、变道、加速、减速或者超车。如果驾驶人准备进行的操作有可能导致意外发生，该系统将启动报警系统或者自动取消该项操作。通过驾驶模拟实验表明：此系统能够提前12s预测驾驶人的驾驶行为，其准确率达95%。
5）夜间行人监视系统。该系统使用红外线单元和传感器技术来判别行人和他们的位置或与车辆之间的距离，在预感车前方有行人后，通过数据系统，将感知到的情况及具体方位告知监视系统，监视系统发出提醒信号，通知驾驶人潜在的危险，协助驾驶人避开行人，避免由于夜间视觉盲区误撞行人。
6）防醉汉汽车。该车装有一个可探测车内空气酒精含量是否超过规定范围的传感器系统，通过数据系统传输给车内安装的微机，可向发动机的点火系统发出指令。如果驾驶人酒后体内的酒精含量超过规定范围，微机则立即发出指令，使发动机的点火装置失效。
7）视觉增强系统。为使驾驶人在雨、雾天仍有良好的视觉，国外一些大的汽车公司研制出一种视觉增强系统。该系统能迅速去除风窗玻璃上的雨水、雾气。
8）智能玻璃技术。智能玻璃包括防光防雨玻璃、电热融雪玻璃、影像显示玻璃、防碎裂安全玻璃、调光玻璃及光电遮阳顶篷玻璃等。防光防雨玻璃采用新材料及新表面处理方法制造，雨水落到玻璃上会很快流走且不留水珠，无须刮水器刮水。另外，防光防雨玻璃内表面反射性低，仪表板及其他饰物不会反射到风窗玻璃上，驾驶人视线不受干扰。影像显示玻璃（见图9⁃27）是在风窗玻璃上的某一部分涂上透明反射膜，在膜片上可根据需要显示从投影仪传来的仪表板上的图像和数据，便于驾驶人观察，驾驶人在行车时无须低头察看仪表。影像显示玻璃如果与红外线影像显示系统配合，可使驾驶人在雾天看清前方2km左右的物体。光电遮阳顶篷玻璃是在轿车行驶或停车时，能自动吸收、积聚、利用太阳能来驱动车内风扇，还可以对轿车蓄电池进行补充充电。
图9⁃27 影像显示玻璃
（2）事故避免技术
1）制动辅助系统。制动辅助系统是在已经应用的一系列产品的基础上发展而来的。安装有这种系统的车辆装配有雷达传感器，它配合自动车距控制系统使用。传感器的作用是提供前方车辆或者其他一些障碍的距离信息，如果系统认为通过制动操纵可以减少碰撞事故发生的可能，它就会开始紧急制动以使事故发生的可能性降至最小。
2）紧急制动先期警告系统。装有压力传感器的紧急制动先期警告系统在感应到紧急制动的先期动作后，会提前亮起制动灯，提醒后方车主，以免追尾。
3）高适应性快速系统。该系统加装了对前方路况感知的激光传感器，会根据前方车辆车速与跟车的距离，自动减速或加速。
4）车距保持警报系统。该系统利用传感器测定的跟踪车辆与前车间的距离信号，当两车的距离小于设定距离时，进行报警，同时跟踪车辆自动制动，使前后车辆距离保持不变，以免车辆发生追尾事故。
5）后部及示宽间隔警报系统。该系统与车距保持警报系统不同，它只有在车速低于10km/h时才会进入工作状态，防止车辆移位或倒车时碰撞障碍物。它由装在后保险杠及车身外侧角端的超声波发射器组成。当车辆与障碍物的距离小于50cm时，蜂鸣器周期性报警；当车辆与障碍物的距离不足20cm时蜂鸣器连续性报警。
6）偏离行驶路线警报系统。由于某种原因，车辆稍微偏离行车路线，而驾驶人又没有注意修正时，该系统发出警报，直到车辆回到原来的路线为止。
日本三菱汽车公司和马自达汽车公司采用车载摄像机识别道路中间白线的方法，当车辆偏离白线或偏离白线较多时，该系统报警。当汽车报警后，驾驶人仍没有使车辆回到原来路线时，该系统便自动地使车辆回到原来路线。
7）液动减速系统。装有传感器的液动减速系统在驾驶人面对障碍物未采取足够的回避动作时会自动启动，使冲撞速度降到最低。
（3）减少人员损伤技术
1）乘员保护系统。安全气囊自问世以来，在车辆正面撞击减少人员伤亡方面发挥了重要的作用。从初期的驾驶座安全气囊，到副驾驶座安全气囊，又发展到乘客座安全气囊，并且安全气囊的容积也从30～45L，增大到60～80L，防护效果不断改善。
为了提高汽车侧面的防护能力，除了车身、车门的结构加强外，许多汽车上已安装了防侧撞气囊。
2）行人伤害程度降低系统。为了减轻车外被撞人员的伤亡程度，日本茨城大学研究的一种行人伤害程度降低系统已经在一些高档车上配备，以便在车速为100km/h，到障碍物距离为3.5m时，系统在撞前0.1s内触发气囊，以减少行人同车辆相撞后头部的伤害程度。
（4）事故救助技术
1）紧急事件自动通报系统。该系统包括碰撞传感器、车辆坐标器、车内乘员情况输入器以及无线电对讲机等，与基地电台保持密切联系。当发生意外事故时，基地便可立即为该车辆提供急救措施。
2）门锁紧急施放系统。在车辆发生碰撞事故后，为使乘员迅速从被撞车辆中救出，车门应能容易打开。丰田和三菱公司研制了感受碰撞的自动门锁施放系统。其特点是，当碰撞传感器确认已发生碰撞，系统立即施放门锁。
3）全球定位系统（GPS）。在车辆发生碰撞事故后，为了快速救助伤员，必须准确确定事故地点。全球定位系统利用卫星导航定位，能很快确定车辆方位，从而缩短救助时间，降低伤员的伤害程度。
4）驾驶人操作记录系统。该系统可监视和记录车辆碰撞前后的瞬间以及行车途中各种传感器信号的变化情况，以便准确分析故障的成因。日本丰田汽车公司驾驶人操作记录系统，可以记录事故发生前后车辆和驾驶环节等方面的信息，并能再现故障的全过程。
（5）车辆防盗技术
1）人体识别科技钥匙
①指纹钥匙：德国科学家利用个人指纹图形制成了一种电子锁。制作时先在锁内安装车主的指纹图形，当车主开启汽车门时，只要将手指往门锁上一按，指纹图形相符，车门即开。
②眼睛钥匙：瑞士科学家发明了一种利用视网膜图纹进行控制的汽车门锁。这种锁内设有视网膜识别和记忆系统，车主开锁时只需凑近门锁看一眼，视网膜图形与记录相吻合时，车门会自动打开。
③面容钥匙：英国科学家利用人的面容作为电子记录系统的汽车钥匙。
④手指钥匙：人的手指长短各异，用手指作为汽车钥匙的电子锁已经应运而生。
2）VIN条形码系统。VIN是由17个数字组成的车辆识别代码，它能够全面、准确、规范地反映车辆信息，保证30年内在全世界范围内不重号。VIN条形码的普及，使车辆使用与管理的各个环节能快速、方便地采集数据，检索车辆信息，有效地协助追踪涉嫌犯罪的车辆和打击车辆盗窃、拼装、伪冒等违法活动。
3）汽车玻璃防盗识别系统。所谓汽车玻璃防盗识别系统，是指在每一片汽车玻璃上，通过高科技研发的纸膜，配以特殊的药水，将车主独一无二的车牌号、车架号永久性地刻在玻璃上（永不磨损），达到永久防盗的效果。因为刻在玻璃上的防盗码无法除去，唯一的办法是换掉玻璃，这样偷车贼不但会有更麻烦的手续和高昂的成本，而且还会给以后警察破案留有一定的线索，从而迫使盗贼不敢轻易作案，以此降低车辆被盗率。
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