[電子技術,趨勢,汽車]關于汽車電子技術的應用與發(fā)展趨勢淺析

1、關于汽車電子技術的應用與發(fā)展趨勢淺析1汽車電子技術概述隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，電子技術在現代汽車上應用越來越廣泛，汽車上 原有的機械控制裝苣逐漸被電子控制裝置所取代，使汽車的性能、技術水平不斷趨于完善。 縱觀近幾十年來汽車技術方而的重大成就， 從最初的自動駕駛儀的構想到現在的智能運輸系 統的發(fā)展研究，幾乎無一例外的都是依賴現代電子技術的不斷完善和進步，采用現代電子技 術是解決汽車所而臨的諸多技術問題的最佳方案。從20世紀80年代以來，汽車工業(yè)的長足 進步，也是以現代電子技術為動力而實現的。汽車電子技術就是把汽車技術與電子技術相結合，汽車電子化是汽車技術發(fā)展進程中的 一次重要革命，汽車

2、電子化的程度被看做是衡量現代汽車水平的重要標志。汽車電子技術的 發(fā)展可分為以下四個階段：第一階段，從20世紀50年代初到70年代初，主要是開發(fā)由分立元件和集成電路組成 的汽車電子產品，應用電子裝置代替?zhèn)鹘y的機械部件，如集成電路調肖器，電子點火器等。第二階段，從70年代中期到80年代中期，主要是發(fā)展專用的獨立系統，電子裝置被應 用在某些機械裝置所無法解決的復雜控制功能方而，如電子控制汽汕噴射系統，制動防抱死 系統等。第三階段，從80年代中期到90年代中期，主要是開發(fā)可完成各種功能的綜合系統及 種汽車整體系統的微機控制，如集發(fā)動機控制與自動變速器控制為一體的動力傳動系統控制， 制動防抱死與防滑轉控

3、制系統等。第四階段，從90年代中期開始，主要是研究發(fā)展汽車的智能控制技術與網絡控制技術, 更好地實現控制的實時性、可靠性以及各控制系統之間的資源共享和協調控制。2汽車電子技術的應用據統計，從200年2007年，平均每輛車上電子裝巻在整個汽車制造成本中所占的比例 由1%增至23%以上。一些豪華轎車上，使用單片微型計算機的數量已經達到48個，電子產品 占到整車成本的50%以上，目前電子技術的應用幾乎已經深入到汽車所有的系統。按照對汽車行駛性能作用的影響劃分，可以把汽車電子產品歸納為兩類：一是汽車電子控制裝置，二是車載汽車電子裝置。2.1汽車電子控制裝置汽車電子控制裝置要和車上機械系統進行配合使用，

4、即所謂機電結合的汽車電子裝置。2. 1. 1電子控制燃油噴射系統(EFI)在電子控制燃汕噴射裝苣系統中，空氣流量計或進氣壓力傳感器檢測進氣量、曲軸位置 傳感器檢測曲軸轉速和轉角，并轉變?yōu)殡娦盘栞斎氲诫娮涌刂迫加蛧娚溲b置的電控單元，電 控單元根據進氣量信號和轉速信號il算基本噴汕量，再根據冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳 感器以及氧傳感器信號對基本噴油量進行修正并確定實際噴油量。此外，電控單元還能根據 節(jié)氣門位世傳感器信號在發(fā)動機的不同工況下(如發(fā)動機怠速、部分負荷、大負荷等)，按照 不同的控制模式來控制噴油量。這樣就能夠使發(fā)動機始終工作在最佳狀態(tài)，并最大限度地巧 約燃油和提高發(fā)動機的綜合性能。因此

5、，電子控制燃油噴射系統在現代汽車上得到了廣泛應 用。2.1.2電子點火系統該系統由微機、傳感器及其接口、執(zhí)行機構等幾部分構成。電控單元根據曲軸位巻傳感 器采集的發(fā)動機轉速信號和凸輪軸位苣傳感器采集的活塞上止點信號確定基本點火時刻，根 據冷卻液溫度傳感器采集的冷卻液溫度信號和進氣溫度傳感器采集的進氣溫度信號來調整點 火時刻，根據爆震傳感器采集的爆震信號來修正點火時刻，從而使發(fā)動機始終處于最佳點火 時刻狀態(tài)，節(jié)約燃料，減少空氣污染，提高了其動力性和經濟性。2.1.3電控自動變速器(ECAT)電控自動變速器可以根據發(fā)動機的載荷、轉速、車速、制動器工作狀態(tài)及駕駛員所控制 的各種參數，經過訃算機的訃算、

6、判斷后自動地改變變速桿的位置，從而實現變速器換擋的 最佳控制，即可得到最佳擋位和最佳換擋時間。電控自動變速器的加速性能好、靈敏度高， 能準確地反映行駛負荷和道路條件。2.1.4防抱死制動系統(ABS)在汽車制動過程中，該系統能自動調節(jié)車輪的制動力，保證車輪與地而達到最佳滑動率，從而使汽車在各種路而上制動時，車輪與地而都能達到U金值的縱向附著系數和較大的側向附 著系數，以保證車輛制動時不發(fā)生抱死拖滑、失去轉向能力等不安全的工況，提髙了汽車的 操縱穩(wěn)定性和安全性， 縮短了制動距離。 驅動防滑系統和牽引力控制系統是防抱死制動系統 的完善和補充，它可以防止起動和加速時的驅動輪打滑，既有助于提高汽車加速

7、時的牽引性 能，又能改善其操作穩(wěn)定性。2. 1.5安全氣囊系統(SRS)當汽車發(fā)生碰撞時，安裝在汽車上的碰撞傳感器會檢測到汽車突然減速的信號，并將信 號輸入到安全氣麥系統的電控單元，以判斷是否發(fā)生碰撞。如果檢測到汽車發(fā)生碰撞，電控 單元會發(fā)岀指令將氣囊組件中的點火器電路接通，并引爆點火劑使之爆炸，點火劑引爆時迅 速產生大量熱量，使充氣劑受熱分解并釋放出大疑氮氣充入氣囊，氣囊便沖開氣囊組件上的 裝飾蓋并鼓向駕駛員或乘員，在人體和車內構件之間鋪墊一個氣墊，達到保護人體的目的。當然，汽車電子控制裝苣還有很多，比如空燃比反饋控制系統、怠速控制系統、故障診 斷系統、電子控制動力轉向控制系統、電子控制懸架

8、系統、安全帶張緊控制系統、車輛保安系統、中央門鎖控制系統等。2. 2車載汽車電子裝置車載汽車電子裝置是在汽車環(huán)境下能夠獨立使用的電子裝垃，它和汽車本身的性能并無 直接關系。包括汽車信息系統（行車電腦）、導航系統、汽車音響及電視娛樂系統、車載通信 系統、上網設備等。2. 2. 1汽車導航系統汽車導航系統是指車輛道路交通信息通訊系統，包括微機及顯示屏、同步衛(wèi)星泄位系統、雷達等。它在微機內存儲有大雖的與道路相關的系統資料，用安裝在道路上的雷達測左車輛 間距及數量等交通信息，傳輸到電腦控制中心并發(fā)射到通訊衛(wèi)星上，衛(wèi)星把交通信號發(fā)回汽 車接收器，駕駛員便可從車內顯示屏上掌握交通信息。當你把行程的起點、路

9、線及目的地輸 入電腦后，電腦即可為你籌劃最佳路線并提供詳細資料，實現導航功能，甚至實現自動導航 功能（自動加速或減速、自動變道或超車，遇到緊急情況，自動制動防撞）。該通訊系統在汽 車發(fā)生故障時，還可作為維修服務系統和安全預警系統，因為這一切都可通過通訊衛(wèi)星及地 而服務中心實現。2. 2. 2控制器局域網絡通信系統控制器局域網絡通信系統是分布在汽車上的多個控制器即電控單元在物理上相互連接，并協議相互進行通信，以共享硬件、軟件和信息等資源為目的的控制器系統。3汽車電子技術的發(fā)展趨勢目前，隨著人們對汽車的安全、環(huán)保、舒適、娛樂等要求的不斷提高，汽車電子技術在 功能多樣化、系統集成化、體積微型化、系統

10、網絡化等方面不斷取得新的突破。如發(fā)動機電 子控制系統由20多個子系統組成，體現了功能多樣化;如ABS/ARS一體化、ABS/ASR/VDC集 成化系統，體現了系統集成化，在硬件上共用傳感器、控制元件、線路，減少了元器件數量 和連接點數目、提髙了可靠性，在軟件上實現了信息融合、集中控制，提高了控制的可靠性 和實時性；電子元器件的多功能、微型化、智能化帶來了汽車電子控制系統的微型化;汽車上 已經開始越來越多地使用CAN、LIN等總線技術，進入了系統網絡化時代。未來汽車電子技術 將在以下方而取得突破：3. 1傳感器技術車用傳感器是促進汽車髙檔化、 電子化、 自動化發(fā)展的關鍵技術之一， 隨著汽車電子化

11、 發(fā)展，自動化程度越髙，對傳感器的依賴程度也就越大。隨著傳感器多樣化和使用數量的增 加，使得傳感器朝著多功能化、集成化、智能化和微型化方向發(fā)展。這些將使未來的智能化 集成傳感器不僅能提供用于模擬和處理的信號，而且還能對信號作放大等處理；同時它還能 自動進行時漂、溫漂和非線性的自校正，具有較強的抵抗外部電磁干擾的能力，保證傳感器 信號的質量不受影響，即使在特別嚴酷的使用條件下仍能保持較高的精度；另外，它還具有結 構緊湊、安裝方便的優(yōu)點，從而免受機械特性的影響。3. 2微處理器技術微機是整個系統的核心，負責指揮其他設備工作。隨著汽車電子控制日趨集中化，ECU需 要處理的信息量不斷增加，因此1位和3

12、2位ECU將成為未來汽車用ECU的首選，預汁在今 后幾年內需求量將增加50$以上，逐步成為車用ECU的主流。開發(fā)岀具有多路同步實時控制、 自帶A/D與D/A、自我診斷、高輸入/輸出等功能的汽車專用ECU系統也具有很高的現實意 義。3.3新型42V供電電源隨著汽車電子裝置越來越多，消耗的電能正在大幅度地增加。現有的12Y動力電源，已 滿足不了汽車上所有電氣系統的需要。今后將采用集成起動機一發(fā)電機42V供電系統，發(fā)電 機最大輸岀功率將會由目前的lkW提高到8kW左右，發(fā)電效率將會達到80%以上。汽車電壓 升級，除了能減少線束截面積和電機體積外，還可終結目前汽車上使用的機械式繼電器，進 入固體開關模

13、式，采用電子模塊代替目前的分立元件。3. 4車載網絡技術隨著汽車上電子電器裝巻數量的急劇增多， 汽車電子技術的功能日益強大、 系統日益復 雜化，為了進一步提髙行駛的經濟性，車載電子設備間的數據通信變得越來越重要。為了減 少連接導線的數量和重量，網絡、總線技術在此期間有了很大的發(fā)展。通訊線將各種汽車電 子裝置連接成為一個網絡，通過數據總線發(fā)送和接收信息。電子裝苣除了獨立完成各自的控 制功能外，還可以為英他控制裝置提供數拯服務。由于使用了網絡化的設汁，簡化了布線， 減少了電氣節(jié)點的數量和導線的用量，使裝配工作更為簡化，同時也增加了信息傳送的可靠 性。通過數據總線可以訪問任何一個電子控制裝巻，讀取故障碼對英進行故障診斷，使整車 維修工作變得