【正文】 以上 ， 個(gè)別車(chē)型已達(dá) 70％ 以上 。世界各國(guó)都在車(chē)用傳感器硬件的基礎(chǔ)上 ， 努力用軟件來(lái)解決汽車(chē)電氣干擾大 、 環(huán)境差 (溫度高 、 溫度梯度大 、 污染厲害等 )等問(wèn)題造成的對(duì)汽車(chē)參數(shù)測(cè)量的影響 。 例如日本研制出復(fù)合壓阻傳感器 ， 一個(gè)芯片可同時(shí)檢測(cè)汽車(chē)壓力與溫度 。 采用新工藝 20世紀(jì) 80年代初 ， 微型壓阻式多路絕對(duì)壓力傳感器開(kāi)始大批量生產(chǎn) ， 取代了早期采用 LVDT技術(shù)的壓力傳感器 。 例如控制 半導(dǎo)體氧化物 的成份 ， 可以制造出各種氣體傳感器； 光導(dǎo)纖維 用于傳感器是傳感器功能材料的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)； 有機(jī)材料 作為功能材料 ， 正引起國(guó)內(nèi)外汽車(chē)電子化專(zhuān)家的極大關(guān)注 。 汽車(chē)現(xiàn)代傳感器總的發(fā)展趨勢(shì)是：多功能化 、 集成化 、 智能化 、 微型化 ，其技術(shù)的發(fā)展方向是： (1)開(kāi)展基礎(chǔ)研究 ， 發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象 、 采用新原理 、 開(kāi)發(fā)新材料和采用新工藝； (2)擴(kuò)大傳感器的功能與應(yīng)用范圍 。 由于該系統(tǒng)采用了超高速光纖串行數(shù)據(jù)通道 (MML)， 因此具有多路的數(shù)字式影音能力 ， 可以有效地調(diào)控多信道大容量的輸入 、輸出信號(hào) ， 例如 CD、 DVD、 顯示器 、 電視接收天線 、 音響和全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)都可以和該系統(tǒng)交換信息 。 目前不少公司在進(jìn)行這方面的工作 ， 如 IBM公司和 Motorola公司已合作開(kāi)發(fā)車(chē)用無(wú)線 Inter技術(shù) ， 這項(xiàng)技術(shù)將使駕駛員和乘客能夠在車(chē)上發(fā)送電子郵件以及從事網(wǎng)上各種活動(dòng) ， 如電子商務(wù)和網(wǎng)上購(gòu)物 、 查看股市行情和天氣預(yù)報(bào)等 。 又如 Philips，Intel， Motorola等公司推出了符合網(wǎng)絡(luò)相關(guān)協(xié)議的微處理器產(chǎn)品 。所以網(wǎng)絡(luò)在汽車(chē)應(yīng)用中不但增加了許多功能 ， 而且還大大增加了可靠性 。 后來(lái)發(fā)展到汽車(chē)集中控制系統(tǒng) ， 包括 完全集中控制系統(tǒng) ， 如美國(guó)的通用汽車(chē)公司采用一個(gè)微機(jī)系統(tǒng)分別控制汽車(chē)防滑制動(dòng) 、 牽引力控制 、 優(yōu)化點(diǎn)火 、超速報(bào)警 、 自動(dòng)門(mén)鎖和防盜等； 分級(jí)控制系統(tǒng) ， 如日產(chǎn)公司的分級(jí)控制系統(tǒng) ， 用 1臺(tái)中央控制計(jì)算器分別指揮 4臺(tái)微機(jī) ， 分別控制防滑制動(dòng) 、 優(yōu)化點(diǎn)火 、 燃油噴射 、 數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋? 分布集中控制系統(tǒng) ， 他是根據(jù)汽車(chē)的各大部分而進(jìn)行分塊集中控制 ， 如發(fā)動(dòng)機(jī) 、 底盤(pán) 、 信息 、 顯示和報(bào)警等幾大件控制系統(tǒng) ， 如日本五十鈴生產(chǎn)的汽車(chē) ITEC系統(tǒng) ， 他對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火 、 燃油噴射 、 怠速及廢氣再循環(huán)進(jìn)行集中控制 。 模糊邏輯從含義上比其他傳統(tǒng)邏輯更接近人類(lèi)的思想和自然語(yǔ)言 。 此外 ， 目前應(yīng)用較成熟的另一種方法為 自適應(yīng)在線搜索法 ：他包括 頂點(diǎn)保持法 和 登山法2種 。 建立這些控制系統(tǒng)時(shí) ， 首先對(duì)汽車(chē)某個(gè)系統(tǒng) ， 如點(diǎn)火提前角優(yōu)化控制系統(tǒng)進(jìn)行 系統(tǒng)辨識(shí) ， 建立 數(shù)學(xué)模型 ， 然后采用相應(yīng)的控制方法進(jìn)行 優(yōu)化控制 。目前汽車(chē)上用的微機(jī)以通用 單片機(jī) 和高抗干擾及耐振的 汽車(chē)專(zhuān)用微機(jī) 為主 ， 其速度和精度要求不像計(jì)算用微機(jī)高 ， 但抗干擾性能較強(qiáng) ， 能適應(yīng)汽車(chē)振動(dòng)大等惡劣的工作環(huán)境 。 20世紀(jì) 90年代 ， 汽車(chē)電子技術(shù)進(jìn)入了其發(fā)展的 第三個(gè)階段 ， 這是對(duì)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展最有價(jià)值 、最有貢獻(xiàn)的階段 ， 超微型磁體 、 超高效電機(jī)及集成電路的微型化 ， 為汽車(chē)上的集中控制提供了基礎(chǔ) 。 1959年 晶體管收音機(jī) 問(wèn)世后 ， 很快在汽車(chē)上得到了應(yīng)用 。汽車(chē)電子新技術(shù)講座 主講人：趙曉順 目 錄 一、 汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展 二、各種汽車(chē)電子新技術(shù)的應(yīng)用 三、福特汽車(chē)安全新技術(shù)介紹 一、 汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展 1. 汽車(chē)電子化發(fā)展概況 2. 汽車(chē)電子控制理論發(fā)展概況 3. 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車(chē)中的應(yīng)用 4. 汽車(chē)傳感器的發(fā)展趨勢(shì) 1. 汽車(chē)電子化發(fā)展概況 汽車(chē)電子化是建立在電子學(xué)的發(fā)展基礎(chǔ)之上 ， 真空管 → 晶體管 → 集成電路 → 大規(guī)模集成電路 → 超大規(guī)模集成電路 出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)等各種各樣的電子裝置 ， 汽車(chē)電子化也隨著逐年的深化與發(fā)展 ， 而且有的汽車(chē)電子裝置占整車(chē)造價(jià)的 1／ 3， 高級(jí)轎車(chē)有的就裝幾十個(gè)微控器 、上百個(gè)傳感器 。 60年代 ， 汽車(chē)上應(yīng)用了硅整流交流發(fā)電機(jī)和晶體管調(diào)節(jié)器 ， 到 60年代中期 ， 汽車(chē)上開(kāi)始采用晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點(diǎn)火裝置 。 目前汽車(chē)電子技術(shù)已發(fā)展到 第四代 ， 即包括電子技術(shù) (含微機(jī)技術(shù) )、 優(yōu)化控制技術(shù) 、 傳感器技術(shù) 、 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 、 機(jī)電一體化耦合交叉技術(shù)等綜合技術(shù)的小系統(tǒng) ， 并且早巳從科研階段進(jìn)入了商品生產(chǎn)的成熟階段 。 有的由 單機(jī)控制 (即一個(gè)微機(jī)控制一個(gè)項(xiàng)目 ， 如控制點(diǎn)火 )向 集中控制 發(fā)展 ， 而汽車(chē)集中控制也由原來(lái)的多個(gè)計(jì)算機(jī)通信向 網(wǎng)絡(luò)化 管理過(guò)渡 。 但是發(fā)動(dòng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 ， 影響點(diǎn)火的因素較多 ， 理論推導(dǎo)優(yōu)化點(diǎn)火狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型比較困難 。 該方法并不需要知道模型的原型 ， 而是由微機(jī)在汽車(chē)運(yùn)行中自行搜索最優(yōu)工況 ， 使控制接近或達(dá)到最優(yōu)化 。 3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車(chē)中的應(yīng)用 ? 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車(chē)內(nèi)部的應(yīng)用 ? 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車(chē)外部的應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車(chē)內(nèi)部的應(yīng)用 比較高級(jí)的汽車(chē)上裝有幾十個(gè)微機(jī)控制器 、 上百個(gè)傳感器 。 上述各種類(lèi)型的控制都有優(yōu)缺點(diǎn) ， 但網(wǎng)絡(luò)在汽車(chē)上應(yīng)用后 ， 就可發(fā)揮各型控制的優(yōu)點(diǎn) ， 克服了他們的缺點(diǎn) 。 為適應(yīng)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制的需要 ， 更好地在各控制系統(tǒng)之間完成交流信息 、 協(xié)調(diào)控制 、 共享資源及標(biāo)準(zhǔn)化與通用化 ， 世界各國(guó)都在積極合作 ， 進(jìn)行 汽車(chē)局域網(wǎng) 的研究與開(kāi)發(fā) 。 同時(shí) ， 為整合各種標(biāo)準(zhǔn) ， 一份有關(guān)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織起草 。另外 Microsoft公司新推出了專(zhuān)門(mén)為 車(chē)上網(wǎng) 設(shè)計(jì)的AutoPC軟件 ， 采用 Windows CE操作系統(tǒng) ， 他具有交互式語(yǔ)言識(shí)別等各種多媒體功能 。 4 汽車(chē)傳感器的發(fā)展趨勢(shì) 車(chē)用傳感器是促進(jìn)汽車(chē)高檔化 、 電子化 、自動(dòng)化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一 ， 世界各國(guó)對(duì)車(chē)用傳感器的研究開(kāi)發(fā) 、 提高性?xún)r(jià)比都非常重視 。 發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象 利用物理現(xiàn)象 、 化學(xué)反應(yīng)和生物效應(yīng)等是各種傳感器的基本原理 ， 所以發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象與新效應(yīng)是現(xiàn)代傳感器發(fā)展的重要基礎(chǔ) 。 開(kāi)發(fā)新材料 傳感器的敏感元件性能除了由其功能材料決定外 ， 還與其加工工藝有關(guān) 。80年代中期微型加速度傳感器開(kāi)始用于汽車(chē)安全氣囊 ， 他們是到目前為止大量生產(chǎn)的 、 并在汽車(chē)中得到廣泛應(yīng)用的微型傳感器 。 研究多功能集成傳感器 智能傳感器是一種帶微型計(jì)算機(jī)兼有檢測(cè) 、 判斷 、 信息處理等功能的傳感器 。 而且智能式傳感器精度高 、 量程覆蓋范圍大 、 輸出信號(hào)大 、 信噪比高 、 抗干擾性能好 ， 有的還帶有自檢功能 。新興的汽車(chē)電子業(yè)已成為世界電子設(shè)備市場(chǎng)中增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域 。 由于控制圖象軟件包括了所有可能出現(xiàn)的工況 ， 所以在任何工況下都能達(dá)到最佳供油量 。 噴油定時(shí)的控制 噴油壓力的可變控制 發(fā)動(dòng)機(jī)在低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)噴油壓力很低 ， 而電子系統(tǒng)可以把壓力升高 ， 以減小煙度的排放量 。 柴油高壓油泵進(jìn)入噴油嘴的壓力可在 80～120MPa之間受控 。 廢氣再循環(huán)（ EGR）的控制 將一部分廢氣引入氣缸再參加燃燒 ， 從而可以降低最高燃燒溫度而不影響燃油經(jīng)濟(jì)性 ， 并可大大減少NOX的排放 。 引入了電子系統(tǒng)才能在煙度和加速性?xún)烧咧g隨時(shí)取得最佳配合 。 另外 ， 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí) ， 可以減輕加速噪聲 。 監(jiān)視程序與控制器設(shè)計(jì)成一體 ， 規(guī)定信息超標(biāo) 50％ 為失效 ， 失效編碼永久錄在存儲(chǔ)器內(nèi) ， 實(shí)錄失效當(dāng)時(shí)運(yùn)作的各項(xiàng)參數(shù) ， 以備檢查修理用 。 它需要達(dá)到必需的溫度后才能起到廢氣轉(zhuǎn)化凈化的作用 。 為此必須開(kāi)發(fā)出一種高容量的電池 ， 發(fā)動(dòng)機(jī)功率也要增大 。 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后 ， 執(zhí)行器打開(kāi)裹有隔熱層的通道 ， 使催化器快速加熱 ， 達(dá)到作用溫度后 ， 執(zhí)行器關(guān)閉此通道而同時(shí)打開(kāi)普通排氣道 ， 本方案只需要一個(gè)催化器 ， 而且可以布置在發(fā)動(dòng)機(jī)較遠(yuǎn)處 。 這套系統(tǒng)目前還在進(jìn)一步改進(jìn)之中 。 ② 通過(guò)另一個(gè)伺服機(jī)構(gòu)推動(dòng)離合器的分離或接合 。 作為對(duì)駕駛者的一種警報(bào)系統(tǒng)以解除其緊張情緒 。 奔馳公司認(rèn)為用紅外線測(cè)距 ， 價(jià)格較廉而且體積很小 ， 安裝方便 ， 但紅外線測(cè)距有 （ 近距 ） 到 （ 遠(yuǎn)距 ） 的誤差 。 這樣就在一個(gè)封閉的車(chē)內(nèi)周而復(fù)始連續(xù)不斷地循環(huán)降噪 。 發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)式減振支座系統(tǒng) 這種支座系統(tǒng)直接放置在發(fā)動(dòng)機(jī)支架下 ， 以支撐發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量 。 電控系統(tǒng)指令該電磁振子產(chǎn)生與發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)相反的反振波 ， 通過(guò)液壓來(lái)減弱發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng) 。 一是使駕駛員知道前方堵車(chē)現(xiàn)狀 ， 引導(dǎo)他選擇另外路線 ， 告訴他前方停車(chē)場(chǎng)位置和服務(wù)設(shè)施等 。 三是使用完全自動(dòng)的汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng) 。此系統(tǒng)不采用氣動(dòng)膜盒，而代之以盤(pán)簧和液壓缸。 ? 對(duì)車(chē)主的好處： ； 可增加方向穩(wěn)定性，減少阻力現(xiàn)象并改善燃耗； ； ；帶全面調(diào)平功能，不受負(fù)荷大小的影響； 。 驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)則是在行駛方面 、 加速方面解脫對(duì)駕駛員的高要求 。 以市內(nèi)公共汽車(chē)的行駛為例 。 這實(shí)際上產(chǎn)生的是 差速鎖效應(yīng) 。 在這種情況下 ， 驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出的辦法來(lái)控制 。 這樣駕駛員就被告知路面的狀況 ， 從而可及時(shí)采取相應(yīng)的措施 ， 以改善驅(qū)動(dòng)條件 。壓力氣體釋放的多少取決于驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)程度 。 由于驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)總是和防抱死系統(tǒng)結(jié)合在一起應(yīng)用 ， 通常稱(chēng)為 ABS／ ASR系統(tǒng) 。 雨天汽車(chē)高速轉(zhuǎn)向行駛時(shí) ， 常常側(cè)向滑出 ，就是地面?zhèn)认蚋街芰Σ蛔愕木壒?。 VDC系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)向行駛的控制主要是借助于對(duì)各個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)控制和發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。 在極端情況下 ， VDC系統(tǒng)還可采取降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出的辦法降低行駛車(chē)速 ， 減少對(duì)地面?zhèn)认蚋街芰Φ男枨髞?lái)維持車(chē)輛的穩(wěn)定行駛 。 位移傳感器的信號(hào)傳給電子控制裝置 ， 用來(lái)控制半主動(dòng)懸架 ， 改善汽車(chē)的接地性能 。 應(yīng)用于奔馳 S級(jí)的這套高科技裝備能夠在兩方面為駕駛員提供有效的支持 ， 明顯改善道路安全性 。 ? 如果雷達(dá)監(jiān)測(cè)到前方車(chē)輛突然制動(dòng) ， 產(chǎn)生了事故隱患 ， 警報(bào)燈將自動(dòng)響起 。 ? PRESAFE174。 通過(guò)對(duì)典型追尾事故發(fā)生的各時(shí)間段進(jìn)行精確分析 ， 我們能夠得到 S級(jí)轎車(chē)的這套系統(tǒng)能夠以怎樣的速度迅速識(shí)別潛在危險(xiǎn) ， 提醒并輔助駕駛員進(jìn)行制動(dòng) ， 并對(duì)于極度緊迫的險(xiǎn)情 ， 直接進(jìn)行干預(yù)： ? 系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出碰撞發(fā)生前約 ， 并發(fā)出音頻警告信號(hào) ， 轉(zhuǎn)速計(jì)處的紅色警示燈自動(dòng)閃爍以提示駕駛員遇到險(xiǎn)情 。系統(tǒng)介入干預(yù)后 ， 駕駛員仍有 1秒鐘的時(shí)間做出反應(yīng) 。 最高工作速度為 30km/h， 可以使用在承載式 車(chē) 身上 。 它可能受到了 1979年面世的 奔馳 G系列的某種啟發(fā) ， 但比 G系列更出色 ， 因?yàn)樗腥齻€(gè)開(kāi)式差速器 ， 包括前部 、 后部 ， 甚至還有中央差速器 ， 而 G系列是在 90年以后才提供中央差速器的 。 如果發(fā)現(xiàn)兩者有差異 ， 則中央多片離合器接合 ， 前橋隨之接通動(dòng)力 。 如果進(jìn)行制動(dòng)操作 ， 則三個(gè)離合器會(huì)同步分離 ， 以防止干擾 ABS系統(tǒng)的工作 。車(chē)主一般會(huì)對(duì)它的性能表示滿意。本文介紹了福特汽車(chē)公司的一些汽車(chē)安全技術(shù)，從中我們可以看出汽車(chē)安全技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 EyeCar技術(shù) 沃爾沃的 EyeCar概念車(chē)可使每位駕駛員的眼睛處于同樣的相對(duì)高度上 ， 保證提供一個(gè)對(duì)路面和周?chē)?chē)道的無(wú)阻礙視野和最好的視見(jiàn)度 。 同時(shí) ， 對(duì) B立柱進(jìn)行了重新設(shè)計(jì) ，將它從駕駛員的視線中移開(kāi) 。 第一種靠人的眼球獨(dú)特的反射性 ，第二種是利用了人體的水含量 。 攝像機(jī)的眼睛傳感器和計(jì)算機(jī)將這些反射的位置和一個(gè)編程模板進(jìn)行比較 ， 升降座椅直到駕駛員處于最佳高度 。 當(dāng)人坐在駕駛員座位上時(shí) ，人體的水含量使周?chē)妶?chǎng)發(fā)生改變 。 這意味著 ， 胳膊較短的駕駛員不必再費(fèi)力地伸著胳膊去操縱空調(diào)或音響控制件 。 同時(shí)還提高了對(duì)側(cè)翻和側(cè)撞的防護(hù) ， 由于座椅位置是固定的 ，其結(jié)構(gòu)可以用來(lái)作為側(cè)面碰撞力的卸荷通道 ， 將碰撞力引到車(chē)頂結(jié)構(gòu)里 ， 避開(kāi)乘員 。 多個(gè)鉛筆大小的攝像機(jī)和三個(gè)可切換的視頻顯示屏為駕駛員提供了前 、 后視線 ， 這樣既可方便停車(chē)時(shí)的操作 ， 又可