汽車電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望畢業(yè)論文-所有專業(yè)(編輯修改稿)
2025-02-24 03:58 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 獨(dú)立使用的電子裝置，它和汽車本身的性能并無(wú)直 接關(guān)系。它們包括汽車信息系統(tǒng)（行車電腦）、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂(lè)系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設(shè)備等。 目前電子技術(shù)發(fā)展的方向向集中綜合控制發(fā)展：將發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)，集成為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制（ PCM）；將制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)（ ABS）、牽引力控制系統(tǒng)（ TCS）和驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)（ ASR）綜合在一起進(jìn)行制動(dòng)控制；通過(guò)中央底盤控制器，將制動(dòng)、懸架、轉(zhuǎn)向、動(dòng)力傳動(dòng)等控制系統(tǒng)通過(guò)總線進(jìn)行連接?？刂破魍ㄟ^(guò)復(fù)雜的控制運(yùn)算，對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，將車輛行駛性能控制到最佳水平，形成一體化底盤控制系統(tǒng)（ UCC）。 由于汽車上的電子電器裝置數(shù)量的急劇增多，為了減少連接導(dǎo)線的數(shù)量和重量，網(wǎng)絡(luò)、總線技術(shù)在此期間有了很大的發(fā)展?？偩€技術(shù)是將各種汽車電子裝置連接成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)數(shù)據(jù)總線發(fā)送和接收信息。電子裝置除了獨(dú)立完成各自的控制功能外，還可以為其它控制裝置提供數(shù)據(jù)服務(wù)。由于使用了網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了布線，減少了電氣節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和導(dǎo)線的用量，使裝配工作更為簡(jiǎn)化，同時(shí)也增加了信息傳送的可靠性。通過(guò)數(shù)據(jù)總線可以訪問(wèn)任何一個(gè)電子控制裝置，讀取故障碼對(duì)其進(jìn)行故障診斷，使整車維修工作變得更為簡(jiǎn)單。 7 第二章 汽車電子 技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代汽車上，電子技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛?？梢哉f(shuō)，今天的汽車已經(jīng)進(jìn)入了電腦控制的時(shí)代。 電子技術(shù)在汽車上最初的應(yīng)用始于 50 年代人們開始在汽車上安裝的電子管收音機(jī)， 60 年代初，汽車上應(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，汽車上開始采用晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點(diǎn)火裝置。但更多地應(yīng)用電子技術(shù)則是在 70 年代以后為解決汽車安全、污染和節(jié)油三大問(wèn)題而出現(xiàn)的。 70 年代中期，微 機(jī)在汽車上得以應(yīng)用，給汽車工業(yè)帶來(lái)了劃時(shí)代的變革。國(guó)外專家預(yù)測(cè)汽車上裝用的電子裝置成本將占汽車整車成本的 15％以上；汽車將由單純的機(jī)械產(chǎn)品向高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品方向發(fā)展，成為所謂的 “ 電子汽車 ” 。 汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀 汽車電子技術(shù)目前發(fā)展的特征：汽車電子技術(shù)經(jīng)過(guò)較 長(zhǎng)的時(shí)間積累后，目前正處于全面快速發(fā)展的階段，其特征主要體現(xiàn)在： ①功能多樣性。從最初的發(fā)動(dòng)機(jī)電子點(diǎn)火與噴油，發(fā)展到如今的各種控制功能，如自動(dòng)巡航、自動(dòng)啟停、自動(dòng)避撞等 ②技術(shù)一體化。從最初的機(jī)電部件 松散組合到如今的 機(jī)液電磁一體化， 如直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)電控共軌燃料噴射系統(tǒng)。 ③系統(tǒng)集成化。從最初單一控制發(fā)展到如今的多變量多目標(biāo)綜合協(xié)調(diào)控制，如動(dòng)力總成綜合控制、集成安全控制系統(tǒng)等。 ④通信網(wǎng)絡(luò)化。從初期的多子系統(tǒng)分別工作到如今的分布式模塊化控制器局部網(wǎng)絡(luò)，如以 CAN 總線為基礎(chǔ)的整車信息共享的分布式控制系統(tǒng)，以及無(wú)線通信為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程高頻網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。 汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 在過(guò)去 10 年里， 汽車 工業(yè)發(fā)生了兩個(gè)顯 著變化。一是，增長(zhǎng)的基點(diǎn)正在從經(jīng)歐美市場(chǎng)向以亞洲國(guó)家為主的發(fā)展中地區(qū)市場(chǎng)轉(zhuǎn)移。數(shù)據(jù)顯示， 2021～ 2021 8 年亞洲和歐洲將會(huì)主導(dǎo)全球 汽車 產(chǎn)量的 89％， BRICs 和亞洲的其他國(guó)家將成為汽車 消費(fèi)的主力軍。二是，在市場(chǎng)成熟的歐美國(guó)家， 汽車 的性能的提高更多地依賴于 電子技術(shù) 。有研究表明，從 1989 年至 2021 年，電子設(shè)備在整車制造成本所占比例，由 16％增至 30％以上。而目前每部新車的 IC 的成本約在 310 美元左右，估計(jì)到 2021 年將增長(zhǎng)到 350 美元左右。 無(wú)論是市場(chǎng)重心向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移，還是技術(shù)重心向 電子技術(shù) 傾斜，都將勢(shì)必影響到 汽車 電子發(fā)展的方向。而且，其技術(shù)本身也將面臨著來(lái)自性能、安全以及環(huán)保法規(guī)多方面的苛刻要求。今后 10 年， 電子技術(shù) 在 汽車 工業(yè)中扮演著多大的作用，它又應(yīng)該如何承擔(dān)起 汽車 電子化的重任？ 20 世紀(jì) 90 年代，汽車電子技術(shù)進(jìn)入了其發(fā)展的第三個(gè)階段，這是對(duì)汽車工業(yè)的發(fā)展最有價(jià)值、最有貢獻(xiàn)的階段，也將是優(yōu)化人－汽車－環(huán)境的整體關(guān)系最為重要的階段。超微型磁體、超高 效電機(jī)及集成電路的微型化，為汽車上的集中控制提供了基礎(chǔ) (例如制動(dòng)、轉(zhuǎn)向和懸架的集中控制以及發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的集中 制 )。同時(shí)，智能化集成傳感器和智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)將付諸實(shí)用，數(shù)字式信號(hào)處理方式將應(yīng)用于聲音識(shí)別、安全碰撞、適時(shí)診斷和導(dǎo)航系統(tǒng)等。 未來(lái)的智能化集成傳感器，不僅應(yīng)能提供用于模擬和處理的信號(hào)，而且還能 對(duì)信號(hào)做放大和處理。同時(shí)，它還能自動(dòng)進(jìn)行時(shí)漂、溫漂和非線性的自 校正，具有較強(qiáng)的抵抗外部電磁干擾的能力，保證傳感器信號(hào)的質(zhì)量不受影響，即使在特別嚴(yán)酷的使用條件下，仍能保持較高的精度。它還具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，從而免受機(jī)械特性的影響。微處理機(jī)已廣泛地應(yīng)用于安全、環(huán)保、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、速度控制和故障診斷中。目前，美國(guó)汽車用微處理機(jī)， 8位的占多數(shù)，約占總量的 65%。 16 位和 32 位微處理機(jī)正在迅速地?cái)U(kuò)大市場(chǎng)；近兩年來(lái)， 16 位的用量增加約 50%，而 8 位的只增加 11%。 隨著汽車電子技術(shù)應(yīng)用的增加，對(duì)有關(guān)控制軟件的需求也將會(huì)增加，并可能要求進(jìn)一步計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。因此，要求使用多種軟件，并開發(fā)出通用的高水平語(yǔ)言，以滿足多種硬件的要求。到 2021 年， 汽車計(jì)算機(jī)總的單臺(tái)處理能力將達(dá)到現(xiàn)在典型計(jì)算機(jī)主機(jī)的水平。轎車上多通道傳輸網(wǎng)絡(luò)將大大地依賴于軟件。軟件總數(shù)的增加及其功能的提高，將使計(jì)算機(jī)能夠完成越來(lái)越復(fù)雜的任務(wù)。 9 多通道傳輸技術(shù)多通道傳輸技術(shù)的采用，對(duì)電子控制集成化的實(shí)現(xiàn)是十分必要和有效的。采用這種技術(shù)后，使各個(gè)數(shù)據(jù)線成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，以便分享汽車中心計(jì)算機(jī)的信息。微處理機(jī)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收其他單元的信號(hào)。傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間要有一個(gè)新式接口，以便與多通道傳輸系統(tǒng)相聯(lián)系。集成化技術(shù)汽車電子技術(shù)的一個(gè)發(fā)展趨向是功能集成化，從而實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)、更有效以及可診斷的數(shù)據(jù)中心 。如傳感器系統(tǒng)的集成化可減少布線，簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)，并可使傳感器系統(tǒng)的體積減小 60
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