論汽車電子技術(shù)與安全性

1、攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論汽車電子技術(shù)與安全性學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 院（系）： 年級(jí)專業(yè)： 指導(dǎo)教師： 助理指導(dǎo)教師： 二一年六月28 / 33文檔可自由編輯打印摘 要汽車作為現(xiàn)代人類的交通工具，改變了人們的生活方式，推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類文化的進(jìn)步，成為社會(huì)不可缺少的交通工具。隨著汽車技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展。汽車安全性能也發(fā)生了革命性的變革。車輛的安全防護(hù)系統(tǒng)也由傳統(tǒng)的安全帶、氣囊等被動(dòng)式系統(tǒng)，逐漸升級(jí)至預(yù)碰撞控制等主動(dòng)安全系統(tǒng)。而這一切的實(shí)現(xiàn)則得益于多種傳感器及其控制系統(tǒng)對(duì)行車、制動(dòng)、引擎控制、車速控制、安全防護(hù)等性能的支持。汽車安全技術(shù)經(jīng)歷了從碰撞后易于救助到減少損傷在再到事

2、故避免和預(yù)防的發(fā)展過程，逐漸由被動(dòng)安全到主動(dòng)安全，向更加人性化和智能化的方向發(fā)展。未來的汽車將會(huì)成為電子產(chǎn)品的綜合平臺(tái)，電子技術(shù)將會(huì)使汽車變得更加的安全、舒適和方便。本文首先介紹了汽車電子技術(shù)及安全性發(fā)展?fàn)顩r，隨后分析了汽車安全性方面對(duì)于汽車電子技術(shù)的利用，通過電子技術(shù)的市場(chǎng)的發(fā)展及趨勢(shì)說明了汽車電子發(fā)展的趨勢(shì)是安全性。必須要有電子技術(shù)的發(fā)展才能使行車變得更加安全。關(guān)鍵詞：汽車，電子技術(shù)，安全性ABSTRACT As modern humans vehicles, changed the way people live, promoting the development of social

3、economy and culture, and become the indispensable social progress of transportation. As the vehicle technology and electronic technology development. Auto safety performance is also a revolutionary change. The vehicle's safety protection system from the traditional belt, passive system, graduall

4、y airbag etc upgrade to advance collision control system safety initiative. But all this is due to the realization of sensor and control system for driving, brake, engine control, speed control, safety protection performance. Auto safety technology and experience from the collision to aid to reduce

5、damage after again to avoid accidents in the development process, and prevent gradually from the passive to active safety and securityTo humanization and intelligent direction. The car of the future will be integrated platform of electronic products, electronic technology will make cars become more

6、safe and comfortable and convenient. This paper introduces the development status of electronic technology and safety, and then analyzed for automobile electronic technology security, through the use of electronic technology development and the trend of the market, explains the development trend of

7、automotive electronics is safety. Must have the development of electronic technology can make traffic safer.Keywords: automobile, Electronic technology, Safety,目 錄摘 要IABSTRACTII1 緒論31.1汽車電子技術(shù)的發(fā)展過程31.2 汽車電子技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)越性41.2.1 減少汽車修復(fù)時(shí)間41.2.2 節(jié)油41.2.3 減少空氣污染41.2.4 減少交通事故41.2.5 提高乘坐舒適性52 汽車電子控制系統(tǒng)的組成及工作原

8、理62.1 汽車電子控制系統(tǒng)的組成與分類62.1.1在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用：62.1.2 電子技術(shù)在底盤上的應(yīng)用：72.2 電子控制單元的功能與組成82.2.1 電子控制單元的所具備的基本功能82.2.2 電子控制單元的組成82.3 執(zhí)行器112.4 電子控制系統(tǒng)的工作過程113 汽車安全性的定義及其評(píng)價(jià)方式133.1 汽車安全性的定義及分類133.2 汽車安全性能的評(píng)價(jià)方式133.2.1 主動(dòng)安全性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)133.2.2 汽車被動(dòng)安全性的評(píng)價(jià)指標(biāo)134 電子技術(shù)在汽車行駛安全上的應(yīng)用134.1 主動(dòng)安全性電子技術(shù)134.1.1 汽車ABS+EBD+ASR系統(tǒng)134.1.2 汽車電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)

9、144.1.3 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)154.1.4 汽車主動(dòng)避撞系統(tǒng)154.1.5 汽車一體化底盤控制系統(tǒng)154.1.6 汽車輪胎監(jiān)測(cè)系統(tǒng)154.1.7 其他安全控制系統(tǒng)154.2 被動(dòng)安全性電子技術(shù)155 汽車電子市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)175.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)175.2 汽車電子技術(shù)的發(fā)展方向186 汽車電子化服務(wù)將成趨勢(shì)217 汽車安全系統(tǒng)發(fā)展新趨勢(shì)237.1 智能化是大趨勢(shì)237.2 由被動(dòng)向主動(dòng)發(fā)展248 結(jié)論25參 考 文 獻(xiàn)26致謝271 緒論1.1汽車電子技術(shù)的發(fā)展過程汽車電子技術(shù)是汽車技術(shù)與電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車上的應(yīng)用越來越

10、廣泛，汽車電子化程度越來越高。在50年代，汽車上最初采用的電子裝置是收音機(jī)。1955年晶體管收音機(jī)問世后，采用晶體管收音機(jī)的汽車迅速增加。在汽車零部件中，最初采用的電子裝置是交流發(fā)電機(jī)的整流器。1960年美國(guó)（CHRYSLER）汽車公司和日本日產(chǎn)（NISSAN）汽車公司開始采用二極管整流的交流發(fā)電機(jī)，此后開始采用晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點(diǎn)火裝置，接著又逐步實(shí)現(xiàn)其集成化。1973年，美國(guó)通用（GM）汽車公司采用了集成電路（IC）點(diǎn)火裝置。這種電路具有結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、成本低、耗電少、不需冷卻、響應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。    1974年，美國(guó)通用汽車公司開始裝備加大火花塞電

11、極間隙、增強(qiáng)點(diǎn)火能量的高能點(diǎn)火（HEI）系統(tǒng)。同時(shí)在分電器內(nèi)裝上點(diǎn)火線圈和點(diǎn)火控制電路，力圖將點(diǎn)火系統(tǒng)做成一體。1976年，美國(guó)公司首先創(chuàng)立了由模擬計(jì)算機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)刻進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)。1977年，美國(guó)通用汽車公司開始采用數(shù)字式點(diǎn)火時(shí)刻控制系統(tǒng)，稱為邁塞（MISAR）系統(tǒng)。該系統(tǒng)體積小，由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM/ROM）和模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器等組成。系統(tǒng)可根據(jù)輸入的水溫、轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等信號(hào)，計(jì)算出最佳點(diǎn)火時(shí)刻。1967年，由德國(guó)博世（BOSCH）公司研制成功了發(fā)動(dòng)機(jī)汽油噴射系統(tǒng)。由于集成電路及計(jì)算機(jī)的發(fā)展，使控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性進(jìn)一步提高，從而使汽車電子技術(shù)得到快速發(fā)展

12、。汽車的電子控制是從發(fā)動(dòng)機(jī)控制開始的，而發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制技術(shù)，又是從控制點(diǎn)火時(shí)刻開始的?，F(xiàn)代汽車電子控制已從單一項(xiàng)目的控制，發(fā)展到多項(xiàng)內(nèi)容的集中控制。如從單一的控制點(diǎn)火時(shí)刻開始，逐步擴(kuò)展到控制廢氣再循環(huán)、空燃比、怠速轉(zhuǎn)速等多項(xiàng)內(nèi)容的發(fā)動(dòng)機(jī)綜合控制，即所謂發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)。除汽車發(fā)動(dòng)機(jī)以外的其它部件中，最先采用電子技術(shù)的是美國(guó)福特（FORD）汽車公司的電子控制防滑裝置， 接著在70年代日本各大汽車公司也開發(fā)這種裝置，日本的日產(chǎn)汽車公司和豐田（TOYOTA）汽車公司還各自研制了變速器的電子控制裝置（電子變速器）。近年來車用電子裝置越來越多，如駕駛輔助裝置、報(bào)警安全裝置、提高舒適性的裝置

13、、通信裝置、娛樂裝置等等。目前，國(guó)產(chǎn)汽車的電子技術(shù)應(yīng)用還處于初級(jí)階段，只有部分汽車廠家且主要集中在一些中外合資生產(chǎn)的汽車上開始采用電子控制裝置，如北京切諾基、一汽奧迪、上海桑塔納、東風(fēng)富康、上海通用別克、廣州本田、四川豐田、天津豐田、一汽豐田、微型、海南馬自達(dá)三星、三峰等汽車上都程度不同地安裝了電子控制裝置。隨著中外合資、合作項(xiàng)目的增加，國(guó)產(chǎn)汽車電子控制裝置的應(yīng)用水平有了較大的提高，其前景是可喜的。1.2 汽車電子技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)越性 由于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，汽車電子控制在控制的精度、范圍、適應(yīng)性和智能化等多方面有了較大的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了汽車的全面優(yōu)化運(yùn)行。因

14、此，在降低排放污染、減少燃油消耗、提高安全性和舒適性等方面，電子控制汽車有著明顯的優(yōu)勢(shì)。1.2.1 減少汽車修復(fù)時(shí)間汽車電氣設(shè)備的故障約占汽車總故障的1/3。由于汽車結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零部件比較多，工作環(huán)境不可控制（如道路條件、環(huán)境溫度、濕度），加上人為的因素，所以汽車的可靠性差，無故障間隔時(shí)間短。隨著電氣設(shè)備在汽車零部件中比例的增加，電氣設(shè)備的故障率還會(huì)提高。由于電子控制汽車均裝有自診斷系統(tǒng)，提高了故障診斷的速度和準(zhǔn)確性，從而縮短了汽車的修復(fù)時(shí)間，帶來了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。1.2.2 節(jié)油汽車發(fā)動(dòng)機(jī)采用了電子綜合優(yōu)化控制，與傳統(tǒng)的化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)相比，可以節(jié)約燃油消耗10%-15%左右。汽車

15、是一個(gè)較復(fù)雜的多參數(shù)控制的機(jī)械，而且行駛條件隨機(jī)變化。對(duì)其采用電子控制后，計(jì)算機(jī)可以對(duì)控制對(duì)象的有關(guān)參數(shù)（如溫度、氣體壓力、轉(zhuǎn)速、排氣成分）進(jìn)行適當(dāng)采樣，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終控制汽車的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這樣便可使汽車在最佳工況下工作，以達(dá)到節(jié)油目的。發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的優(yōu)化控制主要有：電子控制點(diǎn)火裝置、電子控制汽油噴射和混合氣濃度控制裝置等，此外還有發(fā)動(dòng)機(jī)閉缸控制節(jié)油裝置、怠速裝置、進(jìn)氣控制裝置、廢氣再循環(huán)控制和爆震控制等優(yōu)化控制裝置。1.2.3 減少空氣污染   用傳感器控制的發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以保證空燃比處于理論空燃比附近工作。若加裝廢氣再循環(huán)和三元催化凈化等裝

16、置，不但可以節(jié)約燃油，而且廢氣中碳?xì)浠衔铮℉C）的體積分?jǐn)?shù)可降低40%，氮氧化合物的體積分?jǐn)?shù)可降低60%左右。1.2.4 減少交通事故電子技術(shù)在汽車安全方面得到應(yīng)用后，使整車的安全性能提高。交通事故主要人、車、路、環(huán)境和管理五個(gè)方面造成。這里把人、車劃分為主觀因素，并把路、環(huán)境、管理劃分為客觀因素。減少人的主觀因素造成事故的電子裝置有：防止酒后駕車和駕駛員瞌睡的電子裝置、檢查人的心理狀態(tài)和反應(yīng)時(shí)間的電子裝置等；減少由于客觀原因造成事故的電子裝置有：電子控制制動(dòng)防滑裝置（縮短制動(dòng)距離、防止制動(dòng)跑偏、防止制動(dòng)抱死）、汽車主要參數(shù)報(bào)警裝置和自動(dòng)懸掛升降裝置等。1.2.5 提高乘坐舒適性汽車的舒適性

17、包括平順性、噪聲控制、空氣溫度和濕度調(diào)節(jié)以及居住性等。通常所說的乘坐舒適性，主要是指乘客對(duì)振動(dòng)的適應(yīng)程度。振動(dòng)主要是由路面、輪胎、發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系通過不同途徑傳遞到人體，其振動(dòng)的幅度和頻率對(duì)人體影響較大。采用電子技術(shù)后，可以根據(jù)汽車的運(yùn)行情況和路況適時(shí)控制減振器的阻尼等參數(shù)，從而提高乘坐舒適性。車內(nèi)溫度、濕度、燈光等，可根據(jù)環(huán)境條件及人的要求自動(dòng)控制在合適的程度。2 汽車電子控制系統(tǒng)的組成及工作原理2.1 汽車電子控制系統(tǒng)的組成與分類汽車電子是車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置的總稱。車體汽車電子控制裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)（車身電子ECU）。汽車電子最重

18、要的作用是提高汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和娛樂性。用傳感器、微處理器MPU、執(zhí)行器、數(shù)十甚至上百個(gè)電子元器件及其零部件組成的電控系統(tǒng)。汽車電子控制系統(tǒng)是制動(dòng)控制系統(tǒng)的中的一種，它主要由信號(hào)輸入裝置即傳感器（Sensor）電子控制單元（ECU、ECM、ECA）、執(zhí)行器（Actuator）等組成。每天世界各地頻頻發(fā)生的交通事故，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)帶來了極大的威脅，因此對(duì)汽車行駛安全性能提出了更高的要求。汽車電子化得發(fā)展為汽車技術(shù)的改善提供了條件。現(xiàn)在就比較常見的且比較成熟的汽車電子控制裝置簡(jiǎn)單的介紹。2.1.1在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用：電子控制噴油裝置（電噴EFI）在現(xiàn)代汽車上，機(jī)械式或機(jī)電混合式燃油噴

19、射系統(tǒng)已趨于淘汰，電控燃油噴射裝置因其性能優(yōu)越而得到了日益普及。電子噴油裝置可以自動(dòng)地保證發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最佳狀態(tài)，使其在輸出一定功率的條件下最大限度地節(jié)油和凈化空氣。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)并修正得到發(fā)動(dòng)機(jī)最佳工況時(shí)的供油控制規(guī)律、事先把這些客觀規(guī)律編成程序存在微機(jī)的存儲(chǔ)器中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，根據(jù)各傳感器測(cè)得的空氣流量、排氣管中含氧量、進(jìn)氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及工作溫度等參數(shù)，按預(yù)先編好的運(yùn)算程序進(jìn)行運(yùn)算、然后和內(nèi)存中的最佳工況的參數(shù)進(jìn)行比較和判斷再調(diào)整供油量。這樣就能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)一直處于最優(yōu)工作條件下運(yùn)行，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能得到提高。電子點(diǎn)火裝置（ESA）它由微機(jī)、傳感器及其接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等幾部分構(gòu)成。該裝

20、置可根據(jù)傳感器送來的發(fā)動(dòng)機(jī)各種參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算、判斷，然后進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)刻的調(diào)節(jié)，這樣可以節(jié)約燃料，減少空氣污染。此外，新型發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制裝置還有自適應(yīng)控制、智能控制及自診斷操作等。一般認(rèn)為，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制裝置的節(jié)能效果在15%以上，而效果更明顯的則是在環(huán)境保護(hù)方面。廢氣在循環(huán)系統(tǒng)（EGR）該系統(tǒng)是將一部分排氣中的廢氣引入進(jìn)氣道，隨新鮮混合空氣進(jìn)入汽缸內(nèi)在次燃燒，以抑制發(fā)動(dòng)機(jī)有害氣體氮氧化合物的生成。除此之外，在發(fā)動(dòng)機(jī)部分利用電子技術(shù)的內(nèi)容還有：、怠速控制（ISC）、電動(dòng)油泵、發(fā)電機(jī)輸出、冷卻風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)排量、節(jié)氣門正時(shí)、二次空氣噴射、發(fā)動(dòng)機(jī)增壓、油汽蒸發(fā)及系統(tǒng)自我診斷功能等，它們?cè)诓煌能囆蜕隙蓟蚨?/p>

21、或少地被應(yīng)用。2.1.2 電子技術(shù)在底盤上的應(yīng)用：電控自動(dòng)變速器（ECAT）ECAT可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷、轉(zhuǎn)速、車速、制動(dòng)器工作狀態(tài)及駕駛員所控制的各種參數(shù)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)的計(jì)算、判斷后自動(dòng)地改變變速桿的位置，從而實(shí)現(xiàn)變速器換擋的最佳控制，即可得到最佳擋位和最佳換擋時(shí)間。它的優(yōu)點(diǎn)是加速性能好、靈敏度高、能準(zhǔn)確地反映行駛負(fù)荷和道路條件等。傳動(dòng)系統(tǒng)的電子控制裝置，能自動(dòng)適應(yīng)瞬時(shí)工況變化，保持發(fā)動(dòng)機(jī)以盡可能低的轉(zhuǎn)速工作。電子氣動(dòng)換擋裝置是利用電子裝置取代機(jī)械換擋桿及其與變速機(jī)構(gòu)間的連接，并通過電磁閥及氣動(dòng)伺服閥汽缸來執(zhí)行。它不僅能明顯地簡(jiǎn)化汽車操縱，而且能實(shí)現(xiàn)最佳的行駛動(dòng)力性和安全性。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（A

22、BS）該系統(tǒng)是一種開發(fā)時(shí)間最長(zhǎng)、推廣應(yīng)用最為迅速的重要的安全性部件。它通過控制防止汽車制動(dòng)時(shí)車輪的抱死來保證車輪與地面達(dá)到最佳滑動(dòng)率（15-20%），從而使汽車在各種路面上制動(dòng)時(shí)，車輪與地面都能達(dá)到縱向的峰值附著系數(shù)和較大的側(cè)向附著系數(shù)，以保證車輛制動(dòng)時(shí)不發(fā)生抱死拖滑、失去轉(zhuǎn)向能力等不安全的工況，提高汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性，減小制動(dòng)距離。驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）也叫做牽引力控制系統(tǒng)（TCS或TRC），是ABS的完善和補(bǔ)充，它可以防止起動(dòng)和加速時(shí)的驅(qū)動(dòng)輪打滑，既有助于提高汽車加速時(shí)的牽引性能，又能改善其操作穩(wěn)定性。電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)是用一部直流電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓助力缸、用蓄電池和電

23、動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。這種微機(jī)控制的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓助力系統(tǒng)比起來具有部件少、體積小、重量輕的特點(diǎn)，最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向作用力、轉(zhuǎn)向回正特性，提高了汽車的轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性，增加了汽車低速時(shí)的機(jī)動(dòng)性以及調(diào)整行駛時(shí)的穩(wěn)定性。適時(shí)調(diào)節(jié)的自適應(yīng)懸掛系統(tǒng)自適應(yīng)懸掛系統(tǒng)能根據(jù)懸掛裝置的瞬時(shí)負(fù)荷，自動(dòng)地適時(shí)調(diào)節(jié)懸架彈簧的剛度和減震器的阻尼特性，以適應(yīng)當(dāng)時(shí)的負(fù)荷，保持懸掛的既定高度。這樣就能夠極大地改進(jìn)車輛行駛的穩(wěn)定性、操縱性和乘坐的舒適性。常速巡行自動(dòng)控制系統(tǒng)（CCS）在高速長(zhǎng)途行駛時(shí)，可采用常速巡行自動(dòng)控制系統(tǒng)，恒速行駛裝置將根據(jù)行車阻力自動(dòng)調(diào)整節(jié)氣門開度，駕駛員不必經(jīng)常踏油門以調(diào)整車速。若遇爬坡，車速有下

24、降趨勢(shì)，微機(jī)控制系統(tǒng)則自動(dòng)加大節(jié)氣門開度；在下坡時(shí)，又自動(dòng)關(guān)小節(jié)氣門開度，以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速。當(dāng)駕駛員換低速擋或制動(dòng)時(shí)，這種控制系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)斷開。隨著世界各大汽車產(chǎn)家對(duì)汽車安全問題的高度重視，安全氣囊系統(tǒng)、行駛動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)（FDR或VDC）、防撞系統(tǒng)、安全帶控制、照相控制等方面已大量采用了電子新技術(shù)。2.2 電子控制單元的功能與組成2.2.1 電子控制單元的所具備的基本功能電子控制單元所具備的基本功能如下。接受傳感器或其他裝置的輸入信息，給傳感器提供參考（基準(zhǔn)）電壓：2V 5V 9V 12V（個(gè)別的為8V），將輸入信息轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)所接受的信號(hào)。儲(chǔ)存、計(jì)數(shù)、分析處理信息，儲(chǔ)存處理程

25、序，儲(chǔ)存該車型的特性參數(shù)，儲(chǔ)存運(yùn)算的數(shù)據(jù)及故障信息。運(yùn)算分析。根據(jù)信息參數(shù)求出執(zhí)行命令數(shù)值，將輸出信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比并查處故障。輸出執(zhí)行命令。把若信號(hào)變成強(qiáng)的執(zhí)行命令，輸出故障信息。自我修正功能。2.2.2 電子控制單元的組成ECU是一種綜合控制裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)ECU的外觀及構(gòu)造如下圖所示（圖2.1） 圖2.1ECU的構(gòu)造及組成ECU主要由輸入回路、A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)和輸出回路四部分組成。輸入ECU的傳感器的傳感器有兩種信號(hào)：一種是模擬信號(hào)（如圖2.2（a）所示）其信號(hào)強(qiáng)弱表示被測(cè)量的大小；另一種是數(shù)字信號(hào)（如圖2.2(B)所示）其頻率的快慢表示被測(cè)的大小，如卡門漩渦式空氣流量傳感器的

26、輸出信號(hào)和轉(zhuǎn)速傳感器的輸出信號(hào)等。一些不規(guī)則的數(shù)字信號(hào)（頻率信號(hào)）有的在傳感器內(nèi)轉(zhuǎn)換；有的在傳感器外轉(zhuǎn)換。信號(hào)的類型不同。輸入ECU后的處理方式也不一樣。(a)模擬信號(hào)（b）數(shù)字信號(hào)圖2.2傳感器輸入信號(hào)種類從傳感器輸出信號(hào)輸入ECU后，首先通過輸入回路，其中的數(shù)字信號(hào)直接輸入計(jì)算機(jī)，模擬信號(hào)則由A/D轉(zhuǎn)換器換成數(shù)字信號(hào)在輸入計(jì)算機(jī)。輸入回路的作用是將傳感器的輸入信號(hào)，在去除雜質(zhì)波并把正弦波轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦尾ê?，再轉(zhuǎn)換成輸入電平。（如圖2.3所示）2-輸入回路圖2.3輸入回路的作用A/D轉(zhuǎn)換器。由傳感器輸入的模擬信號(hào)，計(jì)算機(jī)不能直接處理，故須用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，在輸入計(jì)算機(jī)，如圖

27、所示空氣流量傳感器輸出模擬信號(hào)由A/D轉(zhuǎn)換器處理后所示圖。（圖2.4）空氣流量傳感器 2輸入回路 3A/D轉(zhuǎn)換器 4計(jì)算機(jī)圖2.4模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換處理(3)計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作的需要，把各類各種傳感器送來的信號(hào)用內(nèi)存的中的程序進(jìn)行運(yùn)算處理，并把結(jié)果（如汽油噴射控制信號(hào)、點(diǎn)火控制信號(hào)）送往輸出回路。2.3 執(zhí)行器執(zhí)行器是受ECU控制并具體執(zhí)行某項(xiàng)功能的裝置。當(dāng)執(zhí)行器是磁化線圈時(shí)，一般是由ECU來控制磁化線圈的搭鐵回路，有時(shí)也有ECU來控制某些電子控制電路，如點(diǎn)火線圈。 在控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器主要有下列幾種：電磁噴油器；點(diǎn)火控制器（點(diǎn)火模塊）；怠速控制閥；廢氣再循環(huán)；進(jìn)氣控制閥；二次空

28、氣噴射閥；活性碳罐電磁閥；車速控制電磁閥；電動(dòng)汽油泵與繼電器；類卻風(fēng)扇繼電器；空調(diào)壓縮機(jī)繼電器；自動(dòng)變速器檔位電磁閥；增壓器釋壓電磁閥；調(diào)壓電磁閥；鎖止電磁閥；電磁離合器等。2.4 電子控制系統(tǒng)的工作過程 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，ECU進(jìn)入工作狀態(tài)，某些程序或步驟從ROM中取出，進(jìn)入CPU。這些程序可以用來控制點(diǎn)火時(shí)刻，燃油噴油，怠速等。通過CPU的控制，一個(gè)個(gè)指令逐個(gè)地進(jìn)行循環(huán)執(zhí)行。執(zhí)行這些程序所需的發(fā)動(dòng)機(jī)信息來自于各個(gè)傳感器。從傳感器來的信號(hào)，首先進(jìn)入回路處理。如果是數(shù)字信號(hào)，根據(jù)CPU的安排，經(jīng)I/O接口直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)。如果是模擬信號(hào)，還要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化器，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，才經(jīng)I/O接口進(jìn)入

29、計(jì)算機(jī)。大多數(shù)信息暫時(shí)存儲(chǔ)在RAM內(nèi)，根據(jù)指令到傳感器的信號(hào)進(jìn)行比較。對(duì)來自由關(guān)傳感器的每一個(gè)信號(hào)依次取樣，并與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。CPU對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行比較運(yùn)算，并進(jìn)行處理，最后經(jīng)輸出回路去控制執(zhí)行器的動(dòng)作。如果是噴油驅(qū)動(dòng)器信號(hào)，則控制噴油時(shí)間和噴油脈寬，完成控制噴油功能。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)，微機(jī)的運(yùn)行速度是相當(dāng)快的，如點(diǎn)火時(shí)，每秒鐘可以修正上百次，因此其控制精度是相當(dāng)?shù)母? 汽車安全性的定義及其評(píng)價(jià)方式3.1 汽車安全性的定義及分類汽車的安全性能主要是指主動(dòng)安全（避免事故的能力）和被動(dòng)安全（事故發(fā)生后，對(duì)乘員的保護(hù)作用）。 汽車安全性能的分類：汽車安全性一般分為主動(dòng)安全性、被動(dòng)安全性和生態(tài)安全性.

30、 汽車主動(dòng)安全性，主要是指汽車防止或減少道路交通事故發(fā)生的性能。 汽車被動(dòng)安全性，是指交通事故發(fā)生后，汽車減輕人員傷害程度或貨物損失的能力。 生態(tài)安全性是指發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染、汽車行駛噪聲和電磁波等對(duì)環(huán)境的影響。3.2 汽車安全性能的評(píng)價(jià)方式3.2.1 主動(dòng)安全性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)主動(dòng)安全性又稱“積極安全性”。在我們行車時(shí)遇到緊急情況實(shí)施操作時(shí)，車輛不失控（打滑，甩尾等），就說明這輛車的主動(dòng)安全性好。提高車輛的主動(dòng)安全性，就要盡量提高汽車行駛的穩(wěn)定性，減少行車時(shí)所產(chǎn)生的偏差。主要取決于汽車的總體尺寸、制動(dòng)性、行駛穩(wěn)定性、操縱性、信息性以及駕駛員工作條件(操作元件人機(jī)特性、座椅舒適性、噪聲、溫度和通風(fēng)、操

31、縱輕便性等)。此外，汽車動(dòng)力性(特別是超車的時(shí)間和距離)也是很重要的影響因素。3.2.2 汽車被動(dòng)安全性的評(píng)價(jià)指標(biāo)被動(dòng)安全性是指汽車發(fā)生事故后，汽車本身減輕人員傷亡或減少貨物受損的性能。而被動(dòng)安全性是指在事故中能提供給的安全性。汽車的被動(dòng)安全系統(tǒng)主要包括安全帶、安全氣囊、智能安全帶及安全氣囊系統(tǒng)、吸能式車體結(jié)構(gòu)等。安全氣囊作為乘員約束保護(hù)系統(tǒng)的組成部分，已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車被動(dòng)安全性的標(biāo)志，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，乘用車的前排座位幾乎都安裝正面碰撞安全氣囊，側(cè)面安全氣囊的裝車率也迅速上升。安全氣囊的作用是當(dāng)汽車受到強(qiáng)大沖擊時(shí)可以保護(hù)駕駛員和乘員的安全，防止駕乘人員受到嚴(yán)重的

32、腦損傷，而大大降低中等、嚴(yán)重正面碰撞中乘員受傷的風(fēng)險(xiǎn)。另外，基于GPS技術(shù)的車輛智能安全保障系統(tǒng)技術(shù)也得到應(yīng)用，車輛智能安全保障系統(tǒng)是先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的一部分。它包括安全系統(tǒng)、危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)等，涉及傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、決策控制技術(shù)、信息顯示技術(shù)、駕駛狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)等。利用車身四周的傳感器分別探測(cè)車輛前后左右的路況，為駕駛員提供及時(shí)的回避操作指令，提醒駕駛員保持安全車距，防止車輛與車輛、車輛與其他物體或車輛與行人間的正面、追尾和側(cè)向碰撞。汽車碰撞引起的交通事故按照其發(fā)生的類型可以分為：正面碰撞、側(cè)面碰撞、追尾碰撞和翻滾。4 電子技術(shù)在汽車行駛安全上的應(yīng)用近年來，汽車保有量迅速增加，汽車

33、安全性已成為人們最關(guān)心的問題。為了保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，政府部門制定了相關(guān)的道路交通安全法規(guī)，為了滿足安全法規(guī)和消費(fèi)者對(duì)汽車安全性的要求，汽車廠商采取了多方面措施來改善汽車的安全性能，其中電子技術(shù)起了很大的作用。電子技術(shù)提高汽車安全性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 4.1 主動(dòng)安全性電子技術(shù) 現(xiàn)代汽車主動(dòng)安全性電子技術(shù)有代表性的電控裝置有防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、電子制動(dòng)力分配裝置（EBD）、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）、電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)（ESP）、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、主動(dòng)避撞系統(tǒng)、車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)（VDC）、信息顯示系統(tǒng)等。 4.1.1 汽車ABS+EBD+ASR系統(tǒng) 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（Anti-Lock

34、Braking System簡(jiǎn)稱ABS）是一種防止制動(dòng)過程車輪抱死的汽車主動(dòng)安全裝置。ABS系統(tǒng)在制動(dòng)過程中通過傳感器感知車輪與路面的滑移，由ABS電控單元做出判斷，并通過電磁閥調(diào)整制動(dòng)力的大小，使輪胎滑移率保持在一個(gè)理想的范圍（10%20%），來保證車輛制動(dòng)時(shí)有較大的縱向制動(dòng)和抗側(cè)向外力的能力，防止可能發(fā)生的后輪側(cè)滑，甩尾，提高汽車在制動(dòng)過程中的方向穩(wěn)定和轉(zhuǎn)向操縱的能力，并能提高附著系數(shù)利用率，縮短制動(dòng)距離，減少輪胎磨損。電子控制汽車防抱死系統(tǒng)是目前提高車輛行駛安全性的有效措施之一。汽車在制動(dòng)時(shí)，四只輪胎附著的地面條件往往不一樣。比如，有時(shí)左前輪和右后輪附著在干燥的水泥地面上，而右前輪和左后

35、輪卻附著在水中或泥水中，這種情況會(huì)導(dǎo)致在汽車制動(dòng)時(shí)四只輪子與地面的磨擦力不一樣，制動(dòng)時(shí)容易造成打滑、傾斜和車輛側(cè)翻事故。電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）能夠根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移的不同，自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后軸的制動(dòng)力分配比例，提高制動(dòng)效能，并配合ABS系統(tǒng)提高制動(dòng)穩(wěn)定性。（見圖4.1） 汽車驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）是在汽車起步和加速時(shí)將滑移率控制在一定范圍（5%15%）內(nèi)，防止驅(qū)動(dòng)輪快速滑動(dòng)，提高汽車的驅(qū)動(dòng)力。ASR在控制中，通過輪速傳感器反饋來的信號(hào)經(jīng)控制單元處理后發(fā)出指令，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，從而調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。目前ASR的裝備大多是在ABS系統(tǒng)增設(shè)一部分部件的方法來實(shí)現(xiàn)，可看成是對(duì)ABS

36、系統(tǒng)的完善和補(bǔ)充。 圖4.1汽車帶ABS+EBD系統(tǒng)與不帶ABS+EBD系統(tǒng)對(duì)比圖4.1.2 汽車電子穩(wěn)定程序系統(tǒng) ESP是英文Electronic Stability Program的縮寫，中文譯成“電子穩(wěn)定程序”。該系統(tǒng)通常是支援防抱死制動(dòng)系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的功能。它通過對(duì)從各傳感器傳來的車輛行駛狀態(tài)信息進(jìn)行分析，然后向ABS、ASR發(fā)出糾偏指令，來幫助車輛維持動(dòng)態(tài)平衡。ESP一般需要安裝轉(zhuǎn)向傳感器、車輪傳感器、側(cè)滑傳感器、橫向加速度傳感器等。它可以監(jiān)控汽車行駛狀態(tài)，并自動(dòng)向一個(gè)或多個(gè)車輪施加制動(dòng)力，以保持車子在正常的車道上運(yùn)行。（見圖4.2）圖4.2車輛帶ESP與不帶ESP的對(duì)比圖 4.

37、1.3 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱EPS Electronic Control Power Steering）是為了實(shí)現(xiàn)在各種行駛條件下轉(zhuǎn)向盤上所需要的力都是最佳值，而在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上采用了電子控制的系統(tǒng)。該系統(tǒng)在各種不同的速度狀況下通過電控轉(zhuǎn)向微處理器自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)向盤的操縱力。在低速時(shí)和車輛擺放時(shí)，駕駛員只需較小的力就能靈活地進(jìn)行轉(zhuǎn)向，在高速時(shí)，能自動(dòng)使操縱轉(zhuǎn)向盤的力加大。EPS既提高了駕駛的舒適性及轉(zhuǎn)向靈敏度，又能克服高速轉(zhuǎn)向“發(fā)飄”的弊病，保證了高速行駛的穩(wěn)定性和安全性。 4.1.4 汽車主動(dòng)避撞系統(tǒng) 該系統(tǒng)是輔助汽車駕駛者對(duì)影響公路交通安全的人、車、路環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在危

38、急情況下由系統(tǒng)主動(dòng)干涉駕駛操縱、輔助駕駛者進(jìn)行應(yīng)急處理、防止汽車相撞事故的發(fā)生，保障了汽車行車安全。 4.1.5 汽車一體化底盤控制系統(tǒng) 汽車一體化底盤控制系統(tǒng)（UCC）是一種先進(jìn)的集成系統(tǒng)，它通過中央底盤微處理器，將制動(dòng)、懸架、轉(zhuǎn)向和傳動(dòng)系等控制系統(tǒng)連接起來，底盤微處理器能夠接受每個(gè)子系統(tǒng)傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)，對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，使車輛的整體水平達(dá)到最佳，保證車輛行駛的安全性。 4.1.6 汽車輪胎監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 汽車輪胎是汽車與地面的接觸部分，影響汽車的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力。在安全性方面起著非常大的作用，汽車行駛中若輪胎氣壓不足，將導(dǎo)致輪胎磨損不均勻，燃油消耗增加，并使穩(wěn)定性和操縱性變壞，極易發(fā)生輪胎

39、爆裂，引發(fā)交通事故。汽車輪胎監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TMPS）能實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車輪胎的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)壓力低于安全范圍時(shí)會(huì)給予報(bào)警。 4.1.7 其他安全控制系統(tǒng) 為了適應(yīng)汽車高速、安全、舒適的需要，越來越多更先進(jìn)的電子技術(shù)應(yīng)用到汽車上，如睡眠駕駛警報(bào)系統(tǒng)、司機(jī)分神監(jiān)視系統(tǒng)、視覺增強(qiáng)和夜視系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等，為汽車的安全行駛提供了保障。 4.2 被動(dòng)安全性電子技術(shù) 隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車主動(dòng)安全技術(shù)已經(jīng)在交通安全中起到越來越大的作用，有效地減少了交通事故的發(fā)生。但現(xiàn)實(shí)中仍不可避免地發(fā)生很多交通意外，因此現(xiàn)代汽車還需要裝備被動(dòng)安全系統(tǒng)如安全氣囊、高強(qiáng)度車身、安全帶、緩沖吸能區(qū)、發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)下沉、可潰式方向盤。汽車被動(dòng)安全

40、性電子技術(shù)有代表性的電子裝置是安全氣囊。如圖所示：圖4。3模擬汽車在碰撞時(shí)氣囊對(duì)乘客和駕駛員的保護(hù)為了保證安全氣囊在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候打開，汽車生產(chǎn)廠家都規(guī)定了氣囊的起爆條件，只有滿足了這些條件，氣囊才會(huì)爆炸。雖然在一些交通事故中，車內(nèi)乘員碰得頭破血流，甚至出現(xiàn)生命危險(xiǎn)，車輛接近報(bào)廢，但是如果達(dá)不到安全氣囊爆炸的條件，氣囊還是不會(huì)打開。 安全氣囊打開需要合適的速度和碰撞角度。從理論上講，只有車輛的正前方左右大約60°之間位置撞擊在固定的物體上，速度高于30KM/h，這時(shí)安全氣囊才可能打開。這里所說的速度不是我們通常意義上所理解的車速，而是在試驗(yàn)室中車輛相對(duì)剛性固定障礙物碰撞的速度，實(shí)際碰撞中

41、汽車的速度高于試驗(yàn)速度氣囊才能打開。 汽車發(fā)生碰撞時(shí)的主要受力部位是保險(xiǎn)杠和車身縱梁，為了緩沖碰撞時(shí)的沖擊力，車身前部大都設(shè)計(jì)有碰撞緩沖區(qū)，而且車身的剛度公布也是不均勻的。在一些事故中，例如當(dāng)轎車與沒有后部防護(hù)裝置的卡車發(fā)生鉆入性追尾事故，或轎車碰撞護(hù)欄后發(fā)生翻車事故，或發(fā)生車身側(cè)面碰撞等，這樣的事故往往沒有車身前部的直接撞擊，主要是車身上部和側(cè)面發(fā)生碰撞，碰撞車身部位的剛度很小，雖然車艙發(fā)生了很大的變形，造成了車內(nèi)乘員受傷或死亡，但是由于碰撞部位不對(duì)，有時(shí)候氣囊并不能打開。5 汽車電子市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)5.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)隨著汽車工業(yè)與電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代汽車上電子技術(shù)的運(yùn)用越來

42、越廣泛。今天的汽車已經(jīng)逐步進(jìn)入了電腦控制的時(shí)代。國(guó)外專家預(yù)測(cè)未來35年內(nèi)汽車上裝用的電子裝置成本將占整車的25%以上汽車將由單純的機(jī)械化產(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。當(dāng)前汽車電子技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前，汽車電子技術(shù)進(jìn)入了優(yōu)化人-汽車-環(huán)境的整體關(guān)系的階段，它向著超微型磁體、超高效電機(jī)以及集成電路的微型化方向發(fā)展，并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)和變速器的集中控制)。汽車電子技術(shù)成就汽車工業(yè)的未來，未來汽車電子技術(shù)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行突破。傳感器技術(shù)由于汽車電子控制系統(tǒng)的多樣化，使其所需要的傳感器種類和數(shù)量不斷增加。為此，研制新型、

43、高精度、高可靠性和低成本的傳感器是十分必要的。未來的智能化集成傳感器，不僅要能提供用于模擬和處理的信號(hào)，而且還能對(duì)信號(hào)作放大和處理。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)技術(shù) 微處理機(jī)的出現(xiàn)給汽車儀器|儀表帶來了革命性的變化，世界汽車工業(yè)的微處理機(jī)用量激增，由從前單一的儀器逐步發(fā)展為多用途、智能化儀表，不但可以很精確地把汽車上所有的待測(cè)量都檢測(cè)出來，分別顯示和打印需要的結(jié)果，而且還有運(yùn)算、判斷、預(yù)測(cè)和引導(dǎo)等功能

44、。如可監(jiān)視汽車各大部件的工作情況，還可以對(duì)蓄電池電壓、輪胎氣壓、車速等檢測(cè)量的高低限量進(jìn)行報(bào)警。微處理機(jī)將更廣泛地應(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。軟件新技術(shù)應(yīng)用隨著汽車電子技術(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)出通用的高水平語言，以滿足多種硬件的要求。轎車上多通道傳輸網(wǎng)絡(luò)將大大地依賴于軟件。智能汽車及智能交通系統(tǒng)(ITS)的研究及應(yīng)用 汽車智能化相關(guān)的技術(shù)問題已受到汽車制造商們的高度重視。智能汽車及智能交通系統(tǒng)(ITS)的研究及應(yīng)用 汽車智能化相關(guān)的技術(shù)問題已受到汽車制造商們的高度重視。智能交通系統(tǒng)(I

45、TS)的開發(fā)將與電子、衛(wèi)星定位等多個(gè)交叉學(xué)科相結(jié)合，它能根據(jù)駕駛員提供的目標(biāo)資料，向駕駛員提供距離最短而且能繞開車輛密度相對(duì)集中處的最佳行駛路線。它裝有電子地圖，可以顯示出前方道路、并采用衛(wèi)星導(dǎo)航。從全球定位衛(wèi)星獲取沿途天氣、車流量、交通事故、交通堵塞等各種情況，自動(dòng)篩選出最佳行車路線。未來的某天，路上行駛的都會(huì)是由計(jì)算機(jī)控制的智能汽車。多通道傳輸技術(shù) 多通道傳輸技術(shù)由試驗(yàn)室將逐步進(jìn)入實(shí)用階段。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)，以便分離汽車中心計(jì)算機(jī)的信息。微處理機(jī)可通過網(wǎng)絡(luò)接收其它單元的信號(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。數(shù)據(jù)傳輸載體方面的電子新技

46、術(shù)應(yīng)用 汽車電子技術(shù)未來將實(shí)現(xiàn)整車控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)要求有一個(gè)龐大而復(fù)雜的信息交換與控制系統(tǒng)，車用計(jì)算機(jī)的容量要求更大，計(jì)算速度則要求更高。由于汽車用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)量日益增多，采用高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)日益顯得必要。光導(dǎo)纖維可為此傳輸網(wǎng)絡(luò)提供傳輸介質(zhì)，以解決電子控制系統(tǒng)防電磁干擾的問題。汽車車載電子網(wǎng)絡(luò) 隨著電控器件在汽車上越來越多的應(yīng)用，車載電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信變得越來越重要。以分布式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是很有必要的。大量數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及價(jià)廉是對(duì)汽車電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求。在該系統(tǒng)中，各從處理機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，控制改善汽車某一方面的性能。同時(shí)在其它處理機(jī)需要時(shí)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。主

47、處理機(jī)收集整理各從處理機(jī)的數(shù)據(jù)，并生成車況顯示。通信控制器保證數(shù)據(jù)的正常流動(dòng)。此外，電子技術(shù)中的集成化制造技術(shù)等在未來幾年內(nèi)也將會(huì)有大的突破。5.2 汽車電子技術(shù)的發(fā)展方向新汽車電子技術(shù)進(jìn)入了成熟階段，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，也是優(yōu)化“人-汽車-環(huán)境”的整體關(guān)系最為重要的階段。在這個(gè)階段,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)、新材料、新工藝的不斷進(jìn)步,今后汽車電子技術(shù)的發(fā)展方向有以下方面。電子元件微型化 由于技術(shù)進(jìn)步，微型化的趨勢(shì)是十分明顯的。目前新開發(fā)的ABS及TCS其質(zhì)量與體積僅為原先的1/4。成化、多路傳輸、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、模塊化 這是今后另一個(gè)大有發(fā)展前景的領(lǐng)域。為了減小

48、體積，減輕質(zhì)量，提高可靠性，減少裝配工時(shí)，這都要求將分散的部件，組合成一個(gè)整體(模塊)，就像發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)集成為一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。下一步就是將電子變速和發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)集成為一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)控制系統(tǒng)。再進(jìn)一步就是將ABS/TCS以及EPS都組合成一體。這樣可以共用傳感器、控制元件、線路，使零件數(shù)量減少，減少連接點(diǎn)從而提高可靠性。傳感器向智能型發(fā)展 由于汽車電子控制系統(tǒng)的多樣化，使其所需要的傳感器種類和數(shù)量不斷增加。為此，研究新型、高精度、高可靠性和低成本的傳感器是十分必要的。未來的智能化集成傳感器，不僅要能提供用于模擬和處理的信號(hào)，而且還能對(duì)信號(hào)作放大和處理。同時(shí)，它還能自動(dòng)

49、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，以保證傳感器信號(hào)的質(zhì)量不受影響。傳感器雖是一個(gè)不引人注意的小零件，但對(duì)電子控制系統(tǒng)來說其作用是十分重要的，如何在嚴(yán)酷的條件下能精確的工作，還有很多有待開發(fā)的領(lǐng)地。將汽車的供電系統(tǒng)電壓標(biāo)準(zhǔn)由l2V提高到24V 。隨著電子電器元件在汽車上的應(yīng)用日益增加，汽車原有的電能供應(yīng)就出現(xiàn)了不足。如何提高汽車供電系統(tǒng)的電壓，已成為一些國(guó)際論壇中的討論熱點(diǎn)，尤其在歐洲，由于燃油價(jià)格較高，因此，對(duì)改進(jìn)汽車效率放在優(yōu)先地位。歐美的汽車制造商與零部件供應(yīng)商已達(dá)成協(xié)議，將汽車的供電系統(tǒng)電壓標(biāo)準(zhǔn)由l2V提高到24V,不久將開始執(zhí)行。光導(dǎo)纖維在汽車信號(hào)傳輸中

50、的應(yīng)用，也在汽車電子技術(shù)的進(jìn)步中得到了發(fā)展，已使各系統(tǒng)控制走向集中化，形成整車控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)除了中心電腦外,甚至包括多達(dá)23個(gè)微處理器以及大量傳感器和執(zhí)行部件,組成一個(gè)龐大而復(fù)雜的信息交換與控制系統(tǒng)。車用計(jì)算機(jī)的容量要求已與現(xiàn)代PC機(jī)不相上下,計(jì)算速度則要求更高。由于汽車用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)量日益增多,采用高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)日益顯得必要。光導(dǎo)纖維可為此傳輸網(wǎng)絡(luò)提供傳輸介質(zhì)，以解決電子控制系統(tǒng)防電磁干擾的問題。隨著光導(dǎo)纖維的成本不斷降低，其應(yīng)用也將降低汽車有關(guān)方面的成本。一些汽車上傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)將被機(jī)電一體化的裝置所代替 很多電子控制系統(tǒng)將融入機(jī)械結(jié)構(gòu)之中?，F(xiàn)在有一個(gè)新叫法，“用電線操縱”即電

51、子操縱，即指“電控轉(zhuǎn)向”，“電控制動(dòng)” “電控油門”，“電控變速”，“電控懸架等”。總之，底盤中的很多總成都將引入電子控制技術(shù)。這也將成為今后電子技術(shù)大有發(fā)展的一個(gè)領(lǐng)域。新的控制理論和方法將大量應(yīng)用除了經(jīng)典的PID控制方法外，隨著控制技術(shù)的不斷發(fā)展，一些新的控制方法將更多地應(yīng)用于汽車的控制系統(tǒng)之中。如最優(yōu)控制理論在汽車懸架系統(tǒng)中的應(yīng)用、滑?？刂圃贏BS控制中的應(yīng)用、模糊控制在自動(dòng)變速器控制中的應(yīng)用,及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在四輪轉(zhuǎn)向控制中的應(yīng)用等。相信隨著所有這些控制方法在汽車上的成功應(yīng)用，將極大改善汽車控制系統(tǒng)控制的質(zhì)量精度，提高汽車的使用性能。電子技術(shù)對(duì)汽車的技術(shù)進(jìn)步具有重要意義，越來越多的電子產(chǎn)品

52、應(yīng)用到汽車上，使汽車性能不斷提高，使它能更好地造福于人類。6 汽車電子化服務(wù)將成趨勢(shì)現(xiàn)代通信技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，為汽車駕乘者提供了更富人性化、娛樂化的技術(shù)性能服務(wù)。在未來的汽車技術(shù)發(fā)展中，汽車電子在汽車產(chǎn)品中的比重將繼續(xù)增大，汽車不僅是擁有四個(gè)輪子和行走傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的交通工具，更是一個(gè)全身掛滿傳感器和微控制器，既自成一體又互為網(wǎng)絡(luò)，滿足各類需求的人性化信息平臺(tái)。因此對(duì)汽車駕駛者和行駛中的汽車提供服務(wù)的需求就變得越來越突出，汽車售后電子化服務(wù)平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。車載終端開始向集成化發(fā)展，即導(dǎo)航、跟蹤、娛樂、服務(wù)為一體，服務(wù)更加人性化、網(wǎng)絡(luò)化、社會(huì)化。有了服務(wù)體系，移動(dòng)中的汽車和汽車狀態(tài)信息可為多方共享

53、。所謂社會(huì)化有兩層意思，一是因汽車處于可控狀態(tài)，使業(yè)主能提高生產(chǎn)力和提高效益，減少運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)，也為社會(huì)節(jié)約能源、消除交通擁擠提供途徑。根據(jù)汽車售后市場(chǎng)價(jià)值鏈的組成及需求，車載信息系統(tǒng)平臺(tái)成為汽車電子化服務(wù)的最佳切入點(diǎn)。它可以理解為從低端的行車記錄儀(黑匣子)、定位監(jiān)控車載終端到高端的汽車PC或車載電腦，可稱為車載信息終端，歐洲也叫Mobile information system (移動(dòng)信息系統(tǒng))。Mobile information system一詞起源于歐洲，并廣泛用于歐洲汽車產(chǎn)業(yè)描述汽車通信技術(shù)，實(shí)際上它是現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的一種結(jié)合體，在其周圍圍繞著多種功能和應(yīng)用。人們理

54、解并追求的車載信息終端在某種意義上可認(rèn)為是汽車電腦 (AutoPC)，除了多媒體娛樂和導(dǎo)航功能外，還要完成無線上網(wǎng)、移動(dòng)辦公、與其他汽車電子通訊完成運(yùn)行狀態(tài)顯示和人機(jī)互動(dòng)功能。這實(shí)際上要求在汽車上運(yùn)行的新一代計(jì)算機(jī)平臺(tái)出現(xiàn)。它的硬件結(jié)構(gòu)可能發(fā)生全新的變化。為了更好地完成移動(dòng)運(yùn)算的需要，它的嵌入式操作系統(tǒng)和現(xiàn)有的操作系統(tǒng)比較，也要有質(zhì)的飛躍。汽車電子化服務(wù)發(fā)展也存在許多障礙。由于售后服務(wù)需要的新技術(shù)太多，產(chǎn)業(yè)鏈過長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量很難控制，所以風(fēng)險(xiǎn)較大。而且，這些新技術(shù)的服務(wù)對(duì)象主體不是車載電子系統(tǒng)，而是新技術(shù)應(yīng)用。如無線通訊服務(wù)體系，主要是手機(jī)，無論是通話還是短信，服務(wù)商都可得到很高的回報(bào)

55、，而用于車載其回報(bào)率很低，并且占用資源多，收回效益少。然而，由于GPS接收機(jī)成本不斷下降、通信模塊價(jià)格也一降再降，小企業(yè)也能承受研發(fā)和生產(chǎn)成本，致使大批量車載終端問世。預(yù)計(jì)到 2011年，全世界會(huì)有1200萬臺(tái)車載信息終端生產(chǎn)。歐美市場(chǎng)的信息表明，該行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上的供應(yīng)商應(yīng)該專業(yè)化很強(qiáng)，不宜包攬過多專業(yè)，以便所從事專業(yè)向高精發(fā)展。目前，汽車制造商越來越重視售后服務(wù)。僅在歐洲已有12個(gè)汽車制造商在43個(gè)品牌上，提供不同的電子化服務(wù)。車載信息終端逐漸從出廠后在維修店安裝向在工廠里安裝發(fā)展，有些車型已成標(biāo)配。但是，我國(guó)車載信息終端功能過少，大多數(shù)服務(wù)商只提供車輛跟蹤、定位、緊急報(bào)警和中心導(dǎo)航

56、等功能。而且我國(guó)入網(wǎng)車輛較少。多數(shù)為企業(yè)用戶，私家車用戶相對(duì)較少。社會(huì)配套服務(wù)體系不夠完善。隨著未來電子地圖和車載終端功能的不斷完善，私家車用戶將逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。7 汽車安全系統(tǒng)發(fā)展新趨勢(shì)汽車安全系統(tǒng)越來越向智能化的方向發(fā)展，半導(dǎo)體廠商和系統(tǒng)廠商，都在想方設(shè)法將最新的電子技術(shù)應(yīng)用到汽車安全產(chǎn)品上。由于主動(dòng)安全是預(yù)防事故的發(fā)生，更能保證駕乘者的安全，因此主動(dòng)安全系統(tǒng)將比被動(dòng)安全系統(tǒng)更受人關(guān)注。中國(guó)市場(chǎng)經(jīng)過幾年的快速發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)于汽車的需求正在從滿足基本代步功能轉(zhuǎn)向追求舒適與安全性等更高層次的需求。這其中，毋庸置疑，安全性的考慮是消費(fèi)者更為關(guān)注的因素。ABS（防抱死制動(dòng)系統(tǒng)）、ESP（電控行駛

57、平穩(wěn)系統(tǒng)）等產(chǎn)品在很短的時(shí)間內(nèi)從高端車型配備到現(xiàn)在成為各種車型的標(biāo)配，就是典型的例子。7.1 智能化是大趨勢(shì)在技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，汽車安全系統(tǒng)與過去相比有了很大的進(jìn)步。比如大家最為熟悉的安全氣囊由最初的駕駛員單側(cè)已經(jīng)發(fā)展到全車各個(gè)方位都被配置，近些時(shí)候又出現(xiàn)了車外的安全氣囊，新的技術(shù)采用了更為先進(jìn)的傳感器，可以更好地識(shí)別乘客類型，采取不同的保護(hù)措施；最新的ABS產(chǎn)品已經(jīng)采用模塊化設(shè)計(jì)，再次極大地減輕了重量、減少了體積、增大了內(nèi)存，新一代的ABS只有1.4公斤重，其控制單元僅含14個(gè)高度集成化的部件，且配有256KB容量的內(nèi)存，同時(shí)增加了更多功能，如電子分配制動(dòng)壓力，取代了減輕后軸制動(dòng)壓力的機(jī)械結(jié)構(gòu)。更高的要求使汽車安全系統(tǒng)跟汽車娛樂信息系統(tǒng)一樣，越來越向智能化的方向發(fā)展。無論上游的半導(dǎo)體廠商還是系統(tǒng)廠商，都在想方設(shè)法將最新的電子技術(shù)應(yīng)用到汽車安全產(chǎn)品上。汽車的普及帶來的市場(chǎng)需求多樣化促進(jìn)了