汽車電子現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)(吳鋒)資料

汽車電子技術(shù)現(xiàn)狀

及發(fā)展趨勢(shì)吳鋒浙江高校動(dòng)力機(jī)械及車輛工程探討所汽車汽車電子技術(shù)發(fā)展的背景現(xiàn)代汽車已不再僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)潔的代步工具，它已同時(shí)具備了交通、消遣、辦公和通訊等多種功能。汽車的電子化使汽車進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)要解決的問(wèn)題仍還將是環(huán)保、節(jié)能、平安、便捷和舒適電子技術(shù)的快速發(fā)展，為汽車向電子化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、多媒體的方向發(fā)展創(chuàng)建了條件推動(dòng)汽車電子發(fā)展的動(dòng)力

汽車法規(guī):最早的主要針對(duì)平安問(wèn)題，隨后接連制訂了排氣污染與噪聲限制、燃油經(jīng)濟(jì)性等一系列日益嚴(yán)格的法規(guī)20世紀(jì)80年頭，接受電子限制技術(shù)對(duì)汽車的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行改造，使汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱性、平順性、和平安性能等都得到了進(jìn)一步的提高和改善20世紀(jì)90年頭，隨著人們對(duì)節(jié)能、環(huán)保、平安、舒適、便捷和豪華的追求，半導(dǎo)體集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，汽車上安裝的電子裝置急劇增多，一些家用電器和計(jì)算機(jī)也漸漸地移上了汽車汽車電子發(fā)展歷程第一階段：20世紀(jì)50年頭初到70年頭初

主要特點(diǎn)：應(yīng)用分立元件和簡(jiǎn)潔集成電路組成的電子裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械部件1953年美國(guó)Bendix公司著手開(kāi)發(fā)汽油電噴裝置1955年晶體管收音機(jī)成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)部件1960年起，克萊斯勒和日產(chǎn)起先接受二極管整流式溝通發(fā)電機(jī)60年頭中期，汽車上起先接受晶體管電壓調(diào)整器和晶體管點(diǎn)火裝置，1967年德國(guó)Bosch公司公布了D-Jetronic系統(tǒng)1969年起先研制汽車變速器的電子限制裝置，并于1970年裝車運(yùn)用汽車電子發(fā)展歷程（續(xù)）其次階段：從20世紀(jì)70年頭到90年頭中期主要特點(diǎn)：汽車電子限制技術(shù)初步起先形成。應(yīng)用大規(guī)模集成電路減小電子產(chǎn)品的體積，應(yīng)用微處理器提高電子系統(tǒng)的牢靠性和穩(wěn)定性；應(yīng)用電子裝置解決機(jī)械裝置所無(wú)法解決的困難的自動(dòng)限制問(wèn)題1970年：電子限制防滑裝置——載貨汽車防抱死制動(dòng)裝置(ABS)1972－1975年：BOSCH公司先后投產(chǎn)電子限制噴射系統(tǒng)1973年通用公司接受IC點(diǎn)火裝置，隨后漸漸普及。1974年通用公司裝備高能點(diǎn)火系統(tǒng)，點(diǎn)火系統(tǒng)一體化汽車電子發(fā)展歷程（續(xù)）其次階段：從20世紀(jì)70年頭到90年頭中期1976年克萊斯勒公司開(kāi)發(fā)出模擬計(jì)算機(jī)限制電子限制點(diǎn)火系統(tǒng)1977年美國(guó)通用公司起先接受數(shù)字式點(diǎn)火限制系統(tǒng)，是一種真正的電子限制系統(tǒng)。同年，福特公司擴(kuò)展到能同時(shí)限制點(diǎn)火、廢氣再循環(huán)和二次空氣噴射的發(fā)動(dòng)機(jī)電子限制系統(tǒng)。1978年發(fā)動(dòng)機(jī)電子限制系統(tǒng)具備空燃比反饋限制和怠速轉(zhuǎn)速限制功能1980年豐用公司開(kāi)發(fā)了能綜臺(tái)限制噴油、點(diǎn)火時(shí)刻和怠速轉(zhuǎn)速，并具有自我診斷功能的TCCS系統(tǒng)80年頭，出現(xiàn)了微機(jī)限制的汽車儀表系統(tǒng)90年頭，電控燃油噴射系統(tǒng)普及汽車電子發(fā)展歷程（續(xù)）第三階段從90年頭中期－汽車電子限制技術(shù)作為工程技術(shù)已經(jīng)成熟廣泛應(yīng)用16位或32位微處理器進(jìn)行限制，限制技術(shù)向智能化方向發(fā)展主要開(kāi)發(fā)車輛智能限制技術(shù)，模擬人的思維和行為對(duì)車輛進(jìn)行限制主要產(chǎn)品有發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、牽引力限制系統(tǒng)、限制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)CAN通訊系統(tǒng)、四輪轉(zhuǎn)向限制系統(tǒng)、輪胎氣壓限制系統(tǒng)、聲音合成與識(shí)別系統(tǒng)、自動(dòng)防追尾碰撞系統(tǒng)、汽車自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等汽車電子應(yīng)用現(xiàn)狀目前，國(guó)外汽車電子產(chǎn)品平均接近汽車制造成本的30％，將來(lái)平均將達(dá)到40％～50％目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)生產(chǎn)的轎車中—上海大眾帕薩特轎車已達(dá)到18.7％—上海通用別克轎車已達(dá)到25％—一汽奧迪A6已達(dá)到了28%中檔轎車的電子限制系統(tǒng)，現(xiàn)已超過(guò)了當(dāng)年用于阿波羅登月飛船上的電子限制系統(tǒng)。2007年，我國(guó)轎車電子產(chǎn)品平均占到整車成本的比例超過(guò)20％汽車電子應(yīng)用現(xiàn)狀（續(xù)）汽車上70%的創(chuàng)新來(lái)源于汽車電子。國(guó)外每臺(tái)汽車接受汽車電子裝置的費(fèi)用1990年為672美元，2000年已達(dá)到2000美元。在一些豪華轎車上，運(yùn)用單片微型計(jì)算機(jī)的數(shù)量已經(jīng)超過(guò)50個(gè)，電子產(chǎn)品占到整車成本的50％以上平均每輛新車汽車電子的成本汽車電子產(chǎn)品占每輛新車價(jià)值的比例汽車電子所占成本比例的增長(zhǎng)率汽車電子應(yīng)用現(xiàn)狀（續(xù)）汽車電子增長(zhǎng)速度的對(duì)比汽車電子產(chǎn)品分類汽車電子控制裝置

車載汽車電子裝置

動(dòng)力傳動(dòng)總成控制系統(tǒng)

底盤(pán)電子控制系統(tǒng)

車身電子控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)動(dòng)力總成控制系統(tǒng)自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)電控懸架系統(tǒng)電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)牽引力控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)電子穩(wěn)定程序輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)碰撞警示與預(yù)防系統(tǒng)電控安全帶安全氣囊電動(dòng)門(mén)窗電動(dòng)座椅電動(dòng)后視鏡自動(dòng)照明系統(tǒng)自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)雨刮系統(tǒng)智能防盜系統(tǒng)倒車?yán)走_(dá)疲勞監(jiān)視報(bào)警系統(tǒng)紅外夜視系統(tǒng)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)汽車音響車載收音機(jī)電子組合儀表抬頭顯示器車載TV/DVD/VCD車載通信系統(tǒng)車載計(jì)算機(jī)后座娛樂(lè)系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)設(shè)備主要汽車電子限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介汽車電子限制系統(tǒng)的構(gòu)成汽車電子限制系統(tǒng)由傳感器、執(zhí)行器和電子限制單元組成傳感器和執(zhí)行器是限制系統(tǒng)的重要組成部分，它們性能的好壞干脆會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)或汽車的性能。電子限制單元（ECU）依據(jù)傳感器采集的信息，依據(jù)確定的限制策略輸出信號(hào)，限制執(zhí)行器工作傳感器執(zhí)行器電子限制單元ECU主要汽車電子限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介（續(xù)）汽車總線技術(shù)汽車電子裝置增多，運(yùn)用導(dǎo)線的數(shù)量增加，線束變粗、變重，修理困難，促進(jìn)了總線技術(shù)的推廣應(yīng)用。汽車總線的特點(diǎn)信息共享、簡(jiǎn)潔擴(kuò)展、便于修理汽車總線的分類CAN總線、LIN總線、多媒體總線、故障診斷總線長(zhǎng)度(m)重量（公斤）成本典型傳統(tǒng)線束>200050100%車載網(wǎng)絡(luò)(CAN）縮短50%以上減輕50％以上下降25%以上主要汽車電子限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介（續(xù)）汽車總線主要汽車電子限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介（續(xù)）發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)汽油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)主要汽車電子限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介（續(xù)）汽油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)電子限制單元噴油器驅(qū)動(dòng)電路轉(zhuǎn)速信號(hào)處理主要汽車電子限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介（續(xù)）汽油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)主要元件主要汽車電子限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介（續(xù)）變速器手動(dòng)變速器機(jī)械自動(dòng)變速器（AMT）液力自動(dòng)變速器（AT）無(wú)級(jí)變速器（CVT）主要汽車電子限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介（續(xù)）變速器發(fā)展簡(jiǎn)史及現(xiàn)狀1939年通用公司開(kāi)發(fā)出液力變矩器—行星齒輪液力變速器20世紀(jì)40年頭末50年頭初，液力限制換擋自動(dòng)變速器1968年Renault公司在自動(dòng)變速器上運(yùn)用了電子元件豐田公司1976年實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)電子限制變速裝置1982年豐田公司將微機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電子限制變速器系統(tǒng)Bosch公司于1983年研制成功發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變速器共用的電子限制單元目前，轎車自動(dòng)變速器的裝車率，日本超過(guò)80%，美國(guó)為70%，德國(guó)為62%，中國(guó)30%左右主要汽車電子限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介（續(xù)）防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（Anti－lockBrakingSystem）通過(guò)安裝在各車輪或傳動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)各車輪的轉(zhuǎn)速，計(jì)算車輪滑移率，并與志向的滑移率相比較，做出增大或減小制動(dòng)器制動(dòng)壓力的確定，叮囑執(zhí)行機(jī)構(gòu)剛好調(diào)整制動(dòng)壓力，以保持車輪處于志向的制動(dòng)狀態(tài)能夠使車輪始終維持在有微弱滑移的滾動(dòng)狀態(tài)下制動(dòng)，不會(huì)抱死目前小型載客汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置主要汽車電子限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介（續(xù)）ABS基本原理主要汽車電子限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介（續(xù)）電子制動(dòng)力支配系統(tǒng)（EBD）汽車制動(dòng)時(shí)，假如四只輪胎附著地面的條件不同，四輪與地面的摩擦力不同，在制動(dòng)時(shí)（四個(gè)輪子的制動(dòng)力相同）就簡(jiǎn)潔產(chǎn)生打滑、傾斜和側(cè)翻等現(xiàn)象功能就是在汽車制動(dòng)的瞬間，高速計(jì)算出四個(gè)輪胎由于附著不同而導(dǎo)致的摩擦力數(shù)值，然后調(diào)整制動(dòng)裝置，使其依據(jù)設(shè)定的程序在運(yùn)動(dòng)中高速調(diào)整，達(dá)到制動(dòng)力與摩擦力（牽引力）的匹配，以保證車輛的平穩(wěn)和平安與ABS協(xié)作可大大提高制動(dòng)性能主要汽車電子限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介（續(xù)）電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）當(dāng)操縱轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向軸上的扭矩傳感器不斷地測(cè)出轉(zhuǎn)向軸上的扭矩信號(hào)，該信號(hào)與車速信號(hào)同時(shí)輸入到電子限制單元(ECU)。電子限制單元依據(jù)這些輸入信號(hào)，確定助力扭矩的大小和方向，電動(dòng)機(jī)的扭矩由電磁離合器通過(guò)減速機(jī)構(gòu)減速增扭后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與汽車工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力汽車電子的發(fā)展趨勢(shì)總體趨勢(shì)疼惜環(huán)境：削減對(duì)大氣的污染和節(jié)約能源平安：主動(dòng)平安和被動(dòng)平安架駛乘坐環(huán)境：滿足“人體工程學(xué)”的設(shè)計(jì)要求公共基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)：網(wǎng)絡(luò)通訊基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和智能交通系統(tǒng)的建立節(jié)能技術(shù)將集中于信息網(wǎng)絡(luò)化集成通訊系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)智能導(dǎo)航系統(tǒng)集成通信系統(tǒng)智能駕駛系統(tǒng)汽車電子的發(fā)展趨勢(shì)智能巡航限制也稱為自適應(yīng)巡航限制(ACC)可自動(dòng)完成駕駛、制動(dòng)等操作智能平安疼惜系統(tǒng)是將平安帶、平安氣囊、乘員感知系統(tǒng)和碰撞預(yù)料系統(tǒng)集成在一起．在實(shí)際碰撞發(fā)生之前，就能夠預(yù)知碰撞的發(fā)生，并實(shí)行疼惜措施集成限制系統(tǒng)把多種限制功能集成在一起，削減ECU的數(shù)量汽車電子的發(fā)展趨