汽車電子技術(shù)

第四章汽車電子技術(shù)一、汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀二、汽車電子技術(shù)的內(nèi)容1、2005年，我國汽車電子市場約為3000億規(guī)模的“盛宴”。全球每輛新款汽車的電子設(shè)備支出占比例大約為26％，這一數(shù)字相當(dāng)驚人

。一、汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀2、國際和國內(nèi)品牌紛紛涌入汽車電子市場。2004年度的TCL、康佳、夏新及創(chuàng)維家用電子品牌加入汽車電子行業(yè)的潮流之后，包括中興、華為、國微等大批電子技術(shù)型企業(yè)也紛紛進(jìn)入這一市場；本土軍團(tuán)面對的國際品牌方陣則更是強(qiáng)大，包括Motorola、Intel、Philips、Siemens、Bosch及德爾福等廠商在內(nèi)的歐美系及包括松下、電裝等在內(nèi)的日系品牌。3、國內(nèi)汽車電子業(yè)面臨尷尬。

我國有超過1000家的汽車電子制造商在參與競爭，國際品牌的技術(shù)優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢十分明顯，30％的國際品牌把持著中國70％的汽車電子市場。

中國知識產(chǎn)權(quán)報(bào)2005年：合肥工業(yè)大學(xué)科學(xué)研究院日前宣布：該校成功研制出全國唯一有自主知識產(chǎn)權(quán)的汽車防抱死系統(tǒng)（ABS）。這意味著我國汽車ABS系統(tǒng)依靠舶來品的歷史有望結(jié)束。東風(fēng)商用車ABS即將投產(chǎn)（2005年）三、汽車電子技術(shù)的內(nèi)容1、發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)2、底盤新技術(shù)3、汽車安全新技術(shù)4、汽車電子與電器新技術(shù)等EFI、MPI、GDI、HPCR、VTEC、ZEV、LEV、TWC、SAI、AT、CVT、ABS、EBD、ASR、ESP、4WD、EPS、SRS、GPS……EFI=ElectronicFuelInjection電控燃油噴射SPI=SinglePointInjection單點(diǎn)噴射MPI=MultiPointInjection多點(diǎn)噴射GDI=GasolineDirectInjection汽油缸內(nèi)直噴汽油機(jī)電控燃油噴射柴油機(jī)電控燃油噴射SDI=SuctionDirectInjection

自然吸氣直接噴射直噴式分隔式TDI=TurboDirectInjection

渦輪增壓直接噴射HPCR

=HighPressureCommonRail柴油機(jī)高壓共軌中國首輛柴油家用轎車——捷達(dá)SDI奧迪A62.5TDI，國內(nèi)第一款高檔柴油轎車低壓油腔進(jìn)油孔柴油機(jī)泵管嘴供油系統(tǒng)柴油機(jī)高壓共軌技術(shù)HPCRVTEC=VariableValveTimingandValveLiftElectronicControlSystem可變氣門配氣相位和氣門升程電子控制系統(tǒng)可變配氣相位VTECEV=ElectricalVehicle（電動(dòng)汽車）HEV=HybridElectricalVehicle（混合動(dòng)力電動(dòng)汽車）FCEV=FuelCellElectricalVehicle（燃料電池電動(dòng)汽車）汽車能源新技術(shù)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車HEV氫氧燃料電池電動(dòng)汽車FCEV陽極：2H2→4H++4e-

陰極：O2+4H++4e-→2H2O

整體：2H2+O2→2H2O+能量

特點(diǎn)：燃料電池工作時(shí)不需要充電，只要連續(xù)地供應(yīng)燃料和氧化劑，就會產(chǎn)生能量。本田氫動(dòng)力車ＦＣＸ寶馬氫動(dòng)力車TWC=Three-wayCatalyticConverter（三元催化轉(zhuǎn)化器）EGR=ExhaustGasRecirculation（廢氣再循環(huán)）EVAP=EvaporativeEmissionControl（燃油蒸發(fā)排放）DPF=DieselParticulateFilter（微粒捕集器）汽車排放控制技術(shù)三元催化轉(zhuǎn)化器

汽油機(jī)尾氣：

CO、HC、NOx。

廢氣再循環(huán)技術(shù)EGR

部分的排氣通過EGR閥與新鮮空氣混合進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣缸內(nèi)混合氣的含氧量就降低，從而降低氮氧化合物排放。柴油機(jī)微粒捕集器DPF微粒捕捉器主要用來凈化柴油機(jī)排氣中的顆粒物，是現(xiàn)代柴油機(jī)滿足歐Ⅲ以上排放法規(guī)的有效手段。柴油機(jī)微粒捕捉器的核心是過濾體和過濾體再生裝置。有級式無級式手動(dòng)變速器MT＝ManualTransmission液力自動(dòng)變速器AT＝AutomaticTransmission電子控制機(jī)械自動(dòng)變速器

AMT＝AutomaticMechanicalTransmission無級變速器CVT＝ContinuouslyVariable Transmission

分段無級變速器（Anti-lockBrakingSystem）制動(dòng)防抱死系統(tǒng)ABS一、ABS的功用在汽車制動(dòng)時(shí)：

1、當(dāng)前輪抱死，喪失轉(zhuǎn)向能力、跑偏

2、當(dāng)后輪抱死，汽車將產(chǎn)生側(cè)滑、甩尾

ABS應(yīng)該有效防止上述現(xiàn)象的發(fā)生，增加汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)交通事故二、

ABS的工作理論基礎(chǔ)1、滑移率的概念λ=0純滾動(dòng)λ

=100%純滑動(dòng)0

λ

100%邊滾邊滑動(dòng)

汽車相對于地面有滾動(dòng)和滑動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)形式。

滑移率就是滑動(dòng)成分在這汽車兩種運(yùn)動(dòng)形式中比例的大小。地面縱向附著力Fz

Fz=G

z

式中G

–––

地面對輪胎的法向作用力；

z

–––

縱向附著系數(shù)。側(cè)向附著力Fc

Fc=G

c

c

–––側(cè)向附著系數(shù)2、縱向力和側(cè)向力的概念

（1）橫向附著系數(shù)①汽車行駛的穩(wěn)定性如：側(cè)滑、甩尾②汽車轉(zhuǎn)向性能（方向的穩(wěn)定性）如：轉(zhuǎn)向失控（2）縱向附著系數(shù)①汽車的制動(dòng)性能如：制動(dòng)距離加長②汽車的驅(qū)動(dòng)性能如：動(dòng)力性下降橫向附著系數(shù)與縱向附著系數(shù)滑移率縱向力側(cè)向力，抗側(cè)滑力縱向力，制動(dòng)力

在λ

=10～30%，有較大的縱向附著系數(shù)和較大的側(cè)向附著系數(shù)。2、

滑移率對汽車制動(dòng)性能的影響三、

ABS的工作原理

根據(jù)上面的理論，ABS制動(dòng)系統(tǒng)主要的控制思想：將滑動(dòng)率控制在λ

=10～30%，以保證車輪與地面之間較大的縱向附著系數(shù)和較大的側(cè)向附著系數(shù)。ABS制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：1、有效防止了汽車側(cè)滑、甩尾、失去轉(zhuǎn)向能力的現(xiàn)象，增加了制動(dòng)穩(wěn)定性。2、縮短了制動(dòng)距離3、減弱了輪胎與地面之間的劇烈摩擦，減輕了輪胎的磨損四、ABS的組成電子制動(dòng)力分配裝置EBDEBD=ElectricalBraking-forceDistribution

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，而右前輪和左后輪卻附著在水中或泥水中

這種情況會導(dǎo)致在汽車制動(dòng)時(shí)四只輪子與地面的摩擦力不一樣，制動(dòng)時(shí)容易造成打滑、傾斜和車輛側(cè)翻事故，ＥＢＤ能采用不同的方式和力量制動(dòng)．驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)ASRASR＝AccelerationSlipRegulationASR可防止車輛尤其是大馬力車子，在起步、再加速時(shí)驅(qū)動(dòng)輪打滑現(xiàn)象，以維持車輛行駛方向的穩(wěn)定性。ASR可以通過減少節(jié)氣門開度來降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率或者由制動(dòng)器控制車輪打滑來達(dá)到對汽車牽引力的控制。

ASR與ABS的區(qū)別在于，ABS是防止車輪在制動(dòng)時(shí)被抱死而產(chǎn)生側(cè)滑，而ASR則是防止汽車在加速時(shí)因驅(qū)動(dòng)輪打滑而產(chǎn)生的側(cè)滑，ASR是在ABS的基礎(chǔ)上的擴(kuò)充，兩者相輔相成。電子穩(wěn)定性程序ESPESP綜合了ABS（防抱死制動(dòng)系統(tǒng)）、BAS（制動(dòng)輔助系統(tǒng)）和ASR（加速防滑控制系統(tǒng)）三個(gè)系統(tǒng)，功能更為強(qiáng)大。ESP一般由轉(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組成，它通過對這些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，它可以使車輛在各種狀況下保持最佳的穩(wěn)定性，尤其在轉(zhuǎn)向過度或轉(zhuǎn)向不足的情形下效果更加明顯。ESP=ElectronicStabilityProgram電子穩(wěn)定性程序ESP當(dāng)汽車發(fā)生轉(zhuǎn)向不足時(shí)（左），車身表現(xiàn)為向彎外推進(jìn)，此時(shí)ESP系統(tǒng)將通過對左后輪的制動(dòng)來遏制車輛陷入險(xiǎn)境；而當(dāng)汽車發(fā)生轉(zhuǎn)向過度時(shí)（右），此時(shí)ESP系統(tǒng)則通過對右前輪的制動(dòng)來糾正危險(xiǎn)的行駛狀態(tài)。無ESP避免車禍頭號幫手博世（BOSCH）兩千萬套ESP下線ESP系統(tǒng)可偵測車輛打滑的程度，并且可以主動(dòng)介入修正車身動(dòng)態(tài)，就算駕駛員什么都不動(dòng)作的狀態(tài)下，依舊可以讓不聽指揮的車輛回復(fù)控制。有ESPABS、ASR、VSC（ESP）的實(shí)質(zhì)和作用

實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力的自動(dòng)調(diào)節(jié)充分發(fā)揮制動(dòng)器的制動(dòng)效能提高制動(dòng)減速度和縮短制動(dòng)距離提高車輛制動(dòng)、轉(zhuǎn)向時(shí)方向的穩(wěn)定性

四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳向四個(gè)車輪，以增加汽車在道路不好的情況下行駛的牽引力，同時(shí)改善汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的操縱性能。四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4WD4WD=Four-wheelDrive電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向EPSEPS＝ElectricalPowerSteering四輪轉(zhuǎn)向4WS4WS＝4WheelsSteeringSystem轉(zhuǎn)向技術(shù)四輪轉(zhuǎn)向前后輪控制同向控制逆向控制主動(dòng)懸架ActiveSuspension被動(dòng)懸架InactiveSuspension懸架技術(shù)安全氣囊SRS(1)作用

當(dāng)汽車以大于20km/h的速度發(fā)生碰撞時(shí)，安全氣囊就會自動(dòng)充氣彈開，瞬時(shí)在駕駛員和方向盤之間充起一個(gè)很大的氣囊，減輕駕駛員頭部及胸部的傷害。

(2)組成

氣體發(fā)生器、防護(hù)蓋、氣囊、約束件、溢氣孔等。

SRS=SupplementalRestraintSystem，輔助約束系統(tǒng)Can(控制器局域網(wǎng))技術(shù)EPS系統(tǒng)控制器報(bào)文1發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速報(bào)文2汽車車速信號報(bào)文3電瓶電壓信號報(bào)文4方向盤轉(zhuǎn)矩信號報(bào)文5電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩信號報(bào)文6橫擺角速度信號其他電子控制系統(tǒng)控制器報(bào)文4方向盤轉(zhuǎn)矩信號報(bào)文5電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩信號報(bào)文6橫擺角速度信號報(bào)文7報(bào)文8混合動(dòng)力汽車控制器報(bào)文1發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速報(bào)文2汽車車速信號報(bào)文3電瓶電壓信號報(bào)文7報(bào)文8CAN總線CAN總線數(shù)據(jù)流動(dòng)結(jié)構(gòu)EPS（電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向）系統(tǒng)中CAN總線的應(yīng)用X-By-Wire線控技術(shù)Steer-by-Wire-System2010年40％的歐洲生產(chǎn)的汽車將全部采用X-By-Wire技術(shù)GPS衛(wèi)星接收GPS定位信號與監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換全球定位系統(tǒng)GPSGlobalPositioningSystem汽車導(dǎo)航系統(tǒng)兩大功能：車輛追蹤、駕駛指南汽車導(dǎo)航系統(tǒng)兩大功能：整個(gè)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是由兩部分組成，一部分由安裝在汽車上的GPS接收機(jī)和顯示設(shè)備組成，另一部分由計(jì)算機(jī)控制中心組成，兩部分通過定位衛(wèi)星進(jìn)行聯(lián)系。計(jì)算機(jī)控制中心是由機(jī)動(dòng)車管理部門授權(quán)和組建的，它負(fù)責(zé)隨時(shí)觀察轄區(qū)內(nèi)指定監(jiān)控的汽車的動(dòng)態(tài)和交通情況。因此