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国外汽车电子的应用情况


国外汽车电子的应用情况 目前国外汽车电子技术已发展到了第四代,即包括电子技术(含计算机技 术)、自动优化控制技术、传感器技术、机电一体化耦合交叉技术等综合技术 的小系统,并早已从研制开发阶段进入了商品生产的成熟阶段。 20 世纪 80 年代初,由于排放气法规、安全法规的加严,发动机燃油喷射 系统、制动防抱死控制系统和安全气囊先后在轿车上广泛采用。 汽油发动机采用电控燃油喷射系统取代了传统的化油器,使汽车的有害 排放物降低了 98%以上,而燃油效率却较 20 年前提高了近两倍。 在汽车安全控制方面,安装了制动防抱死控制系统,可使汽车在湿滑冰 雪路面上的事故发生率降低 24%—28%。在此期间,由于发动机控制、汽车 底盘的传动、转向、制动、悬架控制、安全气囊、汽车电子仪表以及音响通 信等电子装置的广泛应用,使得汽车电子产品在汽车成本中所占的比例平均 上升到 10%—15%。 20 世纪 90 年代 汽车电子装置应用的范围进一步扩大。据统计,从 1989

年至 2000 年,平均每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由 16%增至 23%以上。一些豪华轿车上,使用单片微型计算机的数量已经达到 48 个,电子产品占到整车成本的 50%以上。在此期间,电子技术有了如下发 展动向。 1.向集中综合控制发展 ①将发动机管理系统和自动变速器控制系统,集成为动力传动系统的综 合控制(PCM)。 ②制动防抱死控制系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)和驱动防滑控制系

统(ASR)综合在一起进行制动控制。 ③一体化底盘控制系统(UCC)。通过中央底盘控制器,将制动、悬架、转 向、动力传动等控制系统通过总线进行连接。控制器通过复杂的控制运算, 对各子系统进行协调,将车辆行驶性能控制到最佳水平。 2.向智能化控制发展 ①车辆稳定性控制系统(VSC)和强化车辆稳定性系统(VSE)演变成智能悬 架系统。 ②采用自适应巡航控制系统(ACC),它集成了制动防抱死控制功能、牵引 力控制及车辆稳定性控制的功能。车辆在行驶过程中能够探测前方车辆的位 置和行驶速度,以便提前采取防撞措施。并可依靠车与车之间的通信提供的 行驶信息,对整个车流进行综合控制。这样可以进一步提高车辆行驶的速度 和减小安全车距,从而提高了公路的容量和运输效率。 3.网络总线技术的应用有很大发展 由于汽车上电子电器装置数量的急剧增多,为了减少连接导线的数量和 减小重量,网络、总线技术在此期间有了很大的发展。 (1)各种电子装置通过总线发送和接收信息 电子装置除了独立完成各自的控制功能外,还可以为其他控制装置提供 数据服务。靠性。通过总线可以访问任何一个电子控制装置,读取故障码对 其进行故障诊断,使整车维修工作变得更为简单。 (2)开放式的公共网络结构 在车辆投入使用之后仍可添加新的电子装置,不会对车子的外形和车子 内部的结构产生过大的影响。

4.卫星全球定位系统的应用迅速增加 20 世纪 90 年代后期,卫星导航系统已在汽车上推广应用。车载卫星导航 系统主要由接收装置、车载 PC 机、导航软件、语音设备和安全控制等五部分 组成。 卫星全球定位系统可以实时提供车辆所在的位置、行驶速度和时间。控 制中心可用语音、文字、图像等多种方式为驾驶员提供最新的交通信息,驾 驶员可以根据道路和车流情况选择最佳行驶路线。 安装了卫星全球定位系统的车辆无论行驶到任何地方,都可以在控制中 心的电子地图上显示其所在的具体位置。在汽车上只要将电子地图光盘插入 车辆的接收显示设备,显示屏上就会显示出该车在地图上的位置和车辆的行 驶路线。控制中心还可以根据车辆的编码追踪被盗车辆,及时发现失踪车辆 的踪迹。 5.电子产品在汽车上的应用范围进一步扩大 (1)红外夜视系统 红外夜视系统是利用它发出的红外线,探测车前方的各种移动和静止的 物体。夜视系统将物体反射回来的红外线转换成影像,投射在显示器上,可 使驾驶员及早发现前方物体,以避免事故的发生。 (2)驾驶员疲劳警报系统 驾驶员疲劳警报系统可根据驾驶员的呼吸情况、眨眼的速度判断驾驶员是 否反应迟钝,如出现异常会震动座椅,提醒驾驶员注意或自动进行制动操作。 (3)防撞雷达 利用超声波、激光、微波雷达,可探测车辆运动前方或在倒车时后方有

无障碍物。当接近障碍物时,这个系统便会自动启动,发出声光报警,根据 障碍物情况,可操纵汽车进行摘挡、减速、制动或转向等操作。 (4)轮胎低气压监测报警装置 监测报警装置根据四个车轮转速传感器输入信号的频率差可监测轮胎的 气压,当有的轮胎气压变低时,监测报警装置便会发送报警信号,点亮仪表 板上的报警灯。 (5)指纹识别系统 指纹识别系统可以取代传统的汽车钥匙。驾驶员仅需用手指触摸仪表板 上的指纹识别板,如指纹相符,汽车就可启动,同时反光镜、方向盘、座椅 位置和收音机都按驾驶者的习惯来进行调整。 (6)后座娱乐系统 后排座椅娱乐系统可以让坐在汽车后边的乘客播放 DVD、 VCD 或玩游戏。 (7)车身附件 车身附件也已开始大量电子化。例如下雨时会自动启用的传感式雨刮器等。 (8)半导体传感器和功率驱动电路向智能化发展 将敏感元件、摸拟电路、数字电路集成做在同一块硅片上,使传感器的 输出端和功率驱动器件的驱动端可以直接和单片机接口。这样可以进一步减 小控制单元的体积,提高可靠性。器材还具有故障自诊断,工作状态检测, 过热,过电压以及过电流断电保护等功能。 6.汽车电子控制理论进一步深化 控制理论是编制应用和优化控制软件的理论基础,是研究自动控制共同 规律的科学依据。利用经典和现代控制理论建立的开环、闭环、最优、自适

应控制系统,目前一些国家已经在汽车优化控制中得到应用。 7.微机系统的性能进一步提高 汽车电子技术包括硬件和软件两方面内容。其中硬件是指微型计算机及 其接口、执行部件和传感器;软件主要是指以汇编语言和其他高级语言编制 的各种数据采集、计算判断、报警、程序控制、优化控制、监控和自诊断系 统程序。 目前国外车用微机多半为 8 位、16 位字长,少数采用 32 位字长,并以通 用微机或单片机为主;也有用高抗干扰并抗震的汽车专用微机的。其速度和 精度要求虽不像计算机微机那样高,但抗干扰性能却要求较强,以适应汽车 颠簸、振动大的工作条件。有些已由单机控制向集中控制发展。因为许多检 测参数的传感器是相同的,同时微机的运行速度快,完全有可能共用一套传 感器、接口电路、存储器和微机硬件设备进行分时多项控制。这样做不但可 降低造价、缩小尺寸,更主要的是由于硬件数量的减少而使可靠性大大提高。 8.各种传感器发展迅速 实现对汽车的各种控制,离不开检测其工况参数的各种传感器。可以说, 检测各种工况参数的传感器,是整个控制系统的眼睛,其质量好坏、灵敏度 高低,将直接影响到对各监控 部分的监测和控制质量。 汽车电控系统装用的各类传感器,不仅用量大、质量要求高而且工作条 件非常恶劣。因此,世界产车大国对其无论是在理论研究和产品开发方面, 还是在新材料、新技术应用方面都非常重视。


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