当前位置:首页 >> 机械/仪表 >>

浅谈汽车电子技术的应用及发展趋势


浅谈汽车电子技术的应用及发展趋势 浅谈汽车电子技术的应用及发展趋势 ——吴德庆
在现代汽车上,电子技术的应用越来越广泛,动力传动 电子控制系统、底盘电子控制系统、车身电子控制系统、音 响和通信系统及其他控制系统,今天的汽车已经逐步进入了 电脑控制的时代。 一、汽车电子技术应用现状 (一)动力传动电子控制系统 动力传动电子控制系统可使汽车在不同的工况下均能 处在最佳状态下

运行,提高汽车的动力性和经济性,并能使 排气中污染物减到最低限度。控制系统由各种传感器、执行 器、和计算机为核心的电控单元(ECU)组成。 传感器有发动机转数传感器、负荷传感器、进气温度传 感器、冷却液温度传感器、氧传感器、车速传感器等。 执行器包括喷油器、点火器、怠速执行器和废气再循环 等。 电子控制单元(ECU) ,又称“行车电脑”“车载电脑” 、 等。从用途上讲则是汽车专用微机控制器,也叫汽车专用单 片机。电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对空气流 量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断,然后 输出指令,向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油 量。电控单元由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成。
1

1、发动机电子控制系统 、发动机电子控制系统 系统主要控制功能包括:空燃比控 制、点火正时控制、怠速控制、废气再循环控制、海拔及温 度补偿、爆燃控制、自诊断功能、巡航车速控制。利用电控 汽油喷射技术,使发动机在各种工况下均能获得最佳的空燃 比、点火正时、发动机冷起动和加速加浓的开环控制,在中 小负荷使用空燃比的闭环控制上加上三元催化转换器;在大 负荷时采用空燃比开环控制、废气再循环控制等技术,是当 前改善发动机的动力性、经济性和排放性能得最有效措施。 2、自动变速器控制系统 、自动变速器控制系统 系统:把最省油的操作规范存入计 算机,在汽车行驶过程中,根据车速传感器、节气门位置传 感器和各种有关车辆行驶状态的信息,经计算机处理后控制 变速器换挡, 可减少换挡次数, 使汽车在最经济车速下行驶; 在需要大负荷时,能提供很好的动力性。 近年来有些车型已将发动机电子控制系统和自动变速 器控制系统的控制集中在一个控制器中,提高了系统的可靠 性和降低制造成本。 (二)底盘电子控制系统 1、防抱死刹车系统(ABS)。它是一种具有防滑、防锁死 、防抱死刹车系统 。 等优点的汽车安全控制系统。 ABS 是常规刹车装置基础上的 改进型技术,可分机械式和电子式两种。它既有普通制动系 统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍 能转向, 保证汽车的制动方向稳定性, 防止产生侧滑和跑偏。
2

2、牵引力控制系统(TCS) 牵引力控制系统(TCS)又称循迹控制系统。汽车在光 (TCS) 滑路面制动时,车轮会打滑,甚至使方向失控。同样,汽车 在起步或急加速时,驱动轮也有可能打滑,在冰雪等光滑路 面上还会使方向失控而出危险。TCS 就是针对此问题而设计 的。 TCS 依靠电子传感器探测到从动轮速度低于驱动轮时 (这是打滑的特征),就会发出一个信号,调节点火时间、减 小气门开度、减小油门、降挡或制动车轮,从而使车轮不再 打滑。TCS 不但可以提高汽车行驶稳定性,而且能够提高加 速性,提高爬坡能力。TCS 如果和 ABS 相互配合使用,将进 一步增强汽车的安全性能。TCS 和 ABS 可共用车轴上的轮速 传感器,并与行车电脑连接,不断监视各轮转速,当在低速 发现打滑时, 会立刻通知 ABS 动作来减低此车轮的打滑。 TCS 若在高速发现打滑时,TCS 立即向行车电脑发出指令,指挥 发动机降速或变速器降挡,使打滑车轮不再打滑,防止车辆 失控甩尾。 电子稳定性控制程序( 。ESP 系统实际是一 3 、 电子稳定性控制程序 ( ESP) ) 种牵引力控制系统,与其他牵引力控制系统比较,ESP 不但 控制驱动轮,而且可控制从动轮。如后轮驱动汽车常出现的 转向过多情况,此时后轮失控而甩尾,ESP 便会刹慢外侧的 前轮来稳定车子;在转向过少时,为了校正循迹方向,ESP 则会刹慢内后轮,从而校正行驶方向。 5 、 动力转向控制系统
3

计算机根据车速传感器输入的信号控制线性电磁阀, 在车辆停驶摆放或低速行驶时,增大助力;高速行驶时, 减少助力,使转向系统的操纵轻便,在各种情况下操纵转 向盘时都可施加适中的转向操纵力。 悬架控制系统、 6 、 悬架控制系统、 悬架控制系统可以改善车辆行驶的平顺性和稳定性。 7、轮胎监测系统(TPMS)、 8、巡航控制系统(CCS) 、等 (三)车身电子控制系统 主要包括安全气囊(SRS) 、自动座椅、自动空调控制、 车内噪音控制、中央防盗门锁、视野照明控制、自动刮水器、 自动门窗、自动防撞系统以及满足不同用电设备的电源管理 系统。 (四)多媒体娱乐、通讯系统 多媒体娱乐、 主要包括车载多媒体系统、 驾驶员信息系统、 语音系统、 智能交通系统(ITS)、车辆导航系统(GPS/DGPS 等)、计算机 网络系统、状态监侧与故障诊断系统等。 二、汽车电子技术发展趋势 随着更加先进的灵巧型传感器、快速响应的执行器、高 性能 ECU、先进的控制策略、计算机网络技术、雷达技术、 及移动通讯技术在汽车上的广泛应用,现代汽车正朝着更加 智能化、自动化和信息化的机电一体化产品方向发展
4

(一)传感器 随着汽车电子化发展,自动化越高,对传感器的依赖程 度也就越大。汽车用传感器的种类多样化和使用数量的增 加,使得传感器朝着多功能化、集成化、智能化和微型化方 向发展。这些将使未来的智能化集成传感器不仅能提供用于 模拟和处理的信号,而且还能对信号作放大等处理;同时它 还能自动进行时漂、温漂和非线性的自校正,具有较强的抵 抗外部电磁干扰的能力,保证传感器信号的质量不受影响, 即使在特别严酷的使用条件下仍能保持较高的精度。 (二)微处理器(ECU) 随着汽车电子控制日趋集中化,微处理器需要处理的信 息量不断增加,基于通用芯片开发出的微处理器已经很难满 足汽车电子控制系统的要求,因此,开发出具有多路同步实 时控制、自带 A/D 与 D/A、自我诊断、高输人/输出等功能的 汽车专用微处理器系统具有很高的现实意义。16 位和 32 位 微处理器将成为未来汽车用微处理器的首选,逐步成为车用 微处理器(ECU)的主流。 (三)执行器 目前,汽车上所使用的执行器主要有电磁式、电动式和 气动/液动式。电磁和电动式的执行器是以电为动力的操作 机构,具有体积小、重量轻、响应速度快、耗能小的特点。 但是,与气动/液动式执行器相比,输出驱动能力则不足;
5

无法满足未来汽车控制领域大驱动输出的需要。但是,随着 新材料、新工艺、新机构设计的采用,电磁和电动式执行器 将逐渐取代气动/液动执行器,尤其是在未来汽车普遍更换 42V 新型电源系统之后,输出驱动能力将大幅度提升,完全 可以取代传统的气动/液动系统。 (四)控制策略 目前在汽车电子控制系统中广泛采用的是 PID 控制理 论,是一种使用于单输入/输出、线性定常系统的经典控制理 论。但由于汽车中需要控制的对象往往具有很强的时变和非 线性,控制系统的输入和输出参数也越来越多,采用以状态 空间为基础、适用于多输入/输出、非线性时变系统的现代控 制理论已成必然,如最优控制、自适应控制、模糊控制等。 (五)总线技术 利用总线技术将汽车中各种电控单元、智能传感器、智 能仪表等联接起来,从而构成汽车内部局域网,实现各系统 间的信息资源共享。其优点主要有: (1)大大减少线束数量、 连接点及体积,提高系统的可靠性和可维护性; (2)采用通 用传感器,达到数据信息共享的目的; (3)改善系统的灵活 性,即通过系统的软件可实现系统功能的变化。根据侧重功 能的不同,SAE 将总线划分为 A、B、C 三大类:A 类是面 向传感器和执行器的一种低速网络,主要用于后视镜调整、 灯光照明控制、电动车窗等控制等。B 类是应用于独立模块
6

间的数据共享中速网络,主要用于汽车舒适性、故障诊断、 仪表显示及四门中央控制等。C 类是面向高速、实时闭环控 制的多路传输网络,主要用于发动机、ABS 和自动变速器、 安全气囊等的控制。在未来 5~10 年之内传统的汽车机械系 统将变成通过高速容错通讯总线与高性能 CPU 相连的百分 之百的电控系统,完全不需要后备机械系统的支持。另外, 光纤凭借其高传输速率和抗干扰能力,越来越广泛的用作高 速信号传输介质。 (六)新型 42V 供电电源 随着汽车电控技术的不断发展,使汽车电子装置在整车 中所占比例和相应的耗电量不断提高, 使现有的 12V 电源系 统供电能力趋于饱和或不足,无法满足下一代汽车设计中新 增电子设备的需求,如无凸轮轴电磁式电控配气相位机构、 飞轮复合式起动一发电机系统、电加热三效催化转化器以及 新型电力制动和电力转向系统等, 它们在传统的 12V 电源系 统中难于实现,而这些新技术又是公认的未来汽车技术发展 的重要方向。因此,采用更高供电电压的电源系统成为必然 趋势。 (七)安全技术 未来汽车电子控制的重要发展方向是汽车安全领域。主 要有以下几个方向: (1)利用雷达技术和车载摄像技术开发 各种自动避撞系统; (2)利用近红外技米开发各种能监测司
7

机行为的安全系统; (3)高性能的轮胎综合监测系统; (4) 自适应自动驾驶系统; (5)驾驶员身份识别系统; (6)安全 气囊和 ABS/ASR,以及车身动态控制系统将更加完善。 (八) 、多媒体娱乐与智能通讯系统 随着移动通讯技术和计算机网络技术的不断发展,汽车 正朝着移动办公室、家庭影院方向发展,为司机和乘客提供 进行中的实时通讯和娱乐信息,并把汽车和道路及其它远程 服务系统结合起来,构建未来的智能交通系统(ITS) 。具体 功能: (1)提供丰富的多媒体设施环境,利用 GPS、GSM 网 络实现导航、行车指南、无线因特网以及汽车与家庭等外部 环境的互动。 (2)具备远程汽车诊断功能,紧急时能够引导 救援服务机构赶到故障或事故地点。 电子技术在未来汽车工业中所起到的作用是不可替代 的,将来的汽车发展仍然向着环保、节能、安全舒适和便捷 的方向发展。

8


相关文章:
浅谈汽车电子技术的应用及发展趋势
浅谈汽车电子技术的应用及发展趋势_机械/仪表_工程科技_专业资料。高级技工论文浅谈汽车电子技术的应用及发展趋势 浅谈汽车电子技术的应用及发展趋势 ——吴德庆在现代...
论现代汽车电子技术的应用和发展趋势
浅谈电子技术在汽车上的应... 17页 2财富值 未来20年汽车电子技术发展... ...论现代汽车电子技术的应用发展趋势论现代汽车电子技术的应用发展趋势隐藏>> ...
浅谈电子技术在汽车上的应用论文
浅谈电子技术在汽车上的应用》 来源于黄冈职业技术学院下发的毕业论文课题, ...6) 综合控制成为汽车电子信息技术发展趋势, 包括动力传动系统、 底盘与安全系统...
现代汽车电子技术的应用及其发展趋势
浅谈电子技术在汽车上的... 34页 免费 浅谈电子技术在汽车上的... 17页 1...现代汽车电子技术的应用及其发展趋势 1 概述近年来,随着电子技术、计算机技术和...
电子技术在汽车上的应用与发展(正文)
电子技术汽车的应用发展(正文)_交通运输_工程科技_专业资料。简单探讨了电子技术汽车的应用发展前 言 随着科学的发展和社会的进步,汽车已成为人类生活...
对汽车现代电子控制技术的应用与发展前景的探讨
对汽车现代电子控制技术的应用发展前景的探讨_能源/化工_工程科技_专业资料。...浅析电子技术在现代汽车... 65人阅读 4页 2下载券 简析现代汽车电子控制技.....
汽车电子技术的应用与发展_图文
汽车电子技术的发展 看到现在智能驾驶技术的应用和未来趋向于自动驾驶的发展方向,...浅谈汽车电子技术的应用... 8页 1下载券 电子技术在现代汽车上的... 2页...
现代汽车电子技术应用现状及发展趋势分析
现代汽车电子技术应用现状及发展趋势分析 【摘要】随着电子技术的发展,汽车已进入了电脑控制的时代,本文着重分 析了汽车电子技术的应用现状,指出了汽车电子技术未来的...
浅谈电子技术在汽车上的应用
浅谈电子技术在汽车上的应用 浅谈电子技术在汽车上的应用摘要:随着汽车工业和电子技术的迅速发展,电子技术在汽车上的应用日益广泛,汽车电子化程度不断提高,汽车已经不...
汽车电子技术的发展趋势
关键词:汽车电子 1/2 相关文档推荐 汽车电子技术发展趋势 15页 1财富值 浅析汽车电子技术及其发展... 3页 免费 汽车电子技术的应用与发展... 39页 1财富值 ...
更多相关标签:
应用电子技术发展趋势 | 浅谈5g及未来发展趋势 | 浅谈现代农业发展趋势 | 浅谈乡村建设发展趋势 | 浅谈mma及其发展趋势 | 浅谈电子商务行业发展 | 浅谈电子商务发展现状 | 浅谈bim应用及发展 |