汽车电子技术的应用与发展趋势

发布者:WhisperingSoul最新更新时间:2013-12-05 来源: 21ic关键字:汽车电子  电子控制  ESA 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
随着汽车工业与电子工业的不断发展,在现代汽车上,电子技术的应用越来越广泛。今天的汽车已经逐步进入了电脑控制的时代。国外专家预测未来3-5年内汽车上装用的电子装置成本将占汽车整车成本的25%以上,汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展,成为所谓的“电子汽车”。

随着汽车工业与电子工业的不断发展,在现代汽车上,电子技术的应用越来越广泛。今天的汽车已经逐步进入了电脑控制的时代。国外专家预测未来3-5年内汽车上装用的电子装置成本将占汽车整车成本的25%以上,汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展,成为所谓的“电子汽车”。

一、现代汽车电子技术应用状况

在发动机上的应用:

1.电子控制喷油装置

在现代汽车上,机械式或机电混合式燃油喷射系统已趋于淘汰,电控燃油喷射装置因其性能优越而得到了日益普及。电子喷油装置可以自动地保证发动机始终工作在最佳状态,使其在输出一定功率的条件下最大限度地节油和净化空气。经过实验并修正得到发动机最佳工况时的供油控制规律、事先把这些客观规律编成程序存在微机的存储器中,当发动机工作时,根据各传感器测得的空气流量、排气管中含氧量、进气温度、发动机转速及工作温度等参数,按预先编好的运算程序进行运算、然后和内存中的最佳工况的参数进行比较和判断再调整供油量。这样就能够使发动机一直处于最优工作条件下运行,从而使发动机的综合性能得到提高。

2.电子点火装置(ESA)

它由微机、传感器及其接口、执行机构等几部分构成。该装置可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断,然后进行点火时刻的调节,这样可以节约燃料,减少空气污染。此外,新型发动机电子控制装置还有自适应控制、智能控制及自诊断操作等。一般认为,发动机电子控制装置的节能效果在15%以上,而效果更明显的则是在环境保护方面。

除此之外,在发动机部分利用电子技术的内容还有:废气再循环(EGR)、怠速控制(ISC)、电动油泵、发电机输出、冷却风扇、发动机排量、节气门正时、二次空气喷射、发动机增压、油汽蒸发及系统自我诊断功能等,它们在不同的车型上都或多或少地被应用。

电子技术在底盘上的应用:

1.电控自动变速器(ECAT)

ECAT可以根据发动机的载荷、转速、车速、制动器工作状态及驾驶员所控制的各种参数,经过计算机的计算、判断后自动地改变变速杆的位置,从而实现变速器换挡的最佳控制,即可得到最佳挡位和最佳换挡时间。它的优点是加速性能好、灵敏度高、能准确地反映行驶负荷和道路条件等。传动系统的电子控制装置,能自动适应瞬时工况变化,保持发动机以尽可能低的转速工作。电子气动换挡装置是利用电子装置取代机械换挡杆及其与变速机构间的连接,并通过电磁阀及气动伺服阀汽缸来执行。它不仅能明显地简化汽车操纵,而且能实现最佳的行驶动力性和安全性。

2.防抱死制动系统(ABS)

该系统是一种开发时间最长、推广应用最为迅速的重要的安全性部件。它通过控制防止汽车制动时车轮的抱死来保证车轮与地面达到最佳滑动率(15-20%),从而使汽车在各种路面上制动时,车轮与地面都能达到纵向的峰值附着系数和较大的侧向附着系数,以保证车辆制动时不发生抱死拖滑、失去转向能力等不安全的工况,提高汽车的操纵稳定性和安全性,减小制动距离。驱动防滑系统(ASR)也叫做牵引力控制系统(TCS或TRC),是ABS的完善和补充,它可以防止起动和加速时的驱动轮打滑,既有助于提高汽车加速时的牵引性能,又能改善其操作稳定性。

3.电子转向助力系统

电子转向助力系统是用一部直流电机代替传统的液压助力缸、用蓄电池和电动机提供动力。这种微机控制的转向助力系统和传统的液压助力系统比起来具有部件少、体积小、重量轻的特点,最优化的转向作用力、转向回正特性,提高了汽车的转向能力和转向响应特性,增加了汽车低速时的机动性以及调整行驶时的稳定性。

4.适时调节的自适应悬挂系统

自适应悬挂系统能根据悬挂装置的瞬时负荷,自动地适时调节悬架弹簧的刚度和减震器的阻尼特性,以适应当时的负荷,保持悬挂的既定高度。这样就能够极大地改进车辆行驶的稳定性、操纵性和乘坐的舒适性。 [page]

5.常速巡行自动控制系统(CCS)

在高速长途行驶时,可采用常速巡行自动控制系统,恒速行驶装置将根据行车阻力自动调整节气门开度,驾驶员不必经常踏油门以调整车速。若遇爬坡,车速有下降趋势,微机控制系统则自动加大节气门开度;在下坡时,又自动关小节气门开度,以调节发动机功率达到一定的转速。当驾驶员换低速挡或制动时,这种控制系统则会自动断开。

随着世界各大汽车产家对汽车安全问题的高度重视,安全气囊系统、行驶动力学调节系统(FDR或VDC)、防撞系统、安全带控制、照相控制等方面已大量采用了电子新技术。

二、汽车电子技术应用的发展趋势

当前,汽车电子技术进入了优化人-汽车-环境的整体关系的阶段,它向着超微型磁体、超高效电机以及集成电路的微型化方向发展,并为汽车上的集中控制提供了基础(例如制动、转向和悬架的集中控制以及发动机和变速器的集中控制)。汽车电子技术成就汽车工业的未来,未来汽车电子技术应在以下几方面进行突破。

1.传感器技术

由于汽车电子控制系统的多样化,使其所需要的传感器种类和数量不断增加。为此,研制新型、高精度、高可靠性和低成本的传感器是十分必要的。未来的智能化集成传感器,不仅要能提供用于模拟和处理的信号,而且还能对信号作放大和处理。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。它还具有结构紧凑、安装方便的优点,从而免受机械特性的影响。

2.微处理机技术

微处理机的出现给汽车仪表带来了革命性的变化,世界汽车工业的微处理机用量激增,由从前单一的仪器逐步发展为多用途、智能化仪表,不但可以很精确地把汽车上所有的待测量都检测出来,分别显示和打印需要的结果,而且还有运算、判断、预测和引导等功能。如可监视汽车各大部件的工作情况,还可以对蓄电池电压、轮胎气压、车速等检测量的高低限量进行报警。微处理机将更广泛地应用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。

3.软件新技术应用

随着汽车电子技术应用的增加,对有关控制软件的需求也将会增加,并可能要求进一步计算机联网。因此,要求使用多种软件,并开发出通用的高水平语言,以满足多种硬件的要求。轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件,软件总数的增加及其功能的提高,将能够使计算机能完成越来越复杂的任务。

4.智能汽车及智能交通系统(ITS)的研究及应用

汽车智能化相关的技术问题已受到汽车制造商们的高度重视。其主要技术中“自动驾驶仪”的构想必将依赖于电子技术实现。智能交通系统(ITS)的开发将与电子、卫星定位等多个交*学科相结合,它能根据驾驶员提供的目标资料,向驾驶员提供距离最短而且能绕开车辆密度相对集中处的最佳行驶路线。它装有电子地图,可以显示出前方道路、并采用卫星导航。从全球定位卫星获取沿途天气、车流量、交通事故、交通堵塞等各种情况,自动筛选 出最佳行车路线。未来的某天,路上行驶的都会是由计算机控制的智能汽车。

5.多通道传输技术

多通道传输技术由试验室将逐步进入实用阶段。采用这种技术后,使各个数据线成为一个网络,以便分离汽车中心计算机的信息。微处理机可通过网络接收其它单元的信号。传感器和执行机构之间要有一个新式接口,以便与多通道传输系统相联系。

6.数据传输载体方面的电子新技术应用

汽车电子技术未来将实现整车控制系统。这一系统要求有一个庞大而复杂的信息交换与控制系统,车用计算机的容量要求更大,计算速度则要求更高。由于汽车用计算机控制系统的数量日益增多,采用高速数据传输网络日益显得必要。光导纤维可为此传输网络提供传输介质,以解决电子控制系统防电磁干扰的问题。

7.汽车车载电子网络

随着电控器件在汽车上越来越多的应用,车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。大量数据的快速交换、高可靠性及价廉是对汽车电子网络系统的要求。在该系统中,各从处理机独立运行,控制改善汽车某一方面的性能。同时在其它处理机需要时提供数据服务。主处理机收集整理各从处理机的数据,并生成车况显示。通信控制器保证数据的正常流动。

此外,电子技术中的集成化制造技术等在未来几年内也将会有大的突破。

纵观近十年来汽车技术的重大成就,大都是在应用电子技术上进行的突破,电子技术已成为汽车工业发展的重要动力源泉。目前,我国汽车工业面临入世的巨大冲击,能否在未来的世界汽车业竞争中能否掌握主动权,关键取决于能否在电子技术上占领制高点。加快汽车电子技术新领域的研究是我国汽车工业发展的当务之急。 (end)
关键字:汽车电子  电子控制  ESA 引用地址:汽车电子技术的应用与发展趋势

上一篇:MEMS传感器使TPMS方案实现高可靠性
下一篇:BMW的模块化和平台战略

推荐阅读最新更新时间:2024-05-02 22:52

汽车电子奔驰BLE和NFC模块拆解
WITTE Digital flinkey BLE 被奔驰设计成智能执行器,用于操作带有中央锁定功能的车辆钥匙,从而锁定或解锁车辆。车主可以访问乘用车辆、商用车辆和运输车辆,在用户经过身份验证并通过蓝牙低功耗(BLE)接口通过智能手机应用程序接收相应命令后,锁定或解锁机动车辆。 整个模块框图:在运行过程中,flinkey BLE通过BLE接收协议指令并执行相应的操作,通信是基于BLE的,发生在flinkey BLE和智能手机应用程序之间。除了电机机械基础设施之外,还提供了一个NFC网关,可用作额外的通信接口(读取NFC令牌)。安装了RF Sniffer来检测激活的车辆钥匙发射的无线信号。整个解决方案可以通过明确定义的接口(AP
[嵌入式]
<font color='red'>汽车电子</font>奔驰BLE和NFC模块拆解
使用有安全保障的闪存存储构建安全的汽车系统
在现代汽车嵌入式系统中,高度安全的数据存储是必不可少的,尤其是在面对日益高明的网络攻击时。本文将介绍设计师正确使用闪存的步骤。 对电子嵌入式系统的安全和安全保障需求从未有今天这样强烈。随着汽车的自动化程度不断提高,我们需要提高其安全保障水平,防止它们被黑客攻破。对于采用大量机器人与物联网(IoT)设备,需要处理敏感数据的工厂来说,同样如此。 对所有此类嵌入式系统来说,非易失性闪存存储器必不可少。闪存可用作代码存储、文件系统存储或直接运行代码的微控制器单元(MCU)存储器。如果要实现系统安全性,必须首先确保系统使用的闪存存储器是安全的。本文探讨闪存存储器的安全需求,帮助开发人员为汽车、工业和通信应用构建安全有保障的嵌入式系统
[汽车电子]
使用有安全保障的闪存存储构建安全的汽车系统
IoT/汽车电子带动 8寸晶圆厂欣欣向荣
在物联网(IoT)与汽车应用带动下,8吋晶圆厂未来数年将出现明显复苏。 不管是从晶圆厂家数或月投片产能的角度来看,8吋晶圆厂都已摆脱金融海啸以来的低迷气氛,出现明显复苏。 SEMI预估,到2020年时,全球8吋晶圆厂的月产能将达570万片8吋晶圆,超越2007年所创下的历史纪录,至于在晶圆厂家数方面,2016年全球共有188座营运中的8吋晶圆厂,到2021年时,则可望增加到197座。 按照地理区分布来看,到2021年时,大陆的8吋晶圆产能将是全球最高,在2017~2021年间,产能成长率为34%。 东南亚跟美国的8吋晶圆产能在同一时间也将出现明显成长,成长率分别为29%与12%。 SEMI进一步分析指出,物联网跟汽车电子是推动8吋
[半导体设计/制造]
中国本土汽车电子市场前景
2011年11月“2011中国车身电子发展论坛”在天津泰达开发区举行,论坛围绕“从未来市场看中国本土汽车电子企业的突破方向”等议题展开。 纵观全球汽车行业目前继续呈现多样化的发展趋势,在消费者需求不断提高的前提下,要求企业开发功能更强、更多样化的产品。目前汽车工业的产业升级靠的是高附加值,在过去20年中,这些高附加值更多是依赖汽车电子技术的进步来实现的,电子设备在整车成本中所占的比重已经激增至40%以上,部分车型甚至可达60%。   中国本土汽车电子企业的发展是从车载和车身电子着手。汽车电子产品的开发和验证周期长,特别是关系到行车安全的车控电子产品更需要长时间的磨合验证,不能像车身电子那样可以通过参照模仿相对快速地进
[嵌入式]
汽车电子的嵌入式设计与发展方向
  嵌入式系统是泛计算领域的重要组成部分,是嵌入式对象宿主体系中完成某种特定功能的专用计算机系统。嵌入式系统有体积小、低功耗、集成度高、子系统间能通信融合的优点。随着汽车技术的发展以及微处理器技术的不断进步,在汽车电子技术中得到了广泛应用。目前,从车身控制、底盘控制、发动机管理、主被动安全系统到车载娱乐、信息系统都离不开嵌入式技术的支持。 1 汽车嵌入式系统发展历程   嵌入式系统诞生于微型机时代,经历了漫长的独立发展的单片机道路 。嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。与嵌入式微处理器的发展类似,汽车嵌入式系统也可以分为三个发展阶段:   第一阶段: SCM(Single Chip Microcomputer)系统。以4位和低
[汽车电子]
<font color='red'>汽车电子</font>的嵌入式设计与发展方向
汽车电子电气系统开发简化总结
电子电气架构的开发,需要涉及整车开发中的大部分系统、功能与部件,横跨软件开发、硬件开发、机械设计、材料科学、生产工艺、人机交互和造型设计等各个工程领域,而且各个车企都有自己的独特之处,加之智能网联领域的迅速发展,新的挑战与应对方法在不断出现,任何一本书都无法详尽地描述电子电气架构的所有开发活动…… 然而,万变不离其宗,当抛开各种细节之后,其本质可以被视为系统工程理论在汽车电子电气系统开发中的应用。 电子电气架构专家侯旭光先生在《智能汽车:电子电气架构详解》一书中,将汽车电子电气系统开发方法进行了详细阐述和简化总结(如下7项);本文摘取书中片段进行分享,希望给大家以启发~ 按照需求工程的方法收集、确认和管理需求。 将需求进行
[嵌入式]
<font color='red'>汽车电子</font>电气系统开发简化总结
汽车电子设计中温度感测方案
当你驾车在很小的行驶范围内穿越多个主要气候带时,你需要感谢汽车工程师们所做的工作。以加州为例,死谷的温度会达到+55°C,而几小时后,当你行驶到莫诺县时,温度会低至-35°C。你可以想一想,为了能够应对这些很大的温度变化,你的车和车内的电子元器件一定要在耐热性方面表现出色—最常见的就是车体内部的极端工作条件以及引擎盖下的应用。 毫无疑问,汽车行业越来越需要符合AEC-Q100标准的集成电路 (IC) 组件所具有的可靠性。一整天都处于阳光照射下的电子后视镜或微型、密封摄像头模块也许需要高达125°C的AEC-Q100 1 级组件。引擎盖下的引擎控制单元越来越需要0级组件,它可以在高达150°C的环境中额定运行1000小时—甚至有时候
[模拟电子]
全球电动汽车展望2019:IEA为从业者画了一个大饼
国际能源署IEA发布了《全球电动汽车展望2019》,这份报告一共有232页里面有一些很有趣的数据统计,我做一些摘录和梳理。读者也可以下载原文来看一看。 1)保有量 2018年全球电动汽车保有量超过510万辆,比2017年增加200万辆,新车的增长几乎翻番。中国还是电动汽车市场的火车头,从全球来看,增长比较快的就是欧洲和美国市场。这个数据从存量来看一览无余:中国市场存量超过200万,主要以BEV为主;欧洲和美国加起来超过200万,3个主要市场存量就接近了500万,占了绝大多数。 与之相比,全球共有11200辆 燃料电池 乘用车,其中超过一半(6200辆)在美国(加利福尼亚州), 全球其他地区包括日本(26%)和
[嵌入式]
全球电动汽车展望2019:IEA为从业者画了一个大饼
小广播
最新嵌入式文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
随便看看
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved