汽车电子技术发展应用(仅供石家庄优车库二手车交易有限公司内部培训使用,评估师陈力洁编辑)

第一篇：汽车电子技术发展应用(仅供石家庄优车库二手车交易有限公司内部培训使用,评估师陈力洁编辑)

论现代汽车电子技术的发展

【摘要】随着人们生活水平的不断提高，汽车对人们而言，已经不单单是简单的交通工具，人们开始对它的安全性、舒适性、高效节能性、移动办公便利性，智能自动化等方面提出了更高的要求。特别是最近几年相继推出的各项关于安全性、排放性能、经济性等的各项强制性法律法规与措施，极大的推动了汽车电子技术的发展，使电子技术在汽车领域的创新能力不断提高，性能不断加强。(仅供石家庄优车库二手车交易有限公司内部培训使用，评估师陈力洁编辑）

【关键词】传感器；多媒体；安全技术；总控制线技术；新42V

【引言】20世纪50年代中期，由于将汽车电气系统的电压改为12V，而使电气系统的安全和效率得到了提高。随着电子信息业的飞速发展，使得汽车电子系统发展的越来越快，越来越完善。从最初的汽车照明系统的电路，到收录机，一直发展到今天的CD、电话、电视等诸多电器在内的电气系统。不仅表明了汽车技术发展的迅速和发达，更是一种高科技造福于人的集中体现。(仅供石家庄优车库二手车交易有限公司内部培训使用，评估师陈力洁编辑）

一、汽车电子技术的发展历程

汽车单子技术的形成和发展过程可分为三个阶段：单一控制阶段、集中控制阶段、网络控制阶段。

单一控制阶段 主要体现在20世纪60年代至70年代末，其特点是改善了汽车单个零部件的性能。如:发电机硅整流器、电压调节器、晶体管无触点点火等。但因其都为分立元件，电路复杂、价格昂贵、维修成本高、可靠性差等缺点，并没有得到广泛推广。

集中控制阶段 主要体现在20世纪70年代末至90年代中期，特点是具有了一定的综合控制的能力，是汽车电子技术的大发展阶段。代表技术有发动机电子控制系统、自动变速器电子控制系统、ABS、电控转向、电子仪表等。(仅供石家庄优车库二手车交易有限公司内部培训使用，评估师陈力洁编辑）

网络控制阶段 20世纪90年代中期至今，电子设备已成为汽车中不可或缺的设备。这一时期的技术特点是以大规模的集成电路和局域网控制（CAN总线）为特征的综合性的电子控制技术，是一种集多学科于一体综合运用的新兴技术。[1]

二、汽车电子技术的现状

目前汽车电子技术主要分布在动力传动电控系统、底盘电控系统、车身电控系统和多媒体娱乐、通讯系统四个方面。

（一）动力传动电控系统 汽车动力传动电控系统是指应用电子技术对包括发动机、自动变速器以及动力传递总成在内的一体化电子控制。主要由传感器、执行机构、控制单元组成。其目的在于简化驾驶员操作，减轻驾驶人员疲劳强度，减少换挡冲击，并保证车辆处在最佳运行工况，从而降低排放污染，提高经济性、舒适性。

（二）底盘电控系统

主要有制动防抱死装置（ABS）、制动力分配（EBD）、驱动防滑转（ASR）、巡航系统（CCS）、牵引力控制(TCS)、悬架及车身空高度控制系统、动力转向、四轮转向（4WS）、四轮驱动（4WD）、轮胎压力检测（TPMS）等组成。目的在于提高车辆的稳定性、安全性、操控性和舒适性。这也成为现代汽车的基本要求了。

（三）车身电控系统

车身电子控制系统包括汽车安全、舒适性控制、信息通讯系统，主要用于增强汽车安全、舒适和方便性。安全性包括：安全气囊、安全带、中央防盗门锁；舒适性包括：自适应空调、多方位电动座椅；方便性包括：自动车窗、电动门锁、电动后视镜、电动天窗和满足多种用电设备需求的电源管理系统。

（四）多媒体娱乐、信息和通讯系统

娱乐系统主要包括车载CD/DVD、音响和车载电视等；信息和通讯主要包括数字化仪表、汽车定位导航系统和移动电话。

汽车定位导航系统即GPS系统，全称为“全球卫星定位系统”是美国继阿波罗飞船和航天飞机之后的第三航天工程。开始它只用于军事方面，但随着电子技术的发展，GPS也逐渐应用于汽车导航。装有导航系统的汽车，在驾驶室内有一显示屏。(仅供石家庄优车库二手车交易有限公司内部培训使用，评估师陈力洁编辑）上面显示着某个城市的交通图(称为电子地图)，以及当时汽车在图上所处的位置。如果驾驶员输入目的地的地名、在图上的位置，那么图上就会显示一条从汽车所处位置到目的地的最佳路线 3 和行驶方向，引导汽车行驶，起到导航作用。

信息显示与报警系统可将发动机的工况和其他信息参数，经过微机处理后通过仪表板输出对驾驶员有用的信息，并用数字、线条显示或声光报警。显示的信息除水温、油压、车速、发动机转速等常见参数外，还有瞬时耗油量、平均耗油量、平均车速、行驶里程、续驶里程、车外温度等。

三、汽车电子技术未来的发展趋势

汽车电子技术的发展方向可分为四个方面：集中综合控制、总线控制技术、安全技术和多媒体娱乐、通讯与智能自动化技术。

（一）集中控制技术

集中控制技术即将动力传动系统包括发动机管理系统和自动变速器控制系统的综合控制；将制动防抱死系统、牵引力控制系统和驱动防滑砖系统综合在一起综合制动控制；(仅供石家庄优车库二手车交易有限公司内部培训使用，评估师陈力洁编辑）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链接并进行相应的协调控制。在完成这些技术的同时，也要对传感器、微处理器、执行器、电源系统、以及控制策略等五方面进行技术升级和转型。

1.传感器 由于汽车用传感器的种类多样化和使用数量的增涨，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。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；另外，它还应具有结构紧凑、安装方便的优点，从而免受机械特性的影响。[2]

2.微处理器 介于汽车用ECU对可靠性、信息处理能力、实时控制能力及成本上的特殊要求，基于通用芯片开发出的ECU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ECU系统具有很高的现实意义。随着汽车电子控制技术日趋集中化，ECU需要处理的信息量不断增加，因 此，16位和32位ECU将成为未来汽车用ECU的首选。

3.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；(仅供石家庄优车库二手车交易有限公司内部培训使用，评估师陈力洁编辑）无法满足未来汽车控制领域大驱动输出的需要。而上述这些电磁式和电动式执行器的不足之处也正是其将来的发展方向。

4.电源系统 现有的12V电源系统供电能力已经趋于饱和或不足，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——发电机系统、电加热三元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，对此，新42V技术诞生了，并且得到了世界的公认，被认为是未来汽车技术发展的一个重要方向。(仅供石家庄优车库二手车交易有限公司内部培训使用，评估师陈力洁编辑）因此，采用更高供电电压的电源系统成为必然趋势。[3]

5.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变化，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。

（二）总线控制技术

现代汽车由于电子装置的增多，简单单一的控制已经不能满足要求，在这种情况下总线控制技术便应运而生。利用总线技术将汽车中各种电控单元、智能传感器、智能仪表等连接起来，从而构成汽车内部局域网，实现各系统间的信息资源共享。其优点主要有三点：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；采用通用传感器，达到数据信息共享的目的；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（美国汽车工程师协会）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即LIN总线，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间的数据共享中速网络即低速CAN，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即高速CAN，主要用于发动机、ABS和自动变速器、安全气囊等的控制。

但是随着下一代高速、具有容错能力的时间触发方式的“X-by-Wire”线控技术的发展，将逐渐代替高速CAN在C类网中的位置，力求在未来5~10年之内使传统的汽车机械系统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，(仅供石家庄优车库二手车交易有限公司内部培训使用，评估师陈力洁编辑）完全不需要后备机械系统的支持，其主要代表有TTP/C和Flex Ray而在多媒体与通讯系统中，MOST、IDB-1394和“蓝牙”技术成为了今后的发展主流。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。(仅供石家庄优车库二手车交易有限公司内部培训使用，评估师陈力洁编辑）

（三）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.利用近红外技术开发各种能监测司机行为的安全系统； 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。[4]

（四）多媒体娱乐、通讯与智能自动化技术 随着第三代提东通信技术和计算机网络技术的不断发展，未来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。具体功能：

1.提供丰富的多媒体设施环境，利用GPS、GMS（谷歌移动服务）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因素环境的互动。

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。

【结论】电子技术广泛应用于汽车，几乎已经深入到汽车的所有系统，大大推动了汽车工业的发展。在一些高档豪华的轿车上微处理器的使用量已多达70个，占整车成本的50%以上。现代汽车电子技术在改善汽车动力性、经济性、安全性、行驶稳定性和乘坐舒适性等方面发挥着不可替代的作用。汽车电子技术不仅推动了汽车工业的发展,同时也极大地促进了电子产品市场的发展。纵观近几十年来汽车技术方面的重大成就，几乎无一例外地是应用电子技术的结果，目前，汽车电子化程度的高低已成为衡量汽车先进水平的重要标志，而采用电子技术是解决汽车所面临的诸多技术问题的最佳方案。(仅供石家庄优车库二手车交易有限公司内部培训使用，评估师陈力洁编辑）

【参考文献】

[1]周嫣.浅谈汽车电子技术的发展趋势[J].无锡南洋职业技术学院论丛，2009，（03）

[2]安海权.从汽车的安全性能看汽车电子技术的发展趋势[J].北京汽车，2011，（01）

[3]占泽晟，杜晓梅，贾辉.汽车电子前沿技术分析与展望 [J].轻型汽车技术，2011，（23）

[4]朱敏慧.汽车传感器市场的发展前景[J].汽车与配件，2009,(40)