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淺談汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢論文
1引言
從汽車誕生到現(xiàn)在一百多年的時間里，由于傳統(tǒng)機械裝置與技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用已趨于成熟,有些甚至已達到其物理極限，想進一步發(fā)展將受到技術(shù)瓶頸。但隨著社會的不斷進步,人們對汽車的要求也越來越高，尤其在提高汽車的動力性、安全性、環(huán)保性、舒適性、通過性等方面。要想滿足這些方面要求就不得不借助現(xiàn)代電子技術(shù)。近40年來汽車發(fā)展的事實證明，采用現(xiàn)代電子技術(shù)是解決汽車所面臨的諸多技術(shù)問題的最佳方案。汽車技術(shù)與現(xiàn)代電子技術(shù)相結(jié)合即汽車電子化是汽車技術(shù)發(fā)展進程中的一次重要革命。
汽車電子技術(shù)，一般認為是指汽車上應(yīng)用的電子化和電子信息技術(shù)及相關(guān)電子技術(shù)的總稱。今天的汽車已經(jīng)進入電子控制的時代。汽車上裝備的電子裝置成本將占汽車整車成本比例越來越高，汽車將由單純的機械產(chǎn)品向高級的機電一體化產(chǎn)品方向發(fā)展，成為所謂的“電子汽車”，這已經(jīng)是大勢所趨，甚至有專家預(yù)言以后的汽車是“裝在四個輪子上的一臺電腦”。
2汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1汽車電子技術(shù)目前發(fā)展的特征
汽車電子技術(shù)經(jīng)過較長時間的積累后，目前正處于全面快速發(fā)展的階段，其特征主要體現(xiàn)在：
(1)功能多樣化。從最初的發(fā)動機電子點火與噴油，發(fā)展到如今的各種控制功能，如自動巡航、自動啟停、自動避撞等。(2)技術(shù)一體化。從最初的機電部件松散組合到如今的機液電磁一體化，如直噴式發(fā)動機電控共軌燃料噴射系統(tǒng)。(3)系統(tǒng)集成化。從最初單一控制發(fā)展到如今的多變量多目標綜合協(xié)調(diào)控制，如動力總成綜合控制、集成安全控制系統(tǒng)等。(4)通信網(wǎng)絡(luò)化。從初期的多子系統(tǒng)分別工作到如今的分布式模塊化控制器局部網(wǎng)絡(luò)，如以CAN總線為基礎(chǔ)的整車信息共享的分布式控制系統(tǒng)，以及無線通信為基礎(chǔ)的遠程高頻網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。
2.2汽車電子技術(shù)的功能和分類
現(xiàn)代汽車電子技術(shù)是提高汽車整體性能的保障,其功能上包括動力性、經(jīng)濟性、安全性、舒適性、操縱性、通過性、排放性、能源節(jié)約性和環(huán)保性等。
3汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著人們對汽車的安全、環(huán)保、舒適、娛樂等要求的不斷提高,汽車電子技術(shù)在功能多樣化、系統(tǒng)集成化、體積微型化、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化等方面不斷取得新的突破。汽車電子技術(shù)已經(jīng)進入了優(yōu)化人-汽車-環(huán)境三方面整體關(guān)系的階段。
3.1汽車電子向綠色環(huán)�；�、安全化和連通通訊方向發(fā)展
3.1.1環(huán)保化
由于對汽車環(huán)保性和動力性要求的不斷提高，一方面研發(fā)先進的柴油發(fā)動機和電子控制系統(tǒng)，一方面還研制電動動力系統(tǒng)或混合動力汽車(HEVs)。所有這些動力系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)將在未來的5-15年里為全世界的汽車增加大量電子內(nèi)容。
3.1.2安全化
我們已經(jīng)在被動安全技術(shù)取得了重大的進展——即在汽車發(fā)生碰撞時為駕駛者和乘客提供保護的技術(shù)和產(chǎn)品，如碰撞傳感器、氣囊、安全帶等。但是，最新的發(fā)展方向是主動安全性，通過采用雷達、光學和超聲波傳感器等技術(shù)，測量汽車與周圍物體的距離和接近物體時的速度。該數(shù)據(jù)除了可用于提醒駕駛者控制汽車的駕駛速度，避免可能發(fā)生的碰撞事件，還可用于控制制動器或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以自動避免碰撞。
3.1.3通訊外延(信息化)
在目前形成的汽車上分布式、網(wǎng)絡(luò)化的電子控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，汽車網(wǎng)絡(luò)和通訊開始向外延伸，以便和現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星通訊，Wi-Fi、音頻和電視衛(wèi)星廣播(XM/Sirius、DirecTV)系統(tǒng)相連接。
3.2更先進的電子技術(shù)、控制手段和通訊網(wǎng)絡(luò)運用于汽車
3.2.1微處理機功能更強大
微處理控制單元是汽車電子控制系統(tǒng)中的核心部件。目前汽車上用的微處理機以通用單片機和高抗干擾及耐振的汽車專用微機為主,其速度和精度要求不如計算用微機高,隨著汽車電子控制系統(tǒng)的不斷增加，汽車使用的微處理器數(shù)量越來越多，計算精度和速度越來越高，并且性能越來越可靠，功能越來越強大。汽車和發(fā)動機控制系統(tǒng)的微處理器的規(guī)模已經(jīng)由16bit發(fā)展到32bit，正向64bit發(fā)展。
3.2.2下一代汽車總線技術(shù)相繼登場
由于汽車電子裝置的不斷增加,點對點的連接使得這些專用的電子線路迅速膨脹,突顯繁鎖和復(fù)雜。為簡化線路的連接，提高系統(tǒng)可靠性和故障診斷水平，利于各電控單元之間數(shù)據(jù)資源共享，汽車網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)是解決這一問題的有效途徑。汽車網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)得到了很大的發(fā)展。除了現(xiàn)在汽車上CAN總線和LIN總線的應(yīng)用已是一種主流發(fā)展模式外，符合IEEE1394標準，400Mbit/s傳送速率的數(shù)據(jù)光纖總線將應(yīng)用于汽車，與車內(nèi)光總線系統(tǒng)相關(guān)的一些部件也正在開發(fā)中。另外，F(xiàn)lexRay技術(shù)將進入實用。
3.2.3線控技術(shù)
線控制或驅(qū)動系統(tǒng)(x-by-wiresystem)迅速發(fā)展。線控制或驅(qū)動系統(tǒng)將取代機械連桿機構(gòu)而實現(xiàn)以電子信息技術(shù)為基礎(chǔ)的電動化，汽車底盤結(jié)構(gòu)將發(fā)生革命性變化。各種線控制系統(tǒng)或線驅(qū)動系統(tǒng)將迅速發(fā)展：線控換檔(shift-by-wire)、線控轉(zhuǎn)向(steer-by-wire)、線控制動(brake-by-wire)正在加緊研究開發(fā)�？傊�控技術(shù)的全面應(yīng)用將大大改變和簡化汽車的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是實現(xiàn)未來汽車無人駕駛的基礎(chǔ)，這將是一場革命性的技術(shù)進步。
3.2.4軟件新技術(shù)應(yīng)用
隨著汽車電子技術(shù)應(yīng)用的增加，對有關(guān)控制軟件的需求也將會增加，并要求進一步計算機聯(lián)網(wǎng)。因此，要求使用多種軟件，并開發(fā)出通用的高水平語言，以滿足多種硬件的要求。汽車上多通道傳輸網(wǎng)絡(luò)將大大依賴于軟件，軟件總數(shù)的增加及功能的提高，將能夠使計算機完成越來越復(fù)雜的任務(wù)。
4結(jié)束語
汽車電子化程度的高低已經(jīng)成為當今世界衡量汽車先進水平的重要標志�？v觀近幾十年來汽車技術(shù)方面的重大成就，無一例外的都和汽車電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用有關(guān)。汽車電子技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車的各個領(lǐng)域,極大地改善汽車的綜合性能,使汽車在安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適等各方面都有長足的進步。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,汽車電子技術(shù)已從單個部件電子化發(fā)展到總成電子化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。環(huán)�；�、安全化、智能化、綜合化、信息化是汽車電子技術(shù)發(fā)展的大勢所趨。
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