浅谈汽车电子技术的应用现状及发展趋势1引言从汽车诞生到现在一百多年的时间里，由于传统机械装置与技术在汽车领域的应用已趋于成熟，有些甚至已达到其物理极限，想进一步发展将受到技术瓶颈。但随着社会的不断进步，人们对汽车的要求也越来越高，尤其在提高汽车的动力性、安全性、环保性、舒适性、通过性等方面。要想满足这些方面要求就不得不借助现代电子技术。近40年来汽车发展的事实证明，采用现代电子技术是解决汽车所面临的诸多技术问题的最佳方案。汽车技术与现代电子技术相结合即汽车电子化是汽车技术发展进程中的一次重要革命。汽车电子技术，一般认为是指汽车上应用的电子化和电子信息技术及相关电子技术的总称。今天的汽车已经进入电子控制的时代。汽车上装备的电子装置成本将占汽车整车成本比例越来越高，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，这已经是大势所趋，甚至有专家预言以后的汽车是装在四个轮子上的一台电脑。2汽车电子技术的应用现状 2.1汽车电子技术目前发展的特征汽车电子技术经过较长时间的积累后，目前正处于全面快速发展的阶段，其特征主要体现在：(1)功能多样化。从最初的发动机电子点火与喷油，发展到如今的各种控制功能，如自动巡航、自动启停、自动避撞等。(2)技术一体化。从最初的机电部件松散组合到如今的机液电磁一体化，如直喷式发动机电控共轨燃料喷射系统。(3)系统集成化。从最初单一控制发展到如今的多变量多目标综合协调控制，如动力总成综合控制、集成安全控制系统等。(4)通信络化。从初期的多子系统分别工作到如今的分布式模块化控制器局部络，如以CAN总线为基础的整车信息共享的分布式控制系统，以及无线通信为基础的远程高频络通信系统。 2.2汽车电子技术的功能和分类现代汽车电子技术是提高汽车整体性能的保障，其功能上包括动力性、经济性、安全性、舒适性、操纵输出滤波器
性、通过性、排放性、能源节约性和环保性等。3汽车电子技术的发展趋势随着人们对汽车的安全、环保、舒适、娱乐等要求的不断提高，汽车电子技术在功能多样化、系统集成化、体积微型化、系统络化等方面不断取得新的突破。汽车电子技术已经进入了优化人-汽车-环境三方面整体关系的阶段。 3.1汽车电子向绿环保化、安全化和连通通讯方向发展 3.1.1环保化由于对汽车环保性和动力性要求的不断提高，一方面研发先进的柴油发动机和电子控制系统，一方面还研制电动动力系统或混合动力汽车(HEVs)。所有这些动力系统的创新技术将在未来的5-15年里为全世界的汽车增加大量电子内容。 3.1.2安全化我们已经在被动安全技术取得了重大的进展即在汽车发生碰撞时为驾驶者和乘客提供保护的技术和产
品，如碰撞传感器、气囊、安全带等。但是，最新的发展方向是主动安全性，通过采用雷达、光学和超声波传感器等技术，测量汽车与周围物体的距离和接近物体时的速度。该数据除了可用于提醒驾驶者控制汽车的驾驶速度，避免可能发生的碰撞事件，还可用于控制制动器或转向系统，以自动避免碰撞。 3.1.3通讯外延(信息化) 在目前形成的汽车上分布式、络化的电子控制系统基础上，汽车络和通讯开始向外延伸，以便和现有的计算机络，卫星通讯，/Sirius、DirecTV)系统相连接。 3.2更先进的电子技术、控制手段和通讯络运用于汽车 3.2.1微处理机功能更强大微处理控制单元是汽车电子控制系统中的核心部件。目前汽车上用的微处理机以通用单片机和高抗干扰及耐振的汽车专用微机为主，其速度和精度要求不如计算用微机高，随着汽车电子控制系统的不断增加，汽车使用的微处理器数量热交换设备
越来越多，计算精度和速度越来越高，并且性能越来越可靠，功能越来越强大。汽车和发动机控制系统的微处理器的规模已经由16bit发展到32bit，正向64bit发展。 3.2.2下一代汽车总线技术相继登场由于汽车电子装置的不断增加，点对点的连接使得这些专用的电子线路迅速膨胀，突显繁锁和复杂。为简化线路的连接，提高系统可靠性和故障诊断水平，利于各电控单元之间数据资源共享，汽车络总线技术是解决这一问题的有效途径。汽车络总线技术得到了很大的发展。除了现在汽车上CAN总线和LIN总线的应用已是一种主流发展模式外，符合IEEE1394标准，400Mbit/s传送速率的数据光纤总线将应用于汽车，与车内光总线系统相关的一些部件也正在开发中。另外，FlexRay技术将进入实用。 3.2.3线控技术线控制或驱动系统(x-by-)迅速发展。线控制或驱动系统将取代机械连杆机构而实现以电子信息技术为基础的电动化，汽车底盘结构将发生革命性变化。各种线控制系统或线驱动系统将迅速发展：线控换档(shift-by-] 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，并要求进一步计算机联。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。汽车上多通道传输络将大大依赖于软件，软件总数的增加及功能的提高，将能够使计算机完成越来越复杂的任务。4结束语汽车电子化程度的高低已经成为当今世界衡量汽车先进水平的重要标志。纵观近几十年来汽车技术方面的重大成就，无一例外的都和汽车电子技术的发展和应用有关。汽车电子技术已经广泛应用于汽车的各个领域，极大地改善汽车的综合性能，使汽车在安全、节能、环保、舒适等各方面都有长足的进步。随着电子技术的发展，汽车电子技术已从单个部件电子化发展到总成电子化、络化、智能化。环保化、安全化、智能化、综合化、信息化是汽车电子技术发展的大势所趋。1
哺乳衣前言自1886年世界上第一辆汽车问世以来，一百多年的时间，汽车已从一种小众消费的奢侈品逐渐发展成为大众消费的普通交通工具。毋庸讳言，人们对汽车的要求也越来越高。但是在温室效应和能源危机的国际大环境下，汽车在实现安全、舒适的同时，节能、环保也必须得到兼顾。面对多重严格要求，电子化的汽车应运而生。2汽车电子技术的发展史电子技术在汽车上的首次应用始于1912年美国通用汽车公司在其产品凯迪拉克汽车上安装了电子启动装置，使得该车的月销量猛增80%。20世纪50年代到70年代初期，由独立电子元件和集成电路组成的初级汽车电子产品面世，慢慢开始替代传统的机械或液力装置，晶体管电压调节器和硅整流交流发电机是这一时期的代表产品。步入20世纪70年代末期，集成电路和16位以下微处理器开始兴起，电控原件可以解决某些机械装置所不能解决的问题，但机械部件与电子产品之间的联系仍然相对稀少。从1985年到1995年这个时间段内，大规模集成电路和计算机控制技术得到快速发展，32位甚至64位微处理器也被应用到汽车上来，高性能微处理器的应用大大提高了电子控制系统的可靠性和稳定性。从90年代后期开始，电子工业加快与汽车工业融合的步伐，汽车多功能诊断、络技术、机电一体化耦合交叉技术、自动驾驶技术得到全面发展，汽车进入一个络化、智能化发展的新时代。3汽车电子技术的应用现状(1)动力及底盘控制系统电子技术在汽车动力装置发动机上的应用主要是对燃油喷射时间、点火时刻及进排气门开闭的控制，根据汽车行驶工况，在相应时刻依据各种传感器反馈信号，ECU经过处理运算，实现最佳空燃比和动力输出。底盘控制系统中最具代表性的电子控制装置当属飞机设计技术中引入的制动防抱死系统(ABS)，自1970年末开始应用，经过不断完善和发展，现在已经可以成功地避免紧急制动时转向轮抱死导致的方向失控，
将伤亡率减到最低。自动变速器出现的同时，驱动力控制系统(TCS)、防滑转控制系统(ASR)、动态稳定性控制系统(DSC)、车身电子稳定系统(ESP)以及车辆动力学控制系统(VDC)，这些应用于底盘控制的电子技术将汽车提升到一个更加安全的新高度。(2)安全与舒适控制系统汽车安全控制系统分为主动安全控制系统和被动安全控制系统，其中主动安全控制系统中运用电子技术的有：车道偏离预警系统、倒车雷达、车辆稳定控制系统、四轮转向、胎压监测、驱动防滑转系统以及车距监控系统等；安全带、安全气囊则属于被动安全控制系统中电子技术的应用。通过电子技术的不断革新，在汽车的安全性逐渐提高的同时，消费者对于汽车的舒适性也提出了新的要求。电子控制悬架系统、自动空调系统、电动天窗系统、车载音像系统等系统的出现，满足了人们的需求，在
提高舒适性的同时，也极大地丰富了人们在旅途中的精神生活，而且能有效防止驾驶员疲劳，提高了行车的安全性。(3)整车络控制系统①LIN络控制系统(FAN) LIN(LocalInterconnectNetsTransport),MOST多媒体络的产生，是为了新的多媒体设备在能够运用在汽车上，以及其他诸如流媒体传输效率为主要目标的市场而设计的。MOST多媒体络技术在硬件方面，传输所有控制信号使用的介质是塑料光纤，大大降低了成本；在软件方面允许不同的设备交换信息，还定义了一种在设备间传输数据流的连接机制，不仅提高了络利用率，而且产生的功耗也很小。由于该技术经济性好，而且消除了传统的铜线传输之间的电磁干扰，未来具有很大的发展前景。④Flexray络系统Flexray是近些年推出的一种事实总线标准，是一种柔性时分多址的总线，即以事先
汽车投影排好的时间序列发送数据，不会出现总线冲突和竞争总线问题。CAN络由于传输带宽较低和速率不足等缺点，不能满足动力系统和分布式底盘闭环控制系统的特定功能对于络的确定性、可靠性、同步性和带宽的高标准要求，Flexray络成功解决了这一难题，弥补了CAN 络的不足。但同时也存在成本较高和络搭建较复杂的问题，因此目前只在少量高档轿车上采用。(4)智能交通体系(ITS) 智能交通体系(IntelligentTransportationSystem,ITS)指的是将先进的科学技术(信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等)有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造，加强车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而形成一种保障安全、提高效率、改善环境、节约能源的综合运输系统。ITS基于全球卫星定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、全球数字蜂窝移动通信系统(GSM)能够实现车辆定位与导航、紧急救援、自动避撞系统、电子收费、交通信息服务等功能，ITS通过合理的规划使得交通系统中三大主体人、车、路之间的关系达到最佳状态，提高了道路的使用率和行车安全性，减少交通拥堵的状况，将汽车能耗降到最低并防止疲劳驾驶，实现汽车的智能化和无人化，是未来汽车行业的发展方向。4未来汽车电子技术的发展展望(1)传感器技术更新升级汽车电子技术的运用很大程度上依托于传感器技术的发展，随着汽车电子技术在汽车各方面更加广泛的应用，迫切需要与之相匹配的传感器技术，无论是传感器的种类、数量、可靠性等都发挥着至关重要的作用。未来汽车传感器体积将更小，功能更加多样化，集成程度将更高，因为其优势比较明显，表现为工作时间更长、价格便宜经济性好，可靠性高，并且可以提高系统测试准确度，以后将逐步取代传统传感器。(2)高电压供电系统的采用电子技术在汽车上的普遍应用，在推动汽车行业快速
www.auau66.Com发展的同时也带来了一些困扰：电子设备过多导致发电机过载、12V电压无法满足新技术的运用、整车成本增加等，面对这些难题，高电压供电系统逐渐成为解决问题的最佳途径。经过研究发现，48V电压作为汽车供电电压既可以满足要求，又低于安全电压，是未来的最佳选择。高电压供电系统的构思是采用双电压供电系统，12V一侧连接铅酸电池，给车灯、各种控制器和冷起动机供电，48V一侧安装48V锂电池和起停电机，用于大功率用电器的供电。但是，高电压供电系统也会带来系统设计、电弧管理、密封要求和导线设计等诸多难题，只有解决了这些难题，才能推动汽车电子行业继续向前发展。(3)控制系统集成化、络化、智能化在汽车电子设备不断增多的情况下，电子装置之间的联系和通讯以及控制系统的集成化就显得尤为重要。采用新一代络总线协议例如MOST、Flexray等，不仅满足带宽和传输速率的要求，还可以增加系统的可靠性，依托于互联，实现自动导航、无人驾驶、自动避撞等操作，大大提升汽车的安全性。恩智浦半导体执行董事、总裁兼首席执行官RickClemmer认为：未来的创新领域是互联汽车。汽车可以帮助驾驶员选择到达目的地的最佳、最节能的路线，并显著减少交通事故的数量。(4)新能源汽车的普遍应用面临能源危机和日趋严峻的环保问题，新能源汽车在世界范围内得到越来越多的重视，更高热效率和更低碳排放的发动机将是世界汽车行业未来研究的大方向。混合动力电动汽车、气体燃料汽车、生物燃料汽车、纯电动汽车在未来的汽车市场上都将会有一席之地，结合目前新能源汽车的发展情况来看，纯电动汽车和混合动力汽车将是未来发展的两大主流。据业内有关专家预计，到2020年我国的插电式混合动力汽车、纯电动汽车和其他类型新能源汽车占乘用车的市场份额可达到10%～20%，因而新能源汽车走入千家万户将只是时间问题。
(5)X-By-Wire导线控制系统的应用X-By-Wire导线控制技术是指汽车上采用线控技术替代传统的机械机构用来传递信号的一种全新的高效系统，X代表汽车的各个部分，ByWire是指控制方式为电子线控。该技术最早是在飞机驾驶控制上得到应用，后来经过发展演化而用到汽车上来，线控技术的实现是通过传感器将驾驶者输入的信号输送到中央处理单元(CPU)，通过CPU的运算处理后发送信号给相应执行机构完成驾驶者的相关操作。线控技术与传统的机械系统相比，具有结构简单、控制灵敏、效率高等优点，最终实现汽车各个系统紧密结合，根据传感器反馈的实时、动态的数据，第一时间进行优化计算，从而获得最优整车性能，最终实现无人驾驶。5总结随着汽车电子技术的进一步发展，其在提升汽车安全性能、减少排放污染等方面的作用将越来越明显。未来汽车企业要想在激手动胶
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