作者：陈文庆 彭志成 杨赛
来源：《科技资讯》 2011年第24期
陈文庆 彭志成 杨赛
(广州汽车集团汽车工程研究院 广州 510510)
摘 要:车辆控制系统的电子化使得车辆本身具有的电子控制单元不断的增加,这就给车辆的控制和成本造成了巨大的压力。因此电子系统集成成为了汽车发展的方向,在电子系统集成中利用技术改进和融合,使汽车技术也随之拓展了创新的空间,并在实际的应用中获得了效果。 关键词:电子集成 模块整合 数据融合 控制智能化
中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)08(c)-0008-01
1 汽车电子系统集成的发展
电子系统的集成是汽车设计中最为重要的基础系统,因为电子系统随着车辆操控电子技术的发展成为了
车辆控制的重要基础,今天在汽车上所需要装配的具有独立功能的电子控制单元多大数十个。这个庞大的电子控制系统管理着各个不同的车辆操控功能,控制单元的不断增加给电子系统的控制带来了巨大的困难,同时多种电子控制系统也给车辆带来了成本度的增加。所以,减少控制单元的数量就以为着简化控制、降低成本。此时需要的就就是电子集成技术的应用,即利用电子控制技术的升级减少控制单元的数量,将可以融合在一起的控制单元结合起来,以此降低系统控制单元的数量,实现电子系统的集成。分析车辆控制单元的具体功能,技术人员将其分为四个类型,即动力操控系统、安全和底盘系统、车身与环境控制系统、仪表及信息娱乐系统。此四个系统可以看做是电子系统集成的最终目标,即车辆的电子控制的数量设定为四个。
在电子系统集成的研究中,所有的技术创新都将围绕着系统融合,其融合的方式就是将多个单元进行归类,标准为四个超级系统,然后进一步将控制方式和技术归纳到这四个系统中,具体的步骤是:(1)通过总线控制技术将多个字系统结合起来。(2)将所有的可以集成的单元结合起来利用一个独立芯片进行控制,如将陀螺传感器集成到防抱制动控制器中。(3)利用电路集成完成对集成后的系统的控制。
在系统集成的过程中遇到的最为现实而困难的问题就是如何将多个控制单元进行合理的划分和融合,也就是说某系统既可以划分到传动系统也可以划分为底盘系统。另外的难题就是如何将集成后的系统进一步整合并设定其功能的实现,并完成共同协作。如:主动安全系统是操控车辆防止发生碰撞,而被动安全系统是在碰撞时作出保护,这两个系统在工作的时候应当进行必要的协作并完成合理的动作顺序,钢水密度
避免相互矛盾而延缓控制动作。
最后,在集成后的控制软件的设计上,也存在着不足之处。在多个系统融合后的系统中,要完成对整个车辆的无障碍控制,当然需要软件系统对整个电子元件进行协调和控制,并保证系统的安全性。这就需要对软件进一步集成,即在硬件集成的同时完成对软件的统一。
2 电子系统集成在汽车技术创新中的应用
汽车技术的创新除了对车辆硬件的改进外,对操控系统的改进也一个重要的发展趋势,即利用电子系统的集成和控制的集成提高汽车的操控效率并达到安全、环保的目标。其技术的创新主要集中在以下几个方面。
2.1 传感技术的创新
惯量速度传感器:汽车的行驶安全性历来都是设计者倍加重视的技术环节,而电子系统的集成技术为其提供了一个新的领域,传感器的应用为此技术提供了创新点。如:通过偏航率和转向夹角惯性的传感技术对车辆的控制进行自动调整,以此提高安全性。另外,传感器还可以对车辆的速度、牵引力上完成检测并实现数据的自动化处理,可以降低车辆行驶的功率超耗,降低能耗。
雷达和可视系统:传感器技术的另一个应用领域就是雷达和可视技术的应用,此种技术属于环境传感光固化打印机
技术,即利用雷达和可视技术采集车辆周围的环境数据,并形成可视的图像或者数据,以此辅助车辆驾驶。雷达传感器更是在复杂气候环境和路况下,增加了驾驶人员的控制范围。基于摄像头的可视系统可以直观的反应车辆前后死角的路况和环境,可以有效的补充雷达探测不能形成直观图像的缺陷,此两种技术的融合就可以形成图像和距离的融合图片,由此辅助驾驶人员在复杂路况和气候的条件下作出正确的操控判断。
上面所述的是一种可以称之为数据融合集成方式,如:汽车安全系统中的紧急制动系统,这个系统是在系统检测到碰撞事件的是才启动的。此系统是为了有效的降低碰撞所带来的损害程度,保护驾乘人员的安全。当然在碰撞的一瞬间来完全接管车辆的控制是不能百分百实现的,但是如果将雷达和可视装置与其结合起来,首先利用雷达对距离进行判断,并利用可视系完成碰撞物的评估,这时所形成的数据就可以帮助紧急制动系统做出提前的判断,以此保证车辆和人员的安全。
2.2 车辆控制系统的创新
车辆控制系统的智能化是汽车发展的目标。电子化的智能控制是未来车辆设计和发展的趋势。电脑控制技术和电子集成技术的结合将可以促进智能化控制的实现。电子控制系统的数量不断的增加也就使得车辆电子控制单元增加,要实现电子系统集成,车辆的控制技术也应当进行创新。如:通讯网络的技术更新,此种通信网络主要包括了内部和外部网络的功能增强,通信效率的提高当然也就有利于电子系统之间的信息数据传递,有利于系统的集成。
二次沉淀池
在减少控制单元和降低成本外,当今汽车设计所考虑到的因素还包括了系统布置、车辆重量、能量消耗等。在减少控制单元数量的同时,也在减低系统能耗方面做出了有利的推动,减少甚至取消车辆上的部分线束,可以减轻车辆的负重以此降低燃油的消耗。在此需要的推动下,工程设计必须对硬件、软件、通信网络进行捆绑,使得控制系统获得更加高效的使用效果。
2.3 执行系统创新
执行器的创新主要是集中在机电一体化方面,即利用电子系统的集成对车辆机电控制提出了更高的要求。在设计中需要完成电子系统与执行单元的进一步融合,即在智能化的操控环境下实现执行器的快速反应,以此是实现车辆智能化。
3 结语
电子系统的集成将从促进汽车技术的继续升级和拓展,未来的发展趋势将出现多元化的趋势,一方面是控制软件的升级和功能拓展,一方面是车辆控制与管理技术的计算机化,另外,统一的标准将成为电子系统集成的最终基础,并在国际化的推动下完成车辆电子系统的进一步技术整合。
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