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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(shí)間里，由于傳統(tǒng)機(jī)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(dá)到其物理極限，想進(jìn)一步發(fā)展將受到技術(shù)瓶頸。但隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,人們對汽車的要求也越來越高，尤其在提高汽車的動(dòng)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(shí)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(jìn)程中的一次重要革命。
汽車電子技術(shù)，一般認(rèn)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(jìn)入電子控制的時(shí)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(jī)械產(chǎn)品向高級(jí)的機(jī)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(gè)輪子上的一臺(tái)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(shí)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(dòng)機(jī)電子點(diǎn)火與噴油，發(fā)展到如今的各種控制功能，如自動(dòng)巡航、自動(dòng)啟停、自動(dòng)避撞等。(2)技術(shù)一體化。從最初的機(jī)電部件松散組合到如今的機(jī)液電磁一體化，如直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)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(biāo)綜合協(xié)調(diào)控制，如動(dòng)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(yuǎn)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(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)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(jìn)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)保化、安全化和連通通訊方向發(fā)展
3.1.1環(huán)�；�
由于對汽車環(huán)保性和動(dòng)力性要求的不斷提高，一方面研發(fā)先進(jìn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和電子控制系統(tǒng)，一方面還研制電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)或混合動(dòng)力汽車(HEVs)。所有這些動(dòng)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(dòng)安全技術(shù)取得了重大的進(jìn)展——即在汽車發(fā)生碰撞時(shí)為駕駛者和乘客提供保護(hù)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(dòng)安全性，通過采用雷達(dá)、光學(xué)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(shí)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(dòng)器或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以自動(dòng)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(jì)算機(jī)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(jìn)的電子技術(shù)、控制手段和通訊網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用于汽車
3.2.1微處理機(jī)功能更強(qiáng)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(jī)以通用單片機(jī)和高抗干擾及耐振的汽車專用微機(jī)為主,其速度和精度要求不如計(jì)算用微機(jī)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(jì)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(qiáng)大。汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)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(diǎn)對點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)入實(shí)用。
3.2.3線控技術(shù)
線控制或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(x-by-wiresystem)迅速發(fā)展。線控制或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將取代機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)以電子信息技術(shù)為基礎(chǔ)的電動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)將迅速發(fā)展：線控?fù)Q檔(shift-by-wire)、線控轉(zhuǎn)向(steer-by-wire)、線控制動(dòng)(brake-by-wire)正在加緊研究開發(fā)。總之，線控技術(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(shí)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(jìn)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(huì)增加，并要求進(jìn)一步計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(dāng)今世界衡量汽車先進(jìn)水平的重要標(biāo)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(gè)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(jìn)步。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,汽車電子技術(shù)已從單個(gè)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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