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关于汽车电子技术的应用与发展趋势浅析

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-10-12 编辑:经典语录

1汽车电子技术概述

随着汽车工业和电子工业的不断发展,电子技术已越来越广泛地应用于现代汽车中。汽车上原有的机械控制装置已逐渐被电子控制装置所取代,汽车的性能和技术水平也在不断提高。在近几十年来汽车技术的所有重大成就中,从最初的“自动驾驶”概念到当前的“智能交通系统”发展,几乎无一例外地依靠现代电子技术的不断进步和进步,运用现代电子技术是解决汽车面临的许多技术问题的最佳解决方案。自1980年代以来,汽车行业的长期发展也受到现代电子技术的推动。

汽车电子技术将汽车技术与电子技术结合在一起。汽车电子是汽车技术发展的重要革命。汽车电子的程度被视为现代汽车水平的重要指标。汽车电子技术的发展可以分为以下四个阶段:

在第一阶段,即1950年代初至1970年代初,开发了由分立元件和集成电路组成的汽车电子产品,并且用常规电子元件(例如集成电路调节器和电子点火器)代替了电子设备。

从1970年代中期到1980年代中期的第二阶段,主要是专用独立系统的开发。电子设备已应用于一些机械设备无法解决的复杂控制功能,例如电子控制的汽油喷射系统,制动防抱死系统。死系统等

从1980年代中期到1990年代中期的第三阶段,主要是开发可以执行各种功能的集成系统以及各种汽车集成系统的微计算机控制,例如集成了发动机控制和自动变速器控制的动力总成控制。防抱死制动和防滑控制系统。

在第四阶段,从1990年代中期开始,主要研究和开发了汽车的智能控制技术和网络控制技术,以更好地实现控制的实时控制和可靠性以及控制之间的资源共享和协调控制。系统。

2汽车电子技术的应用

据统计,从200年到2007年,每辆车电子设备在汽车制造总成本中的平均比例从1%增加到23%以上。在某些豪华车中,单芯片微型计算机的数量已达到48个,而电子产品占整车成本的50%以上。目前,电子技术的应用已几乎渗透到汽车的所有系统中。

根据汽车行驶性能的影响,汽车电子可以分为两类:

一个是汽车电子控制设备,另一个是汽车电子设备。

2.1汽车电子控制装置

汽车电子控制设备应与车载机械系统(即汽车电子设备的所谓“机电组合”)结合使用。

2.1.1电控燃油喷射系统(EFI)

在电控燃料喷射装置系统中,空气流量计或进气压力传感器检测进气量,曲轴位置传感器检测曲轴转速和旋转角度,并将电信号转换为电子信号的电子控制单元控制燃油喷射装置,并进行电子控制该单元根据进气量信号和转速信号计算基本燃油喷射量,然后根据冷却液温度传感器,进气温度传感器和氧气传感器信号以确定实际的燃油喷射量。另外,电子控制单元还可以根据不同的控制模式,在发动机的不同工况(例如发动机怠速,部分负荷,大负荷等)下,根据节气门位置传感器信号控制燃料喷射量。这样可使发动机始终保持最佳状态,从而最大程度地节省燃油并改善发动机整体性能。因此,电控燃料喷射系统被广泛用于现代汽车中。

2.1.2电子点火系统

该系统由一台微型计算机,一个传感器,其接口和一个执行器组成。电子控制单元根据曲轴位置传感器收集的发动机转速信号和凸轮轴位置传感器收集的活塞上止点信号以及冷却剂温度传感器和进气的冷却剂温度信号确定基本点火正时。进气温度传感器收集的温度该信号用于调节点火正时,并根据爆震传感器收集的爆震信号校正点火正时,从而使发动机始终处于最佳点火正时状态,从而节省了燃油,减少空气污染,改善电力和经济。

2.1.3电子控制自动变速箱(ECAT)

电子控制的自动变速箱可以根据发动机负载,速度,车速,制动器的工作状态和驾驶员控制的各种参数,经过计算机计算和判断后自动改变换挡杆的位置,从而实现最佳的换挡传输。控制时,您可以获得最佳的档位和最佳的换档时间。电控自动变速箱具有良好的加速性能和高灵敏度,可以准确反映行驶负荷和道路状况。

2.1.4防抱死制动系统(ABS)

在汽车制动过程中,系统可以自动调节车轮的制动力,以确保车轮和地面的最佳滑动速度,这样,当汽车在各种路面上制动时,车轮和地面都可以达到峰值纵向附着系数。并且大的横向附着系数确保了车辆没有不安全的状况,如锁定和牵引,失去转向能力等,提高了车辆的转向稳定性和安全性并缩短了制动距离。防滑系统和牵引力控制系统非常完美,是防抱死制动系统的补充。它可以防止驱动轮在启动和加速过程中打滑,这不仅有助于提高汽车在加速时的牵引性能,而且可以提高其运行稳定性。

2.1.5安全气囊系统(SRS)

当汽车发生碰撞时,安装在汽车上的碰撞传感器会检测到汽车的突然减速,然后将信号输入安全气囊系统的电子控制单元,以确定是否发生碰撞。如果在汽车中检测到碰撞,电子控制单元将发出指令以打开安全气囊组件中的点火器电路,并引爆点火器使其爆炸。当引燃器引爆时,引燃剂迅速产生大量的热量,从而使曝气剂热分解并释放出大量热量。将氮气填充到安全气囊中,然后安全气囊冲洗安全气囊组件上的装饰盖并向驾驶员或乘员鼓吹气,并在人体和车辆内部构件之间放置一个气垫,以保护驾驶员和乘员的安全。保护人体。

当然,汽车电子控制装置很多,例如空燃比反馈控制系统,怠速控制系统,故障诊断系统,电子控制动力转向控制系统,电子控制悬架系统,安全带张力控制系统,车辆。安全系统和中央门锁控制系统等

2.2车载电子产品

车载电子设备是可以在汽车环境中独立使用的电子设备,并且与汽车本身的性能没有直接关系。包括汽车信息系统(驾驶计算机),导航系统,汽车音频和电视娱乐系统,车载通信系统,互联网设备。

2.2.1汽车导航系统

汽车导航系统是指车辆道路交通信息通信系统,包括微机和显示屏,同步卫星定位系统,雷达等。它在微型计算机中存储了大量与道路相关的系统数据,并使用安装在道路上的雷达来测量交通信息,例如车辆的距离和数量,并将其传输到计算机控制中心,并将其传输到通信中卫星,然后卫星将交通信号发送回汽车。接收器允许驾驶员从车内显示屏获取交通信息。当您在计算机中输入行程的起点,路线和目的地时,计算机可以为您计划最佳路线,并提供详细的信息,导航甚至自动导航(自动加速或减速,自动变道或超车,紧急情况下,自动刹车和防撞)。如果发生汽车故障,该通信系统还可以用作维护服务系统和安全预警系统,因为这可以通过通信卫星和地面服务中心来实现。

2.2.2控制器局域网通信系统

控制器区域网络通信系统是这样的控制器系统,其中,分布在车辆上的多个控制器(即电子控制单元)物理地彼此连接并且彼此通信以共享诸如硬件,软件和硬件之类的资源。信息。

3汽车电子技术的发展趋势

当前,随着人们对安全性,环保性,舒适性和娱乐性的要求不断提高,汽车电子技术在功能多样化,系统集成,体积小型化和系统联网等功能方面不断取得新突破。例如,发动机电子控制系统由20多个子系统组成,体现了功能的多样化。例如ABS/ARS集成,ABS/ASR/VDC集成系统,体现了系统集成,在硬件上共享传感器,控制组件和电路。减少了部件数量和连接点数量,提高了可靠性,在软件中实现了信息融合和集中控制,提高了控制的可靠性和实时性;多功能,小型化和智能化的电子元件带汽车电子控制系统的小型化已经来临,越来越多的总线技术(例如CAN和LIN)已用于汽车中,它们已进入系统联网时代。未来的汽车电子技术将在以下领域取得突破:

3.1传感器技术

车辆传感器是促进高端,电子和自动化车辆发展的关键技术之一。随着汽车电子技术的发展,自动化程度越高,对传感器的依赖性就越大。随着传感器的多样化和使用数量的增加,传感器正朝着多功能,集成,智能和小型化的方向发展。这些将使未来的智能集成传感器不仅可以提供用于仿真和处理的信号,还可以放大信号等。它还会自动执行时间漂移,温度漂移和非线性自校正。强大的抗外部电磁干扰能力,确保传感器信号的质量不受影响,即使在特别恶劣的条件下,也可以保持高精度;此外,它具有结构紧凑和易于安装的优点。机械性能的影响。

3.2微处理器技术

微型计算机是整个系统的核心,负责指挥其他设备。随着汽车电子控制技术的日益集中,ECU需要处理的信息量继续增加。因此,1位和32位ECU将成为未来汽车ECU的首选。预计未来几年需求将增长50%以上。使用主流的ECU。具有多通道同步实时控制,独立的A/D和D/A,自诊断以及高输入/输出功能的车辆专用ECU系统的开发也非常实用。

3.3新型42V电源

随着汽车电子设备数量的增加,功耗也急剧增加。现有的12V电源无法满足汽车上所有电气系统的需求。将来,将使用集成的启动发电机42V电源系统。发电机的最大输出功率将从目前的1kW增加到大约8kW,发电效率将达到80%或更高。除了降低线束的截面积和减小电机体积外,汽车电压升级还可以终止当前在汽车中使用的机械继电器,进入固态开关模式,并用电子模块。

3.4车载网络技术

随着汽车上电子和电气设备数量的迅速增加,汽车电子技术的功能变得越来越强大,系统也越来越复杂。为了进一步提高驾驶的经济性,车载电子设备之间的数据通信变得越来越重要。为了减少连接线的数量和重量,在此期间网络和总线技术得到了很大的发展。通信线将各种汽车电子设备连接到通过数据总线发送和接收信息的网络中。除了独立执行其各自的控制功能外,电子设备还可以为其他控制设备提供数据服务。由于使用了网络设计,因此简化了布线,减少了电气节点的数量,减少了导线的数量,简化了组装工作,并且还提高了信息传输的可靠性。通过数据总线,您可以访问任何电子控制设备,读取故障代码以对其进行诊断,并使车辆维护工作更轻松。

4结论

随着电子技术的飞速发展,电子技术与汽车工业已达到前所未有的紧密结合,汽车电子控制趋向于集中化和智能化。电子技术的应用在提高车辆性能,提高驾驶安全性,减少污染和节约能源方面发挥着重要作用。未来,车辆性能的提高和品种的创新很大程度上取决于电子技术的应用程度。因此,汽车电子技术是开发新模型和改善车辆性能的最重要的技术措施。增加汽车电子设备的数量并促进汽车电子技术是占领未来汽车市场的重要而有效的手段。

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