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淺談汽車(chē)電子技術(shù)的應用現狀及發(fā)展趨勢論文
1引言
從汽車(chē)誕生到現在一百多年的時(shí)間里，由于傳統機械裝置與技術(shù)在汽車(chē)領(lǐng)域的應用已趨于成熟,有些甚至已達到其物理極限，想進(jìn)一步發(fā)展將受到技術(shù)瓶頸。但隨著(zhù)社會(huì )的不斷進(jìn)步,人們對汽車(chē)的要求也越來(lái)越高，尤其在提高汽車(chē)的動(dòng)力性、安全性、環(huán)保性、舒適性、通過(guò)性等方面。要想滿(mǎn)足這些方面要求就不得不借助現代電子技術(shù)。近40年來(lái)汽車(chē)發(fā)展的事實(shí)證明，采用現代電子技術(shù)是解決汽車(chē)所面臨的諸多技術(shù)問(wèn)題的最佳方案。汽車(chē)技術(shù)與現代電子技術(shù)相結合即汽車(chē)電子化是汽車(chē)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的一次重要革命。
汽車(chē)電子技術(shù)，一般認為是指汽車(chē)上應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(chēng)。今天的汽車(chē)已經(jīng)進(jìn)入電子控制的時(shí)代。汽車(chē)上裝備的電子裝置成本將占汽車(chē)整車(chē)成本比例越來(lái)越高，汽車(chē)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(chē)”，這已經(jīng)是大勢所趨，甚至有專(zhuān)家預言以后的汽車(chē)是“裝在四個(gè)輪子上的一臺電腦”。
2汽車(chē)電子技術(shù)的應用現狀
2.1汽車(chē)電子技術(shù)目前發(fā)展的特征
汽車(chē)電子技術(shù)經(jīng)過(guò)較長(cháng)時(shí)間的積累后，目前正處于全面快速發(fā)展的階段，其特征主要體現在：
(1)功能多樣化。從最初的發(fā)動(dòng)機電子點(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(dòng)機電控共軌燃料噴射系統。(3)系統集成化。從最初單一控制發(fā)展到如今的多變量多目標綜合協(xié)調控制，如動(dòng)力總成綜合控制、集成安全控制系統等。(4)通信網(wǎng)絡(luò )化。從初期的多子系統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(xiàn)為基礎的整車(chē)信息共享的分布式控制系統，以及無(wú)線(xiàn)通信為基礎的遠程高頻網(wǎng)絡(luò )通信系統。
2.2汽車(chē)電子技術(shù)的功能和分類(lèi)
現代汽車(chē)電子技術(shù)是提高汽車(chē)整體性能的保障,其功能上包括動(dòng)力性、經(jīng)濟性、安全性、舒適性、操縱性、通過(guò)性、排放性、能源節約性和環(huán)保性等。
3汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著(zhù)人們對汽車(chē)的安全、環(huán)保、舒適、娛樂(lè )等要求的不斷提高,汽車(chē)電子技術(shù)在功能多樣化、系統集成化、體積微型化、系統網(wǎng)絡(luò )化等方面不斷取得新的突破。汽車(chē)電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了優(yōu)化人-汽車(chē)-環(huán)境三方面整體關(guān)系的階段。
3.1汽車(chē)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)�；�
由于對汽車(chē)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)機和電子控制系統，一方面還研制電動(dòng)動(dòng)力系統或混合動(dòng)力汽車(chē)(HEVs)。所有這些動(dòng)力系統的創(chuàng )新技術(shù)將在未來(lái)的5-15年里為全世界的汽車(chē)增加大量電子內容。
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(chē)發(fā)生碰撞時(shí)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(dòng)安全性，通過(guò)采用雷達、光學(xué)和超聲波傳感器等技術(shù)，測量汽車(chē)與周?chē)矬w的距離和接近物體時(shí)的速度。該數據除了可用于提醒駕駛者控制汽車(chē)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)器或轉向系統，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(chē)上分布式、網(wǎng)絡(luò )化的電子控制系統基礎上，汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )和通訊開(kāi)始向外延伸，以便和現有的計算機網(wǎng)絡(luò )，衛星通訊，Wi-Fi、音頻和電視衛星廣播(XM/Sirius、DirecTV)系統相連接。
3.2更先進(jìn)的電子技術(shù)、控制手段和通訊網(wǎng)絡(luò )運用于汽車(chē)
3.2.1微處理機功能更強大
微處理控制單元是汽車(chē)電子控制系統中的核心部件。目前汽車(chē)上用的微處理機以通用單片機和高抗干擾及耐振的汽車(chē)專(zhuān)用微機為主,其速度和精度要求不如計算用微機高,隨著(zhù)汽車(chē)電子控制系統的不斷增加，汽車(chē)使用的微處理器數量越來(lái)越多，計算精度和速度越來(lái)越高，并且性能越來(lái)越可靠，功能越來(lái)越強大。汽車(chē)和發(fā)動(dòng)機控制系統的微處理器的規模已經(jīng)由16bit發(fā)展到32bit，正向64bit發(fā)展。
3.2.2下一代汽車(chē)總線(xiàn)技術(shù)相繼登場(chǎng)
由于汽車(chē)電子裝置的不斷增加,點(diǎn)對點(diǎn)的連接使得這些專(zhuān)用的電子線(xiàn)路迅速膨脹,突顯繁鎖和復雜。為簡(jiǎn)化線(xiàn)路的連接，提高系統可靠性和故障診斷水平，利于各電控單元之間數據資源共享，汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)技術(shù)是解決這一問(wèn)題的有效途徑。汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)技術(shù)得到了很大的發(fā)展。除了現在汽車(chē)上CAN總線(xiàn)和LIN總線(xiàn)的應用已是一種主流發(fā)展模式外，符合IEEE1394標準，400Mbit/s傳送速率的數據光纖總線(xiàn)將應用于汽車(chē)，與車(chē)內光總線(xiàn)系統相關(guān)的一些部件也正在開(kāi)發(fā)中。另外，FlexRay技術(shù)將進(jìn)入實(shí)用。
3.2.3線(xiàn)控技術(shù)
線(xiàn)控制或驅動(dòng)系統(x-by-wiresystem)迅速發(fā)展。線(xiàn)控制或驅動(dòng)系統將取代機械連桿機構而實(shí)現以電子信息技術(shù)為基礎的電動(dòng)化，汽車(chē)底盤(pán)結構將發(fā)生革命性變化。各種線(xiàn)控制系統或線(xiàn)驅動(dòng)系統將迅速發(fā)展：線(xiàn)控換檔(shift-by-wire)、線(xiàn)控轉向(steer-by-wire)、線(xiàn)控制動(dòng)(brake-by-wire)正在加緊研究開(kāi)發(fā)�？傊�，線(xiàn)控技術(shù)的全面應用將大大改變和簡(jiǎn)化汽車(chē)的傳統結構，是實(shí)現未來(lái)汽車(chē)無(wú)人駕駛的基礎，這將是一場(chǎng)革命性的技術(shù)進(jìn)步。
3.2.4軟件新技術(shù)應用
隨著(zhù)汽車(chē)電子技術(shù)應用的增加，對有關(guān)控制軟件的需求也將會(huì )增加，并要求進(jìn)一步計算機聯(lián)網(wǎng)。因此，要求使用多種軟件，并開(kāi)發(fā)出通用的高水平語(yǔ)言，以滿(mǎn)足多種硬件的要求。汽車(chē)上多通道傳輸網(wǎng)絡(luò )將大大依賴(lài)于軟件，軟件總數的增加及功能的提高，將能夠使計算機完成越來(lái)越復雜的任務(wù)。
4結束語(yǔ)
汽車(chē)電子化程度的高低已經(jīng)成為當今世界衡量汽車(chē)先進(jìn)水平的重要標志�？v觀(guān)近幾十年來(lái)汽車(chē)技術(shù)方面的重大成就，無(wú)一例外的都和汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展和應用有關(guān)。汽車(chē)電子技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于汽車(chē)的各個(gè)領(lǐng)域,極大地改善汽車(chē)的綜合性能,使汽車(chē)在安全、節能、環(huán)保、舒適等各方面都有長(cháng)足的進(jìn)步。隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展,汽車(chē)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(chē)電子技術(shù)發(fā)展的大勢所趨。
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