電子技術在汽車上的應用12畢業論文-(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 汽車電子裝置連接成為一個網絡，通過數據總線發送和接收信息。電子裝置除了獨立完成各自的控制功能外，還可以為其它控制裝置提供數據服務。由于使用了網絡化的設計，簡化了布線，減少了電氣節點的數量和導線的用量，使裝配工作更為簡化，同時也增加了信息傳送的可靠性。通過數據總線可以訪問任何一個電子控制裝置，讀取故障碼對其進行故障診斷，使整車維修工作變得更為簡單。 7 第二章 汽車電子 技術的應用現狀與發展趨勢 隨著汽車工業與電子工業的不斷發展，在現代汽車上，電子技術的應用越來越廣泛。可以說，今天的汽車已經進入了電腦控制的時代。 電子技術在汽車上最初的應用始于 50 年代人們開始在汽車上安裝的電子管收音機， 60 年代初，汽車上應用了硅整流交流發電機和晶體管調節器，到 60 年代中期，汽車上開始采用晶體管電壓調節器和晶體管點火裝置。但更多地應用電子技術則是在 70 年代以后為解決汽車安全、污染和節油三大問題而出現的。 70 年代中 期，微機在汽車上得以應用，給汽車工業帶來了劃時代的變革。國外專家預測汽車上裝用的電子裝置成本將占汽車整車成本的 15％以上；汽車將由單純的機械產品向高級的機電一體化產品方向發展，成為所謂的 “ 電子汽車 ” 。 汽車電子技術的應用現狀 汽車電子技術目前發展的特征：汽車電子技術經過較 長的時間積累后，目前正處于全面快速發展的階段，其特征主要體現在： ①功能多樣性。從最初的發動機電子點火與噴油，發展到如今的各種控制功能，如自動巡航、自動啟停、自動避撞等 ②技術一體化。從最初的機電部件 松散組合到如今的 機液電磁一 體化， 如直噴式發動機電控共軌燃料噴射系統。 ③系統集成化。從最初單一控制發展到如今的多變量多目標綜合協調控制，如動力總成綜合控制、集成安全控制系統等。 ④通信網絡化。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絡，如以 CAN 總線為基礎的整車信息共享的分布式控制系統，以及無線通信為基礎的遠程高頻網絡通信系統。 汽車電子技術的發展趨勢 在過去 10 年里， 汽車 工業發生了 兩個顯著變化。一是，增長的基點正在從經歐美市場向以亞洲國家為主的發展中地區市場轉移。數據顯示， 2020～ 2020年亞洲和歐洲將會主導全球 汽車 產量的 89％， BRICs 和亞洲的其他國家將成為汽車 消費的主力軍。二是，在市場成熟的歐美國家， 汽車 的性能的提高更多地依賴于 電子技術 。有研究表明，從 1989 年至 2020 年，電子設備在整車制造成 8 本所占比例，由 16％增至 30％以上。而目前每部新車的 IC 的成本約在 310 美元左右，估計到 2020 年將增長到 350 美元左右。 無論是市場重心向發展中國家轉移，還是技術重心向 電子技術 傾斜，都將勢必影響到 汽車 電子發展的方向。而且，其技術本身也將面臨著來自性能、安全以及環保法規多方面的苛刻要求。今后 10 年， 電子技術 在 汽車 工業中扮演著多大的作用，它又應該如何承擔起 汽車 電子化的重任？ 20 世紀 90 年代，汽車電子技術進入了其發展的第三個階段，這是對汽車工業的發展最有價值、最有貢獻的階段，也將是優化人－汽車－環境的整體關系最為重要的階段。超微型磁體 、超高效電機及集成電路的微型化，為汽車上的集中控制提供了基礎 (例如制動、轉向和懸架的集中控制以及發動機和變速器的集中 制 )。同時，智能化集成傳感器和智能執行機構將付諸實用，數字式信號處理方式將應用于聲音識別、安全碰撞、適時診斷和導航系統等。 未來的智能化集成傳感器，不僅應能提供用于模擬和處理的信號，而且還能 對信號做放大和處理。同時，它還能自動進行時漂、溫漂和非線性的自 校正，具有較強的抵抗外部電磁干擾的能力，保證傳感器信號的質量不受影響，即使在特別嚴酷的使用條件下，仍能保持較高的精度。它還具有結構緊湊、安裝方 便的優點，從而免受機械特性的影響。微處理機已廣泛地應用于安全、環保、發動機、傳動系、速度控制和故障診斷中。目前，美國汽車用微處理機， 8位的占多數，約占總量的 65%。 16 位和 32 位微處理機正在迅速地擴大市場；近兩年來， 16 位的用量增加約 50%，而 8 位的只增加 11%。 隨著汽車電子技術應用的增加，對有關控制軟件的需求也將會增加，并可能要求進一步計算機聯網。因此，要求使用多種軟件，并開發出通用的高水平語言，以滿足多種硬件的要求。到 2020 年，汽車計算機總的單臺處理能力將達到現在典型計算機主機的水平。轎車上多通道傳 輸網絡將大大地依賴于軟件。軟件總數的增加及其功能的提高，將使計算機能夠完成越來越復雜的任務。 多通道傳輸技術多通道傳輸技術的采用，對電子控制集成化的實現是十分必要和有效的。采用這種技術后，使各個數據線成為一個網絡，以便分享汽車中心計算機的信息。微處理機可通過網絡接收其他單元的信號。傳感器和執行機構之間要有一個新式接口，以便與多通道傳輸系統相聯系。集成化技術汽車 9 電子技術的一個發展趨向是功能集成化，從而實現更經濟、更有效以及可診斷的數據中心。如傳感器系統的集成化可減少布線，簡化控制系統，并可使傳感器系統的體積減 小 60%80%。 光導纖維汽車電子技術的進步，已使各系統控制走向集中，形成整車控制系統。這一系統除了中心電腦外，甚至包括多達 23 個微處理器及大量傳感器和執行部件，組成一個龐大而復雜的信息交換與控制系統，車用計算機的容量要求已與現代 PC 機不相上下，計算速度則要求更高。由于汽車計算機控制系統的數量日益增多，采用高速數據傳輸網絡日益顯得必要。光導纖維可為此傳輸網絡提供傳輸介質，以解決電子控制系統防電磁干擾的問題。隨著光導纖維的成本不斷降低， 它的應用也將降低汽車各有關方面的成本。此外采用不同線束的表面安裝技術、多層印刷電路板和厚膜混合技術，將使電子控制器件變得更為緊湊，因此，作為變革電子產品安裝形態的關鍵技術也將起重要的作用。 汽車車載電子網絡由于汽車電子技術功能的日益強大和系統的日益復雜化，汽車電子設備發展的一個重要趨勢是大量使用微處理機來改善汽車的性能。隨著電控器件在汽車上越來越多的應用，車載電子設備間的數據通信變得越來越重要。為了進一步提高行駛的經濟性、溫度及車速等信息必須在不同控制單元間交換。由此，以分布式控制系統為基礎構造汽車車載電子 網絡系統是很有必要的。大量數據的快速交換、高可靠性及價廉是對汽車電子網絡系統的要求。在該系統中，各處理機獨立運行，控制改善汽車某一方面的性能，同時在其它處理機需要時提供數據服務。主處理器收集整理各從處理機的數據，并生成車況顯示。通信控制器保證數據的正常流動。 國內汽車電子技術發展現狀縱觀近幾十年來汽車技術方面的重大成就，幾乎無一例外地是應用電子技術的結果，而且 20 世紀 80 年代以來，汽車工業的長足進步，也是以電子技術 (特別是計算機、集成電路技術 )為動力而實現的。采用電子技術是解決汽車所面臨的諸多技術問題的最佳 方案。因此，一個國家電子產業的水平及其在汽車工業領域的應用情況如何，就決定了