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汽車電子新技術綜述

2017-12-08 | rar | 0.6 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

汽車的電子化、智能化、網絡化是現代汽車發展的重要標志,隨著消費者對汽車功能和性能要求的日益提高,汽車正在逐漸由機械系統向電子系統轉換,目前全球汽車電子產業面臨著高速增長的機遇。在國外,電子系統已占到一輛普通轎車總成本的30%,在高級轎車上比例更高,在國內,中高級轎車電子裝置的配置已經接近或達到了國外汽車工業發達國家水平。但我國汽車電子業總體上還與國外有很大差距,需要加大研究投入的力度。汽車電子技術經過兩個階段的發展,現正處在第三個階段。第一階段的汽車電子設備主要采用分立電子元件組成電子控制器,并開始由分立電子元件產品集成電路產品過渡;第二階段則主要采用集成電路和8位微處理器開發汽車專用的獨立控制系統;第三階段開始于20世紀90年代,汽車電子設備廣泛采用16位或32位微處理器進行控制,控制技術向智能化、網絡化方向發展。在該階段出現了很多新的技術研究領域和研究熱點。
  1.線控技術DBW
  汽車的各種操縱系統正向電子化、自動化方向發展,在未來的5~10年里,傳統的汽車機械操縱系統將變成通過高速容錯通信總線與高性能CPU相連的電氣系統。如汽車將采用電氣馬達和電控信號來實現線控駕駛、線控制動、線控油門和線控懸架等,采用這些線控系統將完全取代現有系統中的液壓和機械控制。
  在新一代雅閣V6轎車上采用的DBW就是新技術之一。DBW是線控油門的英文縮寫,也可稱之為電控油門,即發動機的油門是通過電子控制的。傳統的油門控制方式是駕駛員通過踩油門踏板,由油門拉索直接控制發動機油門的開合程度,從而決定加速或減速,駕駛員的動作與油門動作之間是通過拉索的機械作用聯系的。而DBW將這種機械聯系改為電子聯系。駕駛員仍然通過踩油門踏板控制拉索。但拉索并不是直接連接到油門,而是連著一個油門踏板位置傳感器,傳感器將拉索的位置變化轉化為電信號傳送至汽車的大腦ECU(電子控制器),ECU將收集到的相關傳感器信號經過處理后發送命令至油門作動器控制模塊,油門作動器控制模塊再發送信號給油門作動器,從而控制油門的開合程度。也就是說駕駛員的動作與油門的動作之間是通過電子元件的電信號聯系的。
  雖然從構造上來看,DBW比傳統油門控制方式復雜,但油門的控制卻比傳統方式精確,發動機能夠根據汽車的各種行駛信息,精確調節進入汽缸的燃油空氣混合氣,改善發動機的燃燒狀況,從而大大提高了汽車的動力性和經濟性。使用線控技術的優點很多,比如使用線控制動無需制動液,保護生態,減少維護;質量輕;性能高(制動響應快);制動磨最小(向輪胎施力更均勻);安裝測試更簡單快捷(模塊結構);更穩固的電子接口;隔板間無機械聯系;簡單布置就能增加電子控制功能;踏板特性一致;比液壓系統的元件更少等。
  2.CAN總線網絡
  隨著電控單元在汽車中的應用越來越多,車載電子設備間的數據通信變得越來越重要,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、高可靠性及廉價性是對汽車電子網絡系統的要求。在該網絡系統中,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。汽車內部網絡的構成主要依靠總線傳輸技術。汽車總線傳輸是通過某種通訊協議將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表等聯接起來,從而構成的汽車內部網絡。其優點有:減少了線束的數量和線束的容積,提高了電子系統的可靠性和可維護性;采用通用傳感器,達到數據共享的目的;改善了系統的靈活性,即通過系統的軟件可以實現系統功能的變化。CAN總線是德國博世公司在20世紀80年代初開發的一種串行數據通訊協議。它的短幀數據結構、非破壞性總線仲裁技術以及靈活的通訊方式,使CAN總線具有很高的可靠性和抗干擾性,滿足了汽車對總線的實時性和可靠性的要求。目前,國外的汽車總線技術已經十分成熟,并已在汽車上推廣應用。
  國內引進技術生產的奧迪A6車型已于2000年起采用總線替代原有線束,帕薩特B5、寶來、波羅、菲亞特的派立奧、西耶那、哈飛賽馬等車型都不同程度地使用了CAN總線技術。此外,部分高檔客車、工程機械也都開始應用總線技術。預計到2005年CAN將會占據整個汽車網絡協議市場的63%。在歐洲,基于CAN的網絡也占有了大約88%的市場。目前使用CAN總線網絡的汽車大多具有兩條或兩條以上總線,一條是動力CAN總線,主要包括發動機、ABS和自動變速器三個節點,通信速率一般為500kbps;另一條是舒適CAN總線,主要包括中央控制器和四個門模塊,通信速率一般為62.55kbps或100kbps。
  3.汽車巡航控制系統CCS
  汽車巡航控制系統是汽車在運行中不踩加速踏板便可按照駕駛員的要求,自動地保持一定的行車速度,減輕駕駛員的勞動強度,提高汽車舒適性的自動行駛裝置。汽車巡航控制系統簡稱為CCS。根據其特點又稱“汽車巡航控制系統”、“恒速控制系統”、“車速控制系統”、或“巡航控制系統”等。目前,不少車輛特別是高級轎車已把巡航控制系統作為配屬設備或選配設備。例如日本的皇冠、凌志、佳美,美國的別克、凱迪拉克、德國的奔馳、寶馬等車均裝有巡航控制系統。轎車裝上巡航控制系統后,當車速在40min/h以上時,該裝置可自動按照駕駛員所要求的速度保持行駛,并保持這一恒定速度,駕駛員不用踩加速踏板。采用這種裝置后,當在高速公路上長時間行車時,就可使駕駛員踩加速踏板的腳得以休息,不致因長時間駕車控制加速踏板穩定車速而產生疲勞,減輕了駕駛員的操作負擔。由于電子系統能準確地控制車輛的工況,從而使高速行駛的車輛更加安全、平穩、耗油量減少,提高了汽車的燃油經濟性和駕駛的舒適性。此功能特別適用于在高速公路上行駛的車輛。巡航控制系統如果在安裝有自動變速器的汽車上使用,更能發揮其優點。
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