浅谈电子技术在汽车上的应用论文(3)

2.2.5 常速巡行自动控制系统

在高速长途行驶时，可采用常速巡行自动控制系统，恒速行驶装置将根据行车阻力自动调整节气门开度，驾驶员不必经常踏油门以调整车速。若遇爬坡，车速有下降趋势，微机控制系统则自动加大节气门开度；在下坡时，又自动关小节气门开度，以调节发动机功率达到一定的转速。当驾驶员换低速挡或制动时，这种控制系统则会自动断开。 随着世界各大汽车产家对汽车安全问题的高度重视，安全气囊系统、行驶动力学调节系统（FDR或VDC）、防撞系统、安全带控制、照相控制等方面已大量采用了电子新技术。

3 汽车电子技术发展的趋势

随着更加先进的灵巧型传感器、快速响应的执行器、高性能ECU、先进的控制策略、计算机网络技术、雷达技术、第三代移动通讯技术在汽车上的广泛应用，现代汽车正朝着更加智能化、自动化和信息化的机电一体化产品方向发展，以达到“人—汽车—环境”的完美协调。

3.1 传感器

随着汽车电子化发展，自动化越高，对传感器的依赖程度也就越大。汽车用传感器的种类多样化和使用数量的增加，使得传感器朝着多功能化、集成化、智能化和微型化方向发展。这些将使未来的智能化集成传感器不仅能提供用于模拟和处理的信号，而且还能对信号作放大等处理；同时它还能自动进行时漂、温漂和非线性的自校正，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，保证传感器信号的质量不受影响，即使在特别恶劣的使用条件下仍能保持较高的精度；另外，它还具有结构紧凑、安装方便的优点，从而免受机械特性的影响。

3.2 电子控制单元（ECU）

自从1976年美国通用汽车公司成功的将ECU应用到汽车发动机的控制系统中后，汽车电子控制系统进入到了新的高速发展阶段，随后ECU被应用到动力传动、车身、安全等控制系统中。 由于汽车用ECU对可靠性、信息处理能力、实时控制能力及成本上的特殊要求，基于通用芯片开发出的ECU已经很难满足汽车电子控制系统的要求，因此，开发出具有多路同步实时控制、自带A/D与D/A、自我诊断、高(输入/输出)等[2]功能的汽车专用ECU系统具有很高的现实意义。

随着汽车电子控制日趋集中化，ECU需要处理的信息量不断增加；因此，16位和32位ECU将成为未来汽车用ECU的首选。预计在今后几年需求量将增加50%以上、逐步成为车用ECU的主流。

3.3 执行器

目前，汽车上所使用的执行器主要有电磁式、电动式和气动／液动式。电磁和电动式的执行器是以电为动力的操作机构，具有体积小、重量轻、响应速度快、耗能小的特点，但是，与气动／液动式执行器相比，输出驱动能力则不足；无法满足未来汽车控制领域大驱动输出的需要。但是，随着新材料、新工艺、新机构设计的采用，电磁和电动式执行器将逐渐取代气动／液动执行器，尤其是在未来汽车普遍更换42 V新型电源系统之后，输出驱动能力将大幅度提升，完全可以取代传统的气动／液动系统。

3.4 控制策略

目前在汽车电子控制系统中广泛采用的是PID控制理论，是一种使用于单输入/输出、线性定常系统的经典控制理论。但由于汽车中需要控制的对象往往具有很强的时变和非线性，控制系统的输入和输出参数也越来越多，采用以状态空间为基础、适用于多输入/输出、非线性时变系统的现代控制理论已成必然，如最优控制、自适应控制、模糊控制等[13]。

3.5 总线技术

利用总线技术将汽车中各种电控单元、智能传感器、智能仪表等联接起来，从而构成汽车内部局域网，实现各系统间的信息资源共享。其优点主要有：

1）大大减少线束数量、连接点及体积，提高系统的可靠性和可维护性；

2）采用通用传感器，达到数据信息共享的目的；

3）改善系统的灵活性，即通过系统的软件可实现系统功能的变化。根据侧重功能的不同，SAE将总线划分为A、B、C三大类。A类是面向传感器和执行器的一种低速网络，主要用于后视镜调整、灯光照明控制、电动车窗控制等。目前，A类的主流是局部互联网络LIN。B类是应用于独立模块间的数据共享中速网络，主要用于汽车舒适性、故障诊断、仪表显示及四门中央控制等，其目前主流是低速控制器局域网络CAN（又称车身CAN）。C类是面向高速、实时闭环控制的多路传输网络，主要用于发动机、ABS和自动变速器、安全气囊等的控制。目前C类主流

是高速CAN（又称动力CAN），但是随着下一代高速、具有容错能力的时间触发方式的“X-by-Wire”线控技术的发展，将逐渐代替高速CAN在C类网中的位置，力求在未来5~10年之内使传统的汽车机械系统变成通过高速容错通讯总线与高性能CPU相连的百分之百的电控系统，完全不需要后备机械系统的支持，其主要代表有TTP/C和FlexRayo而在多媒体与通讯系统中，MOST、IDB-1394和“蓝牙”技术成为了今后的发展主流。另外，光纤凭借其高传输速率和抗干扰能力，越来越广泛的用作高速信号传输介质。

3.6 新型42V供电电源

随着汽车电控技术的不断发展，使汽车电子装置在整车中所占比例和相应的耗电量不断提高，使现有的12 V电源系统供电能力趋于饱和或不足，无法满足下一代汽车设计中新增电子设备的需求，如无凸轮轴电磁式电控配气相位机构、飞轮复合式起动发电机系统、电加热三效催化转化器以及新型电力制动和电力转向系统等，它们在传统的12 V电源系统中难于实现，而这些新技术又是公认的未来汽车技术发展的重要方向。因此，采用更高供电电压的电源系统成为必然趋势。

3.7 安全技术

从近两年召开的一些大型国际汽车技术研讨会和展会（如“2004国际ITS会议”、“Convergence 2004国际汽车电子展” 等）可以看出，未来汽车电子控制的重要发展方向是汽车安全领域。主要有以下几个方向：

1）利用雷达技术和车载摄像技术开发各种自动避撞系统；

2）利用近红外纳米开发各种能监测司机行为的安全系统；

3）高性能的轮胎综合监测系统；

4）自适应自动驾驶系统；

5）驾驶员身份识别系统；

6）安全气囊和ABS/ASR，以及车身动态控制系统将更加完善[7]。

3.8 多媒体娱乐与智能通讯系统

随着第三代移动通讯技术和计算机网络技术的不断发展，未来汽车正朝着移动办公室、家庭影院方向发展，为司机和乘客提供进行中的实时通讯和娱乐信息，并把汽车和道路及其它远程服务系统结合起来，构建未来的智能交通系统（ITS）。具体功能：1）提供丰富的多媒体设施环境，利用GPS、GSM网络实现导航、行车指南、无线因特网以及汽车与家庭等外部环境的互动；

2）具备远程汽车诊断功能，紧急时能够引导救援服务机构赶到故障或事故地点。

3.9 软件新技术应用

随着汽车电子技术应用的增加，对有关控制软件的需求也将会增加，并可能要求进一步计算机联网。因此，要求使用多种软件，并开发出通用的高水平语言，以满足多种硬件的要求。轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件，软件总数的增加及其功能的提高，将能够使计算机能完成越来越复杂的任务。

3.10 智能汽车及智能交通系统的研究及应用

汽车智能化相关的技术问题已受到汽车制造商们的高度重视。其主要技术中“自动驾驶仪”的构想必将依赖于电子技术实现。

智能交通系统（ITS）的开发将与电子、卫星定位等多个交叉学科相结合，它能根据驾驶 …… 此处隐藏：2661字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……