当前,汽车电子技术进入了优化人—汽车—环境的整体关系的阶段,它向着超微型磁体、超高效电机以及集成电路的微型化方向发展,并为汽车的集中控制(例如制动、转向和悬架的集中控制以及发动机和变速器的集中控制)提供了基础。汽车电子技术成就汽车工业的未来,未来汽车电子技术应在以下几方面进行突破。
1.2.2.1 传感器技术
由于汽车电子控制系统的多样化,使其所需要的传感器种类和数量不断增加。为此,研制新型、高准确度、高可靠性和低成本的传感器是十分必要的。未来的智能化集成传感器,不仅要能提供用于模拟和处理的信号,而且还能对信号作放大和处理。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,即使在特别严酷的使用条件下,仍能保持较高的准确度。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。
1.2.2.2 微处理器技术
微处理器的出现给汽车仪表带来了革命性的变化,世界汽车工业的微处理器用量激增,由从前单一的仪器逐步发展为多用途、智能化仪表,不但可以很准确地把汽车上所有的待测量都检测出来,分别显示和打印需要的结果,而且还有运算、判断、预测和引导等功能。如可监视汽车各大部件的工作情况,还可以对蓄电池电压、轮胎气压、车速等检测量的高低限量进行报警。微处理器将更广泛地应用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。
1.2.2.3 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连网。因此,要求使用多种软件,并开发出通用的高水平编程语言,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。
1.2.2.4 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。智能汽车是指运行于智能交通系统中的车辆。智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)是指将先进的电子技术、计算机技术、通信技术、传感技术、运筹学等有效地综合用于“道路-车辆-行人”系统中,以形成统一、高效的汽车智能系统。它具有自动控制车速、自主寻路、自动导航、主动避撞、自动电子收费、无人驾驶等功能。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,它能根据驾驶员提供的目标资料,向驾驶员提供距离最短而且能绕开车辆密度相对集中处的最佳行驶路线。它装有电子地图,可以显示出前方道路、并采用卫星导航。从全球定位卫星获取沿途天气、车流量、交通事故、交通堵塞等各种情况,自动筛选出最佳行车路线。未来的某天,路上行驶的都会是由计算机控制的智能汽车。智能汽车是今后国内外汽车发展的热点领域,是未来汽车发展的必由之路。智能交通系统主要包括以下几部分内容:
自动避撞系统:利用装于车辆上的传感器及计算机控制器,实时准确判断发生碰撞的可能,随时提醒驾驶人员注意,并在必要时采取紧急措施,以避免或减轻碰撞危险;
交通管理系统:为防止由交通事故引发的二次损失,在尽早发现交通事故、实施相应交通管制的同时,通过车载机或其他信息提供装置,将交通管制信息提供给驾驶员;
电子收费系统:解决收费站的堵塞问题,为驾驶员提供更多的便利、减少管理费用,在收费道路的收费站实施无须停车的自动收费;(www.daowen.com)
救援系统:当驾驶员需要应急服务(如感觉不适、发生交通事故)时,启用车载设备呼叫救援中心,为驾驶人员提供救援服务;
车载定位、导航系统:将经由路线的堵塞信息、所需时间、交通管制信息、停车场的满空信息等通过导航系统提供给驾驶员来辅助驾驶汽车。车辆定位及导航系统是ITS环境中驾驶员信息支持系统的核心设备。其主要功能包括查询、寻路、导航、行车信息服务及提供车载娱乐等。
1.2.2.5 多通道传输技术
多通道传输技术由试验室将逐步进入实用阶段。采用这种技术后,使各个数据线成为一个网络,以便分离汽车中心计算机的信息。微处理器可通过网络接收其他单元的信号。传感器和执行机构之间要有一个新式接口,以便与多通道传输系统相联系。
1.2.2.6 数据传输载体方面的电子新技术应用
汽车电子技术未来将实现整车控制系统。这一系统要求有一个庞大而复杂的信息交换与控制系统,车用计算机的容量要求更大,计算速度则要求更高。由于汽车用计算机控制系统的数量日益增多,采用高速数据传输网络日益显得必要。光纤可为此传输网络提供传输介质,以解决电子控制系统防电磁干扰的问题。
1.2.2.7 汽车车载电子网络
随着电子控制器件在汽车上越来越多的应用,车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。大量数据的快速交换、高可靠性及价廉是对汽车电子网络系统的要求。在该系统中,各从处理器独立运行,控制改善汽车某一方面的性能。同时在其他处理器需要时提供数据服务。主处理器收集整理各从处理器的数据,并生成车况显示。通信控制器保证数据的正常流动。
此外,电子技术中的集成化制造技术等在未来几年内也将会有大的突破。
纵观近10年来汽车技术的重大成就,大都是在应用电子技术上进行的突破,电子技术已成为汽车工业发展的重要动力源泉。目前,我国汽车工业面临入世后的巨大冲击,能否在未来的世界汽车业竞争中掌握主动权,关键取决于能否在电子技术上占领制高点。加快汽车电子技术新领域的研究是我国汽车工业发展的当务之急。
电子技术已经广泛应用于汽车的各个领域,极大地改善了汽车的综合性能,使汽车在安全、节能、环保、舒适等各方面都有了长足的进步。目前,汽车电子控制技术发展的最新动向包括:智能控制方法(自适应控制、模糊控制、神经网络控制、鲁棒控制、最优控制等)的引入;控制系统开发方式(车载CAN的采用、现代开发工具dSPACE的运用、层次化系统结构、X-By-Wire控制方式开发等)的革新;控制系统单元技术(半导体、多重通信、故障探测与识别(FDI)与故障诊断支持、ECU软件开发系统等)的发展,从而形成了汽车电子技术中信息处理部分的集中化、控制处理部分的分散化(危险分散、功能分散)等分层控制思想的发展趋势。
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