电子技术在汽车上的应用12 毕业论文(3)

2020-06-03 12:42

电子技术的一个发展趋向是功能集成化,从而实现更经济、更有效以及可诊断的数据中心。如传感器系统的集成化可减少布线,简化控制系统,并可使传感器系统的体积减小60%-80%。

光导纤维汽车电子技术的进步,已使各系统控制走向集中,形成整车控制系统。这一系统除了中心电脑外,甚至包括多达23个微处理器及大量传感器和执行部件,组成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已与现代PC机不相上下,计算速度则要求更高。由于汽车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。光导纤维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。随着光导纤维的成本不断降低,它的应用也将降低汽车各有关方面的成本。此外采用不同线束的表面安装技术、多层印刷电路板和厚膜混合技术,将使电子控制器件变得更为紧凑,因此,作为变革电子产品安装形态的关键技术也将起重要的作用。

汽车车载电子网络由于汽车电子技术功能的日益强大和系统的日益复杂化,汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。随着电控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。为了进一步提高行驶的经济性、温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。由此,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,各处理机独立运行,控制改善汽车某一方面的性能,同时在其它处理机需要时提供数据服务。主处理器收集整理各从处理机的数据,并生成车况显示。通信控制器保证数据的正常流动。

国内汽车电子技术发展现状纵观近几十年来汽车技术方面的重大成就,几乎无一例外地是应用电子技术的结果,而且20世纪80年代以来,汽车工业的长足进步,也是以电子技术(特别是计算机、集成电路技术)为动力而实现的。采用电子技术是解决汽车所面临的诸多技术问题的最佳方案。因此,一个国家电子产业的水平及其在汽车工业领域的应用情况如何,就决定了它在未来的世界汽车行业竞争中能否掌握主动权。目前,国产汽车的电子技术应用多数还处于初级阶段。只有少数厂家,主要集中在一些中外合资的汽车上,开始采用电子控制装置。国内现在采用的电子装置主要包括发动机的燃油喷射、电子点火

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控制、汽车安全性方面的安全气囊、ABS等领域,而且多数为直接引进国外产品组装。国内科研院所目前有关汽车电子技术应用的研究也主要集中在发动机控制、电控悬架、ABS系统等几个方面,在汽车的电子网络化技术、GPS导航及智能交通系统的研究等方面与国外还有一定差距。

近年来,我国将汽车工业提到了较高的位置。可以预料,随着国产汽车的技术进步,汽车领域的电子新技术必将会得到越来越广泛的应用,国产汽车积极采用电子装置指日可待。虽然我们要赶上国际汽车界的最高水平还有一段路要走,但将来在世界汽车技术尤其是汽车电子技术应用这一领域,我国必将占有一席之地。

2.3汽车电子技术的应用将使汽车发生以下主要变化

汽车的机械结构还将发生重大的变化,汽车的各种操纵系统向电子化和电动化发展,实现“线操控”。用导线代替原来的机械传动机构,例如“导线制动”、“导线转向”、“电子油门”等。

一、汽车12伏供电系统向42伏转化。 随着汽车电子装置越来越多,消耗的电能正在大幅度地增加。现有的12伏动力电源,已满足不了汽车上所有电气系统的需要。今后将采用集成起动机-发电机42伏供电系统,发电机最大输出功率将会由目前的1千瓦提高到8千瓦左右,发电效率将会达到80%以上。42伏汽车电气系统新标准的实施,将会使汽车电器零部件的设计和结构发生重大的变革,机械式的继电器、熔丝式保护电路将被淘汰。

二、汽车电子技术的应用将使汽车更加智能化。智能汽车装备有多种传感器,能够充分感知驾车者和乘客的状况,交通设施和周边环境的信息,判断乘员是否处于最佳状态,车辆和人是否会发生危险,并及时采取对应措施。

今天,社会进入了信息网络时代,人们希望汽车不仅仅是一种代步工具,更希望在汽车是生活及工作范围的一种延伸,在汽车上就像呆在自己的办公室和家里一样,可以收听广播,打电话,上互联网,处理工作。随着数字技术的进步,汽车也将步入多媒体时代。利用 w1ndows 操作系统开发的车载计算机多媒体系统,具有信息处理、通讯、导航、防盗、语言识别、图像显示和娱乐等功能。可以预见到的将来,汽车装置自动导航和辅助驾驶系统,驾驶员可把行车的目的地输入到汽车电脑中,汽车就会沿着最佳行车路线行驶到达目的

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地。人们可以通过语言识别系统操纵着车内的各种设施,一边驾驶着汽车,一边欣赏着音乐电视,还可上网预定饭桌、机票等 。

2.4我国汽车电子行业呈现的七大特点分析

汽车电子信息产品是一大市场,市场将年增7%,车载远程信息处理系统市场达到200亿美元。据汽车用品之家社区,专家介绍随着我国汽车业发展迅速,目前我国汽车电子业呈现出七大发展特点:

一、汽车工业正处于科技创新时代,传统机电产品成为高新技术产品,汽车产业已成为高新技术装备起来的产业。

二、法规和市场推动着汽车电子信息技术的发展,能源、排放、噪声、安全法规日趋严格,客户对舒适性的要求不断提高,推动着汽车电子信息技术的发展。我国也将实施欧Ⅲ排放标准,欧洲将实施欧Ⅳ排放标准,德国已开发出百公里油耗一升的汽车。提升汽车安全性的安全带、安全气囊、ABS、ASR等都已智能化。

三、汽车和发动机系统微处理器的规模越来越大。汽车微处理器越来越多,有的车型达60个,并采用LIN、CAN网络控制,汽车电子产品已占汽车总成本的1/3,软件部分占 4%,这一两年预计将超过10%。IC也将不断趋于集成化,如今的一个IC可实现相当于以前多个IC的功能。为适应电子系统发展需求,汽车供电系统将从 12V发展到42V。

四、将普及电控电喷系统,提高动力系统效率,可以看出所有发动机已采用了电子技术,厂商也正在普及和提高:电控高压共轭柴油机正大量研究,电力电子模块混合动力驱动系统成驱动主力,氢燃料电池混合动力汽车商业化取得新进展,电控复合火花点火发动机迅速普及,高级电控均匀充气压燃发动机正加紧研究。

五、线控或驱动系统迅速发展,线控转向、线控制动正加紧研究,线控将取代机械系统,汽车底盘将发生革命性变化。

六、ITS正迅速兴起,包括汽车的智能化、公路的自动化和导航系统等。

七、综合控制成为汽车电子信息技术发展趋势,包括动力传动系统、底盘与安全系统、车身与防盗系统等,远程信息处理系统将使蓝牙技术广

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泛应用于汽车,汽车智能化将不断升级。

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第三章 汽车电子系统开发方案的介绍

3.1车控电子产品的开发流程

车控电子产品是软硬件结合的嵌入式系统。为了节约资源,缩短产品开发周期,一般应采取软硬件同步开发的方案。车控电子产品的开发工具对软硬件的同步开发、调试提供了很好的支持。车控电子产品的软件开发分为功能描述、软件设计、代码生成、操作系统环境下高级调试等步骤。车控电子产品的硬件开发分为硬件描述、硬件设计、硬件调试等步骤。当软件设计完成后,通过使用相应的工具,完成在虚拟ECU平台上的验证。当硬件设计完成后,与硬件一起进行软硬件集成调试。通过这种开发方式,缩短了产品上市的时间。

3.2车控电子产品软件开发流程

汽车车控电子产品软件开发流程是“V”形开发流程。“V”形开发流程分为五个阶段,即功能设计、原型仿真、代码生成、硬件在回路仿真-HIL、标定。

如图3.1所示。

图2.1样式

在功能设计阶段使用的主要工具是MATLAB。通过使用MATLAB提供的Simulink、Stateflow等工具,完成控制方案的设计、功能模块的设计、控制算法的设计等任务,并进工行初步的仿真模拟工作。在原型仿真阶段使用的主要工具是DSPACE。使用DSPACE提供的快速控制原型-RCP工具完成离线的仿

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