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电子技术在现代汽车上的应用及发展趋势

来源:容声电子技术网?? 2006年12月12日 ?? 收藏0

??????2.2 微处理器(ECU)

??????自从1976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,预计在今后几年内需求量将增加50%以上,逐步成为车用ECU的主流。

??????2.3 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42V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。

??????2.4 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,但是,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。

??????2.5 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;⑦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、电动车窗等控制等,目前A类的主流是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CAN(又称动力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Flex Ray。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。

??????2.6 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12V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12V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。


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