浅析汽车电子技术的应用与发展

浅析汽车电子技术的应用与发展

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1前言

自1886年世界上第一辆汽车问世以来，一百多年的时间，汽车已从一种小众消费的奢侈品逐渐发展成为大众消费的普通交通工具。毋庸讳言，人们对汽车的要求也越来越高。但是在温室效应和能源危机的国际大环境下，汽车在实现安全、舒适的同时，节能、环保也必须得到兼顾。面对多重严格要求，电子化的汽车应运而生。

2汽车电子技术的发展史

电子技术在汽车上的首次应用始于1912年美国通用汽车公司在其产品凯迪拉克汽车上安装了电子启动装置，使得该车的月销量猛增80%。20世纪50年代到70年代初期，由独立电子元件和集成电路组成的初级汽车电子产品面世，慢慢开始替代传统的机械或液力装置，晶体管电压调节器和硅整流交流发电机是这一时期的代表产品。步入20世纪70年代末期，集成电路和16位以下微处理器开始兴起，电控原件可以解决某些机械装置所不能解决的问题，但机械部件与

电子产品之间的联系仍然相对稀少。

从1985年到1995年这个时间段内，大规模集成电路和计算机控制技术得到快速发展，32位甚至64位微处理器也被应用到汽车上来，高性能微处理器的应用大大提高了电子控制系统的可靠性和稳定性。从90年代后期开始，电子工业加快与汽车工业融合的步伐，汽车多功能诊断、网络技术、机电一体化耦合交叉技术、自动驾驶技术得到全面发展，汽车进入一个网络化、智能化发展的新时代。

3汽车电子技术的应用现状

(1)动力及底盘控制系统

电子技术在汽车动力装置——发动机上的应用主要是对燃油喷射时间、点火时刻及进排气门开闭的控制，根据汽车行驶工况，在相应时刻依据各种传感器反馈信号，ECU经过处理运算，实现最佳空燃比和动力输出。底盘控制系统中最具代表性的电子控制装置当属飞机设计技术中引入的制动防抱死系统(ABS)，自1970年末开始应用，经过不断完善和发展，现在已经可以成功地避免紧急制动时转向轮抱死导致的方向失控，将伤亡率减到最低。

自动变速器出现的同时，驱动力控制系统(TCS)、防滑转控制系统(ASR)、动态稳定性控制系统(DSC)、

车身电子稳定系统(ESP)以及车辆动力学控制系统(VDC)，这些应用于底盘控制的电子技术将汽车提升到一个更加安全的新高度。

(2)安全与舒适控制系统

汽车安全控制系统分为主动安全控制系统和被动安全控制系统，其中主动安全控制系统中运用电子技术的有：车道偏离预警系统、倒车雷达、车辆稳定控制系统、四轮转向、胎压监测、驱动防滑转系统以及车距监控系统等;安全带、安全气囊则属于被动安全控制系统中电子技术的应用。通过电子技术的不断革新，在汽车的安全性逐渐提高的同时，消费者对于汽车的舒适性也提出了新的要求。电子控制悬架系统、自动空调系统、电动天窗系统、车载音像系统等系统的出现，满足了人们的需求，在提高舒适性的同时，也极大地丰富了人们在旅途中的精神生活，而且能有效防止驾驶员疲劳，提高了行车的安全性。

(3)整车网络控制系统

①LIN网络控制系统

LIN(LocalInterconnectNetwork)是定位于车辆低端分布式应用的一类多路复用串行通信协议，其主要用于车窗调节控制器、自动天窗等之间的通讯，由于LIN成本较低，提升了系统结构的灵活性，现在已经

逐渐被许多汽车生产厂家所接受。但LIN的缺点是传输速度较低，而且不能实现远距离传输，因此主要被用作辅助CAN的下层网络，实现局部通信。

②CAN网络控制系统

CAN(ControllerAreaNetwork)即控制器局域网络，德国博世公司首次提出并开发了网络总线技术，CAN 被用来解决日趋增多的汽车电子设备之间的通讯问题。CAN应用于汽车上主要是实现制动防抱死(ABS)、安全气囊(SRS)、车身功能控制模块(BCM)、发动机管理系统(EMS)和仪表组之间的通讯，这些装置内部都设置了CAN控制器，在传输数据时对位速率要求较高，并且具有较强的抗干扰能力。因为其具有高可靠性和良好的错误检测能力，CAN己经在汽车行业、船舶、工业设备、医疗等领域中得到应用，成为国际上应用最广泛的现场总线之一。

③MOST网络控制系统

Most(MediaOrientedSystemsTransport),MOST多媒体网络的产生，是为了新的多媒体设备在能够运用在汽车上，以及其他诸如流媒体传输效率为主要目标的市场而设计的。MOST多媒体网络技术在硬件方面，传输所有控制信号使用的介质是塑料光纤，大大降低了成本;在软件方面允许不同的设备交换信息，还定义

了一种在设备间传输数据流的连接机制，不仅提高了网络利用率，而且产生的功耗也很小。由于该技术经济性好，而且消除了传统的铜线传输之间的电磁干扰，未来具有很大的发展前景。

④Flexray网络系统

Flexray是近些年推出的一种事实总线标准，是一种柔性时分多址的总线，即以事先排好的时间序列发送数据，不会出现总线冲突和竞争总线问题。CAN网络由于传输带宽较低和速率不足等缺点，不能满足动力系统和分布式底盘闭环控制系统的特定功能对于网络的确定性、可靠性、同步性和带宽的高标准要求，Flexray网络成功解决了这一难题，弥补了CAN网络的不足。但同时也存在成本较高和网络搭建较复杂的问题，因此目前只在少量高档轿车上采用。

(4)智能交通体系(ITS)

智能交通体系(IntelligentTransportationSystem,ITS)指的是将先进的科学技术(信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等)有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造，加强车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而形成一种保障安全、提高效率、改善环境、节约能源的综合运输系统。ITS基于全球