汽车电子技术的历史回顾

于其他交通工具。但令人遗憾的是, 不利于环境的交通工 具 的发展却远 优 于其 他 交 通工 具, 从 图 5 中 可 知, 1970 年 与 1997 年相比, CO2 排放量 多的家 用汽车发 展较 快, 反 而 CO2 排放量较少的电车和客车的利用量却在 减少。因 此, 出于 对 环境的考虑, 当务之急是减少轿车的 CO2 排放量。CO2 排放 量有两种情况, 一种 是产 品运 行时排 放出 的 CO2, 即 运作 时 的 CO2; 另一种是产品在生产、运作、报废等寿 命全过程中 排 放出的 CO2。 此种 信息 一般 以 ECOLEAF 信 息发 出。目 前 对于环境问题的评价 趋于全 球化, 正如图 6 所 示, 以 往将 性 价比作为衡量产品的 指标, 现在则 不同, 有人 主张应 当将 产 品寿命期内排出的所有排放物及能源投入量之和 作为分母, 即取代了成本参数。例如, 模拟式相机、装有镜头的 胶卷( 一 次成像相机) 及数码相机 等, 如 果按照 每拍摄 一张照 片计 算 CO2 排放量的话 , 那 么高 级相机 拍摄 的越多 , CO2 排 放量 越 少, 原因是高级相机在制造过程中排出的 CO2 较多。
( 郑芳、刘训勤译自5 自车技术62003 年第 2 期)
IC 点火装置
悬架
ABS
动力转向装置
电控 AT 电控燃油喷射系统 汽车空调
汽车导航 4W D 4WS 车距控制装置
燃料控制 气门开闭正时控制 分气缸爆燃控制
系
间歇式雨刮器
驱动用计算机
无键进入
图 1 技术、社会的发展动态及汽车电子装置的安装部位
从中可以看出, 1960 年以后, 汽车 发动机 开始采用 半导 体式点火装置, 从此拉开了汽车电子技术应用 的序幕。但是 当时汽车电子技术仍仅限于置换单个机械零部件, 比 如用半 导体点火方 式替代 机械 式触 发点 火 等。1970 年以 后, 随着 1978 年轿车排放 标准 的实 施, 微处 理器 开始 引用 到发 动机 系统中, 系统化控制技 术得到 很大发 展, 从 此汽车 发动 机开 始使用 控制 系 统。例 如, 化 油 器 向 电子 控 制 系 统发 展 ( 图 2) 。对改善 环境起到了很大作用。尤其是, 汽车电子 技术还 成为控制系 统中传感器、控制 器所必 不可少 的一部 分, 逐渐 应用于自动变速及制动、转 向等系 统中。1990 年 以后, 开始 普及汽车导 航装置, 成 为日本 公路交 通管理 系统的 先驱, 推 动了车辆信息的系统化。 目前日 本已普 及了 900 万台 汽车 导航装置, 尤其是导航 装置与 移动通 信形成 一体, 使道 路基 础建设也形成系统化。例如道路交通信息系统 VICS ( Vehi2
1970 年 左右的第一次交通 事故 死亡 高峰、1990 年 左右 的第 二次高峰之后, 交通事故死亡人数逐渐下降。在第一 次交通 事故死亡高峰中多数事故属于轿车钻入载货车低下, 为了解 决此 问 题, 载 货 车 上 增 加 了 防 钻 撞的 防 护 栏, 收 效 甚 好。 1990 年左右的交 通事 故死 亡高峰 原因 不 详, 后来 通过 采用 电子技术, 以及警察厅 的不懈 努力, 对减少 交通事 故起 到了 很好作用, 死亡事故 逐渐减 少。ABS 的 制动 控制系 统、转向 时的操纵稳定系统、车距控制系统等所 谓 ASV 中, 汽 车电子 技术都起到了很大作用。汽 车安全 方面要 考虑两 方面 的问
图 7 死亡事故件数变化
图 10 每百辆 AT 车和 MT 车的 死亡事故率( 第一当事者)
图 8 每 1 亿 km 的死亡事故件数变化
图 9 每一万名持驾驶证的人与 每 1 亿 km 的死亡事故件数
图 9 为每一万名驾驶 员中的 交通事 故死亡件 数与 每行 驶 1 亿 km 的死亡事故件数。从图 9 中可以看出, 在 2000 年
泡沫繁荣
日元升值
社会动态
万国博览会 实施轿车排放标准
实施柴油车排放标准
第一届 ITS 世界年会
DRAM 硬件 CPU
256K
1M
16M 64M 1G
4 位 8 位 16 位 32 位
64 位
技
语言
术
软件
FOR TRAN COBOL
PL/ 1
PASCAL ADA, C
发 展
OS
CP/ M MS- DOS
图 11 每 1 亿 km 交通事故 死亡 件数和 AT 车普及率
在汽车上加装 AT 的目的是提高驾 驶舒适性, 但其结 果 是对汽车安全性也能起到一定的作用。由此看来 , 将安全 和 驾驶舒适性融于一体 的安全 驾驶辅 助系统在 不久的 将来 也 会面世。而汽车电子技 术也将 会在新 的领域 发挥更 大的 潜 力。
学会下属的电子技术相关部门发展史。然后, 就汽车电子 技 术所起到的创新作用, 谈谈笔者个人的想法。 2 系统化的汽车电子技术
图 1 显示了日本电子技术发展历程, 其作为一个系统 安 装在汽车上的部位以及与当时社会变动 的关系。
1960
1970
1980
1990
2000
稳定繁荣 不稳定繁荣
第一次、第二次石油危机
2004 年 ( 第 26 卷) 第 3 期
# 译文#
汽车 工程 Automotive Engineer ing
2004 ( Vol. 26) No. 3
汽车电子技术的历史回顾
鹫野 翔一
1 前言 在介绍汽车电子技术发展史时, 若仅单纯详细地 叙述历
史发展过程则显得空洞乏味, 为此借鉴/ 温故而知新0 这一成 语, 即通过回顾历史寻 觅出汽 车电子 技术今 后的发 展趋 势, 才能够有所 启迪。首 先介绍 汽车电 子技术 发展历 程及 对技 术创新产生影响的社会发展动态。其次, 回顾日本汽 车工程
题, 一个是在汽车工程 学会会 刊 2001 年第 2 期上 发表 的责 任问题, 另一个是/ 万一( 百个 ppm)0 的死亡事件。
每一万名驾驶 员中 发生 1 起 死亡 事故, 即 上 述的/ 万 一 ( 百 ppm)0 事故。总之, 安全行驶辅助系 统必须 是所有 的驾驶 员 都情愿使用时, 才 能 达到 最佳 效 果。另一 方 面, 每 1 亿 km 发生的交通事故死亡件数趋于减少, 这可以归功于在道路 基 础建设方面为减少事故所做出的努力。
图 3 技术会议组织机构图( 2002 年度)
表 1 电子技术研究委员会的研究内容( 1972 年)
p 正在应用的电子装置 p 半导体高温工作条件 p 新功能装置 p 综合交通信息系统 p 连续装置的可靠性 p 微弱电流下的连接装置存在的问题 p 汽车与交通系统
图 4 各种交通工具 CO2 排放量
表 1 记录了 1972 年/ 电 子技 术研 究 委员 会0 的 活 动情 况。其中 的/ 半导 体 高温 工 作 条件0 、/ 正在 使 用 的 电子 装 置0 、/ 连接装置的可 靠性0 、/ 微弱 电流条 件下的连 接装 置存 在的问题0 等几项, 反映了图 1 所示的当时历史背景。但/ 综 合交通信息 系统0 , / 汽 车与交 通系统0 等 则表明 虽然当 时已 经实施综合交 通控 制系 统 CACS( Comprehensive Automobile Control System) 控制, 这在现在 看来也 很先进。以 往的 电子 技术分委会 所从事的工 作大致有 以下几 种: 通信技 术、控制 技术( 发动机、传感器、伺服装置、处理器) 、人- 机界面技 术、 汽车控制技术、ITS 技 术、移动计 算技 术、数据 库技 术等, 从 中可以看出, 涉及到 环保的话 题不 多。当然, 动力 电子 学等 能够应用到电动汽车的技术对环保有贡献, 这一部分 从那时 起就有探讨 。产品寿 命循环 工程规 划分会 一直进 行的 资源 再生利用等有关环保问题研究, 也许给电子技术分委 会加大 了积极参与环保课题研究工作的难度。
Windows31 1 Windows95 Windows2000
趋
势
通信
列车公用电话
数字通信 数据通信
车载电话, FAX 数据包通信
移动电话
PHS
卫星通信 MMAC
广播
FM 广播
BS 广播
CS 模拟 CS 数字
地面波 数字
信息 汽车收音机
VICS
HELP
在 系统
ຫໍສະໝຸດ Baidu汽 底盘
车 上
系
的
安
发动
装
机系
部
位 车身
cle I nformation & Communication System) 车载终端机普及 量 估计在 500 万台以上。
图 2 发动机控制系统框图 3 日本汽车工程学会下属电子技术相关部门发展史
日本汽车工程学会设有技术会议, 对应于汽车相关各 技 术领域而设有规划分会及其旗下的分委会。 图 3 是 2002 年 度技术会议组织机构 图。其中 的电子 技术分 委会处 理汽 车
在安全方面, 电子 技术 分委 会对 在先 进安 全汽 车 ASV ( Advanced Safety Vehicles) 上应用电子 技术方 面做出了 相当 大的贡献。 4 环保方面
自京都 会议以 后, 人们 对汽 车 带来 的环 境 问题 日 渐关 注。先来 看 一 下现 状。 图 4 说 明 目 前 不同 交 通 工 具运 送 1km/ l 人次所排放的 CO2 量, 家用汽车的 CO2 排放量大大高
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汽车工程
2004 年 ( 第 26 卷) 第 3 期
电子技术相关业务。技术会 议是受 理汽车 技术及 其调 查研 究工作的组织。规划分会 是各分 委会的 归口 单位。汽 车电 子技术分委会归属在/ 信息、控制规划分会0下。下面 介绍一 下汽车电子技术分委会 在历史 进程中 的工作 情况。电 子技 术分委会是 1972 年由已 故蓑妻 二三雄氏 主持 的/ 汽车 电波 噪声防止研究委员会0更名为/ 电子技术研究委员会0 后开始 起步, 1979 年又改名为/ 电子技术分委会0, 坎坷发展至今。
图 5 交通工具发展概况
原来的指标:
Pe r for mance Cost
Peorormance: 产品的性能
Cost : 制造产品所需的成本
环保新指标:
performan ce Input + Out put
Performance: 产品的性能
Input : 在产品全寿命中投入的全部能源
Out put : 在产品全寿命中的全部排放物
图 10 表示每 100 辆安装自 动变速器 的汽车( AT 车) 与 安装手动变速器 的汽车(MT 车) 中, 第一当事人死亡事 故发 生率。AT 车的事故发 生率 大约是 MT 车的 1/ 3, 这 一点 与 AT 车的 普及 率 无关, 只 能 认为 乘 坐 MT 车的 人 为事 故 较 多, 详细情况还有待于继续研究。图 11 表明, 随着 AT 车 普 及率的提高, 每 行驶 1 亿 km 的死 亡事 故量 会进 一步 减少。 从以上 数据中 很容易 形成一 个观点, 即 AT 车安全, 如果 追 根溯源的话, 其理由如下: 交通事故责任永远在使 用者一方, 从而影响到安全。
图 6 环保新产品的指标
近年来, 在 汽车界经常 提及的 ITS 也 以环 保为己 任, 如
果能够从上述那样更加广阔的视野来观察, 汽车电子技术 必
将在环境方面做出更为巨大的贡献。
5 安全方面
图 7 为交通事 故死 亡 件数 的变 化, 图 8 为每 行驶 1 亿
km 的交通事故死亡件数的变化。从 图 7、图 8 中可 知, 经 过