技术

电子技术创新推动汽车工业发展

ainet.cn   2009年05月10日

电子技术的应用赋予了汽车更多的功能。据国外一家公司(vdi)的分析和预测,电子/电器占汽车制造的成本从60年代起逐年增长。80年代后期,成本份额达到12%左右。主要是电子控制燃油喷射,电子发动机控制和电子变速器控制等。到了90年代增幅达到25%,其中主要是柴油喷射、导航装置等电子系统。随后,集成式汽车电子装备占汽车制造总成本的份额始终保持稳定增长的态势,预计到2010年可达到30%

技术创新要与用户目标一致

汽车电子技术是用来满足用户对汽车安全性、可靠性或实用性功能的期望和要求。就汽车制造商来说,关键是要通过技术创新将其发展的目标与用户的高要求一致起来,例如,bmw公司就较好地把其发展目标与用户的需求结合起来,他们不断完善汽车行驶的动力性,提高发动机的功率,塑造人机工程学,追求一流的质量,最大限度地去满足用户的要求。许多汽车制造商加大了电子技术科技创新的投入,通过新技术、新产品,不断改变和完善汽车功能。今天的电子技术已完全实现了靠机械、液压手段所不能达到的目标和要求,并正在为实现用户更高的期望和要求向前发展。在过去30多年里,电子技术的应用给汽车带来了主要变化如下:

●机电学受到电子学的冲击,例如触点继电器被半导体器件开关所取代。

●机械与电子结合的机械电子学使机电一体化和降低成本有了新的解决方法,并得到了广泛的应用。

●带信号预处理的智能传感器被更多的采用。

●在控制器和传感器之间的布线被不同功率等级的总线系统所取代。

●随着功能的增多,控制复杂性的提高,部分功能的配置和网络化逐步增强。

●发展的重点由硬件开发向软件开发转变。硬件和软件均向标准化方向发展。

●汽车不再是交通系统中孤独的运输工具,而是不断处在与外界的联系和数据交换中。驾驶员摆脱了与周围所发生的事件隔绝的状况。

●其他领域的电子设备,如娱乐和通讯电子设备不断用于汽车上。

电子技术新的开发程序

汽车电子产品(包括电子系统)的创新和技术更新要比汽车的更新快得多,这给汽车电子产品的研制者提出了更大的挑战。一般汽车发动机的更新周期大约为7年,而电子产品的更新周期通常要更短,如车用电话的更新周期最多612个月,这就需要制造商对市场的变化作出灵活、快速、应急的反应。

过去在开发电子/电器产品时,都是按照传统的模式:设计-试样-试验-批生产的程序进行。这种方式已不能再适应未来的需要。现在采用了一种新的开发方式,主要是通过产品功能模型和模拟试验来进行。这种通过产品模型概念的构思到样品的模拟来确保产品性能的开发模式被认为是未来汽车电子产品开发的核心部分。这好比对样品模型进行编码设计,然后将其快速转化到样件平台上进行试验。这种从实物到虚拟的转变在设计的初期阶段是绝对必要的途径,它能缩短开发的时间,提前保证产品的性能,降低开发成本。

目前,按汽车装备来分,汽车上有60多个电子控制器,它可以通过控制器的标准化加以解决,即通过所谓的编码,以使控制器适应于各种变型车。

电子技术在传动系上的应用

1967年汽油电子喷射的出现。1979年发动机数字式电子装置的出现以及随后几年中许多其它电子装置的相继开发,诸如爆震转速调节、怠速转速调节、冷起动性能的改善、λ调节和特性曲线控制等都是电子技术的应用成果。1986年人们终于采用了电子发动机控制和自动变速器控制,这为汽车技术的发展起到了极大的促进作用。

发动机/传动系电子技术-包括底盘(行走机构)和辅助装置的调节已从单独的控制器向复合、一体化的传动系统控制发展。单个的控制器可以通过can总线连接在一起相互交换数据,这种相互连接带来的好处是传感器信号可以供许多控制器同时使用,且所有控制器享有相同的信息。另一方面,通过此种连接可以在整个系统内开发更新的功能,并降低系统的成本。

如今,发动机大多数功能均能达到实时控制,使燃烧过程更佳,从而增大了功率和扭矩,降低了排放和燃料消耗。

电子技术的继续发展将是现有的高效16位控制器被具有12兆字节存储器的32位计算机所替代,其运算速率可达到70年代大型计算机设备的水平。这种复杂的系统控制(上百种功能)在开发过程中需要与供应商协调一致、共同研发。同时,还需尽可能采用标准的开发软件和带有标准接口的功能模块,以确保开发过程中信息流的畅通与系统的适应性。

当然在一系列新功能的开发中也存在一些难点,汽车用电增大给电能调节带来的难度以及汽车用电不断增长需要效率更高的新型发电机等。

主动和被动安全系统电子技术

随着汽车工业的发展,交通安全越来越受重视。汽车安全涉及照明、目视、制动和行驶性能改善的主动安全及防碰撞、乘员约束系统等措施的被动安全。

为了提高汽车行驶的主动安全性,电子技术应用的下一步开发方向是:

●具有连续调节减振性能的电子控制减振器(edc

●具有多极报警门阀的轮胎压力报警系统

●以车轮防抱制动控制(abs)和自动防滑和牵引力控制(asc+t)以及车轮制动偏转力矩校正为基础的电子稳定程序和动力传动稳定控制系统(esp/dsc

●适应交通流的车速调节的自动巡航定速控制(acc

●线控技术如电子伺服制动控制或前后轮转向控制

电子控制减振器可以处理各种传感器信号,如车轮转速、转向角度和侧滑横向加速度。由此计算出特殊状态下的参数值,并根据当时的行驶状态和相应的气候情况分别得出前轴和后轴减振器的调节参数。

汽车机动安全行驶的另一个重要方面就是轮胎的压力要适合。因为在80%的情况下,轮胎的损坏是由于轮胎压力缓慢地下降而导致。新型的rdc轮胎压力监控器可以通过四个车轮内的无线传感器对轮胎的压力和温度进行不间断地监控。这种电子系统在轮胎损坏前能及时向驾驶员报警。尤其在轮胎运转受到过度挤压情况下,能避免危险行驶。

 

(转载)

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