电力电子技术在汽车中的应用(第2版)
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1.1 汽车电子技术的发展概况

1.1.1 汽车电子技术回顾

1902年在汽车上安装了第一个电子系统,那就是磁电点火系统。尽管这个系统只包括磁发电机、点火分配器、点火线圈以及火花塞,但是这些部件用电线连接起来,毫无疑问,就是一个电子系统。

博世公司曾花了11年的时间完成了整车电子系统的安装,此系统包括:含火花塞的磁电点火系统、起动电机、直流电机、车灯、蓄电池以及电压调节器。它标志着真正意义上的车载电子系统的开始。1958年,博世公司画出了最完整的汽车电子系统的线束框图,每个部分都是用素描画出来的,而不是用符号代替。1967年,D型电控燃油喷射系统的应用标志着电子技术进入汽车行业。

在过去几十年中,汽车上各部件规模不断加大,复杂程度不断提高,导致汽车电气负载不断加重。汽车最初的主要负载只有起动机、点火系统以及车灯系统;而现在,在原有负载的基础上又增加了电子点火系统、燃油喷射系统,此外还有舒适系统及安全系统,增加了大量的驱动电机等负载。

当今汽车上的电气以及电子设备已经复杂到再也无法用线束图来表示,而只能用电路原理图来表示车载电子各部分之间的相互关系。

1.1.2 现代汽车电子技术

现代汽车电子技术的发展可分为以下六大类:发动机电子控制、底盘系统电子控制、车身电子控制、电动汽车技术、智能汽车与智能交通(ITS)技术、整车控制技术。现代汽车电子控制系统主要由传感器、电子控制单元(ECU)、执行器三个部分组成。传感器作为输入部分,用于测量物理信号(温度、压力等),将其转换为电信号;ECU的作用是接受传感器的输入信号,并按设定的程序进行计算处理,输出处理结果;执行器则根据ECU输出的电信号驱动执行机构,使之按要求变化。

1.发动机电子控制

目前,汽油机的电子控制技术已日趋完善,而国内外的柴油机电子控制技术则发展迅猛,新技术层出不穷。近年来,高压燃油直喷系统和高压共轨喷射系统的发展使柴油机的燃油经济性和排放性都有了很大的改善。废气再循环(EGR)技术、氧化催化器和微粒捕捉器改善了柴油机的各项排放。

发动机管理系统则对喷油和进气过程进行综合控制,保证发动机能够在保持良好动力性的基础上,达到最优的燃油经济性和排放性,同时降低噪声和振动。发动机管理系统的核心技术是单片机(MCU),它为汽车动力传动系统从机械系统向电子系统转变提供了更强的计算处理能力。近几年由于单片机功能的增强,智能传感器、智能功率集成电路的出现,使得电子控制单元(ECU)硬件电路的设计变得非常简单,工作更为可靠。燃油喷射系统使用的主要传感器,如进气歧管压力传感器和曲轴转速、曲轴位置传感器,随着半导体制造工艺技术的提高,已将敏感元件及其输出信号的处理电路都集成在一块硅片上,传感器的输出信号可以直接送给单片机。此外,还增加了过电压、电源极性反接和抗干扰输出保护的功能。智能功率集成电路,已将线性放大电路、数字电路和功率器件都集成在一块硅片上,并且还增加了一些特定的功能。例如,喷油器驱动电路是一片4路低端开关智能功率集成电路,可分别驱动4个独立的喷油器,并且还具有负载开路检测、电感性负载高电压钳位、过热、过电压和过电流、断电保护以及自恢复等功能。器件的输入端可以直接和单片机引脚相连,还可将工作状态诊断报告,通过串行外围设备接口(SPI)送给单片机进行处理。使用新器件设计电路板时,可以省去传感器输入信号的调理电路和用于驱动功率管的前置放大电路以及监测电路,使电路板变得非常简单。

2.底盘系统电子控制

该系统主要用以改善汽车的行驶、转向和制动三项基本功能。现已出现电子控制动力转向系统、无级自动变速器、防抱死制动系统及电子悬架系统等。制造这类产品有相当难度,并要求高可靠性,其包含的主要内容有:

(1)自动变速器

电子控制的自动变速器,可以根据发动机的负荷、转速、车速、制动器工作状态及驾驶人所控制的各种参数,经过计算机的计算、判断后能自动地改变变速杆的位置,从而实现变速器换档的最佳控制,即可得到最佳档次和最佳换档时间。这种变速器的优点是加速性能好、灵敏度高,能准确地反映行驶负荷和道路条件等。货车传动系统的电子控制装置,能自动适应瞬时工况变化,保持发动机以尽可能低的转速工作。

采用自动变速器,在驾驶时可以不踩离合器,实现自动换档,而且发动机不会熄火,从而可以有效地提高驾驶方便性。20世纪80年代以来,随着电子技术的发展,变速器自动控制更加完善,在各种使用工况下均能实现发动机与传动系的最佳匹配。

(2)电子悬架系统

目前,汽车的悬架系统一般是弹簧刚度和减振器阻尼特性不能改变的被动悬架,它不能根据工况和路面输入的变化进行控制和调整,故难以满足汽车平顺性和操纵稳定性的更高要求。近年来,随着电子控制和随动液压技术的发展,弹簧刚度和减振器阻尼特性参数可调的电子控制主动和半主动悬架,在汽车上逐步得到应用和发展。

主动悬架:一般由传感器检测系统运动的状态信号,反馈到电子控制单元(ECU),然后由ECU发出指令给执行机构主动力发生器,构成闭环控制。通常采用电液伺服液压缸作为主动力发生器,它由外部油源提供能量。主动力发生器产生主动控制力作用于振动系统,自动改变弹簧刚度和减振器阻尼系数。主动悬架除可控制振动外,还可以控制车的姿态和高度。

半主动悬架:实时闭环控制的半主动悬架——主要是通过电磁阀控制可调阻尼减振器,其控制方法和主动悬架类似,属于实时闭环控制;车速控制的可调阻尼悬架——可调阻尼减振器由直流电动机带动具有不同节流孔的转向阀得到舒适(软)、正常(中)、运动(硬)三个等级的阻尼;空气弹簧半主动悬架由刚度控制阀改变主、副气室的通道面积而得到软、中、硬不同的刚度,其控制与由车速控制的可调阻尼悬架类似。

(3)改善操纵稳定性的电子控制系统

随着计算机、传感器和执行机构的迅速发展,各国研发了各种显著改善操纵稳定性和安全性的电子控制系统。如防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS,也称为ASR)、四轮转向系统(4WS)、车辆动力学控制(VDC,也称为VSC、ESP)系统、轮胎压力检测系统(TPMS)等。

电子防抱死制动系统可分为全电子阻尼系统和ABS,前者可在选定的匀速制动工况下自动调整阻尼量,实现阻尼制动;后者基于对车轮转速的检测,通过车轮转速与车速的比较,测出相应滑移量,既能保证行驶稳定性,又可保证尽可能短的制动距离,还能延长制动器的使用寿命。ABS的开发始于20世纪60年代,到70年代末国外开始应用于汽车上,ABS的结构也发生了较大变化,现已进入第四、第五代产品开发阶段。国外ABS大多是通过轮边的脉冲轮和感应式传感器把车轮速度信号传递给电子处理器,进行逻辑筛选,并向电气调制器发出指令控制制动气室内的压力大小,从而使车轮滑移率维持在12%~75%的最佳状态。值得一提的是:ABS现已作为汽车必备装置。

车辆动力学控制(VDC)系统是在ABS和TCS的基础上,增加汽车转向行驶时横摆运动的角速度传感器,通过ECU控制各个车轮的驱动力和制动力,确保汽车行驶的横向稳定性,防止转向时车辆被推离弯道或从弯道甩出。它综合了ABS和TCS的功能,用左右两侧车轮制动力之差产生的横摆力矩来防止出现难以控制的侧滑现象。从而使汽车由被动改变进入主动控制,使驾驶人以正常操作方式即可顺利地通过难以驾驭的危险工况。

四轮转向系统(4WS)是指使后轮与前轮一起转向,是一种提高车辆响应性和稳定性的关键技术。使后轮与前轮同相位转向,可以减小车辆转向时的旋转运动(横摆),改善高速行驶的稳定性。使后轮与前轮逆相位转向,能够改善车辆中低速行驶的操纵性,提高快速转向性。

轮胎压力检测系统(TPMS)是在每一个轮胎上安装高灵敏度的传感器,在行驶状态下实时监视轮胎的各种数据,通过无线方式发射到接收器,并在显示器上显示各种数据,任何原因(如铁针扎入轮胎、气门芯漏气等)导致轮胎的漏气、温度升高,系统都会自动报警。从而确保汽车行驶中的安全,延长了轮胎的使用寿命,降低了燃油的消耗,是一种真正不同于ABS、安全带、安全气囊等现有汽车安全装备的“事先主动”型安保产品。目前,TPMS主要分为两种类型,一种是Wheel-Speed Based TPMS(简称WSB TPMS,或称为间接式TPMS),这种系统是通过汽车ABS的轮速传感器来比较车轮之间的转速差别,以达到监视轮胎压力的目的。该类型系统的主要缺点是无法对两个以上的轮胎同时缺气的状况和速度超过100km/h的情况进行判断。另一种是Pressure-Sensor Based TPMS(简称PSB TPMS,或称为直接式TPMS),这种系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压,并对各轮胎压力进行显示及监视,当轮胎压力太低或有渗漏时,系统会自动报警。一般认为PSB TPMS从功能和性能上均优于WSB TPMS。

3.车身电子控制

汽车车身电子控制技术所涉及的内容很多,如汽车的视野性、方便性、舒适性、娱乐性、通信功能等。

视野性是指驾驶人在驾驶过程中,不改变操作姿势时对道路及周围环境观察的可见范围。视野控制技术指的是对汽车照明灯(包括前照灯、钥匙孔照明灯、车门灯和荧光灯)和转向信号灯的电子控制,以及对电动刮水器、洗涤器和除霜器等的电子控制;方便性除指驾驶人、乘员进出车厢和行李货物装卸方便外,还包括对汽车电动门窗、电动门锁与点火钥匙锁、电动后视镜、电动车顶(天窗)等的控制;车身电子控制设备主要包括照明系统、自动座椅系统(如存储式座椅)、自动空调系统、自动刮水器和车窗系统、多媒体系统等。

目前车身电子控制技术呈现如下发展趋势:进一步满足用户个性化的需求;更强调乘坐舒适性、安全性和环保性;先进的驾驶和乘坐信息系统,如车辆遥控检测、智能型汽车防盗、乘坐适应性控制、42V电子系统、环保设计系统等。

4.混合动力电动汽车

随着传统内燃机汽车的大范围推广应用,人们的生活变得日益方便舒适,但同时也引起了一系列的能源与环境问题。混合动力电动汽车以及燃料电池电动汽车,作为解决环境和能源问题的一种切实可行的方案,逐渐得到了世界各大汽车厂商的青睐。这是因为与传统汽车、纯电动汽车技术相比,它们具有以下一些优势:①效率高;②续驶里程长;③绿色环保;④过载能力强;⑤噪声低;⑥设计方便灵活。

随着Toyota Prius在日本市场的出现和畅销,混合动力电动汽车以其优良的性能、极高的燃油经济性和低排放性能引起了汽车界的高度重视。而在燃料电池电动汽车领域,从20世纪90年代初开始,戴姆勒-奔驰汽车公司就先后推出了Necar1~Necar4系列的燃料电池电动汽车;美国通用汽车公司在2003年国际巡展北京站中展出的燃料电池原型车“氢动三号”和基于“Hy-by wire”技术的燃料电池概念车已经具备了较好的动力性和燃油经济性能。

1.1.3 汽车电子技术的应用现状

汽车电子技术经过两个阶段的发展,现正处在第三阶段。第一阶段的汽车电子设备主要采用分立电子元件组成电子控制器,并开始由分立电子元件产品向集成电路产品过渡;第二阶段则主要采用集成电路和8位微处理器开发汽车专用的独立控制系统;第三阶段开始于20世纪90年代,汽车电子设备广泛采用16位或32位微处理器进行控制,控制技术向智能化、网络化方向发展。该阶段出现了很多新的研究领域和研究热点,这里就其中几个典型的方面进行简单介绍。

1.线控(Control By—Wire)技术

汽车的各种操纵系统正向电子化、自动化方向发展,传统的汽车机械操纵系统将变成通过高速容错通信总线与高性能CPU相连的电气系统。如汽车将采用电动机和电子控制信号来实现线控驾驶(Steer By—Wire)、线控制动(Brake By—Wire)、线控油门(Throttle By—Wire)和线控悬架(Suspension By—Wire)等,采用这些线控系统将完全取代现有系统中的液压和机械控制。X-By-Wire也称为Anything-By-Wire,它的全称是“没有机械和液力后备系统的与安全相关的容错系统”。“X”表示任何与安全相关的操作,包括转向、制动等。“By-Wire”表示X-By-Wire是一个电子系统。在X-By-Wire系统中,所有元件的控制和通信都通过电子元件来实现。X-By-Wire系统是没有机械和液力后备系统的,传统的机械和液力后备系统由于结构(间隙、运动惯量等)的原因,从控制指令发出到指令执行会有一定的延迟,这在极限情况下是不允许的。X-By-Wire系统用电来控制,会大大地减小延迟,为危险情况下的紧急处理赢得了宝贵的时间。

X-By-Wire系统主要由三部分组成:控制系统、执行系统、通信系统。控制系统的功能是根据驾驶人的意图和车辆行驶状况,对执行器给出执行的设定值。执行系统的功能是在控制系统的控制下,完成具体的执行动作(转向、制动等)。通信系统的功能是实现控制系统和执行系统内部及它们之间的信息传输。

使用线控技术的优点很多,比如使用线控制动无须制动液,保护生态,减少维护;重量轻;性能高(制动响应快);制动磨损最小(向轮胎施力更均匀);安装测试更简单快捷(模块结构);更稳固的电子接口;隔板间无机械联系;简单布置就能增加电子控制功能;踏板特性一致;比液压系统的元件更少等。

2.CAN通信

由于至今仍没有一个通信网络可以满足未来汽车的所有成本和性能要求,因此,汽车原车设备制造商(OEM)仍将采用多种联网协议(包括CAN、LIN和MOST、1394等)。

随着电子控制单元在汽车中的应用越来越多,车载电子设备间的数据通信变得越来越重要,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、高可靠性及廉价性是对汽车电子网络系统的要求。在该网络系统中,各处理机独立运行,控制改善汽车某一方面的性能,同时在其他处理机需要时提供数据服务。汽车内部网络的构成主要依靠总线传输技术。汽车总线传输是通过某种通信协议将汽车各种电子控制单元、智能传感器、智能仪表等连接起来,从而构成汽车内部网络。其优点有:

1)减少了线束的数量和线束的容积,提高了电子系统的可靠性和可维护性。

2)采用通用传感器,达到数据共享的目的。

3)改善了系统的灵活性,即通过系统的软件可以实现系统功能的变化。

CAN总线是德国博世公司在20世纪80年代初开发的一种串行数据通信协议。它的短帧数据结构、非破坏性总线仲裁技术及灵活的通信方式使CAN总线具有很高的可靠性和抗干扰性,满足了汽车对总线的实时性和可靠性的要求。

CAN遵循ISO/OSI参考模型,但只规定了7层协议中的数据链路层,而应用层则留给了用户自己定义。到目前为止,在CAN的基础上定义的高层协议有很多,影响较大的有:CAN Kingdom/J1939/0SEK/Device Net(AB公司)/SDS(Honeywell公司)/CAL/CAN Open(CIA公司),其中J1939和OSEK在汽车上应用较广泛。

国外的汽车总线技术已经十分成熟,并已在汽车上推广应用。国内引进技术生产的奥迪A6车型已于2000年起采用总线替代原有线束,帕萨特B5、宝来、波罗、菲亚特的派立奥、西耶那、哈飞赛马等车型都不同程度地使用了CAN总线技术。此外,部分高档客车、工程机械也都开始应用总线技术。

目前使用CAN总线网络的汽车大多具有两条或两条以上总线,一条是动力CAN总线,主要包括发动机、ABS和自动变速器三个节点,通信速率一般为500kbit/s;另一条是舒适CAN总线,主要包括中央控制器和四个门模块,通信速率一般为62.55kbit/s或100kbit/s。

3.电子巡航控制系统(CCS)

它是汽车在行驶中为了达到所希望的速度,驾驶人不必踩踏加速踏板调整车速,只需通过操纵调整开关,汽车就能以设定的车速进行定速行驶的装置。这个装置的优点主要体现在:当在高速公路上长时间行驶时,能够减轻驾驶人的疲劳;且对紧急情况下动作解除的可靠性与对排除装置故障等安全性方面做了充分的考虑。

4.乘员感知系统(OPDS)

本田第7代雅阁V6轿车装备了前排侧安全气囊,因此在前排乘客座椅相应地配备了乘员感知系统(OPDS)。乘员感知系统的作用是,当前排座椅上坐着小孩或者小孩侧着头打瞌睡时,乘员座椅侧安全气囊将自动关闭,从而减小侧撞事故发生时安全气囊对儿童的伤害。那么安全气囊是怎么知道这一切的呢?原来在看似普通的乘客座椅内暗藏了7个传感器,座椅靠背内的6个传感器负责观察乘员的坐姿高度,来判断坐着的是儿童还是大人,或者饮料瓶等其他物体;靠背侧边的一个传感器则专门检查儿童是不是侧着头打瞌睡,判断儿童的头部是不是处于侧安全气囊展开的范围内。OPDS传感器是根据乘员的导电体量来做出这些判断的,座椅在出厂之前已经设定了一个座椅自身的导电体量,座椅安装到车上并坐了人后,OPDS检测出一个总体的导电体量,总导电体量减去座椅的导电体量就是乘员的导电体量,如果乘员导电体量低于系统初始设定的判断临界值,则OPDS认为坐着的是儿童或儿童的头部处于侧安全气囊引爆的范围中,从而自动关闭安全气囊,同时仪表板上的“SIDE AIRBAG OFF”黄色指示灯亮起,告诉驾驶人侧安全气囊已经关闭。有了OPDS这样一个关怀备至的“看护人”,儿童就可以在旅途中尽情地享受自己的梦乡了。

5.电子液压制动(EHB)系统

奔驰SL轿车特有的动态操纵控制系统,包括一个电子液压制动(EHB)系统,称之为感应控制(SBC)系统。该系统的主要特点是通过传感器建立了运动状态、制动压力的动态监测和危险工况的预警。SBC增加了制动管路的压力控制和制动准备功能,一旦踩下制动踏板,汽车即以最大的压力、最快的响应实施制动,前后制动压力比会随路况的不同而变化,从而提高弯道制动时的安全性。其优点(也是技术难点)在于提高了制动的舒适性并能提前做出响应,而不是像传统的ABS在制动后通过信号反馈进行控制;此外,可以实现完全的干式制动,在潮湿的气候或路面条件下,制动盘表面也不会形成水膜,保证了汽车快速响应。

6.可移动式轿车顶篷

为了能在轿车的行李箱里放置大件物品,一般都采用敞篷或软帐篷,其缺点是显而易见的。奔驰公司在其SL轿车上应用了一种可以移动的顶篷,顶篷通过可移动和翻转的铰链机构及车身的骨架相连,后风窗玻璃也可以旋转,由发动机带动的7个执行器执行相关的运动。该顶篷目前还用于新款奔驰CLK的敞篷跑车上。

7.座椅调节记忆与后视镜调节记忆

每个人的高度不同,坐姿也不同,故都有一个最佳的座椅位置高度、角度及相应的后视镜位置。每次调节座椅的高度、前后位置、靠背的倾角及左右后视镜的角度都比较耗费时间。每换一个驾驶人就要重调一遍,既费时又费事,故出现了可将调整好的位置存储起来的记忆系统。不同的人有不同的代号,换驾驶人后只要按其代号,即可调到该驾驶人最适合的状态,还可存储到电子门锁的智能卡上。这些装置目前还只能在较豪华的车上提供。

1.1.4 汽车电子发展趋势

当前,汽车电子技术进入了优化人-汽车-环境的整体关系的阶段,它向着超微型磁体、超高效电机以及集成电路的微型化方向发展,并为汽车上的集中控制(例如制动、转向和悬架的集中控制以及发动机和变速器的集中控制)提供了基础。汽车电子技术成就汽车工业的未来,未来汽车电子技术应在以下几方面进行突破。

1.传感器技术

由于汽车电子控制系统的多样化,使其所需要的传感器种类和数量不断增加。为此,研制新型、高精度、高可靠性和低成本的传感器是十分必要的。未来的智能化集成传感器可自动进行时漂、温漂和非线性的自校正,具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力,保证传感器信号的质量不受影响,即使在特别严酷的使用条件下,仍能保持较高的精度。它还具有结构紧凑、安装方便的优点,从而免受机械特性的影响。

2.微处理器技术

微处理器的出现给汽车仪表带来了革命性的变化,世界汽车工业的微处理器用量激增,由从前单一的仪器逐步发展为多用途、智能化仪表,不但可以很精确地把汽车上所有的待测量都检测出来,而且还有运算、判断、预测和引导等功能。如可监视汽车各大部件的工作情况,还可以对蓄电池电压、轮胎气压、车速等检测量的高低限量进行报警。微处理器将更广泛地应用于安全、环保、发动机、传动系统、速度控制和故障诊断中。

3.软件新技术应用

随着汽车电子技术应用的增加,对有关控制软件的需求也将会增加,并可能要求进一步计算机联网。因此,要求使用多种软件,并开发出通用的高水平编程语言,以满足多种硬件的要求。轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件,软件总数的增加及其功能的提高,将使计算机能完成越来越复杂的任务。

4.智能汽车及智能交通系统的研究及应用

汽车智能化相关技术已受到汽车制造商们的高度重视。智能汽车是指运行于智能交通系统中的车辆。智能交通系统(Intelligent Transportation System, ITS)是指将先进的电子技术、计算机技术、通信技术、传感技术、运筹学等有效地综合用于“道路-车辆-行人”系统中,以形成统一、高效的汽车智能系统。它具有自动控制车速、自主寻路、自动导航、主动避撞、自动电子收费、无人驾驶等功能。其主要技术中“自动驾驶仪”的构想必将依赖于电子技术实现。智能交通系统(ITS)的开发将与电子、卫星定位等多个交叉学科相结合,它能根据驾驶人提供的目标资料,向驾驶人提供距离最短而且能绕开车辆密度相对集中的最佳行驶路线。它装有电子地图,可以采用卫星导航显示出前方道路。从全球定位卫星获取沿途天气、车流量、交通事故、交通堵塞等各种情况,自动筛选出最佳行车路线。未来的某天,如2020奥运会,路上行驶的可能都会是由计算机控制的智能汽车。智能汽车是今后国内外汽车发展的热点领域,是未来汽车发展的必由之路。智能交通系统主要包括以下几部分内容:

自动避撞系统:利用装于车辆上的传感器及计算机控制器,实时准确判断发生碰撞的可能,随时提醒驾驶人注意,并在必要时采取紧急措施,以避免或减轻碰撞危险;

交通管理系统:为防止由交通事故引发的二次损失,尽早发现交通事故,并在实施相应交通管制的同时,通过车载机或其他信息提供装置,将交通管制信息提供给驾驶人;

电子收费系统:解决收费站的堵塞问题,为驾驶人提供更多的便利、减少管理费用,在收费站实施无须停车的自动收费;

救援系统:当驾驶人需要应急服务(如感觉不适、发生交通事故)时,启用车载设备呼叫救援中心,为驾驶人提供救援服务;

车载定位、导航系统:将经由路线的堵塞信息、所需时间、交通管制信息、停车场的满空信息等通过导航系统提供给驾驶人来辅助驾驶汽车。车辆定位及导航系统是ITS环境中驾驶人信息支持系统的核心设备。其主要功能包括查询、寻路、导航、行车信息服务及提供车载娱乐等。

5.多通道传输技术

多通道传输技术将由试验室逐步进入实用阶段。采用这种技术后,使各个数据线成为一个网络,以便分离汽车中计算机的信息。微处理器可通过网络接收其他单元的信号。传感器和执行机构之间要有一个新式接口,以便与多通道传输系统相联系。

6.数据传输载体方面的电子新技术应用

汽车电子技术未来将实现整车控制系统。该系统要求有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更大,计算速度则要求更高。由于汽车用计算机控制系统的数量日益增多,采用高速数据传输网络显得日益必要。光纤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。

7.汽车车载电子网络

随着电子控制器件在汽车上的应用越来越多,车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。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,各个从处理机独立运行,改善汽车某一方面的性能,同时在其他处理器需要时提供数据服务。主处理机收集整理各个从处理机的数据,并生成车况显示。通信控制器保证数据的正常流动。

此外,电子技术中的集成化制造技术等在未来几年内也将会有大的突破。

纵观近10年来汽车技术的重大成就,大都是在应用电子技术上进行的突破,电子技术已成为汽车工业发展的重要动力源泉。目前,我国汽车工业面临入世后的巨大冲击,能否在未来的世界汽车业竞争中掌握主动权,关键取决于能否在电子技术上占领制高点。加快汽车电子技术新领域的研究是我国汽车工业发展的当务之急。

电子技术已经广泛应用于汽车的各个领域,极大地改善了汽车的综合性能,使汽车在安全、节能、环保、舒适等各方面都有了长足的进步。目前,汽车电子控制技术发展的最新动向包括:智能控制方法(自适应控制、模糊控制、神经网络控制、鲁棒控制、最优控制等)的引入;控制系统开发方式(车载CAN的采用、现代开发工具dSPACE的运用、层次化系统结构、X-By-Wire控制方式开发等)的革新;控制系统单元技术[半导体、多重通信、故障探测与识别(FDI)与故障诊断支持、ECU软件开发系统等]的发展,从而形成了汽车电子技术中信息处理部分的集中化,控制处理部分的分散化(危险分散、功能分散)等分层控制思想的发展趋势。