汽车电子技术专业介绍

Loading……汽车电子技术专业介绍汽车电子技术在汽车中的地位？电子技术成就汽车之美？？1886年，25岁罗伯特·博世先生注册了他最成功的专利之一高压电磁点火系统。1898年2月,将他发明的磁电机点火器正式提供给戈特利布戴姆勒，解决了一直困扰戴姆勒的汽车点火安全问题。从此，博世公司就与世界汽车工业技术创新密不可分。汽车电子介绍Rinspeedsquba概念车造价：75万英镑引擎：六节锂电池电动马达，54千瓦/4500158牛·米/1500传动：后驱（陆地）双螺旋推进器（水下）表现：0-80公里/小时加速时间5.1秒；潜水航速3公里/小时重量：920公斤材料：铝合金、玻璃纤维主要内容汽车电子技术的发展及典型应用汽车网络通信技术概述1.1汽车电子控制技术发展概况20世纪60年代：燃油喷射、速度控制、制动防抱死等方面的电子控制装置，由晶体管分立元件组成；20世纪70年代初期：集成电路的应用；1976年，美国通用公司首次将微处理器应用于汽车发动机点火控制；20世纪90年代，信息技术在汽车上得到发展。电子化仪表、电子地图和GPS系统。1.1汽车电子控制技术发展概况现代汽车：微处理器为控制核心的控制系统已广泛地运用于汽车发动机、底盘及车身的各个系统中，汽车已成为机电一体化的产品。未来的汽车：更环保节能、更安全、更舒适，高度智能化，应用功能强大的微型计算机，其综合处理信息的速度和能力更高，使各控制系统工作更加协调一致。1.2我国汽车电子产业发展特点汽车工业正处于科技创新时代，传统机电产品成为高新技术产品，汽车产业已成为高新技术装备起来的产业。法规和市场推动着汽车电子信息技术的发展，能源、排放、噪声、安全法规日趋严格，客户对舒适性的要求不断提高，推动着汽车电子信息技术的发展。提升汽车安全性的安全带、安全气囊、ABS、ASR等都已智能化。1.2我国汽车电子产业发展特点汽车和发动机系统微处理器的规模越来越大。汽车微处理器越来越多，有的车型达60个，并采用LIN、CAN网络控制，汽车电子产品已占汽车总成本的1/3，软件部分占4%，这一两年预计将超过10%。IC也将不断趋于集成化，如今的一个IC可实现相当于以前多个IC的功能。为适应电子系统发展需求，汽车供电系统将从12V发展到42V。1.2我国汽车电子产业发展特点普及电控电喷系统，提高动力系统效率，可以看出所有发动机已采用了电子技术，厂商也正在普及和提高：电控高压共轨柴油机正大量研究，电力电子模块混合动力驱动系统成驱动主力，氢燃料电池混合动力汽车商业化取得新进展。1.2我国汽车电子产业发展特点线控或驱动系统迅速发展，线控转向、线控制动正加紧研究，线控将取代机械系统，汽车底盘将发生革命性变化。ITS正迅速兴起，包括汽车的智能化、公路的自动化和导航系统等。综合控制成为汽车电子信息技术发展趋势，包括动力传动系统、底盘与安全系统、车身与防盗系统等，远程信息处理系统将使蓝牙技术广泛应用于汽车，汽车智能化将不断升级。1.3线控技术（X-by-wire）线控技术（X-by-wire）源于飞机控制系统，飞机控制系统是一种线控系统（Fly-by-wire），它将飞机驾驶员的操纵命令转换成电信号，利用计算机控制飞机飞行。这种控制方式引入到汽车驾驶上，就是将驾驶员的操作动作经过传感器转变成电信号，通过网络直接传输到执行机构。1.线控转向演示2.线控制动技术线控系统的结构原理驾驶员的操作指令通过人机接口转换为电信号传到执行机构，控制执行机构的动作；传感器感知功能装置的状态，通过电信号传给人机接口，反馈给驾驶员。Diagram2003年2002年2001年2000年线控技术的发展宝马汽车公司在巴黎车展上展示Z22概念线控技术的应用GMHY-WireDiagram简单化采用线控技术，可以降低部件的复杂性，减少液压与机械控制装置，可以减少杠杆、轴承等金属连接件节约型减轻质量，降低油耗和制造成本，相应也提高了可靠性和安全性灵活性由于电线走向布置的灵活性，因此汽车操纵部件的布置也具有灵活性，扩大了汽车设计的自由空间线控技术的优势线控系统的关键技术由于线控系统取消了传统的气动、液压及机械连接，取而代之的是传感器、ECU、电磁的执行机构，因而传感器的精度，ECU硬件的可靠性、抗干扰性，控制算法的可靠性、容错性，执行机构的快速性、可靠性及不同系统ECU之间通信的实时性，总线的容错性和仲裁能力及动力电源等都制约着线控技术的广泛应用。SchoolofAutomobileEngineeringBlockDiagram传感器技术总线技术动力电源技术容错控制技术传感器是组成线控系统的基本且重要单元，汽车电子控制系统的控制效果紧紧依赖于传感器的信息采集和反馈精度。汽车各电子系统的ECU如何进行信息通讯及各系统如何进行集成，在很大程度上依赖于总线技术。提供足够的电能保证系统的稳定运行成为解决问题的关键，电动汽车的深入研究为此技术的解决提供了平台。为了满足汽车可靠性与安全性要求，线控系统必须采用容错控制技术，容错控制设计方法有硬件冗余方法和解析冗余方法2种。制约线控技术的关键技术1.4线控技术实例之EPB电子驻车制动（EltctricParkingBrake）EPB比较EPB开关天合（TRW）应用车型－大众车系大陆（Continental）博世（Bosch）AutomatedParkingBrakeAPB-Mi库斯特（KUSTER）应用车型RenaultFordLandRover爱德克斯（ADVICS)应用车型LEXUSLS460Ref：,Ltd.,DENSOCorporation,SumitomoElectricIndustries,Ltd.andToyotaMotorCorporation.德韧DuraSmartpark应用于2003Jaguar（捷豹）XJMotorOnCaliper－TRW（Magton）传感器离合器位置倾角制动踏板发动机转速油门踏板信号车速注：蓝色字体为增加EPB后新增加传感器；绿色字体传感器数据则均来自于车身总线网络。集成制动执行单元机械自锁机构－丝杠螺母制动过程示意ECU-3C0.907.801.JECU功能分析传感器纵向加速度、侧向加速度、（角速度）、车速、离合器踏板位置、驻车按钮、Autohold按钮、电机电流传感器、制动踏板、油门踏板信号。控制器（可靠性设计是核心）Freescale16位微控制器执行元件电机＋传动减速自锁机构传感器控制器执行元件反馈通路通讯协议（网络拓扑）底层采用CAN2.0A协议11bitsID500Kbps波特率J533网关带诊断接口J540电控机械式驻车制动器的控制单元驱动系统CAN总线J104ABS控制单元内部CAN总线舒适/便捷功能系统CAN总线信息娱乐系统CAN总线OBD诊断接口诊断CAN总线汽车网络通信技术概述SchoolofAutomobileEngineeringHotTip网络化汽车的产生背景年份线束种类与导线数量1949线路数量约40条，连接器数量约60个1990线路数量约1900条，连接器数量约3800个；线束长度约3km，线束质量约39kg1999线束长度、质量约为1990年的3~4倍，ECU数量约60个。因此，采用总线连接成若干个网络系统SchoolofAutomobileEngineering减少汽车线束网络化汽车实据现的大快容速量通数信网络化汽车的诞生导线数量的增加造成的影响如下：(1)整个汽车的布线将十分复杂，显得很凌乱，一根线束包裹着几十根导线的现象很普遍。(2)占用空间，使得在有限的汽车空间内布线越来越困难，限制了功能的扩展。(3)增加的复杂电路也降低了汽车的可靠性，另外，一般情况下线束都装在纵梁下等看不到的地方，一旦线束中出了问题，查找相当麻烦，增加了维修的难度。(4)增加油耗，在一些高级轿车上，导线的质量占到整车质量的4%左右。据统计，导线质量每增加50 kg，油耗会增加0.2 L/100 km。网络化汽车的诞生SchoolofAutomobileEngineering网络化汽车概述随着网络技术和汽车制造技术的不断发展，网络与汽车一体化的步伐将进一步加快。这种“网络化汽车”将集各种先进的电子元器件，如电话、电脑、电视、音响、卫星接收和全球定位系统于一身，在车上形成一个功能非凡的“汽车网络”。SchoolofAutomobileEngineeringCycleDiagram优化行车路线与外界保持实时联络丰富多彩的娱乐节目安全与防盗功能远程故障诊断特点网络化汽车的特点SchoolofAutomobileEngineering网络化汽车早在1968年，艾塞库斯就提出了利用单线多路传输信号的构想。从1980年起，汽车内开始装用车载网络。1983年，丰田公司在世纪牌汽车上采用了应用光缆的车门控制系统。从1986年起，在车身系统上装用了铜线传输媒介的网络，并在日产和通用公司汽车的控制系统中得到应用。20世纪80年代末，BOSCH公司和英特尔公司研制了专门用于汽车电气系统的总线——控制器局域网(ControllerAreaNetwork)规范，简称CAN。接着，美国汽车工程师学会(SAE)提出了J1850通信协议规范。国内外多路总线传输系统的发展简史20世纪90年代，由于集成电路技术和电子器件制造技术的迅速发展，用廉价的单片机作为总线的接口端，采用总线技术布线的价格逐步降低，总线技术布线进入了实用化阶段。随着汽车电子技术的发展，欧洲提出了控制系统的新协议TTP(TimeTriggeredProtocol)。随着汽车信息系统对网络传输信息量要求的不断提高，先后提出了D2B协议和MOST协议。2000年后，车载网络得以进一步细分，低端LIN网络产生。目前，多路总线传输技术在国内外已成功地运用到各种品牌汽车上。国内外多路总线传输系统的发展简史主要车载网络的基本情况车载网络的名称概要通信速度/(b/s)组织/推广单位CAN(ControllerAreaNetwork)车身/动力传动系统控制用LAN协议，可能成为世界标准1MRobertBosch公司ISOVAN(VehicleAreaNetwork)车身系统控制用LAN协议，以法国为中心1MISOJ1850车身系统控制用LAN协议，以美国为中心41.6KFordMotor公司LIN(LocalInterconnectNetwork)车身系统控制用LAN协议，低端子系统专用20KLIN协会TTP/C(TimeTriggeredProtocolbyCAN)重视安全，按用途分类的控制用LAN协议，通用时分多路复用2M25MTIT公司主要车载网络的基本情况TTCAN(TimeTriggeredCAN)重视安全，按用途分类的控制用LAN协议，时间同步的CAN1MRobertBosch公司Byteflight重视安全，按用途分类的控制用LAN协议，通用时分多路复用10MBMW公司FlexRay重视安全，按用途分类的控制用LAN协议5MBMW公司DaimlerChrysler公司D2B(DomesticDigitalBus)/Optical音频系统通信协议，将D2B作为音频系统总线，采用光通信5.6MC&C公司MOST(MediaOrientedSystemTransport)信息系统通信协议，以欧洲为中心22.5MMOST合作组织IEEE1394信息系统通信协议100M1394工业协会注：局域网(LocalAreaNetwork，简称LAN)是处于同一建筑、地域内的专用网络，通过该网络可实现共享资源和交换信息，车载网络属于局域网的一种。几种网络的成本比例及通信速度SchoolofAutomobileEngineering汽车网络的分类车载网络技术标准已成汽车电子应用的决定性因素，目前世界上有近10种车辆网络技术标准，但最主要的应用则是控制器局域网CAN、局部互联协议LIN、车辆多媒体网络MOS