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重要的汽车电子技术现状及未来发展趋势
作者:auto    信息来源:本站原创    点击数:    更新时间:2008-6-5    

 

①发动机电子控制技术

在所有行驶工况下,汽车发动机都必须满足尽可能低的排放,良好的燃油经济性和动力性的要求,发动机电控系统是典型的机电一体化系统。此外,发动机的匹配标定技术也是电控系统中不可缺少的关键技术之一。

关于汽油机的电控技术:汽油机电控技术系统提供正确的混合气空燃比例;在所有工况下进行精确的点火定时;控制诸多参数,如怠慢转速、废气再循环、燃油蒸发排放等。汽油机的最新控制技术包括可变进气和配气相位控制、稀燃控制、缸内直喷技术等。

关于柴油机的电控技术:柴油机电控系统的发展经历了从位置控制、时间控制到高压共轨燃油喷射控制的发展过程;共轨喷射电控系统是未来柴油机的主流技术;还有可变截面涡轮增压、排气再循环和排放后处理控制技术等也将得到发展和广泛应用。

②变速器电子控制技术

变速器分为手动机械变速器(MT)、电控机械自动变速器(AMT)、电控液力自动变速器(AT)和电控机械无级变速器(CVT),今后,各种不同结构型式的电控自动变速器和无级变速器将获得更多的应用。自动变速器主要是换挡点控制,根据行驶工况自适应,实现发动机和传动系统的有效匹配,以达到发动机在最佳动力性和经济性工况下工作。AT由变扭器、机械式变速器和电子—液压控制系统等部分组成,现代轿车已普遍装用AT。CVT由VCVT已在2L 以下的高级轿车上采用。AMT是在手动机械变速器的基础上,增加自动变速器操纵系统而构成。其由电子控制驱动机构来代替人工操作,完成换挡和离合器的操纵,从而实现手动变速器的自动变速操纵。现今,国外许多公司都已开始批量生产AMT产品,奔驰、沃尔沃和雷诺等品牌新的中重型商用车均装备了AMT系统。在世界中重型商用车上,越来越多的装用AMT已有大势所趋。据有关机构的研究统计,在世界汽车变速器市场上,2000年,MT的市场份额占有绝对优势,为81%,AT为17.5%,AMT为1%,CVT仅为0.5%。据预测,至2010年,MT的市场占有率将提高到30%,AMT提高至15%,CVT提高到5%,其余的份额为双离合器变速器所拥有。

③转向系统电子控制技术

电动助力转向(EPS)是继液压动力转向之后,汽车转向系统的又一重大科技进步。EPS技术在国外已趋向完善,并且在轿车上得到广泛应用,而在我国的应用尚处于初期阶段。电动助力转向系统一般由转矩传感器、电控单元、电动机、减速器和机械转向器等部分组成。电动转向能提供精确的助力转向,电控系统开发中要解决好行驶过程中的操纵稳定性,防止高速行驶产生大的方向盘发飘和行驶过程中方向盘回正时产生的前轮摆头现象,提供各种路况和车速情况下最佳的转向助力或必要的阻尼。

EPS在国外已是比较成熟的技术,目前多用于轿车和轻型车。随着42V电源的推广应用,EPS也将在商用车上得到愈来愈多的使用。近年来,发达国家将EPS的模块化设计、降低成本作为研发的重点。

SBW系统即线控转向,是汽车上最为先进和最为前沿的技术之一,具有以下特点:一是取消了转向盘和专线车轮之间的机械连接,通过软件协调其间的运动关系,可依据车速和驾驶者的爱好,由程序根据汽车的行驶工况实时设置传动比,减轻驾驶者的体力、脑力负担,提高系统的响应速度和准确性。据认为,在SBW基础上发展成为全面的线控制技术,将彻底改变和简化底盘结构,堪称一场技术革命。

④悬架系统电子控制技术

悬架系统主要由弹簧、减震器和横向稳定杆等组成。弹簧主要是缓和路面运动引起的冲击和振动;减震器用来衰减振动;横向稳定杆是防止转向时车身侧倾过大,改善转向特性。

悬架系统的发展经历了由钢板弹簧悬架→复合悬架→被动空气悬架→(半)主动空气悬架(即电控空气悬架)的阶段。目前在发达国家,大客车几乎已全部使用电控空气悬架,重型载货车应用的比例也很高,而国内电控空气悬架产品的自主开发还处于起步的阶段。

电控空气悬架系统是靠调节弹簧刚度和减震器阻尼来实现悬架的控制,同时,也可以调节车辆高度。电控悬架由ECU、传感器、执行器(电磁阀)、空气悬架系统等组成。以阻尼联系可调的电磁流变减震器的半主动悬架系统是一个全新概念的可控悬架系统,具有广阔的应用和发展前景。

⑤防滑制动系统电子控制技术

防滑制动系统电控技术主要包括制动防抱死系统(ABS)、驱动防滑系统(ASR),后者也称前动力控制,英文缩写为TCS。ABS的主要功用是,在制动过程中防止车轮被制动抱死,以提高方向稳定性和转向操纵能力,缩写制动距离。ASR的主要功用是,在附着系数较低的路面起步、加速和拐弯时,防止驱动车轮发生滑转,提高方向稳定性和转向操作能力。由于其通过牵引力控制而实现防滑控制,故又称之为牵引力控制。现代轿车通常将ABS和ASR(TCS)合并起来,组成统一的防滑控制系统。

车辆稳定性控制(英文缩写ESP,也有人称电子稳定或直译为电子稳定程序)是现在世界上最先进的主动安全技术之一,其是ABS/ASR技术功能的进一步发展和集成,是未来制动安全控制系统的发展方向。ESP由ECU、转角传感器、车轮速度传感器、压力传感器、横摆角速度传感器、横向及纵向加速度传感器和执行器等组成。现今,欧、美等地区和国家几乎所有的高、中级轿车均安装或正在安装ESP产品,同时,也正在向商用车尤其是大客车和重型载货车推广普及,如奔驰公司的Actros牌重卡就将ESP作为标准配置,沃尔沃的牵引车系列产品也开始装备ESP系统。

⑥车身电控技术

主要包括显示仪表、安全气囊、温度调控、门窗门锁控制、电动座椅、灯火照明、胎压监测等控制功能。

⑦信息系统平台

基于嵌入式硬件平台和嵌入式操作系统,提供包括多媒体视频、音频系统、GPS定位导航系统、移动通讯、移动办公、远程诊断、人性化人机界面、信息显示、语音识别和语音控制等。信息显示系统主要为车上多媒体视频、故障诊断、车况路况、导航系统等提供综合信息显示功能。

⑧辅助驾驶(安全)系统

该系统是利用车载红外视觉传感器、毫米波雷达、车速传感器、陀螺仪等传感器、采集车辆行驶道路环境以及车速、车辆姿态信息,运用图像处理、信息融合、模式识别、智能技术等,实现周边车辆检测与跟踪、道路标志识别、道路环境场景实时显示、驾驶安全语音提示预警、安全车距保持、驾驶疲劳监控等,并可实现自适应巡航运行控制。

⑨网络总线技术

为简化线路连接,提高可靠性和故障诊断水平,有利于数据资源共享,并便于建成开放式的标准化、模块化结构,近年来,汽车网络总线技术得到快速发展。该项技术的应用,带来了整车电气系统设计的革新和结构的优化。

网络总线主要包括CAN、LIN、MOST、FLEXRAY等。

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