《电子技术在汽车上的应用与发展(正文)(共20页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子技术在汽车上的应用与发展(正文)(共20页).doc（20页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上前 言随着科学的发展和社会的进步，汽车已成为人类生活、现代物质文明不可缺少的部分，汽车技术是衡量一个国家工业化水平的重要标志。从世界上第一辆汽车诞生至今，汽车面临着市场竞争、能源短缺、环境污染和安全性、舒适性、方便性等一系类问题与需求的挑战。解决和满足这些需求，很大程度上取决于先进技术，特别是电子技术在汽车上的应用。从汽车设计、制造、检测、运输管理到汽车故障诊断都采用了电子技术。汽车技术与电子技术相结合，形成了汽车电子技术这门新的科学技术。本论文一共分为四章，第一章绪论主要介绍了我国汽车电子技术从二十世纪六十年代至今的发展同时概括了现代电子技术应用的优越性。第二章概述
2、了汽车电子技术的基本组成，各个传感器以及其基本工作原理。电子技术在汽车上的具体应用在第三章做出了着重的介绍，在最后还对未来电子技术在汽车上的发展趋势做出了概括性的论述。第 1 章 绪 论 1.1我国汽车电子技术发展的现状随着汽车排放法规要求的不断提高和电子技术、计算机技术及信息技术的不断发展，电子技术在汽车上的研究应用也越来越广泛，汽车电子化程度也越来越高，汽车电子技术的发展大致可以分为三个阶段。第一阶段，20世纪60年代以前此阶段主要开发单一的电子零部件，研究设计是局部的，没有系统的概念，只是改善汽车某些独立机械部件的性能。此阶段代表的电子器件有整流器、调节器、晶体管无触点点火装置、闪光器、
3、电子时钟等。第二阶段，20世纪60年代末至90年代随着规模集成电路的快速发展和计算机技术在控制技术方面的应用，使汽车电子技术迅速发展。此阶段着重各汽车系统的独立控制部分，并使独立控制系统的控制技术更加成熟，如发动机控制系统、ABS控制系统、车身控制系统、安全气囊控制系统、巡航控制系统等。第三阶段20世纪90年代至现在微机运算速度的提高和存储位数的增加使汽车电子控制系统的设计可以从整体的角度来考虑。由于汽车本身是一个复杂的系统，具有多科学、多系统交叉的特点，整体控制电子技术的发展优势越来越明显。现在应用广泛计算机网络与信息技术，使汽车更加自动化、智能化，并向人、车、路、环境的整体关联方向发展。国
4、内的汽车电子企业的现状为起步晚、规模小、水平低、配套难，由于国内汽车电子企业起步晚、产品技术成熟度低、质量不稳定原因而不被整车企业采用，即使技术达到要求，也需经过国外厂商的严格实验论证，长时间的等待是国内汽车电子企业错失了大好时机。高门楷的配套入门水平只能通过销售市场销售产品，而无法成为OEM供应商来近一半扩大产品的规模。另一发面，开发体系不完善、核心技术的缺乏也无法满足整车企业的同步开发要求和产品竞争力的要求。1.2汽车现代电子技术应用的优越性由于电子技术、计算机技术和信息技术等新技术的发展和应用，汽车电子控制在控制的精度、范围、适应性和智能化等多方面有了较大的发展，实现了汽车的全面优化进行
5、。因此，在降低排放污染、减少燃油消耗、提高安全性和舒适性等方面，装有电子控制系统的汽车有着明显的优势。具体表现在可靠性增强，减少修复时间、控制精确，节油显著、闭环控制，减少空气污染、提高行驶稳定性，舒适性和安全性，减少交通事故。第 2 章 汽车电子控制2.1汽车电子控制的组成与原理汽车电子控制系统一般由信号输入装置、电子控制单元ECU和执行器三大部分组成。它按照信号输入、信息处理和控制输出三步骤运行(如图2-1所示)。信号输入装置电子控制单元执行器被控制机械装置 图2-1 汽车电子控制系统的基本构成其中信号输入装置由传感器和具有相关功能的电路组成，它完成检测信号的预处理。根据检测参数信号的不同
6、，信号输入装置可分为模拟量和数字量输入装置。模拟量通常有空气流量、冷却水温度、进气温度、燃油压力等），通过传感器变成模拟信号，经A/D转换器转换成数字量进入ECU。数字量输入装置主要是产生和处理高电平与低电平等离散信号。输入信号根据汽车的各个部分工作功能的不同传感器的分类也很多，如发动机电子控制系统就是使用多种传感器，像节气门位置、水温、吸入空气温度、爆震、进气压力（或进气量）、曲轴角度和氧传感器等。这些传感器可以随时检测发动机运行工况的参数，同时把这些参数装换成电信号输入到ECU。在变速器控制系统中主要装用的传感器有车速、节气门位置、发动机转速、控制油压、油温、变速杆位置传感器等。在制动控制
7、系统中主要由车速、车轮速度、制动踏板位置传感器。其余的像转向、悬架、空调、仪表报警、诊断等控制系统也包含许多的传感器。电子控制单元又称为车用计算机，ECU主要由输入回路、微处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口和输出回路组成。（如图2-2所示），各种波型的信号经过输入接口电路将从传感器中采集到的转速、油门踏板位置、冷却水温度等各种发动机信号进行放大、整形、电压变换、滤波处理等。保证实施准确地为CPU提供发动机的各种参数，以便CPU进行监控。以单片机为核心的系统电路，应用单片机丰富的接口资源采集发动机的各种工况和状态参数，之后加以转换处理。输出回路部分，根据系统处理后所得到的信息，进行信号输出
8、放大根据采集的系统参数进行工况判断，实现喷油量控制和定时控制等。 图2-2 电控单元ECU内部结构框架执行器又称为执行元件执行机构或执行装置。车用执行装置是汽车电子控制系统的输出装置，它把从ECU传来的信号转化为机械运动。执行器通过电能、发动机真空、气压或三者之间的组合作用，对外做功。常见的执行器主要有电磁阀、电动机、继电器、电子开关等。2.2汽车采用的主要电子控制2.2.1发动机电子控制系统该系统主要包括：电子燃油喷射、电控点火装置、怠速控制（ISC）、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断和报警系统、备用控制系统与失效保护。用于实现低油耗、低污染，提高动力性和经济性。2.2.2传
9、动系的电子系统该系统主要包括自动变速器和动力总成的综合电子管理系统。用于减小动力传动系统中的冲击，减轻驾驶疲劳，提高汽车的动力性与舒适性。2.2.3底盘的电子控制系统该系统主要包括：电控悬架、电控动力转向系统、电控防滑系统(ASR)和电控制动防抱死系统(ABS)。用于提高汽车的舒适性、安全性和动力性。2.2.4车身系统的电子控制该系统主要包括：安全气囊、安全带、中央防盗锁装置、自适应空调、车内噪声控制、座椅控制、自动刮水器、自动车窗、和满足多种用电设备需求的电源管理系统等。用于增强汽车的安全性、舒适性和方便性。2.2.5信息通信系统该系统主要用于和社会联系以及调整各部分的电子控制功能。由大量计
10、算机、传感器和交通管理服务系统连接在一起的综合显示系统，如驾驶员信息系统、导航系统（GPS）计算机网络系统、状态检测与故障诊断系统等，未来汽车电子技术发展的主方向。第 3 章 汽车电子技术的应用3.1汽车发动机电子技术目前，环境保护已经成为人类社会可持续发展战略的核心问题。环境保护问题既是影响各国能源决策和科技导向的关键因素，也是促进能源科技发展的巨大动力。发动机电子（EECS）通过对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等电子控制，是发动机在最佳工况下工作，以达到提高其整车性能、节约资源、提高整车性能。3.1.1发动机电子控制系统的组成及分类精确地控制空燃比和点火时刻是发动机电子控制的
11、主要内容，EFI系统主要是由供气系统、供油系统、控制系统和点火系统组成。除此之外，其辅助控制的内容还有怠速、排气再循环、发电机、冷却风扇、二次空气喷射、进气增压、极限转速及系统自诊断等，它们在不同类型的汽车上或多或少地被应用。自20世纪60年代以来，美国、德国和日本等工业发达国家相继开发研制并在汽车上装备多种类型、档次各异的汽油喷射系统，各系统的名称不尽相同。简要的分类有：（1）按控制原理分主要有机械控制式、机电控制式、电子控制式。（2）按喷油器安装位置分主要有单点燃油喷射SPFI或SPI系统、多点燃油喷射MPFI或MPI系统。（3）按喷油器喷射部位分有缸内喷射、进气管喷射。（4）按喷油器的工
12、作时间分有连续喷射、间歇喷射（同时、顺序、分组喷射）。（5）按进气量的测量方式分有直接与间接测量。3.1.2电子点火系统微机控制点火系统(MIC)，能实现最佳点火提前角的控制，从而提高发动机的动力性，降低汽油消耗量和有害气体的排放。MIC基本控制原理，空气流量传感器（AFS）和节气门位置传感器（TPS）向ECU提供发动机负荷信号，用于计算确定点火提前角；曲轴位置传感器（CPS）向ECU提供发动机转速、曲轴转角信号，转速信号用于计算确定点火提前角，转角信号用于控制点火时刻（点火提前角）；凸轮轴位置传感器（CIS）同于检测活塞上止点位置，识别缸序；冷却液温度传感器（CTS）、进气温度传感器（IAT
13、S）、车速传感器（VSS）、空调开关（A/C）以及爆震传感器（DS）等提供信号，用于修正点火提前角。根据SAE标准规定，无分电器的点火系统一律称为电子点火（EI）系统，而分电器式的点火控制系统一律称为分电器式点火（DI）系统。在电子点火（EI）系统中，曲轴的前部有一曲轴传感器，用来触发点火系统。在DI系统中，分电器驱动齿轮、轴和衬套容易受磨损。磨损的分电器零件会引起不稳定的点火正时，从而降低经济性和动力性，还会增加废气排放物。3.1.3燃油喷射系统电控燃油喷射系统(EFI)系统采用多种传感器检测发动机工作状态，经过ECU计算处理，使发动机在各种工况下均能获得最佳的空燃比，可有效地提高和改善发动
14、机的动力性和经济性。从20世纪30年代由于军用飞机上，1954年德国奔驰公司在奔驰300SL上装了机械式汽油喷射系统（K型）； 20世纪60年代在K型的基础上发展了机电组合式汽油喷射系统（KE型）；20世纪60年代后期，随着电子技术的发展，德国BOSCH公司研制出电控燃油喷射系统（EFI）。燃油喷射就是将燃油直接喷射到发动机的节气门体内或进气门前，与化油器靠进气真空将燃油吸入节气门体内的方式相比，燃油喷射提高了所有工况下对进入燃油的控制能力，从而改善了燃油经济性，减少排放污染，提高了发动机的效率和功率。通过对电磁喷油器（简称喷油器）燃油喷射脉冲宽度和脉冲开始时刻的控制，实现对喷油量和喷油正时的
15、控制。最新公布的燃油喷射系统是缸内直接燃油喷射系统（GDI）缸内直喷技术是伴随着稀燃技术的产生而产生的。当今发动机主要向环保与节能发展，除了尽可能地减少NOx、CO、HC这些有害气体之外，还要尽量减少能形成温室效应的CO2，减少能源的浪费。FSI发动机在=3的情况下照样可以工作，因此采用FSI技术不但环保而且其节油效果最高可达20%。图3-1为缸内直喷技术节油效果与其他节油技术的比较,图中黄色区域表示采用节油技术后所能达到最基本的节油效果；蓝色区域表示不同发动机，不同工况等因素所造成的差异。图3-1 缸内直喷技术节油效果与其他节油技术的比较3.1.4进气控制系统对于汽油发动机来说，进气控制系统
16、起着向发动机引入、调节和检测空气量的作用。其空气量的检测信号是ECU向喷油器输出喷油脉宽的重要依据，人们也正是通过对进气量的不断调节，来取得想要发动机转矩和转速的。提高充气效率也是进气系统的重要任务。特别是对于车用发动机，它是在一定体积与质量条件下，提高发动机动力性的主要途径之一。(1)进气控制系统的怠速控制，通常是指加速踏板处于自然状态，变速杆处于空挡或驻车挡;对于发动机而言通常是指节气门处于全关或在规定开度范围内，发动机对于变速器无功率输出的情况下处于稳定运转的状态。起作用主要是用于高怠速实现发动机启动后的快速暖机和负荷变化时，自动增加或减少进气量以维持发动机在目标怠速下稳定运转。汽车的标
17、准怠速值一般会标在发动机舱盖上。怠速的高低应考虑到冷却液温度、电器负荷、空调压缩机接入、液力变矩器负荷、动力转向接入等情况。如果怠速过高，会增加燃油消耗量；但过低又会增加有害物的排放。(2) 电子节气门控制系统的组成与作用直接进气式怠速控制机构只有在怠速范围内以及大众公司的巡航控制系统组合时，节气门的定位才由节气门电机驱动。电子节气门控制系统的节气门在整个调整范围内都由电机控制。驾驶员根据所需的发动机动力踩下加速踏板，加速踏板下的踏板位置传感器记录下加速踏板的位置并将该信号传递给发动机控制单元。发动机控制单元计算处理后输出控制信号给节气门定位器（电机与驱动齿轮组），定位器将节气门转动到相应的角
18、度。发动机控制单元也可以出于安全、燃油消耗、废气排放因素的分析，不考虑加速踏板的位置直接调整节气门的开度。(3)进气门可变凸轮控制我们知道，当气门间隙一定时，发动机的配气正时和进气门进气升程取决于进气凸轮的形状，一般发动机工作期间配气正时和气门升程是不可调整的，而实际上，发动机的配气正时与气门升程不但与发动机的转速有关，还与发动机的负荷、车速、冷却液温度都有关系。进气可变凸轮控制（VTEC）设置至少两个具有不同升程的进气凸轮，在发动机工作过程中，ECU随时根据有关传感器信号，变换这些凸轮来改变进气生成和配气正时，以做到最佳配气，从而提高汽车的动力性和燃油经济性。（4）废气涡轮增压系统常用废气涡
19、轮增压系统，主要由空气滤清器、废气涡轮增压器、中冷器等组成。废气涡轮增压器主要由涡轮和压气机两部分组成，涡轮与压气机的叶轮安装在同一轴上；涡轮的进气口与发动机排气管相连，出气口与排气消声器相连；压气机的进气口前端装有空气滤清器，出气口则经中冷器与进气管相连。中冷器全称为中间冷却器，其功用是使增压后的空气进入气缸前进行中间冷却，以降低进气温度。这是因为空气经增压后温度会升高，空气的密度并不能随其压力成正比增加，适当对增压后的空气进行冷却，可进一步提高发动机的进气量。废气涡轮增压基本原理如图3-2所示。发动机工作时，由排气管排出的高温、高压废气流经增压器的涡轮壳，在废气进入涡轮壳时利用废气通道截面
20、的变化(由大到小)来提高废气的流速，使高速流动的废气按一定方向冲击涡轮，并带动压气机叶轮一起旋转，增压器转子的转速很高，每分种上万转甚至数十万转。经空气滤清器滤清后的空气被吸入压气机壳，旋转的压气机叶轮将进入压气机壳的空气甩向叶轮边缘出气口，使空气的压力和流速升高，并利用压气机出气口处通道截面的变化(由小到大)进一步提高空气压力，增压后的空气经中冷器和进气管进入气缸。图3-2 废气涡轮增压基本原理图3.1.5废气进化与排放控制系统汽车有害气体从三大途径，一是曲轴箱通风；二是汽油蒸汽；三是发动机排放的废气。曲轴箱串气是指发动机从压缩到做功行程时，从活塞、气缸的间隙中串出的气体(主要成分是HC)，
21、这是汽缸内燃烧气体的一部分。这些气体进入曲轴箱后使机油产生热分解而变脏，产生油泥，使金属零件加速磨损；加速金属氧化；汽油使金属变稀；水分混入机油，使机油品质显著下降。其次，串气使活塞和汽缸过热积碳造成早燃，引起活塞环胶着，造成汽缸擦伤等，成为产生各种故障原因。汽油蒸汽主要来源于油箱，其次化油器的浮子室和汽油泵的接头处等也会有汽油逸出。由于汽油蒸汽中的HC含量较高，故也是大气的污染源之一。发动机燃烧废气被认为是主要的大气污染源之一。废气中所含的各种有害气体的比例，随着汽车运转的不同而不同。如果怠速运转时，CO的排放量最大，氮氧化合物的量最小，在行驶时，氮氧化合物的排放量最大，HC最小。在加速时各
22、种有害气体排放量都增加，氮氧化合物的增加特别显著;在减速时，氮氧化合物量最小，而HC却显著增加。针对有害气体的来源，现在汽车上常用的排气净化装置有废气再循环系统、燃油蒸发控制系统、曲轴箱强制通风系统、三元催化等。(1)废气再循环EGR废气再循环是指发动机废气的一部分再送回进气管，并与新鲜的混合气混合后一起进入气缸参加燃烧。废气再循环的目的是将适量的废气重新引入气缸参加燃烧，从而降低气缸内的最高温度，以减少氮氧化合物的排放量。 (2）蒸发排放控制EVAP功能：如图3-3所示，收集汽油箱和浮子室内蒸发的汽油蒸汽，并将汽油蒸汽导入气缸参加燃烧，从而防止汽油蒸汽直接排出大气而造成污染。同时，根据发动机
23、工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸汽量。（3）二次空气喷射功能：二次空气喷射系统是将一定量的空气引入排气管中，使废气中的CO和HC与氧气发生化学反应，以减少CO和HC的排放，提高催化剂的转化率。其中空图3-3 蒸发排放控制EVAP 气泵系统（应用广泛） （4)三元催化转化TWC三元催化转化器TWC安装在排气管中部消声器内，其功能是利用含有铂（Pt）、钯（Pd）、铑（RH）等贵重金属的催化剂在300900的温度下将发动机排出废气中的氮氧化合物、HC、CO这些有害气体转化为无害气体，从而实现对废气的净化。图3-4为TWC示意图。图3-4 三元催化转化TWC3.2汽车底盘电子技术 3.2.1电子控制
24、式自动变速器1939年美国通用汽车公司首次将电控自动变速器(EAT)应用于轿车，随着电子技术的发展，自动变速控制技术发展迅速。EAT正实现一机多参数多规律控制，并在此基础上将发动机ECU与变速器ECU合并，实现综合控制。EAT为提高传动效率，改善燃油经济性，普遍采用了带锁止机构的液力变矩器；为减轻质量，缩短动力传动路线，前置发动机前轮驱动的轿车将变速器与驱动桥结合为一体构成自动驱动桥；为便于使用维修，控制系统的诊断功能不断增强；为加宽变速范围，缩小传动比间隔，自动变速器正在向多档化发展。EAT的ECU根据传感器检测到的发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器液压油温度等信号确
25、定换挡规律，并向电磁阀发出控制信号；电磁阀将该信号转变为液压控制信号，阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行机构的动作，实现自动换挡。2002年，由BMW和ZF公司合作开发了六前速自动变速器，主要使用在BMW745i等车型上。BENZ在2003年8月份以后的V8车型上使用7前速自动变速器，称为722.9自动变速器 。最近，在最新款的LEXUS LS460L上推出了8前速的自动变速器，这是目前轿车上使用档位最多的自动变速器。为改善变速器的性能和满足各种类型的驾驶员的要求，电控自动变速器由传统的变速器控制系统进入到目前较新的模糊逻辑控制系统。 传统的控制系统只控制变速器的换档时机和锁
26、止离合器的锁止时机，之后又发展到控制变速器的工作油压、换档时的油压和锁止离合器接合的油压变化。采用模糊逻辑控制之后，变速器的控制更人性化，更能满足各种需求。到90年代末，开始在中高档车型上采用手动和自动换档混合控制的变速器，称之为MAT。自动变速器的电子控制系统（ECT）用于精确控制自动变速器的换档时机和锁止离合器的工作，同时使换档更加平顺。它主要由输入元件、处理器（电脑）以及电脑控制元件组成。硬件的信号输入主要是由开关信号（模式选择开关、挡位开关、手控换挡开关）；传感器有轮速传感器、温度传感器、转速传感器；硬件输出信号包括电磁阀、故障警告灯 。3.2.2ABS/EBD/TCS/ESPABS即
27、(Anti-skid Brake System)防抱死制动系统，ABS是汽车上的一种主动安全装置，用于汽车制动时防止车轮抱死拖滑，以提高汽车制动过程中的方向稳定性、转向控制能力和缩短制动距离，充分发挥汽车的制动性能。ABS主要是由ABS控制器（包括ABS电子控制单元、液压控制单元、液压泵）、4个车轮转速传感器、ABS故障警告灯、制动装置警告灯组成。汽车在制动过程中，车轮转速传感器不断把各个车轮的转速信号及时输送给ABS电子控制单元，ABS电子控制单元根据设定的程序对车轮转速传感器输入的信号进行处理，计算汽车的参考车速、各车轮速度和减速度，确定各车轮滑移率。如果某个车轮的滑移率超过设定值时，AB
28、S电子控制单元就会发出指令控制液压单元，使该车车轮制动轮缸中的制动压力减小;如果某个车轮的滑移率还没达到设定值时，ABS电子控制单元就控制液压单元，使该车轮的制动压力增大;如果某个车轮的滑移率接近于设定值时，ABS控制单元就控制液压单元，使该车制动压力保持恒定。从而使各个车轮的滑移率保持在理想的范围之内，防止四个车轮完全抱死。 车轮滑移率S=(v-r)/v 100% (3-1)其中： v 车速（车身速度、车轮中心速度） 车轮旋转角速度r 车轮滚动半径当S=0，时会出现纯滚动 S=1，时车辆会出现抱死拖滑 0S1，时车辆将会边滚边滑 在制动过程中，如果车轮没有抱死的趋势，ABS将不参与制动压力控
29、制，此时制动过程与常规制动系统相同。如果ABS出现故障，电子控制单元将不再对液压单元进行控制，并将仪表板上的ABS故障警告灯点亮，向驾驶员发出警告信号。此时ABS不起作用，制动过程将与常规制动系统相同。随着我国进入汽车社会，汽车安全的重要性日益提升。目前国内汽车厂家也推出了TCS、ESP等许多旨在提高车辆安全性的主动、被动安全系统。EBD即（Electric Brake force Distribution）电子制动力分配系统，使ECU通过车轮转速传感器不断地比较前、后车轮的速度，控制压力调节器，有效地防止后轮先抱死，在任何负载状态下最佳地利用(车轮对道路的)附着条件。EBD是ABS功能的衍生
30、，无需添加任何硬件，自动调整不同路况下前后轴的制动力分配比例。特别是弯路行驶时，通过轮速传感器，电子控制单元ECU计算出车轮的转速和车速，得知四个车轮的滑移。率，自动调节前、后轴的制动力的分配比例，提高制动效能，提高车的制动稳定性。一旦ABS开始起调节作用，EBD停止工作。图3-5为制动力与转向能力的分配图图3-5 ABS的附加功能电子制动力分配EBD汽车驱动防滑控制（Anti Slip Reguliation）系统，简称ASR，是应用于车轮防滑的电子控制系统。有些车系称为牵引力控制系统，简称TCS(Traction Control System)。对于动力较大的汽车，在加油行驶时，驱动轮有可
31、能发生短暂打滑。一旦行车电脑通过感应器检测到有驱动轮在空转，TCS会通过截断发动机供油来阻止空转继续发生，待到恢复正常行驶后马上恢复供油。一般车辆会有个单独的开关，可以让驾驶员选择要或不要TCS工作。默认状态下，该系统必要时自动介入工作，无须驾驶员操心。下图为实车中各组成元件的分布图3-6 电控驱动防滑/牵引力控制系统（ASR/TCS）ESP即电子稳定装置，是ElectronicStablityProgram的简称。ESP是由奔驰汽车公司首先应用在它的A级车上的，实际上也是一种牵引力控制系统。但是，与其他牵引力控制系统比较，ESP不但控制驱动轮，而且可控制从动轮。如后轮驱动汽车出现转向过度时，
32、ESP便会慢刹外侧的前轮来稳定车子，防止后轮失控而发生甩尾现象；在转向过小时，为了校正循迹方向，ESP则会刹慢内后轮，从而校正行驶方向。3.2.3电子控制悬架电子控制悬架系统又称为电子调节悬架系统。汽车运行中，当路面、行驶速度和载荷发生变化时，电子控制悬架系统能自动调节车声高度、悬架刚度和减震阻尼力的大小，从而较好地保持汽车的舒适性和操纵性能。电子控制悬架主要由传感器（前、后车声高度传感器、转向盘与转角传感器和节气门位置传感器和车速传感器等）、控制开关、电子调节悬架电控单元（EMS ECU）和执行机构（可调阻尼力的减震器、可调节弹簧高度和弹性元件等）组成。车声高度传感器采集前后车声高度信号、转
33、向盘转向与转角传感器采集汽车行驶方向信号、节气门位置传感器采集驾驶员加速或减速信号、车速传感器采集汽车行驶速度信号。传感器和控制开关向EMS ECU输入车身以及汽车行驶的状态信息，EMS ECU接收传感器和控制开关输入的电信号，并向执行元件发出控制指令，执行机构产生一定的机械动作，从而改变车身高度、空气弹簧的刚度或减震器的阻尼。3.2.4巡航控制系统CCS巡航控制系统是一种减轻驾车者疲劳强度的装置。当汽车在长距离的高速公路上行驶时，启动巡航控制系统就可以自动地将汽车自动将汽车固定在特定的车速上，免除驾车者长时间脚踏油门踏板的痛苦。同时，它还可以在巡航状态下对预定的车速进行加速和减速调节。目前，
34、国内生产的一些中高档车如帕萨特、雅阁等也都装有巡航控制系统。CCS主要由车速传感器、节气门位置传感器、控制开关、巡航控制单元ECU、控制开关和执行机构等部件组成。CCS的工作原理是由CCS ECU输入两种信号，一是驾驶员根据行驶条件，通过巡航开关设定的巡航车速指令信号，另一个是车速传感器输入的实际车速反馈信号。两种信号输入到ECU后，CCS ECU的比较器经过比较运算便可得到两个信号的误差，称之为误差信号。误差信号经过比例运算和积分运算后，再经过放大处理就可得到控制节气门开度大小的控制信号，CCS ECU将控制指令发送给执行机构，执行机构就可以驱动节气门拉锁调节发动机节气门开度的大小，将实际车
35、速迅速调节到驾驶员设定的车速值，从而实现恒速控制，即实现巡航控制。3.3信息和安全系统电子技术3.3.1汽车导航与定位系统对于目前交通路线复杂、车流拥挤的行车环境，这不仅降低了夜间行车的安全性，又加剧了交通堵塞及车辆耗油。采用车辆导航技术，改善了车辆行驶的安全性及效率，提高了道路通行能力，有利于缓解车流量、平衡交通调度及管制。现代的汽车导航具有实时位置测定、自动修正车辆位置、具有自动检索、图像放大等功能，成为交通行业控制管理的重要组成部分。车用电子导航系统又名全球定位系统（GPS）。GPS利用环绕在地球的24颗卫星进行定位，汽车依据其中的3颗卫星计算经纬坐标。当卫星将位置信息传送至GPS时，汽
36、车所在地以及路线就会显现在荧光屏的电子地图上。这样，电子导航系统就可在城市和公路网内定向选择最佳行驶路线，并将其轨迹在电子地图上显示。车用电子导航系统由软件和硬件两部分构成。系统硬件包括主机、GPS天线、车速传感器、专用CD-ROM、ECU、等；软件主要是电子地图。由于GPS的导航在收讯不良时会有一些误差，因此电子导航系统中还配备了由车速传感器和陀螺组成的独立导航系统，以修正偏差。3.3.2汽车语音与通讯系统根据市面上的防盗器分类，我们大致可以分为普通汽车防盗器、语音版汽车防盗器、GSM汽车防盗器、GPS防盗器等。普通防盗器具有中控门锁的功能，通过遥控器设置、解除防盗。当汽车发生碰撞时，通过报
37、警喇叭做出报警提示等。语音版的可以通过真人发音的方式提醒汽车的状态，如：防盗已解锁、请设防、请关好门。GSM汽车防盗器除了具有语音防盗器所具有的功能外还具有远程监听车辆状态，当车辆被盗时，通过电话的方式告知车主等功能。GPS防盗器可以通过GPS卫星，知道汽车的位置，让汽车随时随地都在你的掌控之中。这几种防盗器都有很大的共同性，那就是人性化的语音提示。不论是关好车门还是通过电话告知车辆的状况，都离不开语音，让一个产品具有人性化的一面，可以进行简单的人车交互。为了防止倒车时，防止对车及周围环境造成不必要的损伤，知道车体前后与障碍物之间的距离，倒车雷达应运而生，目前普通版和可视化倒车雷达这两种类型。
38、倒车雷达产品中，语音提示是一项必备的功能，这也意味着语音芯片成了此产品中的必备器件。第 4 章 汽车电子技术的发展趋势汽车电子技术的发展应用呈现多样化、一体化、集成化和网络化的特征。其主要表现在功能多样化，从最初的的发动机电子点火与喷油，发展到如今的各种控制功能，如自动巡航、自动启停、自动避撞等。技术一体化，从最初的机、电部件松散组合到如今的机、液、电、磁一体化，如直喷式发动机电子控制、共轨燃料喷射系统。系统集成化，从最初单一控制发展到如今的多变量、多目标综合协调控制，如动力总成综合控制系统、集成安全控制系统等。通信网络化，从最初的多子系统分别工作到如今的分布式模块化控制器局部网络，如以CAN
39、总线为基础的整车信息共享的分布式控制系统，以无线通信为基础的远程高频网络通信系统。4.1汽车电子关键技术4.1.1汽车传感器技术其发展趋势为微型化、多功能化和智能化，具有自动进行时漂、温漂和非线性的自校正，较强的抗干扰能力。第一，微型传感器利用MEMS(微电机系统)技术，将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在一块芯片上。第二，多功能传感器检测多个特征参数，提高系统的可靠性。第三，智能型传感器与大规模集成电路相结合，具有智能化计算和通信能力。4.1.2车用微处理器技术 车用微处理器将不断提高汽车电子装置的性能，改善复杂的汽车电子电路，减小汽车内部电路的体积。微处理器广泛应用于安全、环
40、保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断。汽车电子工业已形成了从半导体硬件到软件、从零组件开发到系统整合的一系列开发和生产体系目前将以8位、16位、及32位作为汽车微处理器主要基础架构，而随着汽车电子化深入发展，将从8、16位跳至32、64位甚至处理速度更高。4.1.3软件新技术 要求使用多种控制软件，以满足多种硬件要求。汽车多通道传输网络将大大依赖于软件，软件总数的增加及其功能的提高，形成高性能实时操作系统为汽车计算平台应用软件提供运行支持环境。4.1.4汽车网络技术 如控制器区域网（CAN）、局部互联网络（LIN）、高速容错网络（Flex Ray）、媒体定向系统传输（MOST）、与计算机网络
41、兼容的蓝牙技术和无线局域网技术。现代汽车控制系统以集中控制和单独控制为主，其最大问题就是可靠性问题。在装有上百个传感器的集中控制系统中，一旦微机出现故障就会全车瘫痪。应用网络技术，各危机就像办公电脑一样不但共用所有传感器，还可以共用其他设备，几十个微机，就是个别出现问题，整车还可以正常运行。网络技术汽车应用不但可以增加许多的功能，而且还可以大大增加其可靠性。为适应汽车网络控制的需要，目前的网络标准有Bosch公司制定的控制器局域网络（CAN）协议和Intel推出的SAEJ18065网络标准等。汽车网络技术还包括汽车上网系统，是一种无线的网络结构。人们在驾车时就可以完成上网、发电子邮件等网上操作
42、。目前，IBA公司和Motorola公司合作开发的车用无线Internet技术，将使驾驶员和乘客能够在车上发送电子邮件以及从事电子商务和网上购物、查看股市行情和天气预报等网上活动；Microsoft公司推出了具有将交互式语言识别等各种多媒体功能的网络技术。具有有无塞车交通状况通讯、最短距离导航通讯、全球卫星定位导航通讯等多种功能。4.2环保型汽车的开发与应用电动汽车是未来发展的主要趋势，电动汽车主要由纯电动式、混合动力和燃料电池三种类型，其系统控制主要以电控模块为基础实现系统独立控制或整体控制。混合动力汽车主要采用能够满足汽车巡航需要的较小发动机，其加速与爬坡所需的动力由电动机或其它辅助装置提
43、供，混合动力车的特点是能大部分回收制动能量。其系统控制除常规的发动机电控单元外还增加了电动机控制系统。在电动汽车的四轮驱动发面将向电机驱动、制动、测速、悬架集成的独立模块方向发展和开发整车控制策略及其相应的软、硬件，实现转速闭环控制和电子差速控制，形成以锂电池、燃料电池为动力的电电混合驱动形式；还可发展以集驱动、制动、测速、转向为一体的电动驱动模块、独立悬架和整车中央控制模块，并可配置成电池驱动、电池发动机驱动和电池燃料电池混合驱动的汽车。结束语电子技术在发动机、底盘、车身、信息与安全系统方面的应用发展很是迅速，这也是在不断满足人们对于汽车动力性、舒适性、安全性、环保节能的要求。光纤技术正在向
44、汽车领域迅速推广应用，一些航空的电子产品也不断向汽车领域移植，汽车电子化程度的高低已经成为当今世界衡量汽车先进水平的重要标志。当电子技术开始使用在汽车上以后，大大推动了汽车共轭的发展，并随着电子技术的进步，电子技术在汽车上所起的作用也越来越重要。参考文献1 高洪一.汽车电子技术M 北京：北京交通大学出版，20092 周云山.汽车电子控制技术M哈尔滨：机械工业出版社出版，20103 行文凯.汽车电控发动机电控系统M沈阳：机械工业出版社出版，20114 陆文昌.汽车电子技术与维修M北京：化学工业出版社出版，2009致 谢在这里我要感谢我的导师纪文煜老师，纪老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个
45、阶段都做出了精心的指导。从最初的选题到后来的完成，是老师合理安排论文阶段完成时间并做出了精心的指导。在论文选题、写作提纲、初稿的编写和修改，到一遍又一遍提出每稿中具体问题，严格把关，循循善诱。在纪老师的指导下，我在各方面都有所提高，老师以严谨求实，一丝不苟的治学态度和勤勉的工作态度深深感染了我，给我巨大的启迪，鼓舞和鞭策，并成为我人生路上值得学习的榜样。从这次论文完成中自己也学到了许多，发现自己在专业知识上还欠缺许多，这需要在以后的学习生活中继续弥补。使我的知识层次又有所提高。同时感谢所有教育过我的专业老师，你们传授的专业知识是我不断成长的源泉也是完成本论文的基础。也感谢我同一组的组员和班里的同学是你们在我遇到难题是帮我找到大量资料，解决难题。再次真诚感谢所有帮助过我的老师同学。专心-专注-专业