汽車(chē)的電子化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化是現代汽車(chē)發(fā)展的重要標志,隨著(zhù)消費者對汽車(chē)功能和性能要求的日益提高,汽車(chē)正在逐漸由機械系統向電子系統轉換,目前全球汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)面臨著(zhù)高速增長(cháng)的機遇。
在國外,電子系統已占到一輛普通轎車(chē)總成本的30%,在高級轎車(chē)上比例更高,在國內,中高級轎車(chē)電子裝置的配置已經(jīng)接近或達到了國外汽車(chē)工業(yè)發(fā)達國家水平。但我國汽車(chē)電子業(yè)總體上還與國外有很大差距,需要加大研究投入的力度。
汽車(chē)電子技術(shù)經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段的發(fā)展,現正處在第三個(gè)階段。第一階段的汽車(chē)電子設備主要采用分立電子元件組成電子控制器,并開(kāi)始由分立電子元件產(chǎn)品向集成電路產(chǎn)品過(guò)渡;第二階段則主要采用集成電路和8位微處理器開(kāi)發(fā)汽車(chē)專(zhuān)用的獨立控制系統;第三階段開(kāi)始于20世紀90年代,汽車(chē)電子設備廣泛采用1 6位或3 2位微處理器進(jìn)行控制,控制技術(shù)向智能化、網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展。在該階段出現了很多新的技術(shù)研究領(lǐng)域和研究熱點(diǎn),本文就其中幾個(gè)典型的方面進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
一、線(xiàn)控技術(shù)(control by—wire)
汽車(chē)的各種操縱系統正向電子化、自動(dòng)化方向發(fā)展,在未來(lái)的5—10年里,傳統的汽車(chē)機械操縱系統將變成通過(guò)高速容錯通信總線(xiàn)與高性能C P U相連的電氣系統。如汽車(chē)將采用電氣馬達和電控信號來(lái)實(shí)現線(xiàn)控駕駛(steer by—wire)、線(xiàn)控制動(dòng)(brake by—wire)、線(xiàn)控油門(mén)(throttle by—wire)和線(xiàn)控懸架(suspension by—wire)等,采用這些線(xiàn)控系統將完全取代現有系統中的液壓和機械控制。
在新一代雅閣V6轎車(chē)上采用的DBW就是新技術(shù)之一。DBW是線(xiàn)控油門(mén)的英文縮寫(xiě),也可稱(chēng)之為電控油門(mén),即發(fā)動(dòng)機的油門(mén)是通過(guò)電子控制的。傳統的油門(mén)控制方式是駕駛員通過(guò)踩油門(mén)踏板,由油門(mén)拉索直接控制發(fā)動(dòng)機油門(mén)的開(kāi)合程度,從而決定加速或減速,駕駛員的動(dòng)作與油門(mén)動(dòng)作之間是通過(guò)拉索的機械作用聯(lián)系的。而DBW將這種機械聯(lián)系改為電子聯(lián)系。駕駛員仍然通過(guò)踩油門(mén)踏板控制拉索。但拉索并不是直接連接到油門(mén),而是連著(zhù)一個(gè)油門(mén)踏板位置傳感器,傳感器將拉索的位置變化轉化為電信號傳送至汽車(chē)的大腦ECU(電子控制器),ECU將收集到的相關(guān)傳感器信號經(jīng)過(guò)處理后發(fā)送命令至油門(mén)作動(dòng)器控制模塊,油門(mén)作動(dòng)器控制模塊再發(fā)送信號給油門(mén)作動(dòng)器,從而控制油門(mén)的開(kāi)合程度。也就是說(shuō)駕駛員的動(dòng)作與油門(mén)的動(dòng)作之間是通過(guò)電子元件的電信號聯(lián)系的。雖然從構造上來(lái)看,DBW比傳統油門(mén)控制方式復雜,但油門(mén)的控制卻比傳統方式精確,發(fā)動(dòng)機能夠根據汽車(chē)的各種行駛信息,精確調節進(jìn)入氣缸的燃油空氣混合氣,改善發(fā)動(dòng)機的燃燒狀況,從而大大提高了汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟性。
使用線(xiàn)控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)很多,比如使用線(xiàn)控制動(dòng)無(wú)需制動(dòng)液,保護生態(tài),減少維護;質(zhì)量輕;性能高(制動(dòng)響應快);制動(dòng)磨損最小(向輪胎施力更均勻);安裝測試更簡(jiǎn)單快捷(模塊結構);更穩固的電子接口;隔板間無(wú)機械聯(lián)系;簡(jiǎn)單布置就能增加電子控制功能;踏板特性一致;比液壓系統的元件更少等。
二、CAN網(wǎng)絡(luò )
由于至今仍沒(méi)有一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò )可以滿(mǎn)足未來(lái)汽車(chē)的所有成本和性能要求,因此,汽車(chē)OEM制造商仍將采用多種聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(包括CAN、LIN和MOST、1394等)。
隨著(zhù)電控單元在汽車(chē)中的應用越來(lái)越多,車(chē)載電子設備間的數據通信變得越來(lái)越重要,以分布式控制系統為基礎構造汽車(chē)車(chē)載電子網(wǎng)絡(luò )系統是很有必要的。大量數據的快速交換、高可靠性及廉價(jià)性是對汽車(chē)電子網(wǎng)絡(luò )系統的要求。在該網(wǎng)絡(luò )系統中,各處理機獨立運行,控制改善汽車(chē)某一方面的性能,同時(shí)在其它處理機需要時(shí)提供數據服務(wù)。汽車(chē)內部網(wǎng)絡(luò )的構成主要依靠總線(xiàn)傳輸技術(shù)。



