汽車
電(dian)子化被認(ren)爲是(shi)汽車(che)技術(shu)發展(zhan)進程中的(de)一次(ci)革命。汽車電子(zi)化的程度(du)被看(kan)作是(shi)衡量現代(dai)汽車水平的重要标(biao)志(zhi)，是(shi)用來(lai)開發新車(che)型，改(gai)進汽(qi)車性能最(zui)重要的技(ji)術措施。汽(qi)車(che)制造商(shang)認爲(wei)增加汽車(che)
電子(zi)設備(bei)的數(shu)量、促(cu)進汽(qi)車電(dian)子化(hua)是(shi)奪取未(wei)來汽(qi)車市(shi)場的重要(yao)的有效手(shou)段。
據(ju)統(tong)計(ji)，從1989年至2000年，平(ping)均(jun)每輛(liang)車上電子(zi)裝置(zhi)在整(zheng)個汽(qi)車制(zhi)造成(cheng)本(ben)中所占(zhan)的比(bi)例(li)由16%增至(zhi)23%以上(shang)。一(yi)些(xie)
豪華轎車上，使用
單(dan)片微(wei)型計(ji)算機的數(shu)量已經達(da)到48個，電子産品(pin)占到(dao)整車成本(ben)的50%以上(shang)。
按(an)照對(dui)汽車(che)行駛性能(neng)作用的影響劃(hua)分，可(ke)以(yi)把(ba)汽車(che)電子(zi)産(chan)品
歸納(na)爲兩(liang)類(lei)：一類是(shi)汽車電子控制裝置(zhi)，汽車電子(zi)控制裝(zhuang)置要和車上(shang)
機械系統(tong)進行配合(he)使用(yong)，即所謂(wei)“機電結(jie)合”的汽車(che)電子(zi)裝置；它們(men)包括(kuo)發動(dong)機(ji)、底盤、車(che)身電(dian)子控制。例(li)如電子
燃(ran)油噴射系統、制(zhi)動防(fang)抱死控制(zhi)、防滑(hua)控制(zhi)、
牽(qian)引(yin)力控(kong)制、電(dian)子(zi)控制
懸(xuan)架、電子(zi)控(kong)制自(zi)動變(bian)速(su)器、電子(zi)動力(li)轉(zhuan)向(xiang)等，另(ling)一類是車載汽(qi)車電(dian)子(zi)裝置，車(che)載汽車電子裝(zhuang)置是(shi)在汽車環(huan)境下能夠獨立(li)使用的(de)電子裝(zhuang)置，它和(he)汽(qi)車本(ben)身的(de)性能(neng)并無(wu)直接關(guan)系(xi)。它們包括汽車信息(xi)系統(tong)（
行車電腦）、導航(hang)系統、汽車(che)音響及電(dian)視娛(yu)樂系(xi)統(tong)、
車(che)載通(tong)信系(xi)統、上(shang)網設(she)備等(deng)。
2008年的(de)電子(zi)技術發展(zhan)的方向向(xiang)集(ji)中綜合(he)控制發展(zhan)：将
發(fa)動機管理系統(tong)和
自動變速器(qi)控制(zhi)系(xi)統，集成(cheng)爲動(dong)力(li)傳(chuan)動系(xi)統的(de)綜合控制(zhi)（PCM）；将制動防抱死控制(zhi)系統（ABS）、
牽引(yin)力控制系(xi)統（TCS）和(he)驅動(dong)防滑(hua)控制(zhi)系統（ASR）綜合(he)在一(yi)起進行制動控(kong)制；通過中央底(di)盤控(kong)制器，将
制(zhi)動、懸架(jia)、轉(zhuan)向、動(dong)力傳動(dong)等控制(zhi)系統通過(guo)總線(xian)進行(hang)連接。控制(zhi)器通過(guo)複(fu)雜的控制(zhi)運(yun)算，對各(ge)子系統(tong)進(jin)行協調，将(jiang)車(che)輛(liang)行駛(shi)性能(neng)控制(zhi)到最(zui)佳水(shui)平，形成一(yi)體化(hua)底盤控制(zhi)系統(tong)（UCC）。
由于汽車(che)上的(de)電子(zi)電器裝置(zhi)數量的急(ji)劇增多，爲(wei)了減(jian)少連(lian)接導線的(de)數量(liang)和重(zhong)量，網(wang)絡、
總(zong)線(xian)技術在(zai)此期間(jian)有(you)了很(hen)大的(de)發展(zhan)。總線(xian)技術是将(jiang)各種汽車(che)電子裝置(zhi)連接成爲一個(ge)網絡，通過數據(ju)總線(xian)發(fa)送(song)和接收信(xin)息。電(dian)子裝(zhuang)置除了(le)獨(du)立完(wan)成各(ge)自的控制(zhi)功能外(wai)，還可以(yi)爲其(qi)它控制裝(zhuang)置提(ti)供數(shu)據服(fu)務。由(you)于使用了(le)網絡化的設計，簡化(hua)了布線，減(jian)少了電氣(qi)節點(dian)的數(shu)量和導線(xian)的用(yong)量(liang)，使(shi)裝配(pei)工作(zuo)更爲(wei)簡化(hua)，同時也增(zeng)加了信息傳(chuan)送的可(ke)靠性。通(tong)過數據(ju)總線可(ke)以(yi)訪問(wen)任何一個(ge)電子控制(zhi)裝(zhuang)置(zhi)，讀取(qu)故障碼對其進(jin)行
故(gu)障診斷，使(shi)整車維(wei)修(xiu)工作變得更爲簡單(dan)。
汽車(che)電(dian)子(zi)技術(shu)的應(ying)用将使汽(qi)車發(fa)生以(yi)下主(zhu)要變(bian)化(hua)：
一(yi)、汽車(che)的
機(ji)械結構還(hai)将發生重大的(de)變化，汽車(che)的各種操(cao)縱(zong)系統向(xiang)電子化和(he)電動(dong)化發(fa)展，實現“線(xian)操控(kong)”。用(yong)導(dao)線代(dai)替原(yuan)來(lai)的機械(xie)傳動機(ji)構(gou)，例如“導線(xian)制動”、“導線(xian)轉向(xiang)”、“電子油門(men)”等。
二(er)、汽車(che)12伏
供(gong)電系統向42伏轉(zhuan)化。 随(sui)着(zhe)汽(qi)車電(dian)子裝置越(yue)來越多，消(xiao)耗的電能(neng)正在大(da)幅(fu)度地(di)增加(jia)。現有的12伏(fu)動力電源(yuan)，已滿(man)足不(bu)了汽車上(shang)所有電(dian)氣(qi)系統(tong)的需(xu)要。今(jin)後将(jiang)采用集成(cheng)起動機－發電機(ji)42伏供(gong)電系統，發電機(ji)
最大(da)輸出功率(lü)将會由2005年的1千(qian)瓦提(ti)高到8千瓦(wa)左右，發(fa)電效率将會達到80%以上(shang)。42伏汽車電(dian)氣系統新(xin)标(biao)準的實(shi)施，将(jiang)會使(shi)汽車電器(qi)零部件的(de)設計和結構發生重(zhong)大(da)的(de)變革(ge)，機械式的繼電(dian)器、熔(rong)絲(si)式(shi)保護(hu)電路将被淘汰。
汽車(che)電子(zi)技術(shu)的應(ying)用将(jiang)使汽(qi)車更(geng)加智能化(hua)。智能汽車裝備(bei)有多(duo)種傳(chuan)感器(qi)，能夠充分感知(zhi)駕車者和乘客(ke)的狀況，交(jiao)通設(she)施和周(zhou)邊環境(jing)的信息，判(pan)斷乘(cheng)員是(shi)否處(chu)于最(zui)佳狀态，車(che)輛和(he)人是否會(hui)發生(sheng)危險，并及(ji)時采(cai)取對(dui)應措施。
今(jin)天，社(she)會進入了(le)信息網絡時代(dai)，人們希(xi)望(wang)汽車(che)不僅(jin)僅是一種(zhong)代步工(gong)具，更希望在(zai)汽(qi)車是生(sheng)活及工作(zuo)範圍的一(yi)種(zhong)延(yan)伸，在(zai)汽車上就(jiu)像呆(dai)在自(zi)己的辦公(gong)室和家(jia)裏(li)一樣(yang)，可以收聽廣播(bo)，打電(dian)話，上(shang)互聯(lian)網，處理工(gong)作。随(sui)着數字技(ji)術的(de)進步，汽車也将(jiang)步入(ru)多(duo)媒體時代。利(li)用 操作系(xi)統開發的(de)車載(zai)計算(suan)機
多(duo)媒體(ti)系統，具有信息處理、通訊、導航(hang)、防盜、語(yu)言(yan)識别(bie)、圖像顯示和娛(yu)樂等功能(neng)。可以預見(jian)到的(de)将來(lai)，汽車裝置(zhi)自動(dong)導航(hang)和(he)輔助駕(jia)駛系統(tong)，駕駛員可把(ba)行(hang)車(che)的目(mu)的地輸入(ru)到
汽(qi)車電腦中(zhong)，汽車(che)就會沿(yan)着(zhe)最佳行車(che)路線行駛(shi)到達目的地。人們可(ke)以(yi)通過語(yu)言識别系(xi)統操(cao)縱着車内(nei)的各(ge)種設施，一邊駕駛着(zhe)汽車，一邊(bian)欣賞着(zhe)
音樂電(dian)視，還可(ke)上網預(yu)定飯桌(zhuo)、機(ji)票等
二、法規(gui)和市場(chang)推(tui)動着汽車(che)電子信息(xi)技術(shu)的發(fa)展，能源、排放(fang)、噪聲、安(an)全法(fa)規日趨嚴(yan)格，客戶(hu)對(dui)舒适(shi)性的要(yao)求(qiu)不斷(duan)提高(gao)，推(tui)動着汽(qi)車電子信(xin)息技(ji)術的(de)發展。我國(guo)也将實施歐Ⅲ排放标準，歐洲将(jiang)實施歐(ou)Ⅳ排放标準，德(de)國已開發(fa)出百公(gong)裏(li)油耗一升(sheng)的(de)汽車。提(ti)升
汽車安(an)全性(xing)的安全帶(dai)、
安全(quan)氣囊(nang)、ABS、ASR等都(dou)已智(zhi)能化(hua)。
三、汽(qi)車和(he)發動(dong)機系(xi)統微(wei)處理器的(de)規模(mo)越來(lai)越(yue)大(da)。汽車(che)微處(chu)理器越來(lai)越多，有的(de)車型(xing)達60個(ge)，并采(cai)用LIN、CAN
網(wang)絡控(kong)制，汽(qi)車電(dian)子産(chan)品(pin)已(yi)占汽(qi)車總(zong)成本(ben)的1/3，軟(ruan)件部分占 4%，這一(yi)兩年預計(ji)将超(chao)過10%。IC也(ye)将(jiang)不(bu)斷趨(qu)于集成化，如今(jin)的一個IC可(ke)實現(xian)相當(dang)于以(yi)前多(duo)個IC的功(gong)能(neng)。爲适(shi)應
電(dian)子(zi)系統發展需(xu)求，汽(qi)車供(gong)電系統将(jiang)從 12V發展到(dao)42V。
四、将普及(ji)電控電噴(pen)系統，提高(gao)
動力(li)系統(tong)效率，可以(yi)看出所有發動(dong)機已(yi)采用了電(dian)子技術，廠(chang)商(shang)也正在(zai)普及和提(ti)高：
電控高(gao)壓(ya)共軌柴(chai)油機正大(da)量研究，電力電(dian)子模(mo)塊混合動(dong)力驅(qu)動系(xi)統成驅動(dong)主力，
氫燃(ran)料電(dian)池混(hun)合(he)動(dong)力汽(qi)車商業化(hua)取得(de)新進(jin)展(zhan)，電控複(fu)合火(huo)花點火發(fa)動機(ji)迅速(su)普及(ji)，高級(ji)電控(kong)均勻充氣壓(ya)燃(ran)發動(dong)機正加(jia)緊研究。
五、線(xian)控或驅動(dong)系統迅(xun)速(su)發展(zhan)，線控(kong)轉(zhuan)向(xiang)、線控(kong)制動正加(jia)緊研(yan)究，線控(kong)将取代(dai)機械(xie)系統(tong)，汽車底盤将發(fa)生革(ge)命性變(bian)化(hua)。
六、
ITS正(zheng)迅速(su)興起，包括(kuo)汽車的智(zhi)能化、公路(lu)的自動化(hua)和導航系統等(deng)。
七、綜(zong)合控(kong)制成(cheng)爲汽(qi)車電(dian)子信息技(ji)術發(fa)展趨(qu)勢，包括動(dong)力傳(chuan)動系統、底盤與(yu)
安全系統、車身與防盜系統等(deng)，遠程信息處理(li)系統(tong)将使藍牙(ya)技術廣(guang)泛(fan)應用(yong)于汽(qi)車(che)，汽車智(zhi)能化将不(bu)斷升(sheng)級。
産品(pin)的開發(fa)流程
車控(kong)電子(zi)産品(pin)是軟(ruan)硬件(jian)結合(he)的嵌(qian)入式系統(tong)。爲了節約(yue)資源(yuan)，縮短(duan)産品開發(fa)周(zhou)期，一般(ban)應采取軟硬件同步開(kai)發(fa)的方(fang)案。車(che)控電(dian)子産(chan)品的開(kai)發(fa)工具(ju)對軟(ruan)硬件的同步開(kai)發(fa)、調試提(ti)供了很(hen)好的支持。車(che)控電子産(chan)品的(de)軟件(jian)開發分爲(wei)功(gong)能描述(shu)、軟件設計(ji)、代碼生成(cheng)、操作系統(tong)環境下高級調試等(deng)步驟。車控(kong)電子産品(pin)的
硬(ying)件開發分爲硬(ying)件描(miao)述、硬(ying)件設計、硬件(jian)調(diao)試等(deng)步驟。當(dang)軟(ruan)件設計完(wan)成後，通過(guo)使用相應的工(gong)具，完(wan)成(cheng)在虛拟(ni)
ECU平台(tai)上(shang)的驗證。當硬(ying)件設計完(wan)成後，與硬(ying)件一(yi)起進(jin)行軟硬件(jian)集成調試(shi)。通過這種開發(fa)方式(shi)，縮短了産(chan)品上(shang)市的時間(jian)。 軟硬(ying)件并行(hang)的(de)開發(fa)方案
産品軟件(jian)開發流(liu)程
汽車(che)車控(kong)電(dian)子産品(pin)
軟件開(kai)發流程(cheng)是“V”形開發流程(cheng)。“V”形開發(fa)流程分爲五(wu)個(ge)階段，即(ji)功能設計(ji)、原型(xing)仿真(zhen)、代(dai)碼生成(cheng)、硬件在回(hui)路仿(pang)真－HIL、标定。
在(zai)功能(neng)設計階段(duan)使用(yong)的主(zhu)要工具是(shi)
MATLAB。通過使用(yong)MATLAB提供(gong)的
SIMULINK、
STATEFLOW等(deng)工具，完成(cheng)控制方案(an)的設(she)計、功(gong)能模(mo)塊的(de)設計、控制(zhi)算法的設計等任務(wu)，并進(jin)行(hang)初步的仿真模(mo)拟工作(zuo)。在原(yuan)型仿(pang)真階段使用的主要(yao)工具是DSPACE。使用DSPACE提(ti)供的(de)快速控制(zhi)原型－RCP工(gong)具(ju)完成離線的仿(pang)真工(gong)作。在開(kai)始該階(jie)段之前，需要使(shi)用REAL TIME WORKSHOP、TARGETLINK等(deng)工具(ju)完成(cheng)由SIMULINK、STATEFLOW等(deng)産生的代(dai)碼向(xiang)标(biao)準 C代碼的轉(zhuan)換工(gong)作。
代(dai)碼生(sheng)成過(guo)程
在(zai)進行(hang)向标準 C代(dai)碼的轉換(huan)的過程中，可以根據(ju)需要加入(ru)符合(he)OSEK規範(fan)的
嵌入式(shi)實時操作系統(tong)。在代碼生(sheng)産階(jie)段使用的(de)主要工具是CODEWARRIOR。通過使(shi)用CODEWARRIOR提(ti)供的(de)
編譯(yi)器、調試(shi)器等工(gong)具，完(wan)成從(cong)标準(zhun)C代碼(ma)向目标硬(ying)件平(ping)台上的産(chan)品代碼的(de)轉換(huan)工作。如圖(tu)2所示(shi)表示了(le)車控電(dian)子産品的代碼(ma)生成(cheng)過(guo)程。車控(kong)
電子産品(pin)代碼(ma)生成(cheng)過(guo)程(cheng)
汽車(che)電子系(xi)統(tong)劃分(fen)
汽車電(dian)子産品(pin)可分爲(wei)兩大類：1. 汽車電子控制(zhi)裝置，包括動力(li)總成(cheng)控制、底盤(pan)和車身(shen)電(dian)子控(kong)制、舒(shu)适和防盜(dao)系統。2. 車載(zai)汽車電子裝(zhuang)置，包括(kuo)汽車信(xin)息(xi)系統(tong)(
車載(zai)電(dian)腦)、汽車(che)胎壓監測系統、導航(hang)系(xi)統、汽車(che)視聽娛樂(le)系統(tong)、車載(zai)通信系統(tong)、車載網絡(luo)、
倒車(che)影像(xiang)後視系統(tong)、車載(zai)領航(hang)員後(hou)視攝(she)像頭(tou)等。
汽(qi)車電(dian)子(zi)未(wei)來的(de)市場(chang)更趨向于(yu)安全，從市(shi)場的需求(qiu)可以(yi)看出(chu)人們對于安全(quan)的駕(jia)駛技術以(yi)及産品的(de)關注度很(hen)高(gao)。已經在(zai)
被動安全(quan)技術(shu)取得(de)了重大的(de)進展——即在(zai)汽車(che)發生碰撞(zhuang)時爲(wei)駕駛者和(he)乘客提供保(bao)護的技(ji)術和産品(pin)，如
碰(peng)撞傳感(gan)器、氣囊(nang)、安全帶、随(sui)動轉(zhuan)向結(jie)構、以(yi)及金(jin)屬闆沖撞(zhuang)區等産品(pin)和技術已(yi)經在(zai)汽車(che)碰撞(zhuang)事故(gu)中(zhong)挽救了(le)許多(duo)人(ren)的(de)生命(ming)，并減(jian)少了(le)人員(yuan)傷害。但是(shi)，最新(xin)的發(fa)展方(fang)向是(shi)主動安全性，通過采(cai)用(yong)
雷達、光(guang)學和
超聲(sheng)波傳(chuan)感器(qi)等(deng)技術，測(ce)量汽(qi)車與(yu)周圍物體的(de)距離和(he)接近物體(ti)時的(de)速度(du)。該數據可(ke)用于提(ti)醒(xing)駕駛(shi)者控(kong)制(zhi)汽車的(de)駕駛速度，避免(mian)可能(neng)發生(sheng)的碰(peng)撞事件。該(gai)信息還可用(yong)于控制(zhi)制動(dong)器或(huo)轉向(xiang)系統(tong)，以自動避(bi)免碰撞(zhuang)。該碰撞(zhuang)避免系(xi)統可以(yi)降低(di)全球(qiu)事故率以及汽車事(shi)故的昂(ang)貴(gui)成本(ben)。
