電子技術的應用賦予了汽車更多的功能。據(jù)國外一家公司(vdi)的分析和預測,電子/電器占汽車制造的成本從60年代起逐年增長。80年代后期,成本份額達到12%左右。主要是電子控制燃油噴射,電子發(fā)動機控制和電子變速器控制等。到了90年代增幅達到25%,其中主要是柴油噴射、導航裝置等電子系統(tǒng)。隨后,集成式汽車電子裝備占汽車制造總成本的份額始終保持穩(wěn)定增長的態(tài)勢,預計到2010年可達到30%。
技術創(chuàng)新要與用戶目標一致
汽車電子技術是用來滿足用戶對汽車安全性、可靠性或實用性功能的期望和要求。就汽車制造商來說,關鍵是要通過技術創(chuàng)新將其發(fā)展的目標與用戶的高要求一致起來,例如,bmw公司就較好地把其發(fā)展目標與用戶的需求結合起來,他們不斷完善汽車行駛的動力性,提高發(fā)動機的功率,塑造人機工程學,追求一流的質量,最大限度地去滿足用戶的要求。許多汽車制造商加大了電子技術科技創(chuàng)新的投入,通過新技術、新產(chǎn)品,不斷改變和完善汽車功能。今天的電子技術已完全實現(xiàn)了靠機械、液壓手段所不能達到的目標和要求,并正在為實現(xiàn)用戶更高的期望和要求向前發(fā)展。在過去30多年里,電子技術的應用給汽車帶來了主要變化如下:
●機電學受到電子學的沖擊,例如觸點繼電器被半導體器件開關所取代。
●機械與電子結合的機械電子學使機電一體化和降低成本有了新的解決方法,并得到了廣泛的應用。
●帶信號預處理的智能傳感器被更多的采用。
●在控制器和傳感器之間的布線被不同功率等級的總線系統(tǒng)所取代。
●隨著功能的增多,控制復雜性的提高,部分功能的配置和網(wǎng)絡化逐步增強。
●發(fā)展的重點由硬件開發(fā)向軟件開發(fā)轉變。硬件和軟件均向標準化方向發(fā)展。
●汽車不再是交通系統(tǒng)中孤獨的運輸工具,而是不斷處在與外界的聯(lián)系和數(shù)據(jù)交換中。駕駛員擺脫了與周圍所發(fā)生的事件隔絕的狀況。
●其他領域的電子設備,如娛樂和通訊電子設備不斷用于汽車上。
電子技術新的開發(fā)程序
汽車電子產(chǎn)品(包括電子系統(tǒng))的創(chuàng)新和技術更新要比汽車的更新快得多,這給汽車電子產(chǎn)品的研制者提出了更大的挑戰(zhàn)。一般汽車發(fā)動機的更新周期大約為7年,而電子產(chǎn)品的更新周期通常要更短,如車用電話的更新周期最多6~12個月,這就需要制造商對市場的變化作出靈活、快速、應急的反應。
過去在開發(fā)電子/電器產(chǎn)品時,都是按照傳統(tǒng)的模式:設計-試樣-試驗-批生產(chǎn)的程序進行。這種方式已不能再適應未來的需要?,F(xiàn)在采用了一種新的開發(fā)方式,主要是通過產(chǎn)品功能模型和模擬試驗來進行。這種通過產(chǎn)品模型概念的構思到樣品的模擬來確保產(chǎn)品性能的開發(fā)模式被認為是未來汽車電子產(chǎn)品開發(fā)的核心部分。這好比對樣品模型進行編碼設計,然后將其快速轉化到樣件平臺上進行試驗。這種從實物到虛擬的轉變在設計的初期階段是絕對必要的途徑,它能縮短開發(fā)的時間,提前保證產(chǎn)品的性能,降低開發(fā)成本。
目前,按汽車裝備來分,汽車上有60多個電子控制器,它可以通過控制器的標準化加以解決,即通過所謂的編碼,以使控制器適應于各種變型車。
電子技術在傳動系上的應用
1967年汽油電子噴射的出現(xiàn)。1979年發(fā)動機數(shù)字式電子裝置的出現(xiàn)以及隨后幾年中許多其它電子裝置的相繼開發(fā),諸如爆震轉速調(diào)節(jié)、怠速轉速調(diào)節(jié)、冷起動性能的改善、λ調(diào)節(jié)和特性曲線控制等都是電子技術的應用成果。1986年人們終于采用了電子發(fā)動機控制和自動變速器控制,這為汽車技術的發(fā)展起到了極大的促進作用。
發(fā)動機/傳動系電子技術-包括底盤(行走機構)和輔助裝置的調(diào)節(jié)已從單獨的控制器向復合、一體化的傳動系統(tǒng)控制發(fā)展。單個的控制器可以通過can總線連接在一起相互交換數(shù)據(jù),這種相互連接帶來的好處是傳感器信號可以供許多控制器同時使用,且所有控制器享有相同的信息。另一方面,通過此種連接可以在整個系統(tǒng)內(nèi)開發(fā)更新的功能,并降低系統(tǒng)的成本。
如今,發(fā)動機大多數(shù)功能均能達到實時控制,使燃燒過程更佳,從而增大了功率和扭矩,降低了排放和燃料消耗。
電子技術的繼續(xù)發(fā)展將是現(xiàn)有的高效16位控制器被具有1~2兆字節(jié)存儲器的32位計算機所替代,其運算速率可達到70年代大型計算機設備的水平。這種復雜的系統(tǒng)控制(上百種功能)在開發(fā)過程中需要與供應商協(xié)調(diào)一致、共同研發(fā)。同時,還需盡可能采用標準的開發(fā)軟件和帶有標準接口的功能模塊,以確保開發(fā)過程中信息流的暢通與系統(tǒng)的適應性。
當然在一系列新功能的開發(fā)中也存在一些難點,汽車用電增大給電能調(diào)節(jié)帶來的難度以及汽車用電不斷增長需要效率更高的新型發(fā)電機等。
主動和被動安全系統(tǒng)電子技術
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,交通安全越來越受重視。汽車安全涉及照明、目視、制動和行駛性能改善的主動安全及防碰撞、乘員約束系統(tǒng)等措施的被動安全。
為了提高汽車行駛的主動安全性,電子技術應用的下一步開發(fā)方向是:
●具有連續(xù)調(diào)節(jié)減振性能的電子控制減振器(edc)
●具有多極報警門閥的輪胎壓力報警系統(tǒng)
●以車輪防抱制動控制(abs)和自動防滑和牽引力控制(asc+t)以及車輪制動偏轉力矩校正為基礎的電子穩(wěn)定程序和動力傳動穩(wěn)定控制系統(tǒng)(esp/dsc)
●適應交通流的車速調(diào)節(jié)的自動巡航定速控制(acc)
●線控技術如電子伺服制動控制或前后輪轉向控制
電子控制減振器可以處理各種傳感器信號,如車輪轉速、轉向角度和側滑橫向加速度。由此計算出特殊狀態(tài)下的參數(shù)值,并根據(jù)當時的行駛狀態(tài)和相應的氣候情況分別得出前軸和后軸減振器的調(diào)節(jié)參數(shù)。
汽車機動安全行駛的另一個重要方面就是輪胎的壓力要適合。因為在80%的情況下,輪胎的損壞是由于輪胎壓力緩慢地下降而導致。新型的rdc輪胎壓力監(jiān)控器可以通過四個車輪內(nèi)的無線傳感器對輪胎的壓力和溫度進行不間斷地監(jiān)控。這種電子系統(tǒng)在輪胎損壞前能及時向駕駛員報警。尤其在輪胎運轉受到過度擠壓情況下,能避免危險行駛。
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