汽车电子现状及发展趋势

1、汽车电子技术现实状况及发展趋势吴 锋浙江大学动力机械及车辆工程研究所汽车电子现状及发展趋势第1页汽车汽车电子技术发展背景当代汽车已不再仅仅是一个简单代步工具，它已同时具备了交通、娱乐、办公和通讯等各种功效。汽车电子化使汽车进入了数字化时代当代汽车设计要处理问题仍还将是环境保护、节能、安全、便捷和舒适电子技术快速发展，为汽车向电子化、智能化、网络化、多媒体方向发展创造了条件汽车电子现状及发展趋势第2页推进汽车电子发展动力 汽车法规: 最早主要针对安全问题，随即陆续制订了排气污染与噪声控制、燃油经济性等一系列日益严格法规20世纪80年代，采取电子控制技术对汽车机械系统进行改造，使汽车动力性、经济性

2、、操纵性、平顺性、和安全性能等都得到了深入提升和改进20世纪90年代，伴随人们对节能、环境保护、安全、舒适、便捷和豪华追求，半导体集成电路和计算机技术进步，汽车上安装电子装置急剧增多，一些家用电器和计算机也逐步地移上了汽车汽车电子现状及发展趋势第3页汽车电子发展历程第一阶段： 20世纪50年代初到70年代初 主要特点：应用分立元件和简单集成电路组成电子装置代替传统机械部件 1953年美国Bendix企业着手开发汽油电喷装置1955年晶体管收音机成为汽车标准部件1960年起，克莱斯勒和日产开始采取二极管整流式交流发电机60年代中期，汽车上开始采取晶体管电压调整器和晶体管点火装置，1967年德国B

3、osch企业公布了D-Jetronic系统 1969年开始研制汽车变速器电子控制装置，并于1970年装车使用汽车电子现状及发展趋势第4页汽车电子发展历程（续）第二阶段： 从20世纪70年代到90年代中期 主要特点：汽车电子控制技术初步开始形成。应用大规模集成电路减小电子产品体积，应用微处理器提升电子系统可靠性和稳定性；应用电子装置处理机械装置所无法处理复杂自动控制问题1970年：电子控制防滑装置载货汽车防抱死制动装置(ABS)19721975年：BOSCH企业先后投产电子控制喷射系统1973年通用企业采取IC 点火装置，随即逐步普及。1974年通用企业装备高能点火系统，点火系统一体化汽车电子现

4、状及发展趋势第5页汽车电子发展历程（续）第二阶段： 从20世纪70年代到90年代中期1976年克莱斯勒企业开发出模拟计算机控制电子控制点火系统1977年美国通用企业开始采取数字式点火控制系统，是一个真正电子控制系统。同年，福特企业扩展到能同时控制点火、废气再循环和二次空气喷射发动机电子控制系统。1978年发动机电子控制系统具备空燃比反馈控制和怠速转速控制功效1980年丰用企业开发了能综台控制喷油、点火时刻和怠速转速，并含有自我诊疗功效TCCS系统80年代，出现了微机控制汽车仪表系统90年代，电控燃油喷射系统普及汽车电子现状及发展趋势第6页汽车电子发展历程（续）第三阶段 从90年代中期汽车电子控

5、制技术作为工程技术已经成熟广泛应用16位或32位微处理器进行控制，控制技术向智能化方向发展主要开发车辆智能控制技术，模拟人思维和行为对车辆进行控制主要产品有发动机管理系统、牵引力控制系统、控制器区域网络CAN通讯系统、四轮转向控制系统、轮胎气压控制系统、声音合成与识别系统、自动防追尾碰撞系统、汽车自动导航系统和自动驾驶系统等汽车电子现状及发展趋势第7页汽车电子应用现实状况当前，国外汽车电子产品平均靠近汽车制造成本30，未来平均将到达 4050 当前，国内现生产轿车中 上海大众帕萨特轿车已到达 18.7 上海通用别克轿车已到达 25 一汽奥迪A6已到达了28%中等轿车电子控制系统，现已超出了当年

6、用于阿波罗登月飞船上电子控制系统。年，我国轿车电子产品平均占到整车成本百分比超出20 汽车电子现状及发展趋势第8页汽车电子应用现实状况（续）汽车上70%创新起源于汽车电子。国外每台汽车采取汽车电子装置费用1990年为672美元，20已到达2000美元。在一些豪华轿车上，使用单片微型计算机数量已经超出50个，电子产品占到整车成本50以上平均每辆新车汽车电子成本汽车电子产品占每辆新车价值百分比汽车电子所占成本百分比增加率汽车电子现状及发展趋势第9页汽车电子应用现实状况（续）汽车电子增加速度对比汽车电子现状及发展趋势第10页汽车电子产品分类汽车电子控制装置 车载汽车电子装置 动力传动总成控制系统 底

7、盘电子控制系统 车身电子控制系统 发动机管理系统自动变速器控制系统动力总成控制系统自动巡航控制系统 电控悬架系统电控动力转向系统四轮转向系统防抱死制动系统牵引力控制系统驱动防滑控制系统电子稳定程序轮胎压力监测系统碰撞警示与预防系统 电控安全带安全气囊电动门窗电动座椅电动后视镜自动照明系统自动空调系统自动雨刮系统智能防盗系统倒车雷达疲劳监视报警系统红外夜视系统 全球卫星定位系统汽车导航系统汽车音响车载收音机电子组合仪表抬头显示器车载TV/DVD/VCD车载通信系统车载计算机后座娱乐系统智能交通系统设备 汽车电子现状及发展趋势第11页主要汽车电子控制系统介绍汽车电子控制系统组成汽车电子控制系统由传

8、感器、执行器和电子控制单元组成传感器和执行器是控制系统主要组成部分，它们性能好坏直接会影响到发动机或汽车性能。电子控制单元（ECU）依据传感器采集信息，按照一定控制策略输出信号，控制执行器工作传感器执行器电子控制单元ECU汽车电子现状及发展趋势第12页主要汽车电子控制系统介绍（续）汽车总线技术汽车电子装置增多，使用导线数量增加，线束变粗、变重，维修困难，促进了总线技术推广应用。汽车总线特点信息共享、轻易扩展、便于维修汽车总线分类CAN总线、LIN总线、多媒体总线、故障诊疗总线长度(m)重量（千克）成本经典传统线束50100 %车载网络(CAN）缩短50%以上减轻50以上下降25 %以上汽车电子

9、现状及发展趋势第13页主要汽车电子控制系统介绍（续）汽车总线汽车电子现状及发展趋势第14页主要汽车电子控制系统介绍（续）发动机管理系统汽油机燃油喷射系统汽车电子现状及发展趋势第15页主要汽车电子控制系统介绍（续）汽油机燃油喷射系统电子控制单元喷油器驱动电路转速信号处理汽车电子现状及发展趋势第16页主要汽车电子控制系统介绍（续）汽油机燃油喷射系统主要元件汽车电子现状及发展趋势第17页主要汽车电子控制系统介绍（续）变速器手动变速器机械自动变速器（AMT）液力自动变速器（AT）无级变速器（CVT）汽车电子现状及发展趋势第18页主要汽车电子控制系统介绍（续）变速器发展简史及现实状况1939年通用企业开

10、发出液力变矩器行星齿轮液力变速器20世纪40年代末50年代初，液力控制换挡自动变速器1968年Renault企业在自动变速器上使用了电子元件丰田企业1976年实现了批量生产电子控制变速装置1982年丰田企业将微机技术应用于电子控制变速器系统Bosch企业于1983年研制成功发动机和自动变速器共用电子控制单元当前，轿车自动变速器装车率，日本超出80%，美国为70%，德国为62%，中国30%左右汽车电子现状及发展趋势第19页主要汽车电子控制系统介绍（续）防抱死制动系统（Antilock Braking System） 经过安装在各车轮或传动轴上转速传感器检测各车轮转速，计算车轮滑移率，并与理想滑移

11、率相比较，做出增大或减小制动器制动压力决定，命令执行机构及时调整制动压力，以保持车轮处于理想制动状态能够使车轮一直维持在有微弱滑移滚动状态下制动，不会抱死 当前小型载客汽车标准配置汽车电子现状及发展趋势第20页主要汽车电子控制系统介绍（续）ABS基本原理汽车电子现状及发展趋势第21页主要汽车电子控制系统介绍（续）电子制动力分配系统（EBD） 汽车制动时，假如四只轮胎附着地面条件不一样，四轮与地面摩擦力不一样，在制动时（四个轮子制动力相同）就轻易产生打滑、倾斜和侧翻等现象功效就是在汽车制动瞬间，高速计算出四个轮胎因为附着不一样而造成摩擦力数值，然后调整制动装置，使其按照设定程序在运动中高速调整，

12、到达制动力与摩擦力（牵引力）匹配，以确保车辆平稳和安全与ABS配合可大大提升制动性能汽车电子现状及发展趋势第22页主要汽车电子控制系统介绍（续）电动助力转向系统（EPS） 当操纵转向盘时，装在转向轴上扭矩传感器不停地测出转向轴上扭矩信号，该信号与车速信号同时输入到电子控制单元(ECU)。电子控制单元依据这些输入信号，确定助力扭矩大小和方向，电动机扭矩由电磁离合器经过减速机构减速增扭后，加在汽车转向机构上，使之得到一个与汽车工况相适应转向作用力汽车电子现状及发展趋势第23页汽车电子发展趋势总体趋势 保护环境：降低对大气污染和节约能源安全：主动安全和被动安全架驶乘坐环境：满足“人体工程学”设计要求公共基础设施建设：网络通讯基础设施建设和智能交通系统建立节能技术将集中于信息网络化集成通讯系统互联网智能导航系统集成通信系统智能驾驶系统汽车电子现状及发展趋势第24页汽车电子发展趋势智能巡航控制 也称为自适应巡航控制(ACC)可自动完成驾驶、制动等操作智能安全保护系统是将安全带、安全气囊、乘员感知系统和碰撞预测系统集成在一起在实际碰撞发生之前，就能够预知碰撞发生，并采取保护办法集成控制系统把各种控制功效集成在一起，降低ECU数量汽车电子现状及发展趋势第25页汽车电子发展趋势（续）行人保护系统主动式保护传感器检测到车