汽车电子现状及发展趋势资料优秀PPT.ppt

汽车电子技术现状汽车电子技术现状及发展趋势及发展趋势吴吴吴吴 锋锋锋锋浙江高校动力机械及车辆工程探讨所浙江高校动力机械及车辆工程探讨所浙江高校动力机械及车辆工程探讨所浙江高校动力机械及车辆工程探讨所汽车汽车电子技术发展的背景汽车汽车电子技术发展的背景n现代汽车已不再仅仅是一个简洁的代步工具，它现代汽车已不再仅仅是一个简洁的代步工具，它已同时具备了交通、消遣、办公和通讯等多种功已同时具备了交通、消遣、办公和通讯等多种功能。汽车的电子化使汽车进入了数字化时代能。汽车的电子化使汽车进入了数字化时代n现代汽车设计要解决的问题仍还将是环保、节能、现代汽车设计要解决的问题仍还将是环保、节能、平安、便捷和舒适平安、便捷和舒适n电子技术的快速发展，为汽车向电子化、智能化、电子技术的快速发展，为汽车向电子化、智能化、网络化、多媒体的方向发展创建了条件网络化、多媒体的方向发展创建了条件推动汽车电子发展的动力推动汽车电子发展的动力 汽车法规:最早的主要针对平安问题，随后接连制订了排气污染与噪声限制、燃油经济性等一系列日益严格的法规20世纪80年头，接受电子限制技术对汽车的机械系统进行改造，使汽车的动力性、经济性、操纵性、平顺性、和平安性能等都得到了进一步的提高和改善20世纪90年头，随着人们对节能、环保、平安、舒适、便捷和豪华的追求，半导体集成电路和计算机技术的进步，汽车上安装的电子装置急剧增多，一些家用电器和计算机也渐渐地移上了汽车汽车电子发展历程汽车电子发展历程第一阶段：第一阶段：20 20世纪世纪5050年头初到年头初到7070年头初年头初 主要特点：应用分立元件和简洁集成电路主要特点：应用分立元件和简洁集成电路组成的电子装置代替传统的机械部件组成的电子装置代替传统的机械部件 19531953年美国年美国BendixBendix公司着手开发汽油电喷装置公司着手开发汽油电喷装置19551955年晶体管收音机成为汽车的标准部件年晶体管收音机成为汽车的标准部件19601960年起，克莱斯勒和日产起先接受二极管整流式年起，克莱斯勒和日产起先接受二极管整流式沟通发电机沟通发电机6060年头中期，汽车上起先接受晶体管电压调整器和年头中期，汽车上起先接受晶体管电压调整器和晶体管点火装置，晶体管点火装置，19671967年德国年德国BoschBosch公司公布了公司公布了D-D-JetronicJetronic系统系统 19691969年起先研制汽车变速器的电子限制装置，并于年起先研制汽车变速器的电子限制装置，并于19701970年装车运用年装车运用汽车电子发展历程（续）汽车电子发展历程（续）其次阶段：其次阶段：从从2020世纪世纪7070年头到年头到9090年头中期年头中期 主要特点：汽车电子限制技术初步起先形成。主要特点：汽车电子限制技术初步起先形成。应用大规模集成电路减小电子产品的体积，应用应用大规模集成电路减小电子产品的体积，应用微处理器提高电子系统的牢靠性和稳定性；应用微处理器提高电子系统的牢靠性和稳定性；应用电子装置解决机械装置所无法解决的困难的自动电子装置解决机械装置所无法解决的困难的自动限制问题限制问题19701970年：电子限制防滑装置年：电子限制防滑装置载货汽车防抱死制载货汽车防抱死制动装置动装置(ABS)(ABS)1972197219751975年：年：BOSCHBOSCH公司先后投产电子限制喷射系公司先后投产电子限制喷射系统统19731973年通用公司接受年通用公司接受IC IC 点火装置，随后渐渐普及。点火装置，随后渐渐普及。19741974年通用公司装备高能点火系统，点火系统一体年通用公司装备高能点火系统，点火系统一体化化汽车电子发展历程（续）汽车电子发展历程（续）其次阶段：其次阶段：从从2020世纪世纪7070年头到年头到9090年头中期年头中期19761976年克莱斯勒公司开发出模拟计算机限制电子限制点火系年克莱斯勒公司开发出模拟计算机限制电子限制点火系统统19771977年美国通用公司起先接受数字式点火限制系统，是一种年美国通用公司起先接受数字式点火限制系统，是一种真正的电子限制系统。同年，福特公司扩展到能同时限制真正的电子限制系统。同年，福特公司扩展到能同时限制点火、废气再循环和二次空气喷射的发动机电子限制系统。点火、废气再循环和二次空气喷射的发动机电子限制系统。19781978年发动机电子限制系统具备空燃比反馈限制和怠速转速年发动机电子限制系统具备空燃比反馈限制和怠速转速限制功能限制功能19801980年丰用公司开发了能综台限制喷油、点火时刻和怠速转年丰用公司开发了能综台限制喷油、点火时刻和怠速转速，并具有自我诊断功能的速，并具有自我诊断功能的TCCSTCCS系统系统8080年头，出现了微机限制的汽车仪表系统年头，出现了微机限制的汽车仪表系统9090年头，电控燃油喷射系统普及年头，电控燃油喷射系统普及汽车电子发展历程（续）汽车电子发展历程（续）第三阶段第三阶段 从从9090年头中期年头中期汽车电子限制技术作为工程技术已经成熟汽车电子限制技术作为工程技术已经成熟广泛应用广泛应用1616位或位或3232位微处理器进行限制，限制技术位微处理器进行限制，限制技术向智能化方向发展向智能化方向发展主要开发车辆智能限制技术，模拟人的思维和行为主要开发车辆智能限制技术，模拟人的思维和行为对车辆进行限制对车辆进行限制主要产品有发动机管理系统、牵引力限制系统、限主要产品有发动机管理系统、牵引力限制系统、限制器区域网络制器区域网络CANCAN通讯系统、四轮转向限制系统、通讯系统、四轮转向限制系统、轮胎气压限制系统、声音合成与识别系统、自动轮胎气压限制系统、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防追尾碰撞系统、汽车自动导航系统和自动驾驶系统等系统等汽车电子应用现状汽车电子应用现状n目前，国外汽车电子产品平均接近汽车制造成本的目前，国外汽车电子产品平均接近汽车制造成本的30，将来平均将达到将来平均将达到 4050 n目前，国内现生产的轿车中目前，国内现生产的轿车中 n 上海大众帕萨特轿车已达到上海大众帕萨特轿车已达到 18.7 n 上海通用别克轿车已达到上海通用别克轿车已达到 25n 一汽奥迪一汽奥迪A6已达到了已达到了28%n中档轿车的电子限制系统，现已超过了当年用于阿波罗登中档轿车的电子限制系统，现已超过了当年用于阿波罗登月飞船上的电子限制系统。月飞船上的电子限制系统。n2007年，我国轿车电子产品平均占到整车成本的比例超过年，我国轿车电子产品平均占到整车成本的比例超过20 汽车电子应用现状（续）汽车电子应用现状（续）n汽车上汽车上70%70%的创新来源于汽车电子。国外每台汽车接受汽车电子装置的创新来源于汽车电子。国外每台汽车接受汽车电子装置的费用的费用19901990年为年为672672美元，美元，20002000年已达到年已达到20002000美元。在一些豪华轿车美元。在一些豪华轿车上，运用单片微型计算机的数量已经超过上，运用单片微型计算机的数量已经超过5050个，电子产品占到整车成个，电子产品占到整车成本的本的5050以上以上平均每辆新车汽车电子的成本平均每辆新车汽车电子的成本汽车电子产品占每辆新车价值的比例汽车电子产品占每辆新车价值的比例汽车电子所占成本比例的增长率汽车电子所占成本比例的增长率汽车电子应用现状（续）汽车电子应用现状（续）n汽车电子增长速度的对比汽车电子增长速度的对比汽车电子产品分类汽车电子产品分类汽车电子控制装置汽车电子控制装置 车载汽车车载汽车电子装置电子装置 动力传动总成控动力传动总成控制系统制系统 底盘电子控制系底盘电子控制系统统 车身电子控制车身电子控制系统系统 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 主要汽车电子限制系统简介主要汽车电子限制系统简介u汽车电子限制系统的构成汽车电子限制系统的构成u汽车电子限制系统由传感器、执行器和电子限制汽车电子限制系统由传感器、执行器和电子限制单元组成单元组成u传感器和执行器是限制系统的重要组成部分，它传感器和执行器是限制系统的重要组成部分，它们性能的好坏干脆会影响到发动机或汽车的性能。们性能的好坏干脆会影响到发动机或汽车的性能。电子限制单元（电子限制单元（ECU）依据传感器采集的信息，依）依据传感器采集的信息，依据确定的限制策略输出信号，限制执行器工作据确定的限制策略输出信号，限制执行器工作传感器执行器电子限制单元ECU主要汽车电子限制系统简介（续）主要汽车电子限制系统简介（续）u汽车总线技术汽车总线技术u汽车电子装置增多，运用导线的数量增加，线束汽车电子装置增多，运用导线的数量增加，线束变粗、变重，修理困难，促进了总线技术的推广变粗、变重，修理困难，促进了总线技术的推广应用。应用。u汽车总线的特点汽车总线的特点u信息共享、简洁扩展、便于修理信息共享、简洁扩展、便于修理u汽车总线的分类汽车总线的分类uCAN总线、总线、LIN总线、多媒体总线、故障诊断总总线、多媒体总线、故障诊断总线线长度(m)重量（公斤）成本典型传统线束200050100%车载网络(CAN）缩短50%以上减轻50以上下降25%以上主要汽车电子限制系统简介（续）主要汽车电子限制系统简介（续）u汽车总线汽车总线主要汽车电子限制系统简介（续）主要汽车电子限制系统简介（续）u发动机管理系统发动机管理系统n汽油机燃油喷射系统汽油机燃油喷射系统主要汽车电子限制系统简介（续）主要汽车电子限制系统简介（续）n汽油机燃油喷射系统电子限制单元汽油机燃油喷射系统电子限制单元喷油器驱动电路转速信号处理主要汽车电子限制系统简介（续）主要汽车电子限制系统简介（续）n汽油机燃油喷射系统主要元件汽油机燃油喷射系统主要元件主要汽车电子限制系统简介（续）主要汽车电子限制系统简介（续）u变速器变速器n手动变速器手动变速器n机械自动变速器（机械自动变速器（AMT）n液力自动变速器（液力自动变速器（AT）n无级变速器（无级变速器（CVT）主要汽车电子限制系统简介（续）主要汽车电子限制系统简介（续）u变速器发展简史及现状变速器发展简史及现状u19391939年通用公司开发出液力变矩器年通用公司开发出液力变矩器行星齿轮液行星齿轮液力变速器力变速器u2020世纪世纪4040年头末年头末5050年头初，液力限制换挡自动变年头初，液力限制换挡自动变速器速器u19681968年年RenaultRenault公司在自动变速器上运用了电子公司在自动变速器上运用了电子元件元件u丰田公司丰田公司19761976年实现了批量生产电子限制变速装年实现了批量生产电子限制变速装置置u19821982年丰田公司将微机技术应用于电子限制变速年丰田公司将微机技术应用于电子限制变速器系统器系统uBoschBosch公司于公司于19831983年研制成功发动机和自动变速年研制成功发动机和自动变速器共用的电子限制单元器共用的电子限制单元u目前，轿车自动变速器的装车率，日本超过目前，轿车自动变速器的装车率，日本超过80%80%，美国为，美国为70%70%，德国为，德国为62%62%，中国，中国30%30%左右左右主要汽车电子限制系统简介（续）主要汽车电子限制系统简介（续）u防抱死制动系统（防抱死制动系统（Antilock Braking System）u通过安装在各车轮或传动轴上的转速传感器检测通过安装在各车轮或传动轴上的转速传感器检测各车轮的转速，计算车轮滑移率，并与志向的滑各车轮的转速，计算车轮滑移率，并与志向的滑移率相比较，做出增大或减小制动器制动压力的移率相比较，做出增大或减小制动器制动压力的确定，吩咐执行机构刚好调整制动压力，以保持确定，吩咐执行机构刚好调整制动压力，以保持车轮处于志向的制动状态车轮处于志向的制动状态u能够使车轮始终维持在有微弱滑移的滚动状态下能够使车轮始终维持在有微弱滑移的滚动状态下制动，不会抱死制动，不会抱死 u目前小型载客汽车的标准配置目前小型载客汽车的标准配置主要汽车电子限制系统简介（续）主要汽车电子限制系统简介（续）nABS基本原理基本原理主要汽车电子限制系统简介（续）主要汽车电子限制系统简介（续）u电子制动力安排系统（电子制动力安排系统（EBD）u汽车制动时，假如四只轮胎附着地面的条件不同，汽车制动时，假如四只轮胎附着地面的条件不同，四轮与地面的摩擦力不同，在制动时（四个轮子四轮与地面的摩擦力不同，在制动时（四个轮子的制动力相同）就简洁产生打滑、倾斜和侧翻等的制动力相同）就简洁产生打滑、倾斜和侧翻等现象现象u功能就是在汽车制动的瞬间，高速计算出四个轮功能就是在汽车制动的瞬间，高速计算出四个轮胎由于附着不同而导致的摩擦力数值，然后调整胎由于附着不同而导致的摩擦力数值，然后调整制动装置，使其依据设定的程序在运动中高速调制动装置，使其依据设定的程序在运动中高速调整，达到制动力与摩擦力（牵引力）的匹配，以整，达到制动力与摩擦力（牵引力）的匹配，以保证车辆的平稳和平安保证车辆的平稳和平安u与与ABS协作可大大提高制动性能协作可大大提高制动性能主要汽车电子限制系统简介（续）主要汽车电子限制系统简介（续）u电动助力转向系统（电动助力转向系统（EPS）u当操纵转向盘时，装在转向轴上的扭矩传感器不断地测出当操纵转向盘时，装在转向轴上的扭矩传感器不断地测出转向轴上的扭矩信号，该信号与车速信号同时输入到电子转向轴上的扭矩信号，该信号与车速信号同时输入到电子限制单元限制单元(ECU)。电子限制单元依据这些输入信号，确定。电子限制单元依据这些输入信号，确定助力扭矩的大小和方向，电动机的扭矩由电磁离合器通过助力扭矩的大小和方向，电动机的扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后，加在汽车的转向机构上，使之得到减速机构减速增扭后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力一个与汽车工况相适应的转向作用力汽车电子的发展趋势汽车电子的发展趋势u总体趋势总体趋势 u爱护环境：削减对大气的污染和节约能源爱护环境：削减对大气的污染和节约能源u平安：主动平安和被动平安平安：主动平安和被动平安u架驶乘坐环境：满足架驶乘坐环境：满足“人体工程学人体工程学”的设计要求的设计要求u公共基础设施的建设：网络通讯基础设施的建设和智能交公共基础设施的建设：网络通讯基础设施的建设和智能交通系统的建立通系统的建立u节能节能u技术将集中于技术将集中于u信息网络化信息网络化u集成通讯系统集成通讯系统u互联网互联网u智能导航系统智能导航系统u集成通信系统集成通信系统u智能驾驶系统智能驾驶系统汽车电子的发展趋势汽车电子的发展趋势u智能巡航限制智能巡航限制 u也称为自适应巡航限制也称为自适应巡航限制(ACC)u可自动完成驾驶、制动等操作可自动完成驾驶、制动等操作u智能平安爱护系统智能平安爱护系统u是将平安带、平安气囊、乘员感知系统和碰撞预料系统集是将平安带、平安气囊、乘员感知系统和碰撞预料系统集成在一起在实际碰撞发生之前，就能够预知碰撞的发生，成在一起在实际碰撞发生之前，就能够预知碰撞的发生，并实行爱护措施并实行爱护措施u集成限制系统集成限制系统u把多种限制功能集成在一起，削减把多种限制功能集成在一起，削减ECU的数量的数量汽车电子的发展趋势（续）汽车电子的发展趋势（续）u行人爱护系统行人爱护系统u主动式爱护主动式爱护u传感器检测到车和行人发生了碰撞，马上触发爱护系统，传感器检测到车和行人发生了碰撞，马上触发爱护系统，由执行器推动爱护机构。例如，将高发动机罩上升，以减由执行器推动爱护机构。例如，将高发动机罩上升，以减轻对行人的损害程度轻对行人的损害程度u被动式爱护被动式爱护u在车身结构的设计上实行措施，例如，车的前部接受松软在车身结构的设计上实行措施，例如，车的前部接受松软的材料，以及发动机与护罩间留有足够的变形空间，以减的材料，以及发动机与护罩间留有足够的变形空间，以减轻碰撞的损害程度。欧盟和日本已强制新车安装行人爱护轻碰撞的损害程度。欧盟和日本已强制新车安装行人爱护系统系统汽车电子的发展趋势（续）汽车电子的发展趋势（续）u线控（线控（Xbywire）技术）技术 感谢大家！