汽车新技术论文

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1、题目:汽车电子新技术姓 名 程千 学 号 2007614280607 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机制 0706 班 指导教师 赵晓顺 日 期 2010 年 12 月 28 日摘要 本篇论文以汽车电子新技术为主题，主要介绍了线控技术、CAN 总线网 络、汽车巡航控制系统、汽车导航系统、汽车电控制动系统、乘员感知系统等 方面，并对内容作出了适当的结论，提出了个人见解。 This paper taking automobile electronic new technology for the theme, mainly introduced the wire control tech

2、nology, thecan bus network, automobile cruise control system, car navigation system, auto electric braking system, occupant perceptual system etc, and the content of the conclusion made proper, puts forward personal opinions.关键词 汽车 car；电子 electronic；新技术 new technology1.绪论汽车的电子化、智能化、网络化是现代汽车发展的重要标志，随

3、着消费者 对汽车功能和性能要求的日益提高，汽车正在逐渐由机械系统向电子系统转换， 目前全球汽车电子产业面临着高速增长的机遇。随之，出现了很多新的技术研 究领域和研究热点。2.线控技术 Wire control technology 汽车的各种操纵系统正向电子化、自动化方向发展，在未来的 510 年里， 传统的汽车机械操纵系统将变成通过高速容错通信总线与高性能 CPU 相连的电 气系统。如汽车将采用电气马达和电控信号来实现线控驾驶、线控制动、线控 油门和线控悬架等，采用这些线控系统将完全取代现有系统中的液压和机械控 制。在新一代雅阁 V6 轿车上采用的 DBW 就是新技术之一。DBW 是线控油门

4、的英 文缩写，也可称之为电控油门，即发动机的油门是通过电子控制的。传统的油 门控制方式是驾驶员通过踩油门踏板，由油门拉索直接控制发动机油门的开合 程度，从而决定加速或减速，驾驶员的动作与油门动作之间是通过拉索的机械 作用联系的。而 DBW 将这种机械联系改为电子联系。驾驶员仍然通过踩油门踏 板控制拉索。但拉索并不是直接连接到油门，而是连着一个油门踏板位置传感 器，传感器将拉索的位置变化转化为电信号传送至汽车的大脑 ECU(电子控制器)， ECU 将收集到的相关传感器信号经过处理后发送命令至油门作动器控制模块， 油门作动器控制模块再发送信号给油门作动器，从而控制油门的开合程度。也就是说驾驶员的动

5、作与油门的动作之间是通过电子元件的电信号联系的。虽然 从构造上来看，DBW 比传统油门控制方式复杂，但油门的控制却比传统方式精 确，发动机能够根据汽车的各种行驶信息，精确调节进入汽缸的燃油空气混合 气，改善发动机的燃烧状况，从而大大提高了汽车的动力性和经济性。使用线控技术的优点很多，比如使用线控制动无需制动液，保护生态，减 少维护；质量轻；性能高(制动响应快)；制动磨最小(向轮胎施力更均匀)；安 装测试更简单快捷(模块结构)；更稳固的电子接口；隔板间无机械联系；简单 布置就能增加电子控制功能；踏板特性一致；比液压系统的元件更少等。3.CAN 总线网络 Thecan bus network 随着

6、电控单元在汽车中的应用越来越多，车载电子设备间的数据通信变得 越来越重要，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要 的。大量数据的快速交换、高可靠性及廉价性是对汽车电子网络系统的要求。 在该网络系统中，各处理机独立运行，控制改善汽车某一方面的性能，同时在 其它处理机需要时提供数据服务。汽车内部网络的构成主要依靠总线传输技术。 汽车总线传输是通过某种通讯协议将汽车中各种电控单元、智能传感器、智能 仪表等联接起来，从而构成的汽车内部网络。其优点有：减少了线束的数量和 线束的容积，提高了电子系统的可靠性和可维护性；采用通用传感器，达到数 据共享的目的；改善了系统的灵活性，即通过系统的

7、软件可以实现系统功能的 变化。CAN 总线是德国博世公司在 20 世纪 80 年代初开发的一种串行数据通讯协 议。它的短帧数据结构、非破坏性总线仲裁技术以及灵活的通讯方式，使 CAN 总线具有很高的可靠性和抗干扰性，满足了汽车对总线的实时性和可靠性的要 求。目前，国外的汽车总线技术已经十分成熟，并已在汽车上推广应用。国内 引进技术生产的奥迪 A 6 车型已于 2000 年起采用总线替代原有线束，帕萨特 B5、宝来、波罗、菲亚特的派立奥、西耶那、哈飞赛马等车型都不同程度地使 用了 CAN 总线技术。此外，部分高档客车、工程机械也都开始应用总线技术。 预计到 2005 年 CAN 将会占据整个汽车

8、网络协议市场的 63%。在欧洲，基于 CAN 的网络也占有了大约 88%的市场。 目前使用 CAN 总线网络的汽车大多具有 两条或两条以上总线，一条是动力 CAN 总线，主要包括发动机、ABS 和自动变 速器三个节点，通信速率一般为 500kbps；另一条是舒适 CAN 总线，主要包括 中央控制器和四个门模块，通信速率一般为 62.55kbps 或 100kbps。4.汽车巡航控制系统 Auto cruise control system(简称 CCS)汽车巡航控制系统是汽车在运行中不踩加速踏板便可按照驾驶员的要求， 自动地保持一定的行车速度，减轻驾驶员的劳动强度，提高汽车舒适性的自动 行驶装

9、置。汽车巡航控制系统简称为 CCS。根据其特点又称“汽车巡航控制系 统” 、 “恒速控制系统” 、 “车速控制系统” 、或“巡航控制系统”等。目前，不少 车辆特别是高级轿车已把巡航控制系统作为配属设备或选配设备。例如日本的 皇冠、凌志、佳美，美国的别克、凯迪拉克、德国的奔驰、宝马等车均装有巡 航控制系统。轿车装上巡航控制系统后，当车速在 40min/h 以上时，该装置可自动按照 驾驶员所要求的速度保持行驶，并保持这一恒定速度，驾驶员不用踩加速踏板。 采用这种装置后，当在高速公路上长时间行车时，就可使驾驶员踩加速踏板的 脚得以休息，不致因长时间驾车控制加速踏板稳定车速而产生疲劳，减轻了驾 驶员的

10、操作负担。由于电子系统能准确地控制车辆的工况，从而使高速行驶的 车辆更加安全、平稳、耗油量减少，提高了汽车的燃油经济性和驾驶的舒适性。 此功能特别适用于在高速公路上行驶的车辆。巡航控制系统如果在安装有自动 变速器的汽车上使用，更能发挥其优点。汽车巡航控制系统的主要优点是:(1)保持车速稳定，无论由于风力和道路 坡度引起汽车的行驶阻力怎样变化，只要在发动机功率允许范围内，汽车的行 驶速度便可保持不变。(2)提高汽车行驶时的舒适性，尤其是汽车在郊外或高速 公路上行驶，舒适性体现得更为明显。驾驶员不需频繁地用脚踏踩加速踏板， 故疲劳强度大大减轻。(3)提高经济性和环保性，在同样的行驶条件下，对一个

11、有经验的驾驶员来说，可节省燃油 15%。在巡行控制系统中使用速度稳定器后， 可使发动机燃料的供给与功率之间处于最佳的配合，降低了燃油消耗率，大大 减少了排气中有害气体成分。(4)延长发动机寿命，可使汽车工作在发动机有利 转速范围内，使汽车的供油与发动机功率间处于最佳配合状态。汽车巡航控制系统发展至今已有 30 多年的历史，经历了机械控制、晶体管 控制、模拟式微机控制和数字式微机控制 4 个阶段。日本丰田公司从 1965 年起 就开始在车上装用机械控制的巡航系统，之后德国 VDO 公司也研制出气动机械 式巡航控制系统。1968 年德国奔驰公司开发了晶体管控制的巡航系统，并在莫 克利汽车上装用。5

12、.汽车导航系统 Global Position System(简称 GPS)GPS 为全球定位系统，是美国继阿波罗飞船和航天飞机之后的第三航天工 程。开始它只用于军事方面，但随着电子技术的发展，GPS 也逐渐应用于汽车 导航。 装有导航系统的汽车，在驾驶室内有一显示屏。上面显示着某个城市的交 通图(称为电子地图)，以及当时汽车在图上所处的位置。如果驾驶员输入目的 地的地名、在图上的位置，那么图上就会显示一条从汽车所处位置到目的地的 最佳路线和行驶方向，引导汽车行驶，起到导航作用。这样，驾驶员可以安心 地驾车到达陌生地区以及在夜间安全行车。此外，GPS 还能够随时告诉驾驶员 当时的交通状况，指出

13、什么地方交通拥挤，什么地方车流畅通，以及什么地方 有空缺位置可以停车。使驾驶员能绕过拥挤路段，较快到达目的地，避免交通 阻塞,提高综合行车效率。整个导航系统由 GPS 导航、自律导航、地图匹配器、信号处理单元、存贮 器、显示器、传感器等几部分组成。GPS 导航由 GPS 天线和 GPS 接收机组成。 GPS 卫星发射出电波发射时刻信息，而接收机可根据电波到达的时刻，算出电 波行走的时间。将这时间乘以电波传播速度就可以知道卫星与接收机的距离， 即卫星与装有该接收机的汽车的距离。同时，各 GPS 卫星的轨道位置也被发射 出去。因此，接收点位置可由以三个卫星为中心的三个球面交点求出，即可确 定该车在

14、电子地图上的位置。当汽车行驶在地下隧道、密集森林、高层建筑群等接收不到 GPS 信号时，汽车会进行自律导航。行驶开始前先由驾驶员对车辆位置设置一个初始值。在 行驶中，检测每经过一定时间的行驶距离和行驶方向，从而确定车辆的位置。 其中行驶距离由车速传感器得出，而方向信号由光导纤维传感器测出。GPS 导 航和自律导航得到的汽车状态及位置的一些信号要经过地图匹配器处理后才能 准确无误地在电子地图上显示出来。电子地图是这样制成的：首先利用城市航 空测量拍到的全貌照片，经过实际调查、标记、补充形成一张精确的地形图， 它包括各城市道路交通图、公路网及沿线地名。然后将地形图通过数字化仪、 扫描仪，送入 PC

15、 机中，并用专门软件进行数据采集和编辑处理，生成数字地形 模型。再经叠加、分类、标记形成一张电子地图并制成只读光盘。汽车导航系统的发展非常迅速，目前已有一些系统上采用 32 位的 CPU 嵌入 实时操作的微处理单元，便于高速行驶的汽车进行快速处理数据。激光技术的 应用，产生大容量数字化视盘可以存贮更多的信息。使用薄膜晶体管有源液晶 显示器可使图像更加清晰。汽车导航系统能实时提供自身位置和目的位置坐标、 全部行驶的直线距离、时间、速度、前进方向等。当遇到道路阻塞、路段施工 或走错路等情况，GPS 能够及时进行检索，提供新路线。此外，为了让驾驶员 事先了解行驶中路面情况，GPS 还能进行语音提示。

16、若将汽车导航系统与其它 部门进行联网，驾驶员能够随时获得交通状况的最新信息，从而使汽车避开阻 塞和拥挤路段，实现自动道路选择和无阻挡行驶。汽车导航的普及使用，将会 给 21 世纪的城市交通带来新的面貌。6.汽车电控制动系统 Automotive electronic control brake system（简称 EBS）汽车电控制动系统 EBS 是在 ABS 的基础上，用电子控制取代传统的机械传 动来控制制动系统，以达到良好的制动效果，增加汽车制动安全性。汽车制动 时，车轮的制动力与地面附着系数有关，当车轮处于半滑动半滚动状态时，地 面附着系数可以达到最大，即制动力可以达到较大，此时的侧向稳定性也较好。 当车轮完全抱死无滚动时，地面附着力有所下降，而侧向稳定性为零。极易出 现侧滑和甩尾现象,容易造成事故。ABS 防抱死制动系统就是在汽车制动时，使 车轮始终处于即将抱死又未能完全抱死的状态。即保证汽车获得最大的附着力， 同时又能保持相应的侧向稳定性，彻底解决常规系统中，要么车轮未抱死制动 力不够，要么完全抱死，使