汽车电子发展趋势

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1、汽车电子发展趋势一、引言近年来，随着电子技术、计算机技术和信息技术的应用，汽车电子控制技术得到了迅猛的发展，汽车结构的改进与性能的不断提高，汽车上装用的传统电气设备正面临着巨大的冲击。尤其是近几年各种排放性能、燃油经济性和安全性能等法规的强制性要求，极大推动了电子技术在汽车领域的推广使用，使汽车电子化程度不断提高，性能不断加强。二、背景中国汽车电子产品市场将在汽车产业发展的保障下稳步发展，各类汽车电子产品在汽车中的普及率将持续提高，随着中国未来汽车市场的快速发展和汽车电子的价值含量迅速提高， 中国汽车电子产业将形成巨大经济规模效应，汽车电子产品占汽车的成本将进一步提高。未来的汽车电子产品中，围

2、绕安全、节能、 环保、舒适和娱乐等方面的元器件及其周边产品将 发展最快。汽车电子控制技术是汽车的重要组成部分，其性能的好坏直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排气净化及舒适性。由于人们对汽车节能、安全、舒适、便捷和豪 华的追求，对汽车的性能提出了更高的要求。使用了大量的传感器、微处理器等电子元件， 尤其在近年来，微电子技术的飞速发展， 特别是微型计算机技术的巨大进步，将先进的电子技术知识与传统的机械相结合，使得汽车的环保、节能、安全、舒适、便捷和智能化等方面 有了很大的进步。如今的汽车已经成为了集微电子技术和微型计算机一体的自动系统。其中汽车电子化、智能化、网络化的程度是衡量现代汽

3、车水平的重要标志，是用来开发新车型， 改进汽车性能最重要的技术措施。现在人们驾驶汽车的时候，相信都会一眼就发现车上增加了很多诸如油耗显示、ABSASR EBA ESR安全气囊、侧气帘、车内温湿度控制、CD/DVD播放机、GPS导航仪、电动门窗、电动后视镜、电动座椅记忆调节、LED车灯、自适应巡航，以及其他很多以前只在军用、航空上使用，而价格只是现在民用消费类水平的汽车电子产品。电子产品目前在整车成本中所占比例普遍为 23%30%,在高档豪华轿车上更是占到 50%60%。今后汽车的发 展将更多地由汽车电子技术驱动， 可能人们驾驶汽车的感觉就像在操作一台复杂的电子设备。 这，就是与人们的生活息息相

4、关的汽车电子。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。在国外，电子系统已占到一辆普通轿车总成本的30%,在高级轿车上比例更高，在国内，中高级轿车电子装置的配置已经接近或达到了国外汽车工业发达国家水 平。但我国汽车电子业总体上还与国外有很大差距，需要加大研究投入的力度。汽车电子技术经过两个阶段的发展，现正处在第三个阶段。第一阶段的汽车电子设备主要采用分立电子 元件组成电子控制器， 并开始由分立电子元件产品向集成电路产品过渡；第二阶段则主要采用集成电路和8位微处

5、理器开发汽车专用的独立控制系统；第三阶段开始于20世纪90年代，汽车电子设备广泛采用 16位或32位微处理器进行控制， 控制技术向智能化、网络化方向发 展。在该阶段出现了很多新的技术研究领域和研究热点。纵观近20 年汽车技术电子化的发展过程，日益激烈的世界商业汽车市场的竞争， 以及节油、排放和安全方面的严重挑战成为当代汽车技术革命巨大的推动力。同时，随着计算机技术越来越多地应用于汽车，因而便提供了处理各种事故和紧迫问题的十分有效的手段， 各种车用电控系统应运而生，许多新技术、新设备也层出不穷目前在汽车上已经使用的电子装置品种已发展到了几十种，它们由品种繁多的传感器、电子控制单元（ECU）微处理

6、器、存储器、输入/输出接口、执行机构、显示器和设计软件集合而成，完成了极为复杂的多元 控制过程，以改进汽车技术性能来满足现行法规的要求。目前，国外汽车上应用较多、较为成熟的电子控制装置大致可分为四个方面：1.仪表通信 仪表通信类的应用主要有电子钟、电子油耗表、电子温度计、电子车速里程表、电子转速表、旅程计算器、燃料消耗计、 电子定时、电子化图示仪表盘、电话及其通信装置、各种报警（灯丝切断，排气温度，水面， 液面，未关门，未系安全带等 ）。 仪表通信类即将采用的新技术主要有大型电子化薄式仪 表盘、多路信息传输、光纤通信传输、惯性导航、卫星导航、屏幕显示街道图及交通阻塞状 况图、多功能综合屏幕显示

7、等。2.发动机及传动系发动机及传动系已经采用的技术主要有交流发电机的整流及集成调节器、电子点火（全晶体管式，集成式，无触点分电器式，一体化点火线圈式 卜点火正时控制、废气再循环控制 （氧传感器卜燃油喷射电子控制、电子 控制化油器、柴油机最佳参数电子控制（喷射，进气，正时等 卜发动机最佳参数电子控制（空燃比，点火，废气再循环，怠速，爆燃控制，喷射控制等 卜车速自动控制、柴油机启动控 制、增压器自动控制、变速器电子控制、离合器电子控制、却系电子控制、冷启动控制、换 挡提示器、发动机停缸控制、车速感应的动力转向装置等。发动机及传动系即将采用的新技 术主要有发动机气缸电子控制、发动机和传动系综合控制、

8、无级变速和自适应速度控制、热电变换、蓄电池容量余值显示、自动巡航系统、电子控制消声器、电子控制动力转向等。3.安全方面安全方面已经采用的技术主要有电子防抱制动控制、驱动防滑控制装置、电子主动悬架控制、电子控制四轮转向系统、 安全气囊自控装置、 刮水器自动控制、速度控制（限 速与恒速卜车窗自动控制、轮胎气压报警、防盗报警、防撞车间距报警、 未系安全带报警、 安全带自动锁紧控制、明暗灯光控制、冲撞记录仪、前大灯控制、后视镜控制、电子门锁等。安全方面即将采用的技术主要有路面状态显示、防碰撞自动控制、死角处障碍物报警、 安全雷达、制动管路故障应急制动、睡眠检测报警、司机突病时自控、电子操纵紧急制动、

9、酒醉检测安全自控、 后视摄像及屏幕显示、声音合成报警系统、故障预警提示系统、倒车测 距系统等。4.舒适性方面舒适性方面已经采用的技术主要有空调自动控制、座椅自动调整、自动照明、红外线控制车门开关、车窗及车门自动开关（声控）、高级立体音响、无线电调谐自动预选、无钥匙开车、车用电视机及音响等4舒适性方面即将采用的技术主要有全自动空调（温度、湿度、清洁度、含氧量 ）系统、道路交通信息指示表、行驶路线最优 化选择控制、声控驾驶等。三、发展趋势电子技术在汽车技术中广泛应用使汽车的控制正在快速地向电气化、智能化和网络化方向发展。从而出现了许多汽车电子控制系统。特别是像ABS TCS ES脸些技术十分成熟，

10、功效显著，成本低廉的电子控制系统在汽车中的安装率逐年上升。汽车技术不仅代表着社会物质生活发展水平，而且代表着科学技术发展水平。近 40年来汽车发展的事实证明，提高 汽车性能、节约能源和保护环境主要取决于电子控制技术。汽车电子技术不仅推动了汽车工业的发展，同时也极大地促进了电子产品市场的发展。现代汽车电子技术在改善汽车动力性、经济性、安全性、行驶稳定性和乘坐舒适性等方面发挥着不可替代的作用。具体来说，汽车电子技术的应用主要可分为以下几个方面。为了满足现代汽车的动力性、经济性、安全性、可靠性、净化性和舒适性等方面的设计要求，在汽车设计方面需要有以下控制子系统作为技术支持：发动机控制、变速控制、巡航

11、控制、制动控制、驱动控制、悬架控制、转向控制、照明控制、雨刷控制、空调控制、安全控 制、座椅控制、门窗控制、防盗控制、音响控制和信息综合管理等等。鉴于汽车制造业的特 殊性，多以系统工程的概念设计，按功能模块化的零/部件专业分工设计制作，各厂家生产的产品及其配套的 ECU部分，均为独立的控制系统，能够完成单个模块的预定控制功能，但是，各个子系统之间没有联系，ECU之间联动关系几乎没有，信息也不能共享。当采用以控制器局域网 络（CAN）为总线，有机连接各个ECU控制单元，所组成的网络系统将能够有效地改善这种状况,由于实现了资源共享，可以突破常规的方法，对ECU单元的控制方程做相应的修改设计，避免

12、因控制算法缺少外部变量，导致ECU单元达不到最佳控制效果，从而可以使整车达到最佳控制 状态。比如，“车速/发动机转速”这个参数，哪个ECU模块需要，只要发出一个请求报文，即可 从总线上获得，使得每个子系统都能工作在最佳状态，从而提升整车性能。以 ECU为核心的控 制模块，在汽车电工电子发展的过程中，已实现了单个模块的控制，但是以总线形式把它们组 成一个有机整体，则是一种新的尝试，现代汽车电工电子的设计发展将主要集中在动力总成、 底盘控制、车身控制、主被动安全、汽车网络、通信系统、安全与防盗等方面，并呈现出功能多样化、技术一体化、系统集成化和通信网络化的特点，这是汽车电工电子设计走向全智能化的必

13、然过程。在具体实施时，可以根据ECU模块的位置及相应关联功能，分成几个不同的 子系统。汽车信息化技术的应用是基于全球定位系统GPS地理信息系统 GIS移动通讯网络以及国际网络传输控制 TCP/IP等技术原理，在汽车上轻松实现诸如数据传递、语音通讯、目标 跟踪、自动报警，以及各种公众信息、实用信息的服务功能，并可通过与110,120等系统和各类数据库相结合，实现更广泛的应用。1）自适应巡航控制系统：通过控制车辆，在设定所希望的较低行驶速度之后，用雷达、声纳、激光波束对前方路面进行扫描，在必要的时候自 适应巡航控制系统将自动减少汽门开度，降低挡位，甚至实施制动，以保持安全车距，但这种系统要求在路面

14、和汽车上都设置有特制的传感、控制和通讯设备， 可以实现无人驾驶。 一般这种汽车配备有精确的定位系统，可以为年老体弱和残疾人提供出行的便利。2）防碰撞警告与集成安全系统：利用雷达、声纳和激光波束扫描潜在的危险与障碍，在汽车即将发生撞车或交通事故时，发出紧急信号，以避免事故的发生。同时它还可以与全球定位系统GPS相结合，在发生撞车或交通事故时，给救助机构提供车辆精确位置的信息，使急救中心可以快速到达现场实施救护。集成安全系统是由几十项技术构成，包括电子设备、微控制器、传感器等技术与产品。集成安全系统可以凭借先进的电子技术和集成技术，研制出适合于汽车驾驶各个环节的安全系统与设备。如安全带预张紧和过张

15、紧装置、帘式头部气囊、自适应能量吸收转向柱、主动膝部保护装置等设备，为驾乘人员提供全而的防护。3）电子导航系统：利用全球定位系统 GPS的导航功能，帮助驾驶人员在错综复杂的城市道路交通网络中，选 择最佳行驶路线，使之快速地到达目的地。电子导航系统运用多层引导式菜单，简明扼要地按地区、城市、区域和设施功能分类选定目标，测算出最佳的行车路线，图文并茂地展示在二维或三维电子地图上， 并实时标记出汽车实际行驶的路线位置。当突然路遇前方路线堵塞或交通意外情况时， 迅速修改行车路线， 并在数秒之内自动设置新的行车路线，重新恢复导航功能。汽车信息化技术的应用是基于全球定位系统GPS地理信息系统 GIS移动通讯网络以及国际网络传输控制 TCP/IP等技术原理，在汽车上轻松实现诸如数据传递、语音通讯、目标 跟踪、自动报警，以及各种公众信息、实用信息的服务功能，并可通过与110,120等系统和各类数据库相结合，实现更广泛的应用。1）自适应巡航控制系统：通过控制车辆，在设定所希望的较低行驶速度之后，用雷达、声纳、激光波束对前方路面进行扫描，在必要的时候自适应巡航控制系统将自动减少汽门开度，降低挡位，甚至实施制动，以保持安全车距，但这种系统要求在路面和汽车上都设置有特制的传感、控制和通讯设备，可以实现无人驾驶。一般这种