汽車電子控制技術論文(2)
汽車電子控制技術論文
汽車電子控制技術論文篇二
汽車電子控制技術發(fā)展綜述
【摘 要】簡要敘述了汽車電子控制技術及車載網(wǎng)絡技術的發(fā)展歷程。主要對以Telematics技術的功能及應用領域作了詳細介紹。
【關鍵詞】汽車;電子控制;車載網(wǎng)絡;Telematics;發(fā)展
1、汽車電子技術的發(fā)展歷程
汽車電子技術在經(jīng)歷了零部件層次的汽車電器時代、子系統(tǒng)層次的單片機(汽車電腦)控制時代之后，已經(jīng)開始進入汽車網(wǎng)絡化時代，并向汽車信息化時代邁進。按照電子產(chǎn)品和電子控制系統(tǒng)的技術特點，可將汽車電子技術的發(fā)展大致可劃分為四個階段。
1.1 第一階段―零部件層次的汽車電器時代
1965～1980年屬于零部件層次的汽車電器時代。汽車發(fā)電機晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點火裝置等開始裝備汽車，而且電子控制裝置又逐步實現(xiàn)了由分立元件向集成化的過渡。
這一階段，裝備汽車的其他電子裝置還有轉向系統(tǒng)電子式閃光器、電子控制式喇叭、電子式間歇刮水控制器、數(shù)字時鐘及高能點火(HEI)線圈和集成電路點火系統(tǒng)等。
1.2 第二階段―子系統(tǒng)層次的汽車電腦控制時代
1980～1995年屬于子系統(tǒng)層次的汽車單片機(汽車電腦)控制時代。在這一時期，單片機(微處理器)在汽車上得到廣泛應用，以單片機為控制核心，以實現(xiàn)特定控制內(nèi)容或功能為基本目的的各種電子控制系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。進入20世紀90年代，出現(xiàn)全面、綜合的電子控制系統(tǒng)。
電子控制技術在汽車上的廣泛應用，不僅拓展了電子控制的功能和控制內(nèi)容，提高了控制精度和汽車性能，而且也為汽車網(wǎng)絡技術的發(fā)展奠定了堅實的基礎。
1.3 第三階段―整車聯(lián)網(wǎng)層次的汽車網(wǎng)絡化時代
1995～2010年屬于整車聯(lián)網(wǎng)層次的汽車網(wǎng)絡化時代。采用先進的單片機技術和車載網(wǎng)絡技術，形成了車上的分布式、網(wǎng)絡化的電子控制系統(tǒng)。整車電氣系統(tǒng)被連成一個多ECU、多節(jié)點的有機的整體，使得其性能也更加完善。
目前，世界主要汽車制造商生產(chǎn)的的多數(shù)汽車上均采用了以CAN、LIN、MOST、DDB等為代表的網(wǎng)絡控制技術，將車輛控制系統(tǒng)簡化為節(jié)點模塊化。
在基于現(xiàn)場總線的分布式控制中，任何傳統(tǒng)意義上的傳感器和執(zhí)行器都可以與同一現(xiàn)場的節(jié)點相組合，構成節(jié)點模塊，汽車網(wǎng)絡技術進一步優(yōu)化了汽車的控制系統(tǒng)，極大地提升了汽車的整體控制水平。
1.4 第四階段―以Telematics技術為代表的汽車信息化時代
2010年7月，國際Telematics產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ITIF)成立大會暨2010首屆國際Telematics產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇在廣東佛山市隆重舉行。以此為標志，2010年成為汽車信息化時代的發(fā)軔之年。
汽車網(wǎng)絡技術是現(xiàn)代汽車電子技術的重要組成部分，也是現(xiàn)代汽車通信與控制的基礎。伴隨著汽車網(wǎng)絡技術的日趨成熟，汽車電子技術開始向信息化時代邁進。網(wǎng)絡化時代的汽車電子技術注重解決汽車內(nèi)部各個系統(tǒng)之間的信息交換問題，而信息化時代的汽車電子技術則可以實現(xiàn)車內(nèi)網(wǎng)絡與車外網(wǎng)絡之間的信息交換，全面解決人―車―外部環(huán)境之間的信息交流問題。
2、車載網(wǎng)絡技術的發(fā)展趨勢-Telematics
汽車技術的發(fā)展腳步遠未停止，在主要以動力傳動、車身控制、行駛安全性、多媒體傳輸為主要控制目標的汽車網(wǎng)絡技術逐步完善、日趨成熟的同時，又開始向汽車信息化時代邁進?？梢灶A見，在不遠的未來，汽車將進入以Telematics技術為代表的信息化時代。
2.1 Telematics簡介
Telematics是遠程通信技術(Telecommunications)與信息科學技術(Informatics)的合成詞，意指通過內(nèi)置在汽車、航空器、船舶、火車等運輸工具上的計算機網(wǎng)絡技術，借助無線通信技術、GPS衛(wèi)星導航技術，實現(xiàn)文字、圖像、語音信息交換的綜合信息服務系統(tǒng)。也就是說，Telematics技術整合了汽車網(wǎng)絡技術(也包括其他移動運輸工具內(nèi)部的網(wǎng)絡技術)、無線通信技術、GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))衛(wèi)星導航技術，通過無線網(wǎng)絡，隨時給行車中的人們提供駕駛、生活、娛樂所必需的各種信息。通常所說的Telematics就是指應用無線通信技術的車載電腦系統(tǒng)。Telematics是無線通信技術、衛(wèi)星導航系統(tǒng)、網(wǎng)絡通信技術和車載電腦的綜合產(chǎn)物，被認為是未來的車載網(wǎng)絡技術的發(fā)展趨勢。
2.2 Telematics的功能
Telematics特點在于大部分的應用系統(tǒng)位于網(wǎng)絡上(如通訊網(wǎng)絡、衛(wèi)星與廣播等)而非汽車內(nèi)。駕駛者可運用無線傳輸?shù)姆绞?，連結網(wǎng)絡傳輸與接收信息與服務，以及下載應用系統(tǒng)或更新軟件等，所耗的成本較低，主要功能仍以行車安全與車輛保全為主。
(1)衛(wèi)星定位導航。
(2)緊急道路救援。行車過程中，如果發(fā)生車禍或車輛出現(xiàn)故障，駕駛員可通過Telematics系統(tǒng)的緊急呼叫按鍵，自動聯(lián)系緊急服務機構(119、120等急救機構)或汽車服務站，以獲得道路救援。
(3)汽車防盜及搜尋。通過GPS衛(wèi)星定位技術確定失竊車輛的位置和行車路線，以便搜尋與追蹤，追繳車輛并緝拿盜車賊。
(4)車輛調(diào)度管理。通過無線信息傳輸，實現(xiàn)運營車輛的調(diào)度管理。
(5)自動防撞系統(tǒng)。通過測距傳感器或雷達，監(jiān)測前、后車輛之間的車距，自動調(diào)用車載自適應巡航系統(tǒng)，使前、后車輛之間保持必要的安全距離。
(6)車況掌握。車輛性能與車況的自動監(jiān)測、傳輸，進行多地、遠程 “專家會診”，指導車輛維修等。
(7)個人化信息接收與發(fā)布。收發(fā)電子郵件與個人化信息等。
(8)多媒體影音娛樂信息接收。高畫質(zhì)與高音質(zhì)的視聽設備、游戲、上網(wǎng)、個人行動信息中心、隨選視頻資訊等。
(9)車輛應急預警系統(tǒng)。當行駛中的車輛遇到緊急情況是，可以借助Telematics系統(tǒng)向外界發(fā)出應急申請，亦可接收來自道路交通管理部門發(fā)布的緊急情況警告及應急響應預案，確保行車安全和道路暢通。
2.3 Telematics系統(tǒng)的應用領域
Telematics系統(tǒng)在汽車上的布置可分為前座系統(tǒng)、后座系統(tǒng)與發(fā)動機系統(tǒng)三大子系統(tǒng)。
前座系統(tǒng)主要以行車安全、車輛保全、駕駛方便性與舒適性為主要目標。為了避免造成駕駛者分神，前座系統(tǒng)的信息輸入方式主要采用語音輸入或觸摸屏(觸控面板);信息輸出方式則為中尺寸面板(LCD或OLED)、語音輸出或投射在汽車前擋風玻璃的抬頭顯示(Head-Up Display， HUD)等。為了避免造成駕駛者分神，前座系統(tǒng)的信息輸入方式主要采用語音輸入或觸摸屏(觸控面板);信息輸出方式則為中尺寸面板(LCD或OLED)、語音輸出或投射在汽車前擋風玻璃的抬頭顯示(Head-Up Display， HUD)等。發(fā)動機系統(tǒng)主要是根據(jù)汽車電腦所收集的車況信息，進行車況診斷、行車效率最佳化、遠程發(fā)動機調(diào)整或零件預定等。
從上述分析不難看出，Telematics技術基于GPS全球定位系統(tǒng)技術、GIS地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System)技術、ITS智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System)技術和無線通信技術。
3、結語
隨著汽車電子控技術的發(fā)展，基于現(xiàn)場總線技術的車載網(wǎng)絡系統(tǒng)已在汽車上得到了廣泛的應用，并將不斷地向汽車網(wǎng)絡信息化逐步邁進。Telemetric技術的發(fā)展，體現(xiàn)了一個國家的綜合科技實力，已經(jīng)成為世界各國競相研發(fā)的技術熱點之一。
【參考文獻】
[1]凌永成.汽車網(wǎng)絡技術[M].北京：清華大學出版社，2012.
[2]南金瑞.汽車單片機及車載總線技術[M].北京：北京理工大學大學出版社，2005.
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