汽車環(huán)境對(duì)電子產(chǎn)品而言是非?？量痰模喝魏芜B接到12V電源上的電路都必須工作在9V至16V的標(biāo)稱電壓范圍內(nèi)，其它需要迫切應(yīng)對(duì)的問題包括負(fù)載突降、冷車發(fā)動(dòng)、電池反向、雙電池助推、尖峰信號(hào)、噪聲和極寬的溫度范圍。在負(fù)載突降時(shí)，交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓迅速升高到60V或更高的電壓；冷車發(fā)動(dòng)指的是在低溫時(shí)起動(dòng)汽車，這會(huì)引起電池電壓下降至6V或更低；電池反向是在激活一個(gè)沒電的電池時(shí)，由于粗心地將電纜極性接反造成的。很多牽引車都配備兩個(gè)串聯(lián)起來(lái)的12V電池，以在寒冷的天氣中幫助起動(dòng)一個(gè)電池沒電的汽車。這將使電氣系統(tǒng)的電壓范圍提高到了28V，直到汽車起動(dòng)且牽引車司機(jī)斷開跨接電纜為止。

考慮到汽車電氣系統(tǒng)由大電流電動(dòng)機(jī)、繼電器、螺線管、車燈和不斷顫動(dòng)的開關(guān)觸點(diǎn)組成，因此出現(xiàn)尖峰信號(hào)和噪聲就一點(diǎn)也不奇怪了。另外，交流發(fā)電機(jī)是采用斬波勵(lì)磁調(diào)整的三相電機(jī)，有時(shí)會(huì)以非常大的電流對(duì)電池充電。因此，對(duì)于工作在汽車環(huán)境中的電路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，尤其是需要適應(yīng)在負(fù)載突降和雙電池助推情況下產(chǎn)生的高輸入電壓電路。

無(wú)源保護(hù)電路

用于汽車電子產(chǎn)品的無(wú)源保護(hù)網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。與此相同或類似的電路廣泛用于保護(hù)與汽車12V總線連接的各種系統(tǒng)。這種網(wǎng)絡(luò)防止高壓尖峰、持續(xù)過(guò)壓、電池反向和電流過(guò)度消耗造成損害。圖1的電流保護(hù)作用很明顯，如果負(fù)載電流超過(guò)1A的時(shí)間很長(zhǎng)，保險(xiǎn)絲F1就會(huì)熔化。D1與F1結(jié)合防止電池反向連接造成損害，大電流流經(jīng)正向偏置的D1并燒斷保險(xiǎn)絲。電解電容器大約在額定電壓的150時(shí)有一個(gè)有趣的特性：隨著終端電壓的提高，這種電容消耗的電流也越來(lái)越大，就C1而言，它在輸入持續(xù)升高時(shí)起箝位作用(最終燒斷保險(xiǎn)絲)。雙電池助推時(shí)的電壓為28V左右，這不會(huì)燒斷保險(xiǎn)絲，因?yàn)镃125V的額定值足夠高，額外消耗的電流很少。電感器增加了很小的電阻，以限制峰值故障電流以及輸入瞬態(tài)的轉(zhuǎn)換率，從而在存在尖峰時(shí)幫助C1實(shí)現(xiàn)箝位。

無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的主要缺點(diǎn)是它依靠燒斷保險(xiǎn)絲來(lái)防止過(guò)流、過(guò)壓和電池反向造成損害。另一個(gè)缺點(diǎn)是，它依靠電解電容實(shí)現(xiàn)箝位。這種電容器老化以后，電解質(zhì)會(huì)變干，等效串聯(lián)電阻(ESR)提高的特性也就消失了，這會(huì)損害箝位效果。有時(shí)D1采用大的齊納二極管以幫助這個(gè)電容器發(fā)揮作用。人們已經(jīng)設(shè)計(jì)出了有源電路來(lái)克服這些缺點(diǎn)。

有源電路

摘要：汽車電子控制系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)能夠大大提高汽車性能，也滿足大眾對(duì)于汽車舒適性的要求。目前，汽車大多數(shù)都配備有娛樂導(dǎo)航系統(tǒng)，這種系統(tǒng)就是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在汽車電子控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用體現(xiàn)。在這一背景下，本文展開對(duì)汽車電子控制系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用研究，希望能夠?qū)ζ嚠a(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新化發(fā)展提供理論依據(jù)和支持。

關(guān)鍵詞：汽車電子控制系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；應(yīng)用研究

相關(guān)研究表明，汽車不安全問題的根源有九成以上是公路交通事故，而在事故問題中，車輛碰撞、追尾等比重非常高。為了提高行車的安全性，減少這種事故發(fā)生概率，我國(guó)投入了大量資金和資源，來(lái)研究汽車的自動(dòng)安全技術(shù)。而很顯然這需要計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的介入和使用，所以怎樣通過(guò)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的運(yùn)用來(lái)大大改善汽車性能水平，是當(dāng)前汽車行業(yè)著重研究的課題之一。

1汽車電子控制系統(tǒng)簡(jiǎn)述

1.1汽車電子控制系統(tǒng)含義

最近幾年電子技術(shù)、汽車行業(yè)發(fā)展迅捷，兩者結(jié)合的程度也頗高，汽車電子技術(shù)便由此誕生。該技術(shù)的應(yīng)運(yùn)而生對(duì)我國(guó)汽車行業(yè)發(fā)展而言具有變革性意義。新的時(shí)代背景下，衡量汽車智能化水平高低的一大指標(biāo)就是汽車的電子化[1]。自技術(shù)上看，汽車電子技術(shù)既能夠改善設(shè)備的質(zhì)量性，又能夠豐富和拓展汽車的功能性。汽車電子控制系統(tǒng)分作四類，其一是動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)。它又分作很多子系統(tǒng)，比如發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)、自動(dòng)化變速控制系統(tǒng)等。其二是智能車身電子系統(tǒng)，它也囊括了諸多子系統(tǒng)，像是自動(dòng)調(diào)節(jié)座椅系統(tǒng)、汽車夜視系統(tǒng)等。其三安全系統(tǒng)、底盤綜合控制。比如駕駛員智能支持系統(tǒng)、車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)等。其四是娛樂通訊系統(tǒng)。比如音響系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等[2]。當(dāng)前大眾在購(gòu)買汽車時(shí)，汽車電子功能是否多樣和先進(jìn)成為挑選汽車的重要指標(biāo)之一。

1.汽車電子控制技術(shù)概述

汽車電子控制系統(tǒng)主要是由以下幾部分組成的：電子傳感器、電子控制器、電子驅(qū)動(dòng)器以及控制程序軟件等，與汽車上的機(jī)械系統(tǒng)（這些機(jī)械系統(tǒng)通常是動(dòng)力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和車身系統(tǒng)中的子系統(tǒng)融合等）配合使用，并利用電纜或無(wú)線電波互相傳輸訊息，即所謂的“機(jī)電整合”，如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)、防滑控制系統(tǒng)、電子控制懸架系統(tǒng)、電子控制自動(dòng)變速器、電子助力轉(zhuǎn)向等。汽車電子控制系統(tǒng)概括起來(lái)可以被劃分為四個(gè)主要部分：發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)，底盤綜合控制系統(tǒng)，車身電子安全系統(tǒng)，信息通訊系統(tǒng)。需要指出的是，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)和底盤綜合控制系統(tǒng)是與汽車的行駛性能有直接關(guān)系的。

2.汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來(lái)，通過(guò)總結(jié)汽車控制技術(shù)的發(fā)展過(guò)程不難看出，競(jìng)爭(zhēng)較為激烈的世界商業(yè)汽車市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)以及節(jié)油、排放和安全方面的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)成為二十一世紀(jì)汽車技術(shù)革命的主要推動(dòng)力。此外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)越來(lái)越多地被應(yīng)用于汽車，因而便提供了處理各種事故和緊迫問題的十分有效的手段，各種車用電控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，許多新技術(shù)、新設(shè)備也層出不窮。目前，在汽車上已經(jīng)使用的電子裝置品種已多達(dá)幾十種，它們由品種繁多的電子傳感器、電子控制單元、微處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、顯示器和設(shè)計(jì)軟件等多個(gè)復(fù)雜技術(shù)集合而成。在汽車上應(yīng)用較多且已經(jīng)很成熟的電子控制技術(shù)和相關(guān)裝置主要有以下四個(gè)方面：

2.1電子控制技術(shù)在汽車儀表通信上的應(yīng)用

表通信類的應(yīng)用主要有電子鐘、電子油耗表、電子溫度計(jì)、電子車速里程表、電子轉(zhuǎn)速表、旅程計(jì)算器、燃料消耗計(jì)、電子定時(shí)、電子化圖示儀表盤、電話及其通信裝置、各種報(bào)警(燈絲切斷，排氣溫度，水面，液面，未關(guān)門，未系安全帶等)。儀表通信類即將采用的新技術(shù)主要有大型電子化薄式儀表盤、多路信息傳輸、光纖通信傳輸、慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航、屏幕顯示街道圖及交通阻塞狀況圖、多功能綜合屏幕顯示等。

摘要:研究汽車電子技術(shù)，保障汽車安全運(yùn)行。了解當(dāng)下常見電子控制噴油裝置、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)、電子點(diǎn)火裝置等電子技術(shù)，說(shuō)明了未來(lái)汽車電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是朝著環(huán)保、安全性，汽車信息化及電子控制電磁式趨勢(shì)進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展。汽車電子技術(shù)的應(yīng)用保障了汽車安全運(yùn)行，值得推廣。

關(guān)鍵詞:汽車電子技術(shù);發(fā)展趨勢(shì);分析

隨著汽車工業(yè)的快速進(jìn)步，汽車電子技術(shù)也在不斷發(fā)展，加強(qiáng)在高新科技的探索，實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)的性能升級(jí)，提高汽車的智能化服務(wù)水平。從廣義的角度來(lái)說(shuō)，常見的汽車電子裝備主要包括汽車車體和車載電子控制裝置，20世紀(jì)70年代，電子技術(shù)被運(yùn)用在高檔的現(xiàn)代汽車上，同時(shí)隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保主題的重視，汽車發(fā)展行業(yè)要響應(yīng)節(jié)能減排的號(hào)召，電子技術(shù)的運(yùn)用符合國(guó)家政策的倡導(dǎo)，在提升汽車安全性和舒適性的同時(shí)減少汽車尾氣排放量，達(dá)到環(huán)保要求。目前，電子技術(shù)不僅僅被用在高檔汽車的配置當(dāng)中，大多數(shù)現(xiàn)代汽車都已經(jīng)分享了電子科技的紅利。本文圍繞汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)展開論述。

1汽車電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

電子技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代汽車發(fā)展領(lǐng)域得到了充分運(yùn)用。常見的汽車電子技術(shù)主要包括電子控制噴油裝置、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)、電子點(diǎn)火裝置、防盜系統(tǒng)等。在電子控制噴油裝置使用之前，傳統(tǒng)的汽車噴油裝置主要選用機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)，后來(lái)逐漸添加了電子產(chǎn)品進(jìn)行輔助噴油。但是隨著時(shí)代的進(jìn)步，現(xiàn)代汽車已經(jīng)逐漸淘汰了傳統(tǒng)的燃油噴射系統(tǒng)，取而代之的是電動(dòng)控制噴油裝置、電子控制噴油能夠提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)和工作性能，減少汽車尾氣對(duì)空氣環(huán)境造成的污染。電子控制噴油裝置主要是通過(guò)車載微機(jī)程序的編輯，利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，檢測(cè)空氣流量、空氣濕度等重要因素，對(duì)噴油量進(jìn)行調(diào)節(jié)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)保持在最佳狀態(tài)。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)是電子技術(shù)應(yīng)用最廣泛、實(shí)踐效果最好的成果，防抱死制動(dòng)裝置的使用能夠讓汽車在制動(dòng)狀態(tài)下避免車輪出現(xiàn)抱死狀態(tài)來(lái)提高汽車制動(dòng)距離的可控制性，汽車防抱死系統(tǒng)能有效控制汽車滑動(dòng)率，讓汽車行駛過(guò)程更加平穩(wěn)，防止出現(xiàn)長(zhǎng)距離滑動(dòng)的情況，保護(hù)汽車內(nèi)人員的生命安全［1］。電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)主要是通過(guò)蓄電池和電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)汽車轉(zhuǎn)向的動(dòng)力來(lái)源，對(duì)汽車轉(zhuǎn)向功能進(jìn)行微機(jī)控制。電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)一般體積比較小，重量也不大，操作起來(lái)比較方便，能有效防止汽車轉(zhuǎn)向設(shè)備發(fā)生漏油現(xiàn)象。在電子技術(shù)的發(fā)展背景下，汽車電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)能對(duì)汽車的轉(zhuǎn)向回正特性進(jìn)行優(yōu)化，提高汽車運(yùn)行的穩(wěn)定性。電子點(diǎn)火裝置主要包含微機(jī)傳感器和機(jī)械接口，電子點(diǎn)火裝置主要是通過(guò)傳感器接收到外界信號(hào)，檢測(cè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工作狀況，調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)間，有效降低油耗。同時(shí)，電子點(diǎn)火裝置的使用能夠有效延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，減少汽車尾氣造成的空氣污染。目前，汽車點(diǎn)火裝置最多能夠幫汽車減少20%的油耗，因此受到汽車工業(yè)的廣泛推崇。電子防盜系統(tǒng)的運(yùn)用也是電子技術(shù)的現(xiàn)代運(yùn)用范圍，現(xiàn)代汽車大多數(shù)都是性能優(yōu)越，價(jià)格不菲，人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)汽車防盜系統(tǒng)的運(yùn)用。電子化的汽車防盜設(shè)備主要可以利用GPS電子防盜系統(tǒng)提高汽車的安全防護(hù)性能，在未來(lái)，汽車防盜系統(tǒng)的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2汽車電子技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

前言：道康寧公司在有機(jī)硅材、研發(fā)和應(yīng)有領(lǐng)域已有六十多年的經(jīng)驗(yàn)，是有機(jī)硅材料的先驅(qū)與領(lǐng)導(dǎo)者。道康寧公司提供各式各樣的有機(jī)硅材料供應(yīng)不同工業(yè)和工藝上的需要，其中有多種產(chǎn)品已獲得美軍軍標(biāo)(Mil)、保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室(UL)、美國(guó)波音公司(Boeing)、美國(guó)航天局(NASA)等的認(rèn)證，

以及經(jīng)美國(guó)汽車協(xié)會(huì)認(rèn)證為汽車工業(yè)的合格供應(yīng)商。產(chǎn)品已被廣泛地應(yīng)用于通訊產(chǎn)品、軍工產(chǎn)品、航天工業(yè)、汽車電子等高可靠性需求的場(chǎng)合。相信在國(guó)內(nèi)汽車電子工業(yè)里，道康寧系列硅膠也能為獲得出色的高可靠性而提供最佳的解決方案。下面即對(duì)汽車電子用硅膠加以介紹。

汽車電子與保護(hù)材料

汽車行駛于道路上除了須藉由充沛的動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)外,更有賴于其靈敏與復(fù)雜的操控系統(tǒng)控制，使汽車能安全地在最佳條件下行駛。操控系統(tǒng)是一部汽車的神經(jīng)中樞，它包含許多復(fù)雜而精密的控制機(jī)構(gòu)和控制模塊，藉由各種輸出、偵測(cè)、診斷、反饋等訊息操控系統(tǒng)指導(dǎo)著各部件的運(yùn)作。隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的發(fā)展與結(jié)合，各種電子式控制機(jī)構(gòu)和模塊逐漸被導(dǎo)入操控系統(tǒng)中以獲得更精準(zhǔn)、更敏捷的控制,從而提高汽車的性能。

汽車行駛于道路時(shí)必須承受風(fēng)、砂、雨、雪、高低溫、振動(dòng)等各種地型天候與污染物的侵蝕。因此各種精密的電子式控制模塊必須藉由適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)材料來(lái)保護(hù)以確保它的穩(wěn)定性和可靠性。在汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域中對(duì)保護(hù)材料的選擇除了基本要求絕緣、防潮、防污、防蝕、導(dǎo)熱等特性外，特別要求具有低應(yīng)力和耐熱、耐寒等性能。有機(jī)硅材料因?yàn)橥瑫r(shí)具備這些性能，因此在汽車電子領(lǐng)域中的應(yīng)用特別受到重視，在汽車電子中的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣。

有機(jī)硅的特性

汽車電子設(shè)備的配置已成為當(dāng)今汽車發(fā)展的潮流，電子技術(shù)的應(yīng)用幾乎深人到了汽車所有的系統(tǒng)當(dāng)中。

汽車電子設(shè)計(jì)已成為汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。傳統(tǒng)方式下的汽車設(shè)計(jì)者不得不借助各種機(jī)械的、液壓的、電子的汽車零部件以驗(yàn)證汽車各子系統(tǒng)的功能，開發(fā)周期長(zhǎng)，成本居高不下。為了縮短開發(fā)周期、降低開發(fā)成本，人們引入了SABER仿真技術(shù)進(jìn)行汽車系統(tǒng)技術(shù)的驗(yàn)證和開發(fā)。SABER仿真技術(shù)通過(guò)對(duì)整個(gè)汽車系統(tǒng)進(jìn)行有效的建模和分析，能夠節(jié)約大量的試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)時(shí)間。國(guó)際上幾大跨國(guó)汽車公司都已使用SABER仿真技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如美國(guó)通用、大眾、克萊斯勒等。目前，國(guó)內(nèi)有泛亞技術(shù)中心能夠運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)與通用（北美）進(jìn)行同步開發(fā)。

1SABER軟件仿真技術(shù)

SABER軟件是一個(gè)在數(shù)學(xué)模擬及硬件設(shè)計(jì)方面功能卓著的仿真工具。對(duì)于復(fù)雜的混合信號(hào)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證問題，SABER軟件為設(shè)計(jì)工程師提供了一種功能強(qiáng)大的混合信號(hào)行為仿真器。由于混合信號(hào)硬件描述語(yǔ)言——MAST的支持，SABER軟件實(shí)現(xiàn)了單一內(nèi)核混合信號(hào)及混合技術(shù)的仿真，完全改變了模擬電路仿真的現(xiàn)狀。SABER軟件在混合技術(shù)領(lǐng)域具有多個(gè)仿真引擎，可以分別處理不同領(lǐng)域的設(shè)計(jì)單元，且遵循相應(yīng)的守恒定律，支持電力系統(tǒng)、機(jī)電一體化、機(jī)械系統(tǒng)、電子系統(tǒng)、光電控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等系統(tǒng)單元。現(xiàn)在，SABER軟件在汽車和飛機(jī)制造領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用。尤其是在汽車制造領(lǐng)域，許多歐美公司已將它定為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并投資SABER軟件的發(fā)展以不斷滿足新的設(shè)計(jì)需要。

SABER軟件具有明顯的優(yōu)勢(shì)：分析從SOC到大型系統(tǒng)之間的設(shè)計(jì)，包括模擬電路、數(shù)字電路及混合電路；通過(guò)單一的混合信號(hào)仿真內(nèi)核就可以提供精確有效的仿真結(jié)果；通過(guò)對(duì)穩(wěn)態(tài)、時(shí)域、頻域、統(tǒng)計(jì)、可靠性及控制等方面的分析來(lái)檢驗(yàn)系統(tǒng)性能。

SABER仿真器能夠讓設(shè)計(jì)人員對(duì)從汽車的最初設(shè)計(jì)方案（方框圖）到由實(shí)際電路和機(jī)械實(shí)現(xiàn)的完整系統(tǒng)進(jìn)行仿真。這種能力對(duì)于復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（如ABS系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)等）尤為重要。

汽車電子的發(fā)展空間非常大。預(yù)計(jì)到2020年左右，汽車電子占整車的比例將達(dá)到50%~60%。這是汽車發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。從汽車電子化來(lái)看，系統(tǒng)地解決汽車的電子化可以有效解決目前交通擁堵的情況。

從新加坡、香港汽車市場(chǎng)來(lái)看，汽車保有率比內(nèi)地一些城市的汽車市場(chǎng)要高；但是這兩個(gè)市場(chǎng)汽車擁堵的現(xiàn)象卻很少。最近，我們和深圳市政府合作，把公交系統(tǒng)進(jìn)行了分類管理，再來(lái)實(shí)行車輛調(diào)配，來(lái)減少擁堵現(xiàn)象。這樣看來(lái)，交通問題更多的是應(yīng)該從戰(zhàn)略高度來(lái)解決的。其中，包括未來(lái)車庫(kù)的建設(shè)、電子發(fā)展方面、系統(tǒng)管理方面、整車的安全可靠舒適度方面，都需要一個(gè)電子化信息。而目前，互聯(lián)網(wǎng)是最有可能實(shí)現(xiàn)在汽車上和其他所需的技術(shù)上面，如云技術(shù)以及未來(lái)的整個(gè)云計(jì)算的發(fā)展。不過(guò)現(xiàn)在看來(lái)，汽車電子的整個(gè)發(fā)展趨勢(shì)還是傳統(tǒng)產(chǎn)品的升級(jí)換代，新型產(chǎn)品的普及，朝著智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化方向延伸。如果能夠綜合起來(lái)進(jìn)行控制，就能真正實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能、環(huán)保。

安全、節(jié)能環(huán)保、舒適娛樂成為微型汽車電子應(yīng)用發(fā)展的主旋律。現(xiàn)在人們?cè)谲嚿贤Ａ舻臅r(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，還有自駕旅游。怎么樣將先進(jìn)的汽車電子技術(shù)在這段車上停留的時(shí)間中充分地發(fā)揮出優(yōu)越的性能是值得考慮的事情?，F(xiàn)在汽車電子、鐵路電子和航空航海電子本著產(chǎn)品通根，技術(shù)同源，相互融合逐步來(lái)達(dá)到更人性化的需求。當(dāng)前，汽車電子典型的應(yīng)用方面是傳統(tǒng)技術(shù)的升級(jí)。技術(shù)升級(jí)方面主要包括新能源配套、電子技術(shù)轉(zhuǎn)移、航空電子技術(shù)轉(zhuǎn)化，也包括軍工技術(shù)和未來(lái)建設(shè)云計(jì)算。尤其是，未來(lái)新能源汽車小型化、輕量化的要求越來(lái)越高，需要更好的汽車電子產(chǎn)品和技術(shù)來(lái)落實(shí)到位。未來(lái)新一代汽車駕駛，應(yīng)該是一個(gè)綜合素質(zhì)系統(tǒng)，即四網(wǎng)合一。這也是互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)發(fā)展方向。

在這方面，目前我們準(zhǔn)備跟高通公司聯(lián)系。在政府的引導(dǎo)下，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、電信網(wǎng)及汽車網(wǎng)的有機(jī)融合。因此，發(fā)展新型汽車電子，需要在智能聯(lián)網(wǎng)和管理這方面做好技術(shù)準(zhǔn)備。在新一代的汽車駕駛中，綜合艙也是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，它能夠讓人們?nèi)缤诩依镆粯訉?shí)現(xiàn)視頻聊天等功能，不過(guò)產(chǎn)品可靠性一直是該方面產(chǎn)品最受關(guān)注的地方。

說(shuō)到汽車電子發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)該是如何實(shí)現(xiàn)汽車電子產(chǎn)業(yè)化。經(jīng)過(guò)過(guò)去十七、八年的實(shí)踐摸索，我覺得實(shí)現(xiàn)汽車電子產(chǎn)業(yè)化有以下五方面：第一，企業(yè)要堅(jiān)持自主品牌，自主創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)快速成長(zhǎng)。第二，企業(yè)要掌握QSTP具備體系能力。第三，企業(yè)要重點(diǎn)在核心技術(shù)、人力、機(jī)制和企業(yè)文化上構(gòu)建核心競(jìng)爭(zhēng)力。第四，企業(yè)發(fā)展要從機(jī)會(huì)成功向戰(zhàn)略成功轉(zhuǎn)變。我們認(rèn)為，行業(yè)支持龍頭企業(yè)集團(tuán)做大做強(qiáng)，最重要的還是在技術(shù)投入方面。當(dāng)然，在人才引進(jìn)方面也需要給予一定的支持。第五，行業(yè)發(fā)展需要官產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合。其實(shí)有些高校在技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面的能力較一些企業(yè)來(lái)說(shuō)更強(qiáng)，高校研發(fā)的產(chǎn)品能在一定程度上真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。另外，汽車電子行業(yè)在優(yōu)秀人才和技術(shù)創(chuàng)新的獎(jiǎng)勵(lì)方面要加強(qiáng)。

除此之外，行業(yè)要倡導(dǎo)與外資合作共贏，共同發(fā)展，嚴(yán)格反壟斷，防止外資惡意并購(gòu)。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，企業(yè)的高速發(fā)展，為人才引進(jìn)帶來(lái)了很大的機(jī)會(huì)。在利好的大環(huán)境下，有很多人愿意回來(lái)創(chuàng)業(yè)。這個(gè)時(shí)候，企業(yè)如果能夠采用收購(gòu)兼并，包括人才引進(jìn)是個(gè)很好的方式。對(duì)此，我們也要防止外資戰(zhàn)略性的并購(gòu)；同時(shí)，也希望主機(jī)廠在這方面能與我們加強(qiáng)溝通。

據(jù)StrategyAnalytics研究報(bào)告顯示，未來(lái)幾年，汽車電子半導(dǎo)體市場(chǎng)將以7.7的年均復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)穩(wěn)定增長(zhǎng)，到2010年，預(yù)計(jì)會(huì)有約216億美元的汽車電子半導(dǎo)體產(chǎn)品在汽車中使用；每輛車中使用的半導(dǎo)體元件數(shù)量則將以年均9.6的速度增長(zhǎng)，到2010年將達(dá)到283億美元的水平。

隨著汽車電子向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、舒適化趨勢(shì)發(fā)展的不斷深入，半導(dǎo)體在汽車電子化中的應(yīng)用規(guī)模及其作用越來(lái)越引起關(guān)注，整個(gè)行業(yè)對(duì)MCU、傳感器、模擬IC等關(guān)鍵半導(dǎo)體元器件也提出更多挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)一：海量應(yīng)用帶來(lái)管理復(fù)雜度提高

勿庸置疑，高速成長(zhǎng)的汽車電子領(lǐng)域使得半導(dǎo)體器件大有用武之地，然而半導(dǎo)體器件的大量使用也會(huì)給系統(tǒng)管理帶來(lái)很多挑戰(zhàn)?！皢尉蚆CU而言，在1996年，典型的汽車僅有6個(gè)MCU，到2008年，高檔汽車應(yīng)用MCU的數(shù)量會(huì)超過(guò)100個(gè)，這無(wú)疑使管理復(fù)雜性大大增加?！憋w思卡爾全球汽車電子戰(zhàn)略市場(chǎng)經(jīng)理StephanLehmann表示。Lehmann認(rèn)為，汽車智能化的設(shè)計(jì)理念將不斷深入，包括技術(shù)合作和開放的標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)即插即用的軟件模塊以及跨企業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)合作環(huán)境。

“車身有很多的位置需要控制和監(jiān)測(cè)，而且有很多地方的節(jié)點(diǎn)是非常集中的，應(yīng)該把發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、感應(yīng)點(diǎn)等分為幾個(gè)ECU(電子控制單元)網(wǎng)絡(luò)，各ECU間通過(guò)總線相連，來(lái)進(jìn)行分布式控制?！憋w思卡爾德國(guó)公司汽車系統(tǒng)工程部經(jīng)理RainerMakowitz介紹。飛思卡爾德國(guó)公司的總部位于慕尼黑，貼近世界頂尖級(jí)汽車制造商寶馬、奧迪、奔馳的設(shè)計(jì)和制造中心，可謂“近水樓臺(tái)”，因此在車身控制、車載信息娛樂、安全系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)等領(lǐng)域也走在世界前列。

分布式車身控制系統(tǒng)基于CAN/LIN總線，ECU將通過(guò)CAN總線提供穩(wěn)定、可靠的低成本網(wǎng)絡(luò)連接；電機(jī)、開關(guān)、傳感器和車燈等則通過(guò)LIN進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。另外，Makowitz還談到，車身控制需要更高的集成度，通過(guò)飛思卡爾專有的SmartMOS技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可以將模擬、功率器件和數(shù)字電路集成在一起，從而提供更好的性能調(diào)節(jié)、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，并節(jié)省電路板空間。

現(xiàn)代汽車電子從所應(yīng)用的電子元器件到車內(nèi)電子系統(tǒng)的架構(gòu)均已進(jìn)入了一個(gè)有本質(zhì)性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器。

一、汽車電子操控和安全系統(tǒng)談起

近幾年來(lái)我國(guó)汽車工業(yè)增長(zhǎng)迅速，發(fā)展勢(shì)頭很猛。因此評(píng)論界出現(xiàn)了一些專家的預(yù)測(cè)：汽車工業(yè)有可能超過(guò)IT產(chǎn)業(yè)，成為中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。其實(shí)，汽車工業(yè)的增長(zhǎng)必將包含與汽車產(chǎn)業(yè)相關(guān)的IT產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)。例如，雖然目前在我國(guó)一汽的產(chǎn)品中電子產(chǎn)品和技術(shù)的價(jià)值含量只占10%—15%左右，但國(guó)外汽車中電子產(chǎn)品和技術(shù)的價(jià)值含量平均約為22%，中、高檔轎車中汽車電子已占30%以上，而且這個(gè)比例還在、不斷地快速增長(zhǎng)，預(yù)期很快將達(dá)到50%。

電子信息技術(shù)已經(jīng)成為新一代汽車發(fā)展方向的主導(dǎo)因素，汽車（機(jī)動(dòng)車）的動(dòng)力性能、操控性能、安全性能和舒適性能等各個(gè)方面的改進(jìn)和提高，都將依賴于機(jī)械系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)和電子產(chǎn)品、信息技術(shù)間的完美結(jié)合。汽車工程界專家指出：電子技術(shù)的發(fā)展已使汽車產(chǎn)品的概念發(fā)生了深刻的變化。這也是最近電子信息產(chǎn)業(yè)界對(duì)汽車電子空前關(guān)注的原因之一。但是，必須指出的是，除了一些車內(nèi)音響、視頻裝備，車用通信、導(dǎo)航系統(tǒng)，以及車載辦公系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等車內(nèi)電子設(shè)備的本質(zhì)改變較少外，現(xiàn)代汽車電子從所應(yīng)用的電子元器件（包括傳感器、執(zhí)行器、微電路等）到車內(nèi)電子系統(tǒng)的架構(gòu)均已進(jìn)入了一個(gè)有本質(zhì)性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器（智能執(zhí)行器、智能變送器）。

實(shí)際上，汽車電子已經(jīng)經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段：從分立電子元器件搭建的電路監(jiān)測(cè)控制，經(jīng)過(guò)了電子元器件或組件加微處理器構(gòu)筑的各自獨(dú)立的、專用的、半自動(dòng)和自動(dòng)的操控系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了采用高速總線（目前至少有5種以上總線已開發(fā)使用），統(tǒng)一交換汽車運(yùn)行中的各種電子裝備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)綜合、智能調(diào)控的新階段。新的汽車電子系統(tǒng)由各個(gè)電子控制單元（ECU）組成，可以獨(dú)立操控，同時(shí)又能協(xié)調(diào)到整體運(yùn)行的最佳狀態(tài)。例如為使發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作狀態(tài)，就需要從吸入汽缸的空氣流量、進(jìn)氣壓力的測(cè)定開始，再根據(jù)水溫、空氣溫度等工作環(huán)境參數(shù)計(jì)算出基本噴油量，同時(shí)還要通過(guò)節(jié)氣門位置傳感器檢測(cè)節(jié)氣門的開度，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，進(jìn)而控制，調(diào)整最佳噴油量，最后還需要通過(guò)曲軸的角速度傳感器監(jiān)測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，最終計(jì)算出并發(fā)出最佳點(diǎn)火時(shí)機(jī)的指令。這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)和點(diǎn)火綜合控制系統(tǒng)還可以與廢氣排放的監(jiān)控系統(tǒng)和起動(dòng)系統(tǒng)等組合，構(gòu)筑成可使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率和扭矩最大化，而同時(shí)燃油消耗和廢氣排放最低化的智能系統(tǒng)。

還可以舉一個(gè)安全駕駛方面的例子，出于平穩(wěn)、安全駕駛的需要，僅只針對(duì)四個(gè)輪子的操控上，除了應(yīng)用大量壓力傳感器并普遍安裝了剎車防抱死裝置（ABS）外，許多轎車，包括國(guó)產(chǎn)車，已增設(shè)了電子動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD），ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天氣駕駛時(shí)的穩(wěn)定性?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外的一些汽車進(jìn)一步加裝了緊急剎車輔助系統(tǒng)（EBA），該系統(tǒng)在發(fā)生緊急情況時(shí)，自動(dòng)檢測(cè)駕駛者踩制動(dòng)踏板時(shí)的速度和力度，并判斷緊急制動(dòng)的力度是否足夠，如果需要，就會(huì)自動(dòng)增大制動(dòng)力。EBA的自控動(dòng)作必須在極短時(shí)間（例如百萬(wàn)分之一秒級(jí)）內(nèi)完成。這個(gè)系統(tǒng)能使200km/h高速行駛車輛的制動(dòng)滑行距離縮短極其寶貴的20多米。針對(duì)車輪的還有分別監(jiān)測(cè)各個(gè)車輪相對(duì)于車速的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而為每個(gè)車輪平衡分配動(dòng)力，保證在惡劣路面條件下各輪間具有良好的均衡抓地能力的“電子牽引力控制”（ETC）系統(tǒng)等。

當(dāng)代汽車電子產(chǎn)品的開發(fā)與設(shè)計(jì)在加速開發(fā)過(guò)程、降低開發(fā)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面廣泛地受益于計(jì)算機(jī)輔助工程軟件(CAE)。本文以某發(fā)動(dòng)機(jī)的油氣控制和點(diǎn)火系統(tǒng)為例，說(shuō)明Ansoft的EM工具在汽車電子與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等諸多方面的應(yīng)用，為中國(guó)汽車電子設(shè)計(jì)工程師提供新的選擇。

汽車中電子成分的不斷增多是因?yàn)槭袌?chǎng)對(duì)汽車產(chǎn)品的要求與期望的不斷增加。例如，對(duì)汽車安全系統(tǒng)的更高要求就產(chǎn)生了防抱死剎車(ABS)、軌道控制系統(tǒng)、防滑出、防翻滾及其側(cè)面氣囊保護(hù)等措施。對(duì)更高燃油效率的要求又引入了直噴發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(DirectInjection)、隨換多缸系統(tǒng)(DisplacementOnDemand)、電子閥控系統(tǒng)(ElectronicValving)以及混合動(dòng)力型汽車(HybridVehicle)。這些不斷增加的電子系統(tǒng)使汽車系統(tǒng)變得更為復(fù)雜，也使得這些系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)計(jì)過(guò)程變得更具有挑戰(zhàn)性。

對(duì)日趨復(fù)雜的汽車部件及電子系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方法已顯得力不從心。例如，傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)序控制都是基于表格查找方法。這種方法對(duì)現(xiàn)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)有很多局限性，一是表格法不能將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特征考慮進(jìn)來(lái)；二是現(xiàn)動(dòng)機(jī)需要控制的狀態(tài)從以前的幾百個(gè)到現(xiàn)在的上萬(wàn)個(gè)，這樣，用表格查找的方法就很難實(shí)施，也無(wú)法再繼續(xù)提高發(fā)電機(jī)的性能。隨之而來(lái)，一種代替這種方法的現(xiàn)代控制是基本模型的控制方法(。這種方法的實(shí)施過(guò)程不太隨發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)雜程度而變，但需要一個(gè)較準(zhǔn)確的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)模型。另外，汽車電子器件與系統(tǒng)的開發(fā)方式和過(guò)程也必須加快速度、降低成本、增加質(zhì)量才能滿足廠家的管理目標(biāo)。傳統(tǒng)的硬件研制、測(cè)試、再研制、再測(cè)試的重復(fù)模式就顯得費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，成本也會(huì)相應(yīng)增加。

在這樣的背景下，越來(lái)越多的汽車電子廠家利用計(jì)算機(jī)輔助工程軟件來(lái)加速研發(fā)過(guò)程，降低研發(fā)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。具體做法是：廠家在計(jì)算機(jī)的虛擬平臺(tái)上來(lái)完成盡可能多(可高達(dá)80到90的工作量)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析工作，只是在最后一步才進(jìn)行實(shí)際硬件實(shí)施。

無(wú)刷電機(jī)代替有刷電機(jī)油泵的設(shè)計(jì)實(shí)例

我們以發(fā)動(dòng)機(jī)的油氣控制系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)明設(shè)計(jì)過(guò)程。如圖1所示。首先，一個(gè)廠家決定用無(wú)刷電機(jī)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有刷電機(jī)油泵。它可以從RMxprt軟件開始，該軟件中有包含無(wú)刷電機(jī)在內(nèi)的13種電機(jī)和發(fā)電機(jī)模式。用戶只需要輸入與電機(jī)有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)，例如輸入電壓、功率、極數(shù)、永磁鐵類型等，RMxprt就可以自動(dòng)設(shè)計(jì)出一個(gè)基本的無(wú)刷電機(jī)，并計(jì)算出該電機(jī)在不同運(yùn)營(yíng)狀態(tài)(例如空載和全載)的性能參數(shù)，例如力矩、轉(zhuǎn)速和效率等。