汽車(chē)電子控制技術(shù)論文(2)
汽車(chē)電子控制技術(shù)論文
汽車(chē)電子控制技術(shù)論文篇二
汽車(chē)電子控制技術(shù)發(fā)展綜述
【摘 要】簡(jiǎn)要敘述了汽車(chē)電子控制技術(shù)及車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷程。主要對(duì)以Telematics技術(shù)的功能及應(yīng)用領(lǐng)域作了詳細(xì)介紹。
【關(guān)鍵詞】汽車(chē);電子控制;車(chē)載網(wǎng)絡(luò);Telematics;發(fā)展
1、汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展歷程
汽車(chē)電子技術(shù)在經(jīng)歷了零部件層次的汽車(chē)電器時(shí)代、子系統(tǒng)層次的單片機(jī)(汽車(chē)電腦)控制時(shí)代之后，已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，并向汽車(chē)信息化時(shí)代邁進(jìn)。按照電子產(chǎn)品和電子控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，可將汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展大致可劃分為四個(gè)階段。
1.1 第一階段―零部件層次的汽車(chē)電器時(shí)代
1965～1980年屬于零部件層次的汽車(chē)電器時(shí)代。汽車(chē)發(fā)電機(jī)晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點(diǎn)火裝置等開(kāi)始裝備汽車(chē)，而且電子控制裝置又逐步實(shí)現(xiàn)了由分立元件向集成化的過(guò)渡。
這一階段，裝備汽車(chē)的其他電子裝置還有轉(zhuǎn)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(shí)鐘及高能點(diǎn)火(HEI)線圈和集成電路點(diǎn)火系統(tǒng)等。
1.2 第二階段―子系統(tǒng)層次的汽車(chē)電腦控制時(shí)代
1980～1995年屬于子系統(tǒng)層次的汽車(chē)單片機(jī)(汽車(chē)電腦)控制時(shí)代。在這一時(shí)期，單片機(jī)(微處理器)在汽車(chē)上得到廣泛應(yīng)用，以單片機(jī)為控制核心，以實(shí)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(jìn)入20世紀(jì)90年代，出現(xiàn)全面、綜合的電子控制系統(tǒng)。
電子控制技術(shù)在汽車(chē)上的廣泛應(yīng)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(chē)性能，而且也為汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.3 第三階段―整車(chē)聯(lián)網(wǎng)層次的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代
1995～2010年屬于整車(chē)聯(lián)網(wǎng)層次的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。采用先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成了車(chē)上的分布式、網(wǎng)絡(luò)化的電子控制系統(tǒng)。整車(chē)電氣系統(tǒng)被連成一個(gè)多ECU、多節(jié)點(diǎn)的有機(jī)的整體，使得其性能也更加完善。
目前，世界主要汽車(chē)制造商生產(chǎn)的的多數(shù)汽車(chē)上均采用了以CAN、LIN、MOST、DDB等為代表的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，將車(chē)輛控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化為節(jié)點(diǎn)模塊化。
在基于現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)的節(jié)點(diǎn)相組合，構(gòu)成節(jié)點(diǎn)模塊，汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化了汽車(chē)的控制系統(tǒng)，極大地提升了汽車(chē)的整體控制水平。
1.4 第四階段―以Telematics技術(shù)為代表的汽車(chē)信息化時(shí)代
2010年7月，國(guó)際Telematics產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ITIF)成立大會(huì)暨2010首屆國(guó)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(biāo)志，2010年成為汽車(chē)信息化時(shí)代的發(fā)軔之年。
汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是現(xiàn)代汽車(chē)電子技術(shù)的重要組成部分，也是現(xiàn)代汽車(chē)通信與控制的基礎(chǔ)。伴隨著汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日趨成熟，汽車(chē)電子技術(shù)開(kāi)始向信息化時(shí)代邁進(jìn)。網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的汽車(chē)電子技術(shù)注重解決汽車(chē)內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)之間的信息交換問(wèn)題，而信息化時(shí)代的汽車(chē)電子技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與車(chē)外網(wǎng)絡(luò)之間的信息交換，全面解決人―車(chē)―外部環(huán)境之間的信息交流問(wèn)題。
2、車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)-Telematics
汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展腳步遠(yuǎn)未停止，在主要以動(dòng)力傳動(dòng)、車(chē)身控制、行駛安全性、多媒體傳輸為主要控制目標(biāo)的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步完善、日趨成熟的同時(shí)，又開(kāi)始向汽車(chē)信息化時(shí)代邁進(jìn)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在不遠(yuǎn)的未來(lái)，汽車(chē)將進(jìn)入以Telematics技術(shù)為代表的信息化時(shí)代。
2.1 Telematics簡(jiǎn)介
Telematics是遠(yuǎn)程通信技術(shù)(Telecommunications)與信息科學(xué)技術(shù)(Informatics)的合成詞，意指通過(guò)內(nèi)置在汽車(chē)、航空器、船舶、火車(chē)等運(yùn)輸工具上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，借助無(wú)線通信技術(shù)、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，實(shí)現(xiàn)文字、圖像、語(yǔ)音信息交換的綜合信息服務(wù)系統(tǒng)。也就是說(shuō)，Telematics技術(shù)整合了汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(也包括其他移動(dòng)運(yùn)輸工具內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)技術(shù))、無(wú)線通信技術(shù)、GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)給行車(chē)中的人們提供駕駛、生活、娛樂(lè)所必需的各種信息。通常所說(shuō)的Telematics就是指應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)的車(chē)載電腦系統(tǒng)。Telematics是無(wú)線通信技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和車(chē)載電腦的綜合產(chǎn)物，被認(rèn)為是未來(lái)的車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
2.2 Telematics的功能
Telematics特點(diǎn)在于大部分的應(yīng)用系統(tǒng)位于網(wǎng)絡(luò)上(如通訊網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星與廣播等)而非汽車(chē)內(nèi)。駕駛者可運(yùn)用無(wú)線傳輸?shù)姆绞?，連結(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸與接收信息與服務(wù)，以及下載應(yīng)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(chē)安全與車(chē)輛保全為主。
(1)衛(wèi)星定位導(dǎo)航。
(2)緊急道路救援。行車(chē)過(guò)程中，如果發(fā)生車(chē)禍或車(chē)輛出現(xiàn)故障，駕駛員可通過(guò)Telematics系統(tǒng)的緊急呼叫按鍵，自動(dòng)聯(lián)系緊急服務(wù)機(jī)構(gòu)(119、120等急救機(jī)構(gòu))或汽車(chē)服務(wù)站，以獲得道路救援。
(3)汽車(chē)防盜及搜尋。通過(guò)GPS衛(wèi)星定位技術(shù)確定失竊車(chē)輛的位置和行車(chē)路線，以便搜尋與追蹤，追繳車(chē)輛并緝拿盜車(chē)賊。
(4)車(chē)輛調(diào)度管理。通過(guò)無(wú)線信息傳輸，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的調(diào)度管理。
(5)自動(dòng)防撞系統(tǒng)。通過(guò)測(cè)距傳感器或雷達(dá)，監(jiān)測(cè)前、后車(chē)輛之間的車(chē)距，自動(dòng)調(diào)用車(chē)載自適應(yīng)巡航系統(tǒng)，使前、后車(chē)輛之間保持必要的安全距離。
(6)車(chē)況掌握。車(chē)輛性能與車(chē)況的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、傳輸，進(jìn)行多地、遠(yuǎn)程 “專家會(huì)診”，指導(dǎo)車(chē)輛維修等。
(7)個(gè)人化信息接收與發(fā)布。收發(fā)電子郵件與個(gè)人化信息等。
(8)多媒體影音娛樂(lè)信息接收。高畫(huà)質(zhì)與高音質(zhì)的視聽(tīng)設(shè)備、游戲、上網(wǎng)、個(gè)人行動(dòng)信息中心、隨選視頻資訊等。
(9)車(chē)輛應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)。當(dāng)行駛中的車(chē)輛遇到緊急情況是，可以借助Telematics系統(tǒng)向外界發(fā)出應(yīng)急申請(qǐng)，亦可接收來(lái)自道路交通管理部門(mén)發(fā)布的緊急情況警告及應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，確保行車(chē)安全和道路暢通。
2.3 Telematics系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域
Telematics系統(tǒng)在汽車(chē)上的布置可分為前座系統(tǒng)、后座系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)三大子系統(tǒng)。
前座系統(tǒng)主要以行車(chē)安全、車(chē)輛保全、駕駛方便性與舒適性為主要目標(biāo)。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(yǔ)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(yǔ)音輸出或投射在汽車(chē)前擋風(fēng)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(yǔ)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(yǔ)音輸出或投射在汽車(chē)前擋風(fēng)玻璃的抬頭顯示(Head-Up Display， HUD)等。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)主要是根據(jù)汽車(chē)電腦所收集的車(chē)況信息，進(jìn)行車(chē)況診斷、行車(chē)效率最佳化、遠(yuǎn)程發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整或零件預(yù)定等。
從上述分析不難看出，Telematics技術(shù)基于GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System)技術(shù)、ITS智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System)技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)。
3、結(jié)語(yǔ)
隨著汽車(chē)電子控技術(shù)的發(fā)展，基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已在汽車(chē)上得到了廣泛的應(yīng)用，并將不斷地向汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)信息化逐步邁進(jìn)。Telemetric技術(shù)的發(fā)展，體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的綜合科技實(shí)力，已經(jīng)成為世界各國(guó)競(jìng)相研發(fā)的技術(shù)熱點(diǎn)之一。
【參考文獻(xiàn)】
[1]凌永成.汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.
[2]南金瑞.汽車(chē)單片機(jī)及車(chē)載總線技術(shù)[M].北京：北京理工大學(xué)大學(xué)出版社，2005.
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