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汽車(chē)電子系統發(fā)展和實(shí)用化的三大技術(shù)
作者：
時(shí)間：2013-02-04
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1 引言
在過(guò)去的數十年里，車(chē)用電子系統在數量和復雜程度上取得了極大的增長(cháng)。由于大量使用了電子元件，如各類(lèi)傳感器、微處理器、電動(dòng)驅動(dòng)器等，汽車(chē)成本已大大增加。而今，中高級汽車(chē)上的電子系統已經(jīng)占整車(chē)總制造成本的23%以上。一輛汽車(chē)上的電子產(chǎn)品所占的平均費用由1977 年110 美元上升到2001 年的1800 美元。汽車(chē)專(zhuān)家們認為，當前汽車(chē)上的新技術(shù)有80%來(lái)源于電子系統的不斷更新和進(jìn)步。預計在未來(lái)十年內，汽車(chē)電子及電子技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品在整車(chē)成本中所占的比例將從目前的20％上升到32％。汽車(chē)電子的增長(cháng)率將從目前的10％上升到20％。
由于人們對汽車(chē)節能、安全、舒適、便捷和豪華的追求，對汽車(chē)的性能提出了更高的要求。使用傳統機械的辦法已不能使汽車(chē)的性能進(jìn)一步得到明顯的改善和提高。近年來(lái)，微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是微型計算機技術(shù)的巨大進(jìn)步，將電子技術(shù)和傳統的機械相結合，使得汽車(chē)的環(huán)保、節能、安全、舒適、便捷和智能化等方面的問(wèn)題均能得到很好的解決。
筆者認為，目前可實(shí)用化和正在實(shí)用化的汽車(chē)電子技術(shù)主要集中在三個(gè)方面，即以下的三種技術(shù)：
（1）電控技術(shù)的發(fā)展和使用，即電控化或叫線(xiàn)控化（X-by-wire）技術(shù)；
（2）車(chē)載網(wǎng)絡(luò )系統特別是CAN 網(wǎng)的不斷使用和普及；
（3）即將采用的新的電壓系統42V（伏）整車(chē)電器系統。
這三種技術(shù)的發(fā)展，有的已經(jīng)開(kāi)始實(shí)用，有的即將投入實(shí)用。為此，我國在引進(jìn)擁有這些新技術(shù)的新車(chē)型的同時(shí)，也需要對這些技術(shù)有必要的認識和研究，這樣才有利于提高我們的汽車(chē)設計和制造水平，使得我國汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)能盡快的達到國際水平。
2 X-by-wire 技術(shù)
過(guò)去的汽車(chē)曾經(jīng)是機械和液壓系統的天下，隨著(zhù)人們對汽車(chē)要求的不斷提高，特別是對排放和安全性的要求，如今的汽車(chē)已經(jīng)變成了一個(gè)高度的機電一體化的自動(dòng)系統。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展這種趨勢越來(lái)越明顯。
人們現在常常提到一個(gè)名詞“X-by-wire”，“wire”是電線(xiàn)的意思，“by-wire”可理解為電控方式，而這里的“X”就像數學(xué)方程中的未知數，代表著(zhù)汽車(chē)中傳統上由機械或液壓控制的各個(gè)部件，大的如：發(fā)動(dòng)機、懸架、轉向機等，小的如：油門(mén)、門(mén)鎖等。顯然，為了滿(mǎn)足人們對汽車(chē)更高的要求，這些由機械或液壓控制的部件正在逐漸的轉化為由機電液壓一體化控制，甚至轉換為純電子控制方式。
目前，用合理配置的電子部件取代機械部件的工作正在有條不紊的進(jìn)行中，系統的性能和水平也獲得了不斷提升。先進(jìn)的電子系統的費用也在直線(xiàn)下降。底盤(pán)控制和靈敏傳感等復雜的高性能的電子部件已被應用在高級汽車(chē)上，并逐漸的成為主流。圖1 表明自1920 年以來(lái)在制動(dòng)穩定性控制方面，電子控制化趨勢十分明顯。 
高可靠性的容錯電子控制系統X-by-wire 不依賴(lài)于傳統的機械和液壓裝置，它使得汽車(chē)更輕、更便宜、更安全、更省油。其自診斷系統和適配系統對各類(lèi)型車(chē)輛都適宜。這個(gè)系統可取消汽車(chē)的驅動(dòng)帶，液壓制動(dòng)泵，甚至轉向柱，出現無(wú)轉向盤(pán)的汽車(chē)。
事實(shí)上，到2010 年將有1/3 的新車(chē)擁有電子駕駛系統。正在開(kāi)發(fā)的X-by-wire 駕駛系統將用角度感應器和反饋電機取代轉向柱。一個(gè)串行網(wǎng)絡(luò )給安裝在車(chē)輪上的執行電機提供控制鏈接。轉向柱的這一變化將在發(fā)生沖撞時(shí)改進(jìn)駕駛者的安全性。它將簡(jiǎn)化左右手駕駛零件。
在此電子系統基礎之上，增加一些先進(jìn)功能是很容易的。如：在機械轉向系統中，駕駛員在高速時(shí)不能正確使用轉向盤(pán)（如：由于驚慌，過(guò)快的轉向），而電控方式可在適當范圍內驅動(dòng)執行電機跳過(guò)這一失控階段。
所有大型汽車(chē)制造商都在開(kāi)發(fā)X-by-wire 系統雛形及其產(chǎn)品。如：TRW 電子輔助駕駛系統使得燃油經(jīng)濟性上升5%，Delphi 汽車(chē)宣稱(chēng)在E-steer system 中也作了類(lèi)似改進(jìn)。Bosch，Valeo 公司和其他一些設備制造商已開(kāi)發(fā)或正在開(kāi)發(fā)X-by-wire 技術(shù)和產(chǎn)品。
3 車(chē)載網(wǎng)絡(luò )
隨著(zhù)汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)上出現了許多的電控單元，如：發(fā)動(dòng)機控制模塊(ECM)、BVA 電腦、智能顯示屏、ABS 等。這些帶微處理器的電子元件之間存在著(zhù)大量的信息交換。以往，電線(xiàn)作為電器元件的標準連接方式。但是隨著(zhù)電子產(chǎn)品的不斷增加，愈來(lái)愈多的連接線(xiàn)成為阻礙技術(shù)發(fā)展的壁壘。
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