汽车电子技术论文范文

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二、汽车电子技术的应用现状

汽车电子技术已经广泛的应用到了汽车的各个系统,从汽车的动力性系统、操纵性系统、经济排放性系统、汽车的舒适性系统到汽车的安全性系统,越来越多的实现了电子技术的应用,下面着重从安全性和动力性系统两个方面介绍汽车电子技术的应用现状。

(一)电子技术在汽车安全性方面的应用

1、汽车安全气囊系统

当汽车发生危险碰撞时,通常是汽车与车外物体碰撞进行一次碰撞,然后由于惯性力的作用,车内人员与车体进行二次碰撞。安全气囊属于汽车电子控制系统,是在第一次汽车发生猛烈撞击时,通过信号传感器,将撞击信号传递给安全气囊电子控制装置,控制装置打开点火器,使气囊产生大量的氮气,阻隔车内人员与车体的第二次撞击,起到缓冲撞击力的作用,保护了车内人员的安全。属于在事故发生时,避免或减少人员伤亡的一种被动安全防御性电子控制设备。

2、(ABS)汽车防抱死制动系统

通过装置感应避免车辆因道路、操作原因出现交通事故的装置是主动安全控制设备,汽车防抱死制动系统就是通过调节汽车车轮在行驶过程中的制动力,保证汽车与在制动时不会发生转向力丧失、车轮抱死等现象,在横纵向控制车轮和地面的附着系数。该装置提高了汽车启动和行驶过程中的稳定性和制动性。在主动安全防御上有着重要的作用。

(二)电子技术在汽车动力性方面的应用

1、电子控制点火系统

2、电子控制发动机燃油喷射系统

电子控制发动机燃油喷射系统不同于传统的机械控制和机电混合控制点火装置,它是通过电子系统根据汽车的发动转速和汽车气压进气量自动计算汽车的用油量,并通过传感装置修正计算量后最终确定实际喷油量。通过电子控制不仅能计算喷油量还能根据发动机的工作情况自动转换喷油的方式,适应发动机的工作要求。这使汽车在行驶过程中大大的较少了燃油率,并时时让发动机处于最佳工作状态。

三、汽车电子技术的未来发展要求

(一)环保技术

汽车的增加无疑给环境的生态发展带来了挑战。因此通过汽车电子技术在汽车动力控制系统的应用提高降低能效是未来的发展的新要求。均质充量压燃烧和气缸压力传感等系统的开发成为汽车制造商的一个新的发展方向,它能控制燃油的使用率做到节能减排的效果。同时电动环保汽车的使用也是未来发展的重要内容。

(二)安全技术

(三)娱乐与智能通讯

车载电子产品已经将娱乐通讯等技术带入汽车内,给车内人员提供便捷、舒适的行车环境。随着人们对网络的依赖程度增加,高效、快捷的网络数据更新是未来发展比不可少的,特别是价格开发上要注重各种价位汽车的适用性。同时车载电视、多媒体影音播放器、GPS定位系统,也应从多方面出发,更加完善的服务汽车使用者。

四、结束语

1.线控技术DBW

2.CAN总线网络

3.汽车巡航控制系统CCS

4.汽车导航系统GPS

5.汽车电控制动系统EBS

6.乘员感知系统OPDS

本田第7代雅阁V6轿车装备了前排侧气囊,因此在前排乘客座相应地配备了乘员感知系统。乘员感知系统的作用是,当前排座椅上坐着小孩或者小孩侧着头打瞌睡时,乘客座椅侧气囊将自动关闭,从而减小侧撞事故发生时安全气囊对儿童的伤害。那么安全气囊是怎么知道这一切的呢原来在看似跟普通座椅一样的乘客座椅内暗藏了7个传感器,座椅靠背内的6个传感器负责观察乘员的坐姿高度,来判断坐着的是儿童还是大人,或者饮料瓶等其它东西;靠背侧边的一个传感器则专门检查儿童是不是侧着头打瞌睡,判断儿童的头部是不是处于侧气囊展开的范围内。OPDS传感器是根据乘员的导电体量来做出这些判断的,座椅在出厂之前已经设定了一个座椅自身的导电体量,座椅安装到车上并坐了人后,OPDS系统检测出一个总体的导电体量,总导电体量减去座椅的导电体量就是乘员的导电体量,如果乘员导电体量低于系统初始设定的判断临界值,则OPDS系统认为坐着的是儿童或儿童的头部处于侧气囊引爆的范围中,从而自动关闭安全气囊,同时仪表板上的“SIDEAIRBAGOFF”黄色指示灯亮起,告诉驾驶员侧安全气囊已经关闭。有了OPDS这样一个关怀备至的“看护人”,儿童就可以在旅途中尽情地享受自己的梦乡了。

7.移动多媒体系统

8.电气系统电压升级

目前全球汽车制造商将共同为未来电子系统电压制定一项新标准,即36V/12V双电压系统将和42V电压系统一起使用。预计第一个运用42V电压系统的汽车将在几年后出现,而且在随后的十年里国际汽车业将会发生一个长久、彻底的变化。几年前在底特律召开的SAE年会上,也有很多关于这方面的讨论,即如何去发展42V电压系统:目前面临的困难是什么:如何解决等等。

OSEK/VDX规范从实时操作系统(Real-TimeOperatingSystem,RTOS)、软件接口、通讯和网络管理等方面对汽车的电子控制软件开发平台作了较为全面的定义与规定。将OpenSystemsandtheCorrespondingInterfacesForAutomotiveElectronics规范简称为OSEK规范。

兼容OSEK/VDX规范的操作系统应用架构

OSEK/VDX标准包括以下四部分:OSEK/VDX操作系统规范(OSEKOperatingSystem,OSEKOS),OSEK/VDX通讯规范(OSEKCommunication,OSEKCOM),OSEK/VDX网络管理规范(OSEKNetworkManagement,OSEKNM)以及OSEK/VDX实现语言(OSEKImplementationLanguage,OSEKOIL)。采用符合OSEK/VDX标准的嵌入式实时操作系

统可以提高产品代码的复用率、降低开发成本、缩短产品开发周期。使用兼容OSEK/VDX标准的嵌入式实时操作系统的应用架构如下图所示。

2.OSEK/VDX任务管理

OSEK/VDX将任务分为基本任务和扩展任务。基本任务具有3种状态:运行状态、就绪状态、挂起状态;扩展任务比基本任务增加一个等待状态。基本任务只在开始和结束时才有同步点。扩展任务运行时可能进入等待状态,因此不仅在开始和结束有同步点,而且运行过程中可能有多个同步点。下图所示的是扩展任务与基本任务的状态转化图。

OSEKOS规范规定的任务类型

3。OSEK实现语言规范

为了达到软件可移植的目标,OSEKOIL规范(OSEKImplementationLanguageSpecification)定义了一种配置和使用OSEK应用的方法。下图表示了一个遵守OSEK规范的应用开发过程。OIL文件可以是手写的或者是系统配置工具产生。

基于OSEK规范的应用开发过程

OIL提供一种在特定CPU中配置OSEK应用的机制。每个CPU对应一个OIL描述。所有的OSEK系统对象用OIL对象来描述。OSEK应用的OIL描述是一组OIL对象的组合。CPU是这些OIL对象的容器。OIL明确地为每个OIL对象定义了所有标准属性。每个OSEK应用可以定义附加地特殊执行属性和引用。每个OSEK应用可以限制每个属性的取值范围。

4.车控电子产品的开发流程

软硬件并行的开发方案

5.车控电子产品软件开发流程

汽车车控电子产品软件开发流程是“V”形开发流程。“V”形开发流程分为五个阶段,即功能设计、原型仿真、代码生成、硬件在回路仿真-HIL、标定。

在功能设计阶段使用的主要工具是MATLAB。通过使用MATLAB提供的Simulink、Stateflow等工具,完成控制方案的设计、功能模块的设计、控制算法的设计等任务,并进行初步的仿真模拟工作。在原型仿真阶段使用的主要工具是dSPACE。使用dSPACE提供的快速控制原型-RCP工具完成离线的仿真工作。在开始该阶段之前,需要使用RealTimeWorkshop、Targetlink等工具完成由Simulink、Stateflow等产生的代码向标准C代码的转换工作。

6.车控电子产品代码生成过程

在进行向标准C代码的转换的过程中,可以根据需要加入符合OSEK规范的嵌入式实时操作系统。在代码生产阶段使用的主要工具是CodeWarrior。通过使用CodeWarrior提供的编译器、调试器等工具,完成从标准C代码向目标硬件平台上的产品代码的转换工作。下图表示了车控电子产品的代码生成过程。

1.学生对“职业核心能力”的认识和理解。

在关于“您是否非常清楚什么是职业核心能力”问卷调查中,回答“不清楚”的,在校学生占73%,在企业中实习或已工作的学生占53.3%,说明了学生在校期间接触这方面的训练比较少,对职业核心能力并没有认识和理解,学校缺乏专门的培训。在关于“您觉得是否需要着重培养自己的职业核心能力”中,选择“非常需要”的,在校学生占44.4%,在企业中实习或已工作的学生占80%;选择“需要”的,在校学生占55.6%,在企业中实习或已工作的学生占20%;选择“不怎么需要”和“不需要”占0%,这说明学生非常渴望职业核心能力的培养。

2.学生对自身的能力和职业发展前景的认识。

在“您是否非常清楚自己应该往哪些职业方向去发展?”问卷调查中,选择“是”的在校学生占33.3%,在企业中实习或已工作的学生占73.3%,选择“不太确定”在校学生66.7%,在企业中实习或已工作的学生占26.7%。在“您觉得自己在校培养的职业核心能力与出来社会工作所要求的(不管专业是否对口)是否有区别?”,在校学生93.7%选择有区别,在企业中实习或已工作的学生的98.7%选择有区别。学生认为影响自己职业发展的主要不足之处,选择人数最多的一项是“缺乏信息处理能力”,第二多的是“专业知识和专业技能不足”,排在第三位的是“缺乏创造力”。在关于“您认为从事您想做的工作所最需要的职业核心能力是什么”问卷调查中,排在第一位的是“沟通能力”,其次是“团队合作能力”,再次是“创新能力”。这些说明大多数学生对自己将来的职业发展方向认识不清楚,对将来从事的工作所需的职业核心能力也不明确。可见职业核心能力方面的学校培训对于高职学生有很重要的意义。

3.学生对职业核心能力培养方式的反馈。

二、用人单位对汽车电子技术业毕业生的评价调研

评价调研的对象是2010年、2011年、2012年、2013年毕业的汽车电子技术专业学生,评价的内容包括“对毕业生思想、道德、文化、心理、身体素质的综合评价”、“对毕业生业务、职业技能、实践能力等的综合评价”、“本专业毕业生能力、素质的主要缺陷”“、对我院人才培养工作的建议”。调研结果表明:汽车电子专业中高素质技能型人才无论是数量和质量上均处在严重紧缺的状态,已成为制约行业发展的瓶颈;在调研过程中我们注意到,在企业内很多人都担任了不同的工作角色,几乎所有企业都喜欢既懂技能又懂管理,专业知识面广,一专多能,具有一定社交能力和组织协调能力的专业人才。汽车电子技术应用行业需要的是掌握了一定专业知识、动手能力强的技能型人才,特别对高素质综合技能型人才要求比较高,现在的企业对人才的综合素质也提出了很高的要求,从思想素质到职业道德及人文素质都提出了较高要求。

三、高职汽车电子技术专业学生核心能力培养的措施

当今汽车电子技术已经运用在现代汽车电器电路运行及维修等领域,汽车技术和电子技术的结合也已经成为推动汽车工业和电子技术产业发展的重要力量。

2汽车电子技术领域新技术的发展应用趋势

2.1智能传感器技术

随着人民群众的需求发展,智能化传感器技术亟待普及。具体来讲,未来的汽车传感器应具有模拟和处理信号的功能、对信号放大和处理的功能、较强的抵抗外部电磁干扰的能力、自动进行校正功能等。

2.2多媒体娱乐与智能通讯系统

现阶段,随着智能交通系统的发展,信息通信技术和计算机网络技术应用的普及,交通指挥中心和司乘人员之间的通信已经很通畅,未来更多的应用将在网络导航、行车指南、无线因特网以及汽车与家庭等外部环境的互动和远程救援等方面开展。汽车逐步将变成移动的工作和休闲娱乐场所。

2.3安全防护技术

安全防护设计软硬件两个方面。硬件安全性从耐高低温、耐电击、耐火花、阻燃等方面考虑,质量监控是主要手段。软件方面,软件漏洞的隐患与后果,如功能的缺失、安全威胁等。对车辆电子控制安全造成的威胁,主要从局部物理、远程和内部电子三个方面考虑。

3汽车电子技术的应用领域展望

(2)功能模块化。各种技术进行系统集成化,使得汽车零部件产品功能模块化,便于企业之间采购和组装。以统一标准进行模块的集成和接口,标准化的配套和整车制造工艺统一,有利于产品质量得到有效控制。汽车电子技术应用于各个功能模块,使得所有功能模块协调控制,统一服务于整个车辆。电子零部件企业承担的职责将越来越大,汽车零部件产业在整个汽车工业中的作用和地位将越来越重要。

(3)高配成为标配。汽车电子技术新产品的应用变得普及。经过近些年的发展,实际应用。在未来汽车电子控制技术在汽车上将作为标准配置被使用。先如今,轮胎智能压力监测系统(TPMS)与ABS、安全气囊并称为汽车三大安全系统,仅在奥迪A8、宝马7系/5系、奔驰S/E系列等高端车型中作为标准配置。在电子技术的发展和人民大众对汽车安全性的重视之下,不久的将来,这些东西很快会成为所有汽车的标准配置。现如今ABS已经普及。

(5)“云计算”技术在自动驾驶领域应用。目前IT技术已经发展到了云时代。“云计算”可以把局部信息处理共享处理。未来汽车驾驶和控制突破“传感器-避障-目标-方向盘”的传统固有模式,使实现“目标-电子控制-方向盘-自动驾驶”完全有可能。而且“云计算”将大大提高导航功能,降低出行者在陌生地区出行的压力。

4结束语

随着我国汽车业的迅速发展,汽车工业也在与时俱进进行科技创新,传统机电产品正逐渐被淘汰,取而代之的是现代的高新技术产品,汽车产业不断更新换代,成为高新技术装备起来的产业。汽车和发动机系统微处理器得到了大量应用,应用的规模日益增大,汽车微处理器应用广泛,LIN和CAN等网络控制广泛在汽车上安装,IC也将不断趋于集成化。随着电子科技的创新和发展,IC的功能得到了极大的完善,现在一个IC的功能已经很强大,相当于之前几个IC才能实现的功能。汽车发动机广泛采用了电子技术,未来汽车上还将普及电控电喷系统,可以使动力系统的效率得到极大的提升。随着线控、驱动系统的迅速发展,机械系统将会被线控系统所取代,汽车底盘将发生革命性的变化。汽车电子信息技术正在向综合控制的方向发展,汽车智能化将不断升级,汽车的整体性能将更加人性化,汽车的安全性将得到极大的提升。

二汽车电子的未来发展前景

未来汽车电子将由最初的基础功能性应用逐渐向高级交互式应用发展。近年来,随着汽车领域传感器技术的应用,以及互联网在汽车上的逐步渗透,汽车的电子化趋势发展迅猛,表现得越来越明显,出现了高度电子化和高度智能化的产品,前者以特斯拉为代表,后者以谷歌无人驾驶汽车为代表。随着今后科技的飞速发展,汽车电子的渗透率将会更快。在未来,随着汽车安全性、人性化、智能化、娱乐性等方面需求的增长,汽车安全、智能以及娱乐系统的开发,将成为汽车电子技术的亮点,发展前景广阔。

(1)智能化

随着近年来信息化建设的快速发展,在车辆、道路、交通系统中,大量的实时信息开始在三者之间得到共享,这就是智能化。智能化为人们的出行提供很多方便。未来国内外汽车发展领域,智能汽车将成为发展的重点和热点,也是未来汽车发展的大趋势。

(2)安全化

随着我国汽车数量的逐年增多,汽车安全的重要性不言而喻,如何最大限度地提高汽车的安全性,是汽车设计与制造领域的重要问题。新型汽车安全系统越来越智能化和自动化,相应的技术要求也日益苛刻。例如汽车的安全气囊系统,目前一些制造企业已经开始了技术升级,通过使用安全总线和协议来为汽车的被动安全提供保障。

(3)网络化

今天,汽车制造行业日益复杂的安全性、动力、底盘以及车身系统协调统一问题,都需要一个以可靠方式提供极高数据速率的网络。FlexRay总线作为一种高速网络,近年来被提出应用在汽车领域。FlexRay作为下一代汽车网络协议,在技术支持方面,可以为汽车提供带宽、实时响应能力,可提高汽车行驶的可靠性,帮助汽车实现线控应用。

三总结

数字信号处理技术和无线通信技术的快速发展是汽车电子技术发展的驱动力、更多的创新技术不断开发应用。相对其他控制技术,电子技术更具智能化,控制成本更低,性能更好。于是汽车上出现日益增加的电子单元,在提升汽车性能的同时,又会带来线路繁杂、可靠性降低、电磁干扰、维修困难等诸多问题。近年来,总线化成为一个方向,各电子单元通过总线进行通讯,信息交换,传输当前的状态信息接受中央控制单元的指令并执行特定的功能。总线化增强了汽车的整体性,也提高了软件在汽车制造技术中的地位。汽车日趋大众化,导致苛刻要求汽车零部件降低成本,提高性能。高端豪华汽车在总计近百个电子组件或电子控制单元(ECU)的相应系统中包含多达100余个微处理器。这些ECU由多种网络连接,例如控制器局域网(CAN、FlexRay)、局域互连网络(LIN)和面向媒体的系统传送(MOST)。当今汽车电子技术的特点和核心要求是:

1)实时性。快速反应并不是实时性的核心内涵,快速性仅是系统实时能力的表现。当系统不能满足实时性要求时,必须提高系统的运行速度,而运行速度的提高会带来系统功耗加大、电磁兼容性下降等负面效应。因而在设计具体的控制系统时,在保证能满足实时性要求的条件下,应使系统的运行速度降到最低,以满足系统在功耗、可靠性和电磁兼容性等方面获得最佳的综合品质。

2我国汽车电子产业概况

3汽车电子技术发展趋势

1)总线化和中央电子控制单元向汽车电子的整体化、系统化迈出了革新的一步。各电子控制单元通过总线进行通信,传输当前状态的信息,接受中央控制单元的指令并执行特定的功能,使车辆行驶功能控制达到最佳水平。总线化还使汽车制造核心技术由硬件逐渐向软件过渡,由谙熟全程制造技术和掌握汽车各系统、各零部件原理功能的龙头企业执掌制定切实可用通信协议的主动权。这就导致技术实力弱势的中小企业只得依附强势的大公司,促使行业兼并。

2)模块化。电子技术和多领域高新技术进行系统集成化汽车零部件产品的构成,便于国际化采购和整车厂组装。模块化就是根据需求定制,完成所需的功能,以标准模块的规格作大集成化的封装,提高功效和可靠性,也简化配套和整车制造工艺,有利于产品质量得到有效控制。结果将会使现在处于领先地位的行业寡头逐渐成为系统集成商,电子零部件企业承担的产品工作量越来越大,汽车零部件产业在汽车工业中的作用和地位更显重要。

3)智能化。微控制器大量进入汽车电子各系统,带来控制技术智能水平提高,性能更优越,控制成本更低。

5)重视传感器的研发。汽车电子技术的应用中无处不在的传感器,在控制技术环节里作用至关重要,应受到充分的重视。我国在传感器技术的演进发展和实践中虽已有一定基础性的成果,但因投入的研发资源远远不足,也显得十分薄弱。必须与汽车电子的研发齐头并进才能相得益彰。期望在“十二五”计划期间,我国传感器技术及产业迎头赶上。

6)“云控制”技术。计算机技术和信息融合技术已经发展到了云时代。“云控制”技术由以往的局部信息处理到信息共享到现代的信息融合,已经完全突破了汽车“传感器-避开障碍-目标-方向盘”的传统固有模式,使实现“目标-方向盘”的自动驾驶成为可能。“云驾驶”将大大提高识别道路行驶目标的效能,同时降低燃油耗费,将使驾驶由低事故向高可靠转变。

THE END
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