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展綜述
【摘 要】簡要敘述了汽車電子控制技術及車載網絡技術的發展歷程。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;車載網絡;Telematics;發展
1、汽車電子技術的發展歷程
汽車電子技術在經歷了零部件層次的汽車電器時代、子系統層次的單片機(汽車電腦)控制時代之后，已經開始進入汽車網絡化時代，并向汽車信息化時代邁進。按照電子產品和電子控制系統的技術特點，可將汽車電子技術的發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。汽車發電機晶體管電壓調節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電子式閃光器、電子控制式喇叭、電子式間歇刮水控制器、數字時鐘及高能點火(HEI)線圈和集成電路點火系統等。
1.2 第二階段―子系統層次的汽車電腦控制時代
1980～1995年屬于子系統層次的汽車單片機(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，以實現特定控制內容或功能為基本目的的各種電子控制系統得到了迅速發展。進入20世紀90年代，出現全面、綜合的電子控制系統。
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容，提高了控制精度和汽車性能，而且也為汽車網絡技術的發展奠定了堅實的基礎。
1.3 第三階段―整車聯網層次的汽車網絡化時代
1995～2010年屬于整車聯網層次的汽車網絡化時代。采用先進的單片機技術和車載網絡技術，形成了車上的分布式、網絡化的電子控制系統。整車電氣系統被連成一個多ECU、多節點的有機的整體，使得其性能也更加完善。
目前，世界主要汽車制造商生產的的多數汽車上均采用了以CAN、LIN、MOST、DDB等為代表的網絡控制技術，將車輛控制系統簡化為節點模塊化。
在基于現場總線的分布式控制中，任何傳統意義上的傳感器和執行器都可以與同一現場的節點相組合，構成節點模塊，汽車網絡技術進一步優化了汽車的控制系統，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產業聯盟(ITIF)成立大會暨2010首屆國際Telematics產業發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軔之年。
汽車網絡技術是現代汽車電子技術的重要組成部分，也是現代汽車通信與控制的基礎。伴隨著汽車網絡技術的日趨成熟，汽車電子技術開始向信息化時代邁進。網絡化時代的汽車電子技術注重解決汽車內部各個系統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車內網絡與車外網絡之間的信息交換，全面解決人―車―外部環境之間的信息交流問題。
2、車載網絡技術的發展趨勢-Telematics
汽車技術的發展腳步遠未停止，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。可以預見，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，意指通過內置在汽車、航空器、船舶、火車等運輸工具上的計算機網絡技術，借助無線通信技術、GPS衛星導航技術，實現文字、圖像、語音信息交換的綜合信息服務系統。也就是說，Telematics技術整合了汽車網絡技術(也包括其他移動運輸工具內部的網絡技術)、無線通信技術、GPS(Global Positioning System，全球定位系統)衛星導航技術，通過無線網絡，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。Telematics是無線通信技術、衛星導航系統、網絡通信技術和車載電腦的綜合產物，被認為是未來的車載網絡技術的發展趨勢。
2.2 Telematics的功能
Telematics特點在于大部分的應用系統位于網絡上(如通訊網絡、衛星與廣播等)而非汽車內。駕駛者可運用無線傳輸的方式，連結網絡傳輸與接收信息與服務，以及下載應用系統或更新軟件等，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)衛星定位導航。
(2)緊急道路救援。行車過程中，如果發生車禍或車輛出現故障，駕駛員可通過Telematics系統的緊急呼叫按鍵，自動聯系緊急服務機構(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)車輛調度管理。通過無線信息傳輸，實現運營車輛的調度管理。
(5)自動防撞系統。通過測距傳感器或雷達，監測前、后車輛之間的車距，自動調用車載自適應巡航系統，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布。收發電子郵件與個人化信息等。
(8)多媒體影音娛樂信息接收。高畫質與高音質的視聽設備、游戲、上網、個人行動信息中心、隨選視頻資訊等。
(9)車輛應急預警系統。當行駛中的車輛遇到緊急情況是，可以借助Telematics系統向外界發出應急申請，亦可接收來自道路交通管理部門發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系統的應用領域
Telematics系統在汽車上的布置可分為前座系統、后座系統與發動機系統三大子系統。
前座系統主要以行車安全、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。發動機系統主要是根據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、遠程發動機調整或零件預定等。
從上述分析不難看出，Telematics技術基于GPS全球定位系統技術、GIS地理信息系統(Geographic Information System)技術、ITS智能交通系統(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展，基于現場總線技術的車載網絡系統已在汽車上得到了廣泛的應用，并將不斷地向汽車網絡信息化逐步邁進。Telemetric技術的發展，體現了一個國家的綜合科技實力，已經成為世界各國競相研發的技術熱點之一。
【參考文獻】
[1]凌永成.汽車網絡技術[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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