汽車電子系統(tǒng)發(fā)展和實用化的三大技術(shù)
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在過去的數(shù)十年里，車用電子系統(tǒng)在數(shù)量和復雜程度上取得了極大的增長。由于大量使用了電子元件，如各類傳感器、微處理器、電動驅(qū)動器等，汽車成本已大大增加。而今，中高級汽車上的電子系統(tǒng)已經(jīng)占整車總制造成本的23%以上。一輛汽車上的電子產(chǎn)品所占的平均費用由1977 年110 美元上升到2001 年的1800 美元。汽車專家們認為，當前汽車上的新技術(shù)有80%來源于電子系統(tǒng)的不斷更新和進步。預計在未來十年內(nèi)，汽車電子及電子技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品在整車成本中所占的比例將從目前的20％上升到32％。汽車電子的增長率將從目前的10％上升到20％。
由于人們對汽車節(jié)能、安全、舒適、便捷和豪華的追求，對汽車的性能提出了更高的要求。使用傳統(tǒng)機械的辦法已不能使汽車的性能進一步得到明顯的改善和提高。近年來，微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是微型計算機技術(shù)的巨大進步，將電子技術(shù)和傳統(tǒng)的機械相結(jié)合，使得汽車的環(huán)保、節(jié)能、安全、舒適、便捷和智能化等方面的問題均能得到很好的解決。
筆者認為，目前可實用化和正在實用化的汽車電子技術(shù)主要集中在三個方面，即以下的三種技術(shù)：
（1）電控技術(shù)的發(fā)展和使用，即電控化或叫線控化（X-by-wire）技術(shù)；
（2）車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)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(tǒng)42V（伏）整車電器系統(tǒng)。
這三種技術(shù)的發(fā)展，有的已經(jīng)開始實用，有的即將投入實用。為此，我國在引進擁有這些新技術(shù)的新車型的同時，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設(shè)計和制造水平，使得我國汽車生產(chǎn)企業(yè)能盡快的達到國際水平。
2 X-by-wire 技術(shù)
過去的汽車曾經(jīng)是機械和液壓系統(tǒng)的天下，隨著人們對汽車要求的不斷提高，特別是對排放和安全性的要求，如今的汽車已經(jīng)變成了一個高度的機電一體化的自動系統(tǒng)。隨著技術(shù)的發(fā)展這種趨勢越來越明顯。
人們現(xiàn)在常常提到一個名詞“X-by-wire”，“wire”是電線的意思，“by-wire”可理解為電控方式，而這里的“X”就像數(shù)學方程中的未知數(shù)，代表著汽車中傳統(tǒng)上由機械或液壓控制的各個部件，大的如：發(fā)動機、懸架、轉(zhuǎn)向機等，小的如：油門、門鎖等。顯然，為了滿足人們對汽車更高的要求，這些由機械或液壓控制的部件正在逐漸的轉(zhuǎn)化為由機電液壓一體化控制，甚至轉(zhuǎn)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行中，系統(tǒng)的性能和水平也獲得了不斷提升。先進的電子系統(tǒng)的費用也在直線下降。底盤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上，并逐漸的成為主流。圖1 表明自1920 年以來在制動穩(wěn)定性控制方面，電子控制化趨勢十分明顯。
事實上，到2010 年將有1/3 的新車擁有電子駕駛系統(tǒng)。正在開發(fā)的X-by-wire 駕駛系統(tǒng)將用角度感應器和反饋電機取代轉(zhuǎn)向柱。一個串行網(wǎng)絡(luò)給安裝在車輪上的執(zhí)行電機提供控制鏈接。轉(zhuǎn)向柱的這一變化將在發(fā)生沖撞時改進駕駛者的安全性。它將簡化左右手駕駛零件。
在此電子系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，增加一些先進功能是很容易的。如：在機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，駕駛員在高速時不能正確使用轉(zhuǎn)向盤（如：由于驚慌，過快的轉(zhuǎn)向），而電控方式可在適當范圍內(nèi)驅(qū)動執(zhí)行電機跳過這一失控階段。
所有大型汽車制造商都在開發(fā)X-by-wire 系統(tǒng)雛形及其產(chǎn)品。如：TRW 電子輔助駕駛系統(tǒng)使得燃油經(jīng)濟性上升5%，Delphi 汽車宣稱在E-steer system 中也作了類似改進。Bosch，Valeo 公司和其他一些設(shè)備制造商已開發(fā)或正在開發(fā)X-by-wire 技術(shù)和產(chǎn)品。
3 車載網(wǎng)絡(luò)
隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車上出現(xiàn)了許多的電控單元，如：發(fā)動機控制模塊(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大量的信息交換。以往，電線作為電器元件的標準連接方式。但是隨著電子產(chǎn)品的不斷增加，愈來愈多的連接線成為阻礙技術(shù)發(fā)展的壁壘。
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