發(fā)展中的汽車(chē)電器控制技術(shù)

【摘 要】本文分析國(guó)內(nèi)外在汽車(chē)電器控制方面的技術(shù)現(xiàn)狀，以及汽車(chē)新型網(wǎng)絡(luò)在汽車(chē)電器控制中的應(yīng)用，探討汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】汽車(chē)電器系統(tǒng)；控制技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

隨著人們對(duì)汽車(chē)的質(zhì)量、環(huán)保、安全、節(jié)能等方面的要求日益關(guān)注，汽車(chē)制造業(yè)開(kāi)始將更多的電子設(shè)備引入進(jìn)來(lái)，對(duì)傳統(tǒng)電器進(jìn)行改造，但是電器元件的增加，也給汽車(chē)制造帶來(lái)一些新的問(wèn)題，比如加大了大規(guī)模汽車(chē)線(xiàn)束的制造、加工和安裝的難度；使得各個(gè)電器之間的協(xié)調(diào)關(guān)系更為復(fù)雜；提升了對(duì)電器工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和控制能力的要求等等。

一、汽車(chē)電器控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

汽車(chē)電器系統(tǒng)在應(yīng)用初期，實(shí)現(xiàn)的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的導(dǎo)線(xiàn)連接控制，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路技術(shù)出現(xiàn)并廣泛應(yīng)用，并朝著智能化邁向堅(jiān)實(shí)的一步，微控制器能夠開(kāi)展決策控制。到本世紀(jì)以來(lái)，汽車(chē)電子控制單元之間的連接方式發(fā)生了質(zhì)的飛躍，以電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接替代而來(lái)線(xiàn)束連接，實(shí)現(xiàn)了智能化、網(wǎng)絡(luò)化的控制管理，推動(dòng)汽車(chē)電器區(qū)域集中控制系統(tǒng)的穩(wěn)步發(fā)展。現(xiàn)在主要研發(fā)的電器區(qū)域集中控制技術(shù)在汽車(chē)制造公司、汽車(chē)零部件公司、汽車(chē)制造技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)的重視越來(lái)越大，甚至在汽車(chē)的批量生產(chǎn)中開(kāi)始嘗試運(yùn)用某些電器區(qū)域集中控制技術(shù)，這在幾個(gè)大的汽車(chē)制造公司都有所體現(xiàn)。德國(guó)大陸汽車(chē)公司，他們生產(chǎn)的汽車(chē)的所有電器系統(tǒng)，均采用儀表總線(xiàn)、多用途總線(xiàn)來(lái)進(jìn)行連接，在車(chē)門(mén)模塊，車(chē)前、車(chē)中和車(chē)后電器模塊，車(chē)燈總成模塊，駕駛室模塊等等中都有所應(yīng)用；沃爾沃汽車(chē)公司最早采用汽車(chē)電器控制系統(tǒng)技術(shù)是在XC90型轎車(chē)，在這個(gè)系統(tǒng)中使用了車(chē)身電子總線(xiàn)、娛樂(lè)通信總線(xiàn)和傳動(dòng)總線(xiàn)三條總線(xiàn)。在9300系列客車(chē)中，沃爾沃公司采用BEA客車(chē)電器構(gòu)造系統(tǒng)，數(shù)據(jù)總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)電器系統(tǒng)的整合，對(duì)各功能組件進(jìn)行有效監(jiān)控、錯(cuò)誤診斷和恢復(fù)。NXP公司采用了最新的CAN-Bus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，在燈控模塊、座椅控制模塊、門(mén)控模塊、以及傳功裝置控制模塊和儀表控制模塊方面利用CAN進(jìn)行連接，同樣，在雨刷控制模塊和天窗控制模塊，以及車(chē)窗控制模塊方面也是采用了LIN網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)。在NXP公司的電器系統(tǒng)中，主要是進(jìn)行分布式的控制實(shí)現(xiàn)，其劃分的主要依據(jù)是電器的具體位置，具體有駕駛座、乘員座、四個(gè)車(chē)門(mén)、天窗、副駕駛位、前后風(fēng)窗等十個(gè)模塊。在飛思卡爾公司，其汽車(chē)電子和電氣設(shè)備之間的整車(chē)連接網(wǎng)絡(luò)，主要通過(guò)三種類(lèi)型的總線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)連接，形成了整車(chē)電器智能控制系統(tǒng)的最初模式。奇瑞汽車(chē)公司在汽車(chē)電器控制系統(tǒng)中研究與開(kāi)發(fā)，主要側(cè)重于高、低速CAN總線(xiàn)，K線(xiàn)以及LIN總線(xiàn)四個(gè)方向。在奇瑞應(yīng)用的系統(tǒng)中，包括了乘員門(mén)模塊、駕駛員側(cè)門(mén)模塊、溫控模塊、安全氣囊模塊、儀表盤(pán)模塊、后備箱門(mén)模塊等等，在整車(chē)電器控制技術(shù)方面的研發(fā)在國(guó)內(nèi)處于前列。國(guó)內(nèi)的各高校在相關(guān)方面也進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā)，有代表性的主要有清華大學(xué)的智能電器系統(tǒng)，大連理工大學(xué)的車(chē)身電器控制系統(tǒng)，天津大學(xué)的基于CAN總線(xiàn)的車(chē)身智能控制系統(tǒng)等等。在清華大學(xué)的汽車(chē)電氣系統(tǒng)中，各個(gè)智能電器、信息網(wǎng)、供電網(wǎng)絡(luò)都是獨(dú)立存在的，不管是全車(chē)電器的故障診斷，還是網(wǎng)絡(luò)操作，或者是報(bào)警，都有很好的實(shí)現(xiàn)效果。大連理工大學(xué)的研發(fā)主要應(yīng)用于小型客車(chē)，對(duì)車(chē)輛的安保系統(tǒng)、遠(yuǎn)程解鎖、車(chē)輛定位、后視鏡控制、座椅、照明以及車(chē)窗等方面實(shí)現(xiàn)了電器控制。

二、汽車(chē)電器控制領(lǐng)域的新技術(shù)

目前，人們嘗試著從飛機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行延伸研究，提出一種線(xiàn)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，應(yīng)用到汽車(chē)控制中，如電控制動(dòng)（Brake-by-Wire）、電控轉(zhuǎn)向（Steering-by-Wire）等，這類(lèi)總線(xiàn)控制技術(shù)提高了汽車(chē)通信系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，加強(qiáng)了汽車(chē)的容錯(cuò)能力。在很大程度上彌補(bǔ)了CAN總線(xiàn)的缺陷。為了提高汽車(chē)的自診斷功能，汽車(chē)中的微控制器采用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，為了實(shí)現(xiàn)個(gè)汽車(chē)系統(tǒng)之間，包括生產(chǎn)工具和服務(wù)工具，通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙向通信，這種無(wú)線(xiàn)通訊的數(shù)據(jù)傳輸非常快，可以隨時(shí)下載最近軟件，以適應(yīng)人們的需求，包括語(yǔ)音、圖像等娛樂(lè)服務(wù)。為了滿(mǎn)足人們?nèi)找嫣岣叩男枨螅珼VD、MP4等多種多媒體設(shè)備播放器開(kāi)始應(yīng)用到汽車(chē)中來(lái)，也產(chǎn)生了用于汽車(chē)制造業(yè)的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，這種多媒體光纖網(wǎng)絡(luò)的傳輸率較藍(lán)牙技術(shù)更快，性能更好，成本更低。在汽車(chē)制造業(yè)中，最早使用MOST協(xié)議的BMW公司，之后在許多汽車(chē)制造公司中逐漸被廣泛應(yīng)用。

綜上所述，汽車(chē)電器控制技術(shù)能夠有效的提高汽車(chē)的安全性能、舒適性能、環(huán)保性能以及節(jié)能效果，這與人們對(duì)汽車(chē)的需求相適應(yīng)，在未來(lái)將向智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，加強(qiáng)汽車(chē)電器控制技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，將推動(dòng)我國(guó)向汽車(chē)制造強(qiáng)國(guó)前進(jìn)。

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