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世界汽车电子产业发展趋势

Tag:汽车电子  
    内容摘要:目前,有三种类型的自动变速器在市场上被广泛的采用。液力机械式自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)和电控机械式无级变速器(CVT)。电控驱动装置和电子控制芯片将会被大量的在自动变速器的自动变速控制中进行采用。 

    21 世纪以来,汽车电子产品得到了飞速的发展,而且随着人们生活水平的不断提高,人们对汽车的要求是更加追求安全性、舒适性和娱乐性,同时还要能够节能与环保。这同时也是汽车电子产品的发展方向。环保与节能更多的是指对发动机的传动系的电子控制,还有对电动汽车的燃料电池、电控系统、CAN 通讯等进行电子空盒子,以及对整车的控制技术方面。安全性则是指对一些核心电子控制技术的发展,如ABS、VDC、TCS、TPMS 和 4WS 等技术。 

    内容选自产业研究报告网发布的《2013-2017年中国汽车电子市场运行态势及投资战略研究报告》 

    除此之外,还有电控悬架技术的开发以来为提高行驶舒适性、开发了自动壁撞系统和车载导航系统来提高汽车智能化,以及各种通讯娱乐的车载通讯娱乐系统等来为乘员提供各种通讯娱乐。

进入 21 世纪以来,汽车电子技术的发展可以分为以下几大类:发动机电子控制、底盘系统电子控制、车身电子控制、主被动安全技术、智能汽车与智能交通(ITS)技术、整车控制技术、车载通讯娱乐系统。 

    1. 发动机电子控制系统 

    现在,我国的汽油机的电子控制技术发展已经渐渐完善,但是实际上在国际领域的柴油机电子控制技术一直在不断的创新技术涌现,发展非常迅猛。节能是现在的热门话题,因此对燃油的经济性和排放性方面,高压燃油直喷系统和高压共轨喷射系统一直在不断的进行技术创新,因此有了相当大的改善。同时,发动机管理系统的技术也在不断的改善、能够更好的来综合控制喷油和进气过程,并且对改进噪声和振动也非常有益。目前,单片机(MCU)技术有了很大的发展,其发展方向是低功耗、低电压、高集成度和高速度。 

    2. 底盘系统电子控制系统 

    (1)自动变速器电子控制系统,能够对驾驶的方便性方面进行更加有效的提高。 

    目前,有三种类型的自动变速器在市场上被广泛的采用。液力机械式自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)和电控机械式无级变速器(CVT)。电控驱动装置和电子控制芯片将会被大量的在自动变速器的自动变速控制中进行采用。 

    (2)电控悬架。以前的悬架系统更多是从使用工况和路面输入的变化来进行调整和控制,对驾驶过程中的操纵的稳定性和平顺性有很大的难度。有了电子的应用后,在电控和随动液压技术上的发展非常大,改进后的产品电控主动和半主动悬架,对弹簧的刚度和减震器阻尼特性参数能够进行适应的调整。 

    (3) 汽车主被动安全系统 

    1) 操纵稳定性的电子控制系统。汽车在行驶过程中的稳定性一直是人们不断去致力于提高的话题,以前主要是通过对悬架、轮胎和传动系进行不断改进从而来实现稳定性。随着电子控制系统的不断地被开发和完善,传感器、计算机和执行机构都得到了飞速的发展,该电子控制系统更加确保汽车在驾驶过程中的安全性和稳定性。主要的产品有,ASR 牵引力控制系统、ABS 防抱死制动系统、VDC 车辆动力学控制系统、4WS 四轮转向系统。VDC 主要是同过对 ECU 对各个车轮的驱动力和制动力的控制,从而使汽车在行驶过程中的横向稳定性被确保,车子在行驶的过程中防止被推离弯道或者甩出去。 

    2) 轮胎压力检测系统。TPMS 轮胎压力监测系统,由于较高灵敏度的传感器被安装在每一个轮胎上,所以,就可以对轮胎在行驶的状况下进行实时监测,同时能够通过显示器将这些数据显示出来。那么如果轮胎出现任何状况如铁针扎入、漏气等,系统就会自动报警。这样对轮胎寿命以及驾驶安全都是很大保证。 

    3) 汽车安全气囊和座椅安全带控制系统。在汽车安全气囊肿越来越多的电子传感器以及控制芯片,那么就会使安全气囊合理进行触发进行电子控制。对坐椅安全带的及时束紧也是这样,越来越多地采用先进的电子控制装置。 

    (4) 车身电子控制系统 

    在车身电子控制方面,增加的功能也非常多,因此使汽车更加具有方便性、娱乐性、视野性、舒适性和通信功能等等。 

    所谓的视野性是指汽车照明光源这一块进行电子控制,还有对转向信号灯的控制。汽车照明包括钥匙孔照明灯、前照灯、日光灯和车门灯。还有对洗涤器、电动刮水器和除霜器来进行电子控制。所指的方便性技术是指对乘员和驾驶员都可以比较方便的进出车厢、并可以方便对行李和货物进行装卸。同时还能对以下进行电动控制如门窗、门锁、点火钥匙锁、后视镜和天窗等等。因此对车身电子控制主要包括了对照明的电子控制、自动座椅的电子控制、自动空调、自动雨刮和车窗以及多媒体。目前的车身电子控制技术更趋向于为客户提供个性化的服务。比如在驾驶和乘坐信息系统中,对汽车防盗进行智能控制、车辆遥控监测、乘坐适应性控制、环保设计的系统、42V 电子控制系统等。 

    (5) 智能交通系统 

    ITS 智能交通系统高效、统一的“道路-车辆-行人”系统,在这里综合运用了计算机技术、电子技术、传感技术、通讯技术和运筹学等。智能汽车是近几年的热点,同时处于节约能源和环保方面的考虑,也是未来必然的发展方向。具有很多能够自动控制的功能,如对车速的自动控制、并且按照目标设定进行自动寻路和避撞,甚至能够无人驾驶。 

    (6) 整车控制技术 

    1) 汽车 CAN/LIN 通讯系统。目前在国际上被广泛予以应用的 CAN 控制器局域网络,该网络总线可被设计作为汽车环境中的微控制器通讯,并于车载电子控制装置ECU 交换信息,从而对汽车行程电子控制网络。LIN 串行通讯网络的成本比较低,通过 LIN 的控制,能够对目前的汽车网络提供某些具有辅助性的功能。 

    2) 电控驾驶控制系统。传统的机械和液力系统由于有间隙和运动惯性的一些原因,发出的控制指令不能及时执行,会有延迟,这对汽车的安全性构成了很大的问题,但是电控驾驶控制系统就基本解决了这个问题。 

    电控驾驶控制系统主要由三部分组成控制系统、通讯系统和执行系统来组成。驾驶员可以根据自己的想法以及车子在行驶过程中的实际情况,对执行器进行设定来达到控制系统的功能。在控制系统的精确的控制下,执行系统会更加准确完成一些比较具体的动作如制动或者转向灯等。电控驾驶控制系统目前非常流行,在 2010 年,欧美的 40%的汽车上都采用了该系统。 

    (7) 车载电子通讯、导航和娱乐系统 

    现在的时代是信息飞速发展的时代,消费者希望汽车上也能出现更多相应的功能,如阅读网页、发送电子邮件以及传真、查看股市行情等等,而不是仅仅收听广播和车载电话的应用。人们在车内就如同在办公室里一样,能做各种事情。数据库的整理、笔记本、电话查询、参考资料、银行业务等等,你能在办公室所做的一切在车上都能够实现。 

    汽车导航及巡航控制系统,目前也得到了大力的推广和应用。城市道路市场变化,人们可以借助导航来达到目的地。主要包括卫星定位导航、无线定向定位导航、惯性导航、导向驾驶系统等,能够对速度进行自动调节、以及车距系统、智能驾驶和无线路标导航。在导航系统中包含了汗多道路信息,有车辆道路和交通信息实时监测,可以通过卫星定位来进行实时监测,并通过微机和显示屏显示出来。在这里边卫星其起到了很大的作用,这些交通信息通过电脑控制中心发射到通讯卫星上,然后再通过卫星把交通信号发到汽车接收器,最后显示出来。驾驶员根据看到的交通信息操作起来会更加方便。 

    如今的汽车产品已经不是传统上的机械产品,与多媒体产品也有着和很大的结合。汽车工业由此也进入了数字时代。汽车多媒体系统已经出现了。微软公司开发出来第一台车载计算机系统,从此车载多媒体进入了一个全新的时代,在这里将汽车音响、导航技术、计算机技术以及自动语言识别技术都融合到一起,并在将来能够实现将声音、办公通讯和图像都融为一体来实现。 

    目前汽车电子产品的应用数量正不断增多,许多工业发达国家都已形成了独立的汽车电子产品。电子产品在整车中的价值也逐步上升。1991 年,一辆汽车上电子装置的价值为 825 美元,1995 年上升到 1125 美元,现已达 2000 美元,占整车成本的30%以上。国外各大汽车公司为进一步提高产品水平和竞争力,在汽车电子产品的研究与开发上十分重视,投入了大量资金,如日本丰田公司就投资了高达 15 亿美元的资金。 

    未来汽车电子技术发展的重点将是系统模型、电源系统、多通道信息处理系统、汽车电子软件及故障自诊断、智能化技术等。