汽車電子是車身電子控制裝置和整車電子控制裝置的總稱。 車身電子控制裝置，包括發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)（車身電子ECU）。 汽車電子最重要的作用是提高汽車的安全性、舒適性、經濟性和娛樂性。 由傳感器、微處理器MPU、執(zhí)行器、幾十個甚至上百個電子元器件組成的電控系統(tǒng)。 汽車電子化程度被視為衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標志，是用于開發(fā)新車型和提高汽車性能的最重要的技術措施。

技術狀況

汽車電氣化被認為是汽車技術發(fā)展的一場革命。 汽車電子化程度被視為衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標志，是用于開發(fā)新車型和提高汽車性能的最重要的技術措施。 汽車制造商認為，增加汽車電子設備的數(shù)量，推動汽車電子化，是占領未來汽車市場的重要而有效的手段。

據(jù)統(tǒng)計，從1989年到2000年，每輛汽車上的電子設備占整車制造成本的平均比例從16%上升到23%以上。 在一些豪華轎車上，使用的單片機數(shù)量已達48個，電子產品占整車成本的50%以上。

應用更改

汽車電子技術的應用將給汽車帶來以下主要變化：

汽車的機械結構將發(fā)生重大變化，汽車的各種控制系統(tǒng)將向電子化、電氣化方向發(fā)展，實現(xiàn)“線控”。 用線材代替原有的機械傳動機構，如“線剎”、“線控轉向”、“電子油門”等。

汽車的 12 伏電源系統(tǒng)轉換為 42 伏。 隨著車內電子設備越來越多，耗電量急劇增加。 現(xiàn)有的12伏電源無法滿足車上所有電氣系統(tǒng)的需要。 未來將采用啟動發(fā)電機一體化42伏供電系統(tǒng)。 發(fā)電機最大輸出功率將從2005年的1千瓦提高到8千瓦左右，發(fā)電效率達到80%以上。 42伏汽車電氣系統(tǒng)新標準的實施將引起汽車電氣元件設計和結構的重大變化，機械繼電器和熔斷器保護電路將被取消。

汽車電子技術的應用將使汽車更加智能化。 智能汽車搭載多種傳感器，可全面感知駕乘人員狀況、交通設施及周邊環(huán)境信息，判斷乘員是否處于最佳狀態(tài)、車輛和人員是否有生命危險，并及時采取行動。 及時采取相應措施。

如今，社會已進入信息網(wǎng)絡時代。 人們希望汽車不僅僅是一種代步工具，更是生活和工作范圍的延伸。 在車上，就像呆在自己的辦公室和家里一樣，可以收聽廣播、打電話、上網(wǎng)、辦公。 隨著數(shù)字技術的進步，汽車也將進入多媒體時代。 采用WINDOWS操作系統(tǒng)開發(fā)的車載電腦多媒體系統(tǒng)，具有信息處理、通訊、導航、防盜、語言識別、圖像顯示和娛樂等功能。 在可預見的未來，汽車將配備自動導航和輔助駕駛系統(tǒng)。 駕駛者將行車目的地輸入車載電腦，汽車將沿著最佳行車路線駛向目的地。 人們可以通過語言識別系統(tǒng)操控車內的各種設施，在駕駛汽車的同時，享受音樂電視的同時，還可以預訂餐桌、機票等。

品類介紹

根據(jù)對汽車行駛性能的影響，汽車電子產品可分為兩類：一類是汽車電子控制裝置，汽車電子控制裝置必須與汽車上的機械系統(tǒng)配合使用，即 也就是所謂的“機電”汽車電子； 它們包括發(fā)動機、底盤、車身電子控制裝置。 如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死制動控制、防滑控制、牽引力控制、電控懸架、電控自動變速器、電子助力轉向等。另一類是車載汽車電子裝置。 一種可以在環(huán)境中獨立使用的電子設備，它與汽車本身的性能沒有直接關系。 它們包括汽車信息系統(tǒng)（行車電腦）、導航系統(tǒng)、汽車音響和電視娛樂系統(tǒng)、汽車通訊系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)設備等。

2008年，電子技術發(fā)展方向向集中集成控制方向發(fā)展：將發(fā)動機管理系統(tǒng)和自動變速器控制系統(tǒng)集成到動力傳動系統(tǒng)的綜合控制（PCM）中； 防抱死制動控制系統(tǒng)（ABS）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS）和驅動防滑控制系統(tǒng)（ASR）集成在一起進行制動控制； 通過中央底盤控制器，制動、懸架、轉向、動力傳動等控制系統(tǒng)通過總線連接起來。 控制器通過復雜的控制計算協(xié)調各個子系統(tǒng)，將車輛的行駛性能控制在最佳水平，形成一個集成的底盤控制系統(tǒng)（UCC）。

由于汽車上電子電氣設備數(shù)量的急劇增加，為了減少連接線的數(shù)量和重量，這一時期網(wǎng)絡和總線技術得到了長足的發(fā)展。 總線技術是將各種汽車電子設備連接成一個網(wǎng)絡，通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送和接收信息。 電子設備除了獨立完成自身的控制功能外，還可以為其他控制設備提供數(shù)據(jù)服務。 由于采用網(wǎng)絡設計，簡化了布線，減少了電氣節(jié)點的數(shù)量和導線數(shù)量，簡化了裝配工作，同時也增加了信息傳輸?shù)目煽啃浴?通過數(shù)據(jù)總線，可以接入任何電控設備，讀取故障碼，診斷其故障，使整車的維修工作變得更加容易。

七大特點

汽車電子信息產品是一個很大的市場，每年將以7%的速度增長，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)市場規(guī)模將達到200億美元。 據(jù)汽車用品之家專家介紹，隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，我國汽車電子產業(yè)呈現(xiàn)七大發(fā)展特點：

      1、汽車產業(yè)正處于科技創(chuàng)新時代。 傳統(tǒng)的機電產品成為高科技產品，汽車工業(yè)成為配備高科技裝備的產業(yè)。

      2、法規(guī)和市場推動汽車電子信息技術發(fā)展。 能源、排放、噪聲、安全法規(guī)日趨嚴格，客戶對舒適性的要求不斷提高，推動了汽車電子信息技術的發(fā)展。 我國也將執(zhí)行歐III排放標準，歐洲將執(zhí)行歐IV排放標準。 德國研制出百公里油耗1升的汽車。 提高汽車安全性的安全帶、安全氣囊、ABS、ASR等都實現(xiàn)了智能化。

      3、汽車和發(fā)動機系統(tǒng)微處理器規(guī)模越來越大。 汽車微處理器越來越多，有的車型多達60個，由LIN和CAN網(wǎng)絡控制。 汽車電子產品占汽車總成本的1/3，軟件部分占4%。 10%。 IC也將繼續(xù)集成，今天的一個IC可以執(zhí)行相當于過去多個IC的功能。 為適應電子系統(tǒng)發(fā)展需要，汽車供電系統(tǒng)將從12V向42V發(fā)展。

      4、推廣電控、電噴系統(tǒng)，提高動力系統(tǒng)效率。 可以看出，所有發(fā)動機都采用了電子技術，制造商也在普及和改進：電控高壓共軌柴油機正在廣泛研究，電力電子模塊混合動力驅動系統(tǒng)的商業(yè)化取得新進展 氫燃料電池混合動力汽車、電控復合式火花點火發(fā)動機正在迅速普及，先進的電控均充壓燃式發(fā)動機正在深入研究。

      5、線控或驅動系統(tǒng)發(fā)展迅速。 線控轉向和線控制動的研究正在加緊進行。 線控將取代機械系統(tǒng)，汽車底盤將發(fā)生革命性變化。

      6、ITS正在迅速興起，包括汽車智能化、高速公路自動化和導航系統(tǒng)。

      7、集成控制已成為汽車電子信息技術的發(fā)展趨勢，包括動力傳動系統(tǒng)、底盤及安全系統(tǒng)、車身及防盜系統(tǒng)等。車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將使藍牙技術在汽車中得到廣泛應用，智能化 汽車將不斷升級。

一個介紹

產品開發(fā)流程

車輛控制電子產品是軟件和硬件相結合的嵌入式系統(tǒng)。 為了節(jié)約資源和縮短產品開發(fā)周期，一般軟件和硬件應該同步開發(fā)。 車控電子產品的開發(fā)工具為軟件和硬件的同步開發(fā)和調試提供了良好的支持。 車控電子產品的軟件開發(fā)在操作系統(tǒng)環(huán)境下分為功能描述、軟件設計、代碼生成、高級調試等步驟。 車控電子產品的硬件開發(fā)分為硬件描述、硬件設計、硬件調試等步驟。 軟件設計完成后，利用相應的工具在虛擬ECU平臺上進行驗證。 硬件設計完成后，與硬件一起進行軟硬件集成調試。 通過這種開發(fā)方式，縮短了產品的上市時間。 軟硬件并行開發(fā)方案

產品軟件開發(fā)流程

汽車控制電子產品的軟件開發(fā)過程是一個“V”字形的開發(fā)過程。 “V”字型開發(fā)流程分為功能設計、原型仿真、代碼生成、硬件在環(huán)仿真-HIL、標定五個階段。

功能設計階段使用的主要工具是MATLAB。 通過使用MATLAB提供的SIMULINK、STATEFLOW等工具，完成控制方案設計、功能模塊設計、控制算法設計等任務，并進行初步仿真工作。 原型仿真階段使用的主要工具是DSPACE。 使用DSPACE提供的快速控制原型工具完成離線仿真工作。 在開始這個階段之前，需要使用REAL TIME WORKSHOP、TARGETLINK等工具完成SIMULINK、STATEFLOW等生成的代碼到標準C代碼的轉換。

代碼生成過程

在轉換為標準C代碼的過程中，可以根據(jù)需要加入符合OSEK規(guī)范的嵌入式實時操作系統(tǒng)。 代碼制作階段使用的主要工具是CODEWARRIOR。 通過CODEWARRIOR提供的編譯器、調試器等工具，在目標硬件平臺上完成標準C代碼到產品代碼的轉換。 下圖顯示了車輛控制電子產品的代碼生成過程。 電子產品代碼生成流程

汽車電子系統(tǒng)事業(yè)部

       汽車電子產品可分為兩大類： 1. 汽車 [3] 電子控制裝置，包括動力總成控制、底盤和車身電子控制、舒適性和防盜系統(tǒng)。 2、車載電子設備，包括車載信息系統(tǒng)（車載電腦）、車載胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、車載影音娛樂系統(tǒng)、車載通訊系統(tǒng)、車載網(wǎng)絡、倒車影像后視系統(tǒng)、汽車導航儀后視攝像頭、 ETC。 

       下圖為汽車電子系統(tǒng)的劃分示意圖。 汽車電子的未來市場趨于安全。 從市場需求可以看出，人們對安全駕駛技術和產品的重視程度很高。 我們在被動安全技術方面取得了重大進展——即在發(fā)生車禍時保護駕駛員和乘客的技術和產品，例如碰撞傳感器、安全氣囊、安全帶、隨動轉向結構和鈑金 impact zones 和其他產品和技術挽救了許多人的生命并減少了車禍中的傷害。 但最新的發(fā)展是主動安全，它使用雷達、光學和超聲波傳感器等技術來測量汽車與周圍物體的距離以及接近物體的速度。 該數(shù)據(jù)可用于提醒駕駛員控制汽車的行駛速度，避免可能發(fā)生的碰撞。 此信息還可用于控制制動器或轉向系統(tǒng)以自動避免碰撞。 這種防撞系統(tǒng)可以降低全球事故率和汽車事故的高昂成本。

申請狀態(tài)

在發(fā)動機上的應用：

電控燃油噴射裝置

在現(xiàn)代汽車中，機械或機電混合燃油噴射系統(tǒng)已經過時，電控燃油噴射裝置由于其優(yōu)越的性能而越來越受歡迎。 電子燃油噴射裝置能自動保證發(fā)動機始終工作在最佳狀態(tài)，從而在輸出一定功率的情況下，最大程度地節(jié)省燃油和凈化空氣。 經過實驗和修正，得出發(fā)動機在最佳工況下的供油控制規(guī)律，并將這些客觀規(guī)律預先編入微機的存儲器中。 發(fā)動機工作時，根據(jù)各傳感器測得的空氣流量和所含氧量、進氣溫度、發(fā)動機轉速和工作溫度等參數(shù)，按照預先編制好的計算程序進行計算，然后與發(fā)動機進行比較判斷。 記憶最佳工況參數(shù)，調整供油量。 這樣一來，發(fā)動機就可以一直運行在最佳工況下，從而提高發(fā)動機的整體性能。

電子點火器 (ESA)

它由微型計算機、傳感器及其接口、執(zhí)行器等幾部分組成。 該裝置可根據(jù)傳感器傳來的發(fā)動機各種參數(shù)進行計算判斷，進而調整點火時間，可節(jié)省燃油，減少空氣污染。 此外，新型發(fā)動機電控裝置還具有自適應控制、智能控制和自診斷操作功能。 一般認為，發(fā)動機電控裝置的節(jié)能效果在15%以上，在環(huán)保方面效果更為明顯。

此外，在發(fā)動機部分采用電子技術的還包括：廢氣再循環(huán)（EGR）、怠速控制（ISC）、電動油泵、發(fā)電機輸出、冷卻風扇、發(fā)動機排量、節(jié)氣門正時、二次空氣噴射、發(fā)動機 增壓、油汽蒸發(fā)和系統(tǒng)自診斷功能等，在不同車型上或多或少都有應用。

相關申請

電控自動變速器 (ECAT)

ECAT可根據(jù)發(fā)動機負荷、轉速、車速、制動器工作狀態(tài)及駕駛員控制的各種參數(shù)，經計算機計算判斷后，自動改變變速桿的位置，實現(xiàn)變速器的優(yōu)化控制 換檔，即可以獲得最佳檔位和最佳換檔時間。 其優(yōu)點是加速性能好，靈敏度高，能準確反映行駛負荷和路況。 傳動系統(tǒng)電控裝置能自動適應瞬時工況，使發(fā)動機保持在盡可能低的轉速下工作。 電空換檔裝置是用電子裝置代替機械換檔桿及其與傳動機構的連接，通過電磁閥和氣動伺服閥氣缸來實現(xiàn)的。 它不僅顯著簡化了車輛操控，還實現(xiàn)了最佳的駕駛動態(tài)和安全性。

防抱死制動系統(tǒng)（ABS）

該系統(tǒng)是開發(fā)時間最長、推廣應用最快的重要安全部件。 它通過控制車輪的抱死來保證車輪與地面的最佳滑移率（15-20%），防止汽車剎車，使汽車在各種路面剎車時，車輪與地面都能達到 縱向峰值附著系數(shù)和較大的橫向附著系數(shù)，確保車輛在制動過程中不會出現(xiàn)抱死打滑、轉向能力喪失等不安全工況，提高車輛的操縱穩(wěn)定性和安全性，減少制動 距離。 防滑系統(tǒng)（Anti-skid system，簡稱ASR），又稱牽引力控制系統(tǒng)（TCS或TRC），是ABS的完善和補充。 提高其運行穩(wěn)定性。

電子助力轉向系統(tǒng)

電子轉向助力系統(tǒng)采用直流電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓助力缸，采用蓄電池和電動機提供動力。 與傳統(tǒng)的液壓助力系統(tǒng)相比，這種微電腦控制的轉向助力系統(tǒng)具有部件少、體積小、重量輕的特點。 優(yōu)化的轉向力和轉向回位特性提高了汽車的轉向能力和轉向響應特性。 ，增加了汽車在低速時的機動性，調整了行駛的穩(wěn)定性。

自適應懸架

自適應懸架系統(tǒng)可以根據(jù)懸架裝置的瞬時載荷自動適時調整懸架彈簧的剛度和減震器的阻尼特性，以適應當時的載荷并保持預定高度 暫停。 這樣一來，車輛的行駛穩(wěn)定性、操控性和乘坐舒適性都可以大大提高。

自動控制系統(tǒng)（CCS）

長距離高速行駛時，可采用恒速巡航自動控制系統(tǒng)。 恒速行駛裝置會根據(jù)行駛阻力自動調節(jié)節(jié)氣門開度，駕駛者無需頻繁踩油門來調節(jié)車速。 如果爬坡時車速有下降趨勢，微電腦控制系統(tǒng)會自動加大油門開度； 下坡時，會自動關閉油門開度，將發(fā)動機功率調節(jié)到一定轉速。 當駕駛員降檔或剎車時，該控制系統(tǒng)會自動斷開。

隨著世界主要汽車制造商對汽車安全問題的高度重視，新的電子技術已廣泛應用于安全氣囊系統(tǒng)、駕駛動態(tài)調節(jié)系統(tǒng)（FDR或VDC）、防撞系統(tǒng)、安全帶控制、攝像頭控制等領域。

開發(fā)

無論是市場重心向發(fā)展中國家轉移，還是技術重心向電子技術轉移，都必然影響汽車電子的發(fā)展方向。 而且，其技術本身也將面臨來自性能、安全和環(huán)保法規(guī)等各方面的嚴苛要求。 根據(jù)《2013-2017年中國汽車電子行業(yè)市場競爭格局分析報告》，未來10年，電子技術將在汽車行業(yè)中扮演重要角色。 通過對驅動全球新技術、新產品和新市場發(fā)展的全球趨勢進行全面調查研究，發(fā)現(xiàn)汽車電子產業(yè)的未來是綠色、環(huán)保、安全和互聯(lián)。

環(huán)保：全球汽車工業(yè)的主要發(fā)展趨勢是開發(fā)高燃油效率和低碳排放的發(fā)動機。

安全性：汽車電子發(fā)展的第二大趨勢是安全性。 市場對確保安全駕駛的技術和產品有著巨大的需求。

互聯(lián)通信：汽車電子發(fā)展的第三大趨勢是汽車的通信連接。

汽車社會將進入車聯(lián)網(wǎng)時代

車聯(lián)網(wǎng)實際上是以車輛為主體，將互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)相結合的新網(wǎng)絡。 “車聯(lián)網(wǎng)”時代的智能汽車具有以下特點：第一，車與車之間可以保持相對固定的距離，實現(xiàn)零碰撞； 到達目的地，通過GPS定位和車與車之間的自動通信，車輛可以臨時組隊或離開車隊，提高通行效率。

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