汽车电子技术概述

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1、46-1第一讲汽车电子技术概述46-2主要内容一、汽车电子的技术特点二、汽车电子发展的三个阶段三、国内汽车电子的现状四、发展国内汽车电子的基本思路五、汽车电子未来的发展趋势六、微电子技术在汽车上的应用46-3一.汽车电子控制系统的特点和传统家用消费电子、军用的航空和航天电子横向比较，汽车电子具有较强的独立性。（1）汽车上有的控制系统的实时性要求非常高，以满足车辆高速移动时的安全性和发动机精确控制的需要。例：对发动机的点火正时和喷油脉宽的控制误差在±0.1ºCA的数值范围内，在发动机3000r/min工作转速下，该曲轴转角对应±5.

2、56μs对比：速度为1000km/h的飞机，在5.56μs内飞行距离只有1.54mm。46-4（2）汽车上的控制系统必须能够满足苛刻和剧烈变化的环境要求；温度、海拔高度、盐雾、湿度、振动、光照、辐射、腐蚀性气体或液体。例：汽车的工作温度范围分为3个级别：-40~85℃-40~105℃-40~125℃（该级别和军用电子很相似）46-5（3）汽车上的控制系统具有高度灵活性、可靠性；灵活性：满足各种客户的不同偏好和需求，适应不同产品定位要求、多变外部环境和驾驶员操作输入。可靠性：诊断、容错、失效安全。（4）较强的机电结合性；软硬件结合；

3、控制算法和MAP图数据相结合；知识高度密集、学科交叉程度大，投入开发周期长、需要投入的人力和物力多。46-8（1）第一阶段：器件层次时间：20世纪50年代中期到70年代末期特点：主要从技术革新着眼，应用电子装置改善部分机械部件的性能。主要事件：a、收音机是汽车上最早应用的电子装置1948年发明了晶体管收音机；1955年，安装在汽车上的晶体管收音机数量迅速增加。b、汽车采用了硅二级管整流的交流发电机1960年，美国克莱斯勒（Chrysler）和日本日产（Nissan）首先在汽车上采用了硅二级管整流的交流发电机。c、晶体管电子电压调节

4、器的应用和普及1960年，美国通用（GM）最先使用了晶体管电子电压调节器。d、晶体管点火装置的应用1962年，通用开发了晶体管点火装置。e、电控燃油喷射1967年，BOSCH制造了一系列简单的电子燃油喷射控制系统。二.汽车电子发展的三个阶段46-9（2）第二阶段：部件层次时间：20世纪70年代末期到90年代中期特点：汽车电子技术的雏形开始形成。在汽车大部件乃至总成的设计和生产中，重视“机电一体化”思想与技术。大规模集成电路和4位、8位、16位微处理器及单片机用来开发汽车专用的电子系统。包括发动机控制系统、自动变速箱控制系统、汽车防

5、抱死制动系统、电子悬架控制系统、音响控制系统、空调控制系统等。主要的编程手段为汇编和C语言。主要事件：第一个在汽车上应用微处理器的是通用，于1976年将其应用在MISAR点火定时控制系统上。46-10（3）第三阶段：整车集成时间：20世纪90年代中期至今特点：汽车电子作为工程技术已经成熟，“汽车电子学”诞生。采用智能功率器件、智能传感器、大容量EEPROM或者FLASHROM、专用集成电路等加入到汽车电子中，进一步形成了规范化、专业化的开发、生产和设计体系。形成了动力系统（Power-train)综合控制，集成了发动机和变速箱的综

6、合控制(DrivebyWire)；驾驶和悬架综合控制系统(SteeringbyWire)；主被动安全系统（ABS和Airbag)控制系统；46-11数字音响系统；智能交通系统；通讯导航和远程诊断；直到整车综合控制系统。形成以网络为基础的多CPU的分布式控制系统。在软件的开发手段上，采用了MATLAB/Simulink/Stateflow作为仿真和调试手段，dSPACE作为ECU的快速原型开发，以图形化界面编程为主的手段，以嵌入式实时操作系统RTOS为框架，采用Hiware等基于Windows的集成开发环境，形成OSEK/VDX的统

7、一标准和规范。46-12该规范从实时操作系统、软件接口、通讯功能和网络管理方面对未来的以分布式控制为特征的汽车电子控制软件的开发平台技术作了全面、实际、细致的定义与规定。46-13OSEK/VDX:汽车电子的分布式开放系统及其接口标准46-14BMW（宝马）Fiat（菲亚特）Denso（电装）Cummins（康明斯）Delco（德科）HewlettPackard（惠普）ITT（国际电话电报）Lucas（卢卡斯）RobertBosch（博世）SGSThomson（汤姆逊）Siemens（西门子）TexasInstruments（德州

8、仪器）Daimler-BenzVolkswagenVolvoMotorola，National，NEC，Philips加入OSEK/VDX的部分著名企业46-15目前还处于第2个初级阶段：（1）分散和重复：实力，技术，人员，产品（2）水平低：设计、