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第1篇：汽車電子論文范文

MC9S12XE系列單片機于2009年9月推向市場，經(jīng)過幾年的市場考驗，其應用已日趨成熟化。飛思卡爾公司為確保此系列單片機產(chǎn)品供貨的長期性和穩(wěn)定性，提供了業(yè)內(nèi)領先的長期市場供貨計劃，保證最短15年的供貨期和一流的技術支持，并在國內(nèi)設有生產(chǎn)廠，目前市場售價60元左右。MC9S12XE系列單片機主要有五大特點。

1）單片機內(nèi)部采用了增強型XGATE協(xié)處理器模塊，允許高速數(shù)據(jù)自主地在單片機外設和內(nèi)部RAM、I／O端口之間進行數(shù)據(jù)傳輸與處理。XGATE內(nèi)置有一個16位的精簡指令集內(nèi)核，可以對要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行預處理并執(zhí)行復雜的通信協(xié)議，易于用C語言進行編程。XGATE可以顯著降低CPU的負荷，使CPU能夠集中資源運行關鍵的系統(tǒng)活動，從而提高了單片機的數(shù)據(jù)處理能力。

2）S12XE系列包括一個存儲器保護單元（MPU），用于防止軟件中的系統(tǒng)錯誤。這個MPU解決了不同模塊之間的錯誤交互導致的潛在問題，這項特性在汽車設計中非常關鍵，因為它有助于最大程度地控制汽車中系統(tǒng)故障的擴散。

3）單片機片內(nèi)集成了可達1024KB的閃速存儲器Flash。近年來，隨著Flash在單片機片內(nèi)的應用走向成熟，單片機的開發(fā)和應用又迎來了一次新的飛躍。Flash是一種非易失性存儲介質(zhì)，讀取它的內(nèi)容同RAM的讀取一樣方便，而對它的寫操作卻比EEPROM還要快。在系統(tǒng)掉電后，F(xiàn)lash中的內(nèi)容仍能可靠保持不變。Flash的主要優(yōu)點是結構簡單、集成密度大、成本低。由于Flash可以局部擦除，且寫入、擦除次數(shù)可達數(shù)萬次以上，從而使開發(fā)微控制器不再需要昂貴的仿真器。

4）簡單的背景開發(fā)模式（BDM）：PC主機BDM調(diào)試器目標板，使得開發(fā)成本進一步降低，也使得現(xiàn)場開發(fā)和系統(tǒng)升級變得比較方便。

5）應用鎖相環(huán)技術提高了系統(tǒng)的電磁兼容性。在以往不使用鎖相環(huán)的微控制器應用系統(tǒng)中，晶振電路由于其工作頻率比較高（通常為幾兆赫茲至幾十兆赫茲）而成為一個很大的干擾源，這一問題給系統(tǒng)設計、線路板布局帶來了很多不便。MC9S12XE系列單片機在時鐘發(fā)生系統(tǒng)中巧妙地使用了鎖相環(huán)技術，因而可在幾兆赫茲的外部晶振情況下，通過軟件編程產(chǎn)生上百兆的系統(tǒng)時鐘，從而降低了對外輻射干擾，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2在汽車電子中的應用

現(xiàn)以一個典型的后處理系統(tǒng)電控單元的設計開發(fā)為例，說明XEP100在汽車電子領域的應用，該系統(tǒng)基于模塊化的設計思想，主要從電源模塊、信號輸入調(diào)理模塊、中央處理模塊、通信模塊、尿素泵的驅(qū)動模塊、尿素噴嘴的驅(qū)動模塊、尿素泵管箱加熱的驅(qū)動模塊、故障診斷模塊而設計。中央處理模塊采用了飛思卡爾16位單片機XEP100作為核心處理器，主要功能是根據(jù)從CAN總線上獲得的發(fā)動機的實時工況、數(shù)字信號（包括鑰匙開關、蓄電池的電源開關等）和模擬信號（包括尿素溫度、尿素液位、尿素壓力、催化器前溫等）由單片機XEP100進行精確的邏輯運算，來控制尿素溶液的噴射時刻和噴射量，尿素溶液被噴射到排氣管中與發(fā)動機尾氣進行化學反應，從而起到凈化尾氣的作用。電源模塊需要把蓄電池電壓24V轉換為5V的直流電壓，為單片機等集成芯片及傳感器提供5V電源。中央處理模塊是由中央處理器、晶振電路、復位電路、程序刷寫電路和接口電路組成，它是整個控制器DCU的核心，也是單片機XEP100工作必不可少的最小模塊單元。CAN通信模塊實現(xiàn)與發(fā)動機控制器ECU、儀表控制器信息的交互，通過CAN總線實現(xiàn)參數(shù)的在線標定調(diào)試、程序的刷寫。信號調(diào)理模塊主要用于處理模擬信號和鑰匙開關等數(shù)字信號，模擬信號需要經(jīng)過一系列的調(diào)理電路處理成0~5V的電壓信號給單片機的AD端口，再由單片機進行AD轉換，數(shù)字信號經(jīng)過一系列的調(diào)理電路給單片機的IO口。尿素泵的驅(qū)動模塊中采用了infineon公司的電機控制芯片，它內(nèi)部集成了H橋電路，用來驅(qū)動泵內(nèi)的電機，實現(xiàn)電機的正反轉；對噴嘴、尿素箱加熱、尿素泵加熱、尿素管加熱的驅(qū)動采用了安森美公司的MOSFET功率驅(qū)動芯片，對執(zhí)行器的診斷可通過SPI接口與單片機通信，實時讀取故障信息。該后處理系統(tǒng)的電控單元被應用在重汽國Ⅳ重型柴油車輛上，主要包括A7車型和HOWO車型，以滿足重型柴油機國Ⅳ排放法規(guī)的需要。經(jīng)過長期的試驗驗證，證明以單片機XEP100為主控芯片的電控單元具有非常好的穩(wěn)定性和可靠性，并贏得了良好的市場反映。

3結束語

第2篇：汽車電子論文范文

（一）外商的汽車技術

對我國汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了巨大的威脅同發(fā)達國際相比，我國的汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展則滯后了知識10年的時間，尤其是在電子控制單元、系統(tǒng)控制精度等發(fā)面存在著極為明顯的劣勢。這就導致了我國生產(chǎn)的汽車電子產(chǎn)品技術含量較低，難以開拓市場，企業(yè)市場競爭力不堪一擊。在我國加入WTO以來，國外的先進技術指導下的汽車電子零部件紛紛涌入我國市場，他們在技術和資金上具有明顯的優(yōu)勢，這就給我國的汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成了巨大的壓力，尤其是一些規(guī)模較小的企業(yè)根本很難與之抗衡，并最終導致國內(nèi)汽車電子企業(yè)的市場占有率微乎其微。

（二）汽車電子產(chǎn)品國產(chǎn)偏好大大限制了汽車電子產(chǎn)業(yè)技術的提高研究

我國汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程來看，我國在汽車電子產(chǎn)業(yè)的國家政策方面一直保持著明顯的國產(chǎn)化趨勢。也就是說，我國在汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，比較注重通過引進先進技術，然后在實踐過程中通過具體操作和日常積累的方式，掌握這種技術，最終實現(xiàn)自主開發(fā)?？偟膩碚f，這一古城忽視了汽車產(chǎn)業(yè)的自主研發(fā)技術能力的條，并且縮小了自主研發(fā)產(chǎn)品的范圍，在一定程度上制約了產(chǎn)品的開發(fā)能力和汽車電子產(chǎn)業(yè)的專業(yè)技術能力。

（三）規(guī)模效應削弱了企業(yè)市場競爭力

我國大部分的汽車電子零部件企業(yè)規(guī)模小，沒有形成規(guī)模效益，因此產(chǎn)品生產(chǎn)成本高，效益低，所占市場份額小，不具備國際競爭力。若想提高競爭力，企業(yè)必須擴大規(guī)模，加大生產(chǎn)量，提升自主研發(fā)能力。汽車電子產(chǎn)業(yè)技術的發(fā)展不僅需要投入大量的技術和資金，而且產(chǎn)品的回收期很長，這在無形中就增加了技術開發(fā)的風險和難度，從而很大程度上制約了我國中小規(guī)模汽車電子企業(yè)的發(fā)展和提高。

（四）汽車產(chǎn)業(yè)的合資發(fā)展模式

限制了企業(yè)研發(fā)能力在我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期，實行的是合資發(fā)展方式，這樣便于彌補我國在技術和資金方面的劣勢。但是正是這一發(fā)展方式導致大量的核心技術掌握在跨國公司中，我國僅僅是停留在加工層面上，在技術方面難以實現(xiàn)本質(zhì)上的突破。在世界汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈上，受限于技術資源的匱乏，我國長期處于世界工廠的地位，我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的也僅僅是制造能力，企業(yè)研發(fā)能力的提升十分緩慢。

二、我國汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策

（一）突破汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展

為了實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)的突破性發(fā)展，我們可以以新能源汽車為契機，大力發(fā)展新能源汽車的動力電池、系統(tǒng)控制技術、整車匹配技術、電空調(diào)技術以及電轉向技術等。同時我們可以借助國家在車載信息系統(tǒng)的普及應用項目平臺，大力推廣處理器系統(tǒng)、圖像顯示體統(tǒng)、大容量信息存儲系統(tǒng)等，實現(xiàn)核心技術能力的突破，快速占領這一市場。

（二）加強企業(yè)的人才管理和建設結合

國際汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗來看，他們之所以能夠取得巨大的競爭優(yōu)勢，一方面在于他們先進的技術，另一方面則是由于他們科學有效的人才管理體系。為了留住高精尖人才，吸引業(yè)界精英，汽車電子企業(yè)不經(jīng)應該提高員工的薪資待遇，更應該優(yōu)化員工的工作環(huán)境，提升企業(yè)文化。另一方面，汽車電子企業(yè)也可以利用校企平臺，加強企業(yè)和高效的合作。企業(yè)可以為高效的教材編寫、實訓課程提供豐富的實踐案例。企業(yè)可以在高校設立相應的獎學金，開設一些定向課程等方式，擴大企業(yè)的社會影響力，同時社會員工對于企業(yè)的情感，培養(yǎng)一支專業(yè)基礎知識扎實、實踐動手能力較強同時具備創(chuàng)新能力的人才隊伍，為企業(yè)發(fā)展培養(yǎng)后備力量。"

（三）大力培養(yǎng)汽車電子產(chǎn)業(yè)專業(yè)人才

在汽車電子產(chǎn)品發(fā)展方面，不在于高端技術的攻關突破，而是需要保持產(chǎn)品的高可靠性、高一致性，把握產(chǎn)品的品質(zhì)，在技術和管理上不斷提升。當國內(nèi)的產(chǎn)品跟國際有沖突的時候，應該花時間努力提高產(chǎn)品技術及質(zhì)量，使國內(nèi)的技術實力和質(zhì)量比國外強。技術創(chuàng)新方面，我們可以從單個系統(tǒng)或單項技術重點突破，逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，形成國際化的競爭力和供給能力。

（四）借助國際品牌，拉動國內(nèi)企業(yè)發(fā)展

第3篇：汽車電子論文范文

OSEK/VDX規(guī)范從實時操作系統(tǒng)（Real-TimeOperatingSystem,RTOS）、軟件接口、通訊和網(wǎng)絡管理等方面對汽車的電子控制軟件開發(fā)平臺作了較為全面的定義與規(guī)定。將OpenSystemsandtheCorrespondingInterfacesForAutomotiveElectronics規(guī)范簡稱為OSEK規(guī)范。

兼容OSEK/VDX規(guī)范的操作系統(tǒng)應用架構

OSEK/VDX標準包括以下四部分：OSEK/VDX操作系統(tǒng)規(guī)范（OSEKOperatingSystem，OSEKOS）,OSEK/VDX通訊規(guī)范（OSEKCommunication，OSEKCOM）,OSEK/VDX網(wǎng)絡管理規(guī)范（OSEKNetworkManagement，OSEKNM）以及OSEK/VDX實現(xiàn)語言（OSEKImplementationLanguage，OSEKOIL）。采用符合OSEK/VDX標準的嵌入式實時操作系

統(tǒng)可以提高產(chǎn)品代碼的復用率、降低開發(fā)成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。使用兼容OSEK/VDX標準的嵌入式實時操作系統(tǒng)的應用架構如下圖所示。

2．OSEK/VDX任務管理

OSEK/VDX將任務分為基本任務和擴展任務。基本任務具有3種狀態(tài)：運行狀態(tài)、就緒狀態(tài)、掛起狀態(tài)；擴展任務比基本任務增加一個等待狀態(tài)?；救蝿罩辉陂_始和結束時才有同步點。擴展任務運行時可能進入等待狀態(tài)，因此不僅在開始和結束有同步點，而且運行過程中可能有多個同步點。下圖所示的是擴展任務與基本任務的狀態(tài)轉化圖。

OSEKOS規(guī)范規(guī)定的任務類型

3。OSEK實現(xiàn)語言規(guī)范

為了達到軟件可移植的目標，OSEKOIL規(guī)范（OSEKImplementationLanguageSpecification）定義了一種配置和使用OSEK應用的方法。下圖表示了一個遵守OSEK規(guī)范的應用開發(fā)過程。OIL文件可以是手寫的或者是系統(tǒng)配置工具產(chǎn)生。

基于OSEK規(guī)范的應用開發(fā)過程

OIL提供一種在特定CPU中配置OSEK應用的機制。每個CPU對應一個OIL描述。所有的OSEK系統(tǒng)對象用OIL對象來描述。OSEK應用的OIL描述是一組OIL對象的組合。CPU是這些OIL對象的容器。OIL明確地為每個OIL對象定義了所有標準屬性。每個OSEK應用可以定義附加地特殊執(zhí)行屬性和引用。每個OSEK應用可以限制每個屬性的取值范圍。

4．車控電子產(chǎn)品的開發(fā)流程

車控電子產(chǎn)品是軟硬件結合的嵌入式系統(tǒng)。為了節(jié)約資源，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，一般應采取軟硬件同步開發(fā)的方案。車控電子產(chǎn)品的開發(fā)工具對軟硬件的同步開發(fā)、調(diào)試提供了很好的支持。車控電子產(chǎn)品的軟件開發(fā)分為功能描述、軟件設計、代碼生成、操作系統(tǒng)環(huán)境下高級調(diào)試等步驟。車控電子產(chǎn)品的硬件開發(fā)分為硬件描述、硬件設計、硬件調(diào)試等步驟。當軟件設計完成后，通過使用相應的工具，完成在虛擬ECU平臺上的驗證。當硬件設計完成后，與硬件一起進行軟硬件集成調(diào)試。通過這種開發(fā)方式，縮短了產(chǎn)品上市的時間。

軟硬件并行的開發(fā)方案

5．車控電子產(chǎn)品軟件開發(fā)流程

汽車車控電子產(chǎn)品軟件開發(fā)流程是“V”形開發(fā)流程?！癡”形開發(fā)流程分為五個階段，即功能設計、原型仿真、代碼生成、硬件在回路仿真－HIL、標定。

在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，完成控制方案的設計、功能模塊的設計、控制算法的設計等任務，并進行初步的仿真模擬工作。在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－RCP工具完成離線的仿真工作。在開始該階段之前，需要使用RealTimeWorkshop、Targetlink等工具完成由Simulink、Stateflow等產(chǎn)生的代碼向標準C代碼的轉換工作。

6．車控電子產(chǎn)品代碼生成過程

在進行向標準C代碼的轉換的過程中，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)。在代碼生產(chǎn)階段使用的主要工具是CodeWarrior。通過使用CodeWarrior提供的編譯器、調(diào)試器等工具，完成從標準C代碼向目標硬件平臺上的產(chǎn)品代碼的轉換工作。下圖表示了車控電子產(chǎn)品的代碼生成過程。

第4篇：汽車電子論文范文

汽車電子設計已成為汽車系統(tǒng)設計中的重點和難點。傳統(tǒng)方式下的汽車設計者不得不借助各種機械的、液壓的、電子的汽車零部件以驗證汽車各子系統(tǒng)的功能，開發(fā)周期長，成本居高不下。為了縮短開發(fā)周期、降低開發(fā)成本，人們引入了SABER仿真技術進行汽車系統(tǒng)技術的驗證和開發(fā)。SABER仿真技術通過對整個汽車系統(tǒng)進行有效的建模和分析，能夠節(jié)約大量的試驗設備和試驗時間。國際上幾大跨國汽車公司都已使用SABER仿真技術進行設計，如美國通用、大眾、克萊斯勒等。目前，國內(nèi)有泛亞技術中心能夠運用此項技術與通用（北美）進行同步開發(fā)。

1SABER軟件仿真技術

SABER軟件是一個在數(shù)學模擬及硬件設計方面功能卓著的仿真工具。對于復雜的混合信號設計和驗證問題，SABER軟件為設計工程師提供了一種功能強大的混合信號行為仿真器。由于混合信號硬件描述語言——MAST的支持，SABER軟件實現(xiàn)了單一內(nèi)核混合信號及混合技術的仿真，完全改變了模擬電路仿真的現(xiàn)狀。SABER軟件在混合技術領域具有多個仿真引擎，可以分別處理不同領域的設計單元，且遵循相應的守恒定律，支持電力系統(tǒng)、機電一體化、機械系統(tǒng)、電子系統(tǒng)、光電控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等系統(tǒng)單元?，F(xiàn)在，SABER軟件在汽車和飛機制造領域已得到廣泛的應用。尤其是在汽車制造領域，許多歐美公司已將它定為行業(yè)標準，并投資SABER軟件的發(fā)展以不斷滿足新的設計需要。

SABER軟件具有明顯的優(yōu)勢：分析從SOC到大型系統(tǒng)之間的設計，包括模擬電路、數(shù)字電路及混合電路；通過單一的混合信號仿真內(nèi)核就可以提供精確有效的仿真結果；通過對穩(wěn)態(tài)、時域、頻域、統(tǒng)計、可靠性及控制等方面的分析來檢驗系統(tǒng)性能。

SABER仿真器能夠讓設計人員對從汽車的最初設計方案（方框圖）到由實際電路和機械實現(xiàn)的完整系統(tǒng)進行仿真。這種能力對于復雜運動控制系統(tǒng)的設計（如ABS系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)等）尤為重要。

2汽車電子仿真技術的應用

汽車在投產(chǎn)之前要經(jīng)過大量的測試試驗，對原設計不斷地進行修正往往會耗費大量的物力和時間。在設計階段，對各種狀況進行模擬仿真、修正、完善設計，能夠提高效率、縮短開發(fā)周期。使用SABER軟件進行仿真，主要分為3個階段：建立數(shù)學模型、對系統(tǒng)原理進行仿真和對仿真模型進行修改檢驗。

2.1建立數(shù)學模型

所謂計算機仿真就是將實際系統(tǒng)的運行規(guī)律用數(shù)學形式表達出來，它們通常是一組微分方程或差分方程，然后通過計算機采用數(shù)值求解法求解這些方程。

在仿真之前，首先對系統(tǒng)原理圖中的所有零部件進行抽象化，建立數(shù)學模型，繪制系統(tǒng)的數(shù)學模型。為了對電路或系統(tǒng)進行計算機仿真，經(jīng)常需要開發(fā)一個或一組模型。要研究電路的詳細特性，可能要求對物理器件建模，有時還需要對大型電路或系統(tǒng)建模。系統(tǒng)模型可能無需和器件模型一樣詳盡，但作為大系統(tǒng)仿真的一部分，系統(tǒng)模型仍然非常有用。零部件數(shù)學模型的質(zhì)量直接關系到仿真結果的準確性。通過對數(shù)學模型各種參數(shù)屬性的設置來模擬零部件的功能，同時，經(jīng)過大量計算和試驗，不斷修正、完善數(shù)模。對于同一類零部件可以共用一個（或一類）模型，通過調(diào)整數(shù)模參數(shù)值來實現(xiàn)零部件的更迭。這對于縮短開發(fā)周期、節(jié)省開發(fā)成本，起著至關重要的作用。

在一定外界條件（即輸人或激勵，包括外加控制與外加干擾）的作用下，從系統(tǒng)的一定初始狀態(tài)出發(fā)，所經(jīng)歷的由其內(nèi)部的固有特性（即由系統(tǒng)的結構與參數(shù)所決定的特性）決定了整個動態(tài)過程。研究系統(tǒng)及其輸人、輸出三者之間的動態(tài)關系，即可確定其性能的屬性。圖1是汽車音響系統(tǒng)中揚聲器的物理模型，其中In_pfUIn_m作為輸人信號、由電磁學可知，可以進一步將其簡化為力f（t）輸人。

于是可將其進一步簡化為質(zhì)量-阻尼-彈簧系統(tǒng)，如圖2所示，圖2中m、c、k分別表示質(zhì)量、粘性阻尼系數(shù)、彈簧剛度。對系統(tǒng)而言，質(zhì)量受外力f（t）的作用，質(zhì)量位移為y（t）（實際揚聲器銜鐵的振幅），系統(tǒng)的動力學方程為my"（t）cy''''''''（t）ky（t）=f（t），y（o）=yo，y''''''''（o）=y''''''''。

其中，y（0）與y''''''''（0）分別為質(zhì)量的初位移與初速度，這就是在輸人作用于系統(tǒng)之前系統(tǒng)的初始狀態(tài)。顯然，此系統(tǒng)在任何瞬間的狀態(tài)完全可以由質(zhì)量的,y（t）與y''''''''（t）這兩個變動著的狀態(tài)（即狀態(tài)變量）在此瞬間的取值來刻畫。因為y（t）在此瞬間的取值代表了位移的情況，y''''''''（t）在此瞬間的取值代表了y（t）在此瞬間的變化趨勢（速度）的情況。

還有一種更直接的建立數(shù)學模型的方法，就是模擬硬件描述語言（AHDL）的含義。MAST就是一種AHDL,Saber仿真器可以仿真用MASTAHDL描述的網(wǎng)表。

零部件的模型是建立在大量計算和試驗基礎上的，SABER軟件提供了大量的零部件庫文件，對于類似的零件只需修改其屬性參數(shù)值即可。

2.2對系統(tǒng)原理進行仿真

在仿真過程中，將數(shù)學模型轉變成為計算機上運行的仿真模型，是由SABER軟件系統(tǒng)來完成的，并同時根據(jù)仿真模型編制出仿真程序。通過對系統(tǒng)的仿真，可以隨時得出各個子系統(tǒng)或零部件的瞬時工作狀態(tài)及性能參數(shù)變化，如電壓、電流、功率、轉矩等各參數(shù)的波形。通過對這些波形與實際試驗的結果進行對比分析，找出兩者的差別，從而修正原設計。

如先前所提及的，安全性和舒適性的需求導致了新的、高能耗的負載。這些負載可能隨著汽車產(chǎn)品的進一步電子化，汽車電子控制裝置得到更多的應用，所消耗的電能也將大幅度地增加。現(xiàn)有的12V動力電源已滿足不了汽車上所有電氣系統(tǒng)的需要，今后將采用集成的42V起動機-發(fā)電機供電系統(tǒng)，發(fā)電機最大輸出功率將由目前的1.4kW提高到8kw左右，發(fā)電效率將會達到80以上。伺時，電壓等級的提升還將同時帶來許多新的問題。12V/42V汽車雙電壓系統(tǒng)原理圖如圖3所示。

在雙電壓系統(tǒng)中，把用電設備分成兩部分：中小功率負載由14V電壓供電，如室內(nèi)燈、中控鎖、收音機、儀表、車載導航系統(tǒng)等主要為車身電子設備；大功率負載，如電控機械制動裝置、電控機械氣門正時裝置、三元催化轉換加熱器、電控懸架等，主要為發(fā)動機、底盤系統(tǒng)電子設備，由42V電壓供電。此雙電壓供電系統(tǒng)有兩個關鍵器件，一個是DC/DC變換器，它能把交流發(fā)電機輸出的42V高電壓轉變?yōu)?4V的電壓。另一個，是裝在發(fā)動機和變速器之間的起動-發(fā)電機，借助一個半導體整流-逆變功率變換器，它不僅充當交流發(fā)電機，發(fā)出42V的高電壓，而且在發(fā)動機起動時還作為起動機用。由于它是直接起動發(fā)動機，起動時間僅為0.5s，所以噪聲很小。

2.2.2起動機／發(fā)電機系統(tǒng)

大功率起動機與發(fā)電機（IntegratedStarter/Alternator，ISA）的轉矩特性一致，因此，集成兩種設備于一體在技術上是可行的，在經(jīng)濟上的效益也顯而易見。如圖4所示的輸出功率與內(nèi)燃機曲軸轉速的關系曲線，ISA讓內(nèi)燃機的速度達到600v/min的起動速度，然后切換到發(fā)電模式。由于42V系統(tǒng)能夠提供足夠的電能，發(fā)動機在極短的時間內(nèi)起動且在點火前達到更高的轉速，這樣可以降低低轉速下的排放，換句話說，使得汽車重起動變得更加容易。

2.2.3雙電壓系統(tǒng)中42V供電系統(tǒng)

在運行中，雙電壓系統(tǒng)的電壓隨著轉速變化而變化，電壓峰值對電器元件的影響是非常明顯的。圖5所示的是雙電莊系統(tǒng)中42V供電系統(tǒng)的變化曲線，非常清晰地顯示了在轉速急劇變化時電壓的瞬時值，此脈沖電壓峰值在電氣系統(tǒng)設計和選擇電子電器元件時有著非常重要的參考價值。

在仿真過程中，主要分兩種類型進行。為了描述簡單，這里將42V與14V分開進行討論。第一種方法，全部打開所有的電子設備，可以觀察到整個系統(tǒng)及各個電子器件的電壓、電流波形，以及各個電子電器設備互相切換或同時打開時的電壓、電流波形。同時，很方便地觀察到在拋載狀況時的峰值電壓波形，局部拋載或全部拋載對系統(tǒng)的影響。

2.2.414V供電系統(tǒng)

14V電壓系統(tǒng)主要用于各控制單元，對波形要求甚高。若峰值電壓及電流產(chǎn)生嚴重的脈動，使蓄電池兩端電壓產(chǎn)生脈動干擾，控制單元搭鐵（蓄電池負極）電位也將隨之產(chǎn)生脈動干擾。如果這個干擾脈沖幅值過大，就會造成原有信號的丟失，引起控制失靈。觀察峰值電壓的波形，判定是否符合系統(tǒng)要求。14V線路上的電壓波形如圖6所示。

2.3對仿真模型進行修改、檢驗

通過對系統(tǒng)的仿真，得出的初步結果往往不能與理想的目標相一致，還需要通過分析研究，以及與試驗進行對比，對系統(tǒng)原理或數(shù)學模型進行修改。SABER提供多種仿真分析，如：直流工作點分析、交流小信號分析、順態(tài)分析、蒙特卡羅分析（在模型參數(shù)值浮動范圍內(nèi)隨機取樣，對所取的參數(shù)進行分析，檢驗器件參數(shù)在一定范圍內(nèi)浮動對輸出的影響）、零極點分析等。結合多種分析，加以對仿真模型的完善。

第5篇：汽車電子論文范文

1）汽車發(fā)動機基本原理和構造

當今世界上的汽車發(fā)動機工作過程基本上都由四個沖程組成，即進氣、壓縮、膨脹和排氣。利用燃料和空氣的混合氣在氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體的膨脹，發(fā)動機借助于曲柄連桿機構通過曲軸對外輸出扭矩而作功。發(fā)動機按照所用燃料可分成汽油機、柴油機和燃氣發(fā)動機；按照點火方式可分成點燃式和壓燃式；汽油機按照空氣和燃油的比例可分成理論當量燃燒和稀薄燃燒；按照汽油噴射地點可分成中央噴射、進氣口噴射和缸內(nèi)噴射。

發(fā)動機的各個部分按其功能可分成燃油供應系統(tǒng)、進氣排氣系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、曲柄連桿傳動機構、系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)如發(fā)電機、起動機、空調(diào)壓縮機和各種泵等。

發(fā)動機工況可分成冷起動、起動后、暖機、怠速、部分負荷、全負荷、加速、減速和倒拖滑行等。這些工況主要根據(jù)負荷與轉速，結合發(fā)動機溫度（即冷卻液溫度）來區(qū)分。

2）電子控制在發(fā)動機中的重要意義

汽車電子控制始于發(fā)動機電子控制。電子控制之于1957年引入發(fā)動機以及于1967年商品化，其初衷是為了滿足越來越嚴格的排放法規(guī)要求，同時提高汽車的動力性、燃油經(jīng)濟性和舒適性?，F(xiàn)代汽車和發(fā)動機技術離開了電子控制是不可思議的。電子產(chǎn)品的產(chǎn)值在整個汽車中所占的比例隨著汽車級別的提升而升高，可達30以上。

3）發(fā)動機電子控制的核心問題

汽油機電子控制的核心問題是燃油定量和點火定時。柴油機電子控制的核心問題是燃油定量和噴油定時。

2．汽車和發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的組成

汽車和發(fā)動機電子控制系統(tǒng)跟其它電子控制系統(tǒng)一樣，也是由傳感器、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行器組成。

1）傳感器

（1）目前汽油機電子控制系統(tǒng)常用的傳感器有：

l進氣岐管絕對壓力傳感器（提供進氣岐管絕對壓力信息供計算負荷等）

l燃油壓力傳感器（提供油軌燃油壓力信息）

l燃油箱壓力傳感器（提供燃油箱壓力信息）

l機油壓力傳感器（提供機油壓力信息）

l冷卻液溫度傳感器提供（提供發(fā)動機溫度信息）

l進氣溫度傳感器（提供進氣溫度信息供計算空氣密度等）

l空調(diào)蒸發(fā)器溫度傳感器（提供空調(diào)蒸發(fā)器溫度信息）

l空調(diào)冷凝器溫度傳感器（提供空調(diào)冷凝器溫度信息）

l空氣流量傳感器（提供空氣流量信息供計算負荷等）

l節(jié)氣門位置傳感器（提供負荷信息、負荷范圍信息、加速減速信息）

l油門踏板位置傳感器（提供負荷信息、負荷范圍信息、加速減速信息等）

l霍爾傳感器（提供轉速信息、曲軸位置和相位信息）

l感應式轉速傳感器（提供轉速信息和曲軸位置信息）

l燃油箱液面位置傳感器（提供燃油箱液面位置信息）

l爆震傳感器（提供發(fā)動機機體接收到的振動信息）

l排氣再循環(huán)閥閥桿位移傳感器（提供排氣再循環(huán)閥開度信息）

l氧傳感器（提供過量空氣系數(shù)l是大于1還是小于1的信息）

（2）目前柴油機電子控制系統(tǒng)常用的傳感器有：

l增壓壓力傳感器（提供增壓壓力信息）

l燃油壓力傳感器（提供共軌燃油壓力信息）

l機油壓力傳感器（提供機油壓力信息）

l冷卻液溫度傳感器（提供發(fā)動機溫度信息）

l燃油溫度傳感器（提供燃油溫度信息）

l進氣溫度傳感器（提供進氣溫度信息）

l排氣溫度傳感器（提供排氣口和排氣管的溫度信息）

l空調(diào)蒸發(fā)器溫度傳感器（提供空調(diào)蒸發(fā)器溫度信息）

l空調(diào)冷凝器溫度傳感器（提供空調(diào)冷凝器溫度信息）

l空氣流量傳感器（提供空氣流量信息）

l節(jié)氣門位置傳感器（提供節(jié)氣門位置信息用于排氣再循環(huán)控制）

l轉角傳感器（提供分配泵軸轉角信息）

l油門踏板位置傳感器（提供負荷信息、負荷范圍信息、加速減速信息）

l霍爾傳感器（提供轉速和曲軸相位信息）

l海拔高度傳感器（提供海拔高度信息）

l車速傳感器（提供車速信息）

l感應式轉速傳感器（提供轉速信息和曲軸位置信息）

l燃油箱液面位置傳感器（提供燃油箱液面位置信息）

l排氣再循環(huán)閥閥桿位移傳感器（提供排氣再循環(huán)閥開度信息）

l氧傳感器（提供過量空氣系數(shù)l的具體數(shù)值）

l壓差傳感器（提供微粒物捕集器的壓差信息）

lNOX傳感器（提供排氣后處理系統(tǒng)的NOX濃度信息）

2）電子控制單元

電子控制單元（ECU）接受傳感器提供的各種信息并加以處理，根據(jù)處理向執(zhí)行器發(fā)出指令給，對發(fā)動機實施控制。電子控制單元由微型計算機和模擬電路組成。隨著發(fā)動機技術的不斷發(fā)展，電子控制單元的信息處理量越來越大，現(xiàn)在所用的芯片已經(jīng)達到32位，晶體管數(shù)量可超過700萬個，匹配參數(shù)可超過6000個，針腳數(shù)目可超過150個。

3）執(zhí)行器

（1）目前汽油機電子控制系統(tǒng)常用的執(zhí)行器有：

l電動燃油泵

l電磁噴油器

l點火線圈

l各種怠速執(zhí)行器

l炭罐控制閥

l排氣再循環(huán)控制閥

l電動節(jié)氣門（又稱電子油門）

l液壓回路電磁閥（用于可變氣門定時控制等）

l氣動回路電磁閥（用于可變進氣管長度控制等）

l全可變氣門電子控制執(zhí)行器

l渦輪增壓廢氣放空控制閥

l電動二次空氣泵

l三效催化轉化器加熱執(zhí)行元件

l冷卻風扇

l空調(diào)壓縮機電磁離合器

l發(fā)動機上的其他輔助設備

（2）目前柴油機電子控制系統(tǒng)常用的執(zhí)行器有：

l電動輸油泵

l各種燃油噴射泵

l噴油量執(zhí)行器（集成于燃油噴射泵內(nèi)）

l噴油提前角執(zhí)行器（集成于燃油噴射泵內(nèi)）

l燃油切斷閥（集成于燃油噴射泵內(nèi)）

l共軌高壓泵

l共軌壓力控制閥

l各種共軌噴油器

l單元噴嘴系統(tǒng)和單元泵系統(tǒng)的高壓燃油電磁閥

l熾熱塞

l排氣再循環(huán)控制閥

l電動節(jié)氣門（又稱電子油門）

l可變氣門控制執(zhí)行器

l可變進氣管長度執(zhí)行器

l渦輪增壓廢氣放空控制閥

l冷卻風扇

l空調(diào)壓縮機電磁離合器

l發(fā)動機上的其他輔助設備

一部分柴油機傳感器和執(zhí)行器集成于燃油噴射設備之內(nèi)，因所用的柴油噴射設備而異。

3．汽油機基本的電子控制項目

1）燃油定量。這是汽油機最重要的電子控制項目。控制對象是進入發(fā)動機的空氣與燃油的質(zhì)量比例，由ECU根據(jù)發(fā)動機的負荷、轉速和冷卻液溫度等參數(shù)決定。負荷就是駕車人對發(fā)動機的扭矩要求，通過吸入空氣量或油門踏板位置傳遞給ECU。執(zhí)行器是電動燃油泵和電磁噴油器。燃油定量影響汽車的動力性、燃油經(jīng)濟性、舒適性、排放和零部件的安全。

2）點火定時。點火定時通常用點火發(fā)生時活塞在壓縮沖程上止點之前多少度曲軸轉角，即點火提前角來表征，也要根據(jù)發(fā)動機的負荷、轉速和冷卻液溫度等工況參數(shù)決定。執(zhí)行器是點火線圈。點火定時同樣影響汽車的動力性、燃油經(jīng)濟性、舒適性、排放和零部件的安全。

3）爆震控制。汽油機爆震會損壞發(fā)動機，惡化排放和燃油經(jīng)濟性。通過電子控制避免爆震的主要途徑是減小點火提前角。所以爆震控制通過點火定時控制實施。但是過小的點火提前角會影響燃油經(jīng)濟性。爆震控制的目的就是使點火提前角保持在恰好不發(fā)生爆震的臨界點。

4）油箱蒸發(fā)排放物控制。油箱蒸發(fā)排放物都是碳氫化合物，是有害物質(zhì)，必須利用活性炭罐加以吸附，并在適當?shù)臅r候用新鮮空氣清洗活性炭罐。清洗氣流通過進氣管送入氣缸燃燒。并不是任何工況下都可以進行清洗，所以要利用炭罐控制閥對清洗氣流加以控制。

4．柴油機基本的電子控制項目

柴油機基本的電子控制項目就是燃油定量和噴油定時。這兩者都由噴射設備根據(jù)轉速、負荷和冷卻液溫度等信息控制。這里，負荷信息由油門踏板傳感器提供。如果說汽油機可以采用，也可以不采用油門踏板位置傳感器的話，那么柴油機必須采用。

5．擴展的發(fā)動機電子控制項目

1）擴展的汽油機電子控制項目

l可變進氣管長度電子控制。用于提高發(fā)動機動力性。

l可變氣門電子控制。用于提高發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和舒適性，降低有害物質(zhì)排放。

l增壓壓力電子控制。用于提高發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性，降低有害物質(zhì)排放。

l排氣再循環(huán)電子控制。用于降低發(fā)動機氮氧化物排放。

l二次空氣電子控制。用于滿足歐4以上法規(guī)對碳氫化合物和一氧化碳排放的要求。

l三效催化轉化器燃油加熱或電加熱電子控制。用于滿足歐4以上法規(guī)對排放的要求。

l停車-起動運行電子控制。用于提高發(fā)動機經(jīng)濟性和滿足歐4以上法規(guī)對排放的要求。

l氣缸封閉和氣門封閉電子控制。用于提高發(fā)動機經(jīng)濟性，降低有害物質(zhì)排放。

l噴油壓力和噴油定時控制。用于汽油直噴，提高動力性和經(jīng)濟性，降低有害物質(zhì)排放。

2）擴展的柴油機電子控制項目

l噴油壓力電子控制。用于提高發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性，降低有害物質(zhì)排放。

l噴油規(guī)律電子控制。用于提高發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性，降低有害物質(zhì)和噪聲排放。

l多次噴油電子控制。用于提高發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性，降低有害物質(zhì)和噪聲排放。

l可變進氣管長度電子控制。用于提高發(fā)動機動力性。

l可變氣門電子控制。用于提高發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和舒適性，降低有害物質(zhì)排放。

l增壓壓力電子控制。用于提高發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性，降低有害物質(zhì)排放。

l排氣再循環(huán)電子控制。用于降低發(fā)動機氮氧化物排放。

l停車-起動運行電子控制。用于提高發(fā)動機經(jīng)濟性和滿足歐4以上法規(guī)對排放的要求。

l氣缸封閉和氣門封閉電子控制。用于提高發(fā)動機經(jīng)濟性，降低有害物質(zhì)排放。

l微粒物捕集器再生電子控制。用于降低發(fā)動機微粒物排放。

6．展望和結語

1）發(fā)動機電子控制系統(tǒng)是一個非常有潛力的市場。隨著排放法規(guī)的逐步趨嚴和燃油經(jīng)濟性要求的逐步提高，發(fā)動機技術正在飛速發(fā)展，新的電子控制技術還在不斷涌現(xiàn)。

2）都說世界制造業(yè)的重心正在向中國轉移。汽車行業(yè)，包括汽車電子行業(yè)，也在一定程度上出現(xiàn)了這種趨勢。但是，目前中國發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的原配套產(chǎn)品基本上都出自外資企業(yè)。這些企業(yè)組裝產(chǎn)品用的元件幾乎都不是在中國生產(chǎn)的。由此我國喪失了許多GDP和就業(yè)崗位。國營和民營企業(yè)技術水平低下，只能仿造外資企業(yè)的產(chǎn)品，跟在外資企業(yè)后面從維修備件市場分一點殘羹冷飯。有的甚至還偷偷摸摸地打著外資企業(yè)的招牌，干著生產(chǎn)假冒偽劣產(chǎn)品的勾當。這種局面應當扭轉。政府應當看到，這個行業(yè)的發(fā)展將會帶來巨大的GDP增長，并創(chuàng)造大量的就業(yè)機會。所以政府應當做出規(guī)劃，對這一行業(yè)加以扶植和整頓。

第6篇：汽車電子論文范文

在改進汽車電工電子實驗的基礎上，進一步實行開放式實驗教學，可更好地提高學生的創(chuàng)新能力和培養(yǎng)創(chuàng)新精神?？刹扇∽寣W生自愿報名的方法進行預約，讓學生利用業(yè)余時間，自己擬定題目，經(jīng)老師同意后，從原理設計、元件采購、印刷電路板設計與制作、產(chǎn)品的組裝調(diào)試、故障排除等所有的環(huán)節(jié)均由學生去完成。教師只需在實驗過程中給出必要的指導就可以了。最后根據(jù)學生的產(chǎn)品給出成績，這樣可以大大調(diào)動和激發(fā)學生學習的創(chuàng)造性和主動性。在開放實驗過程中，注意培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)有想象能力及科技素質(zhì)的人才，強調(diào)發(fā)展學生的個性，強調(diào)在著力培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)的基礎上，突出創(chuàng)新意識。要合理選擇實驗教材，或自編教材，使實驗教學內(nèi)容符合汽車專業(yè)需求，讓學生在實驗教學過程中有較大的思維空間和活動空間。要使開放式實驗教學收到較好的效果，必須具備以下條件：

（1）要有一支高素質(zhì)的師資隊伍，教師要向雙師型轉化，在實驗過程中才能更好地幫助學生提高工程實踐能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

（2）加強實驗室的建設，增加實驗經(jīng)費，保證實驗室的實驗設備滿足開放實驗的要求。要有有效的實驗室管理方法，可通過計算機或校園網(wǎng)使實驗管理的工作簡化。應適當提高擔任實驗教學的教師待遇。

（3）學生要有學習的自覺性，才能保質(zhì)保量按時完成實驗，才能取得一定的效果。

二、開展開放式實驗教學的作用

第7篇：汽車電子論文范文

Keywords:automotiveelectronics,reconfigurablecomputing,reconfigurable-logicdevice,dynamicreconfigurabletechnology.

1引言

汽車歷經(jīng)百余年的發(fā)展，其機械結構已經(jīng)達到了近乎完美的程度，業(yè)界對汽車機械性能的改善已經(jīng)很難再有更大的提升空間。為了提高汽車的可靠性、功能性和舒適性，電子技術在汽車上被廣泛應用。電子技術與機械結構的結合，被認為是當前汽車技術發(fā)展過程中的一次“革命”。

汽車電子技術是汽車設計中的核心技術。汽車電子化的程度是衡量一個國家汽車工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。汽車的設計者利用汽車電子技術開發(fā)新的車型，把它作為改善和提高汽車整體水平所采用的最重要的技術方案；汽車制造商則通過加快汽車電子化的進程，把增加汽車電子裝置的數(shù)量等措施作為汽車的新賣點和奪取未來汽車市場的最重要手段。目前在國際上的中、高檔轎車的設計中，汽車電子產(chǎn)品平均已經(jīng)占到了汽車制造成本的27。這個數(shù)字還在不斷創(chuàng)造新高。據(jù)英飛凌（Infineon）公司預測，到2010年用于轎車上的汽車電子裝置的支出平均將占到整車制造成本的50。而在我國，每輛汽車的平均汽車電子設備應用比例要比國際水平低5.5倍[1>。汽車電子技術的發(fā)展與應用是目前我國汽車產(chǎn)業(yè)進步所面臨的一大契機和挑戰(zhàn)。

可重構計算技術成形于上個世紀九十年代中期[2>。如圖1所示，其主要思想是利用可重構邏輯器件（如FPGA）的可重構特性，通過不同的器件配置文件來改變器件實現(xiàn)的功能，從而能夠以硬件的性能靈活實現(xiàn)多種應用?？芍貥嬘嬎慵夹g避免了微處理器計算模式因為取指、譯碼等步驟導致的性能損失，同時也消除了專用集成電路（ASIC）計算模式因為前期設計制造的復雜過程帶來的高代價和不可重用等缺陷。可重構計算技術目前已經(jīng)應用在了很多領域，如目標匹配、大數(shù)值運算等等，都取得了非常好的效果。

圖1：微處理器、可重構計算、專用集成電路等三種計算模式的比較

汽車電子產(chǎn)品有著很多特殊的需求，而可重構計算作為一項新興的技術，具有的高性能、高靈活性、低開發(fā)周期、低成本等特征非常適合于汽車電子領域的應用。

2汽車電子領域的需求分析

從1950年美國通用公司開創(chuàng)了將半導體技術應用于汽車制造領域的先河—將晶體管收音機安裝在汽車上開始，汽車電子產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)50多年的發(fā)展，目前已經(jīng)形成了功能多樣化、技術一體化、系統(tǒng)集成化、通信網(wǎng)絡化、技術標準化等技術特征。當前，汽車電子技術已經(jīng)進入了優(yōu)化人-汽車-環(huán)境的整體關系的研究階段。汽車在滿足安全、節(jié)能、環(huán)保的同時，將進一步滿足人們生活的需要，向舒適、便利、高效、數(shù)字化、信息化和智能化方向發(fā)展。

汽車電子技術主要有兩個大的應用領域：一個是汽車電子控制系統(tǒng)，另一個是車載汽車電子裝置[3>。其中，汽車電子控制系統(tǒng)是機械和電子相結合的汽車電子產(chǎn)品，它的工作狀況會直接影響到汽車的性能。而車載汽車電子裝置則是可以在汽車環(huán)境下獨立使用的電子裝置，它的性能好壞并不影響汽車的性能。相比之下，汽車電子控制系統(tǒng)的設計與開發(fā)涉及到了機械和電子兩個學科領域，這兩部分的研發(fā)要協(xié)同進行，所以整個過程比較復雜。車載電子裝置是IT行業(yè)中的應用在汽車領域的擴展，種類較多，例如遙控中央門鎖、車載電話、后座娛樂系統(tǒng)、GPS導航系統(tǒng)、車載計算機等等。這些產(chǎn)品因和整車的性能無關，可以獨立地進行開發(fā)，所以和汽車電子控制系統(tǒng)相比，在開發(fā)的環(huán)節(jié)上比較簡單。

汽車電子領域?qū)﹄娮蛹夹g發(fā)展的主要需求有如下幾個方面：

·性能高。目前在汽車電子產(chǎn)品中對性能要求最高的部分是車內(nèi)的信息娛樂系統(tǒng)。一個信息娛樂系統(tǒng)可能包括多通道音頻系統(tǒng)、DVD播放器、GPS導航系統(tǒng)以及免提移動電話等等。這些子系統(tǒng)中涉及到的功能（如視頻處理等操作）需要強大的信號處理能力，對性能要求極高。另外，隨著汽車主動安全理念的深入人心，新的汽車安全系統(tǒng)開始采用圖像、視頻和雷達處理，同時引擎和剎車控制系統(tǒng)也將采用更復雜的計算控制策略，計算量龐大的實時運算將在應付突發(fā)事件的時候發(fā)揮重要作用。這也給相關的汽車電子產(chǎn)品的處理能力提出了挑戰(zhàn)。

·靈活性強。汽車的設計者和制造商都面臨的一個嚴峻問題是必須保證汽車電子設備的壽命與汽車的壽命相匹配。汽車電子設備的生命周期很短，不斷出現(xiàn)的新興的汽車標準以及標準本身的不斷變化進一步導致選擇標準時必須考慮到其壽命、靈活性以及被接受的廣泛程度。為了保證汽車電子產(chǎn)品能夠緊跟汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，就要求汽車電子產(chǎn)品具有相當?shù)撵`活性使其能夠根據(jù)需求做適時的改動。在當前各種新的技術標準層出不窮，而業(yè)界又缺乏占據(jù)有絕對優(yōu)勢的標準的時候，對汽車電子技術的這一需求顯得尤其重要。

·可靠性高。汽車作為一類特殊的產(chǎn)品，經(jīng)常會工作在惡劣的環(huán)境下，這對應用在其中的電子產(chǎn)品的可靠性提出了嚴格要求。電子產(chǎn)品的精密性使它成為影響整車可靠性、安全性的重要因素。特別是在汽車電子控制系統(tǒng)中，高溫的工作環(huán)境往往會給電子產(chǎn)品帶來損傷，這極大地增加了整車的危險性。這就要求電子產(chǎn)品能夠抵御住惡劣工作環(huán)境的干擾，同時具有適當?shù)娜蒎e能力，能夠在受到部分損傷的時候?qū)⑵湓斐傻挠绊懡档阶畹汀?/p>

·開發(fā)時間短。盡量縮短新車型新產(chǎn)品的研發(fā)時間是汽車設計者和制造商追求的目標之一。圖2顯示出在汽車電子產(chǎn)品方面的新技術研發(fā)周期是非常短的。這就要求汽車電子技術的研發(fā)需要有方便快捷的開發(fā)平臺，并且在技術研發(fā)上有延續(xù)性和可復用性，盡量縮短開發(fā)時間。特別是在車載汽車電子裝置的研發(fā)中，因為它們與汽車本身的性能無關，所以更可以不受到整車其它部分研發(fā)進展的約束，需要在盡量短的時間內(nèi)開發(fā)出適合需要的產(chǎn)品。

·成本低。汽車產(chǎn)業(yè)對價格的影響十分敏感。價格是決定汽車產(chǎn)品競爭力的重要因素之一。選用合適的技術、材料和器件對汽車工業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。隨著汽車電子產(chǎn)品在整車成本中所占份額的增加，盡量降低這部分電子產(chǎn)品的成本是一個極為關鍵的問題。

圖2：汽車領域項目創(chuàng)新周期和開發(fā)時間示意圖[4>

以上我們討論了在汽車電子領域?qū)﹄娮赢a(chǎn)品技術的一些基本需求。除此之外汽車電子產(chǎn)品還需要盡量降低能耗以及減少占據(jù)的空間等。

3可重構計算技術在汽車電子領域的應用前景

在當前的汽車電子產(chǎn)品中，大量使用了微處理器和專用集成電路實現(xiàn)關鍵功能?？芍貥嬘嬎慵夹g的出現(xiàn)為汽車電子產(chǎn)品提供了另一個高效靈活的選擇。

可重構計算技術的發(fā)展主要依賴于可重構邏輯器件技術和動態(tài)重構技術的發(fā)展。隨著半導體技術的進步，目前商用的可重構邏輯器件在單片上已經(jīng)可以集成數(shù)以百萬計的基本邏輯門單元和其它各種復雜的計算邏輯，甚至有的高端器件上已經(jīng)集成了多個微處理器核進一步加強器件的計算能力[5>。這為原來只是用于實現(xiàn)簡單的膠合邏輯和原形系統(tǒng)設計的可重構邏輯器件能夠逐步占領計算系統(tǒng)的核心地位提供了基本支持。動態(tài)重構是當前可重構計算技術的研究熱點之一，它是指在不影響當前系統(tǒng)正常運行的前提下，將可重構邏輯器件上的部分資源配置為新的功能，從而提高資源利用率和增加系統(tǒng)性能。動態(tài)重構是可重構技術的發(fā)展方向，目前主要集中在如何減少器件重構開銷、優(yōu)化資源調(diào)度等方面的研究上。

與傳統(tǒng)的采用微處理器和專用集成電路的汽車電子產(chǎn)品相比較，利用可重構計算技術的汽車電子產(chǎn)品具有以下優(yōu)點：

·可重構計算技術能夠高效實現(xiàn)特定功能。可重構邏輯器件上都是硬連線邏輯，它是通過改變器件的配置來改變功能的。器件的配置信息一旦被加載，整個系統(tǒng)就可以以硬件的性能大大加快功能的實現(xiàn)。汽車電子產(chǎn)品中那些計算量龐大的功能，典型的例子如視頻處理，其核心算法是定點數(shù)據(jù)上的算術密集型信號處理操作。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，這些操作是適合在可重構邏輯器件上高效實現(xiàn)的。將可重構邏輯器件用于加速核心算法的執(zhí)行，再補充另外的微處理器與之耦合用于執(zhí)行輔助功能，如輸入、輸出等操作，是很好的可重構計算系統(tǒng)的構建方式。目前已經(jīng)有多個利用可重構計算技術的高效的視頻處理系統(tǒng)，并已經(jīng)在汽車電子領域廣泛使用[6>。

·可重構計算技術能夠通過動態(tài)改變器件配置來靈活滿足多種功能需求。動態(tài)可重構特性使得同一可重構邏輯器件能夠滿足不同的設計需求，這一點是傳統(tǒng)的專用集成電路計算模式不能夠達到的。汽車電子產(chǎn)品不同于一般的電子產(chǎn)品，它受到了很多因素的束縛。例如車型的限制，采用相同基本設計的同一款汽車會有經(jīng)濟型、標準型和豪華型等不同型號。這就要求針對不同的型號都要有相應的電子產(chǎn)品支持。為每個型號的汽車都分別設計專門的計算核心單元和電路的代價是高昂的，可重構計算技術就可以消除這個障礙。汽車設計者可以僅開發(fā)出一款運用了可重構邏輯器件的原型系統(tǒng)，然后根據(jù)不同的車型要求靈活地將可重構邏輯器件配置為相應的功能。另外，由于在業(yè)界缺少占有絕對優(yōu)勢的標準，采用何種技術標準也是設計者必須解決的難題。例如，當前車上總線就有LIN、CAN、MOST等多種標準共存，不同標準的技術參數(shù)都有很大差異，為了使這些總線標準間不發(fā)生沖突，就可以考慮利用可重構邏輯器件作為各標準間的橋接邏輯。

·可重構計算技術適合惡劣工作環(huán)境下的應用。當前的可重構計算技術已經(jīng)經(jīng)受住了很多極端工作環(huán)境的考驗，例如NASA的“勇氣”號和“機遇”號火星車上就使用了大量可重構邏輯器件。在汽車應用領域，溫度會給汽車電子產(chǎn)品帶來最大的損傷。業(yè)界最高的節(jié)點溫度是150攝氏度，而用于惡劣環(huán)境下的可重構邏輯器件的特殊封裝足夠保證系統(tǒng)在此情況下的正常運行。利用可重構邏輯器件的另一個優(yōu)勢是不需要微處理器必需的散熱系統(tǒng)，大大減少了電子產(chǎn)品占據(jù)的空間。另外可重構邏輯器件具有的大量的冗余可重構邏輯資源，使得當器件的某些區(qū)域被破壞的時候，系統(tǒng)可以使用動態(tài)重構技術自動避開這些區(qū)域同時利用周邊的其它邏輯資源組合替代該區(qū)域被破壞的功能。

·可重構計算技術具有強大的技術支持來加速產(chǎn)品開發(fā)。不同于專用集成電路的設計，可重構計算技術不需要大量的NRE（Non-RecurringEngineering）工作。器件廠商會配合不同的可重構邏輯器件提供相應的開發(fā)工具和流程，同時還會提供大量參考設計和IP核以減少設計者的重復勞動并提高設計的可靠性。還有很多技術已經(jīng)成熟的仿真工具和驗證工具可以在設計的各個階段用于保證設計的正確性，減少了出錯返工導致的時間浪費。

·可重構計算技術的使用能夠大大降低系統(tǒng)成本。系統(tǒng)成本的降低主要體現(xiàn)在兩個部分：一個是在設計過程中，另一個是在運行過程中。目前的車用可重構邏輯器件的單價最低已經(jīng)降至1.5美元，而且利用它實現(xiàn)應用的開發(fā)成本又遠遠低于專用集成電路?？芍貥嬤壿嬈骷撵`活性使得它不必像專用集成電路一樣，一個細微的修改就會導致整個電路的重新設計與制作。同時，在系統(tǒng)運行的時候經(jīng)過分析可以確定有的功能不會同時被使用，那么設計者就可以考慮利用動態(tài)重構技術在不同的需求時段里分別實現(xiàn)這兩個功能，做到“一片多用”，節(jié)省了資源、空間和成本。

從上面的討論可以看出，將可重構計算技術應用于汽車電子領域有著很大的優(yōu)勢，是切實可行的技術方案。當前，業(yè)界也已經(jīng)注意到了可重構計算技術的應用前景。

4可重構計算技術在汽車電子領域面臨的問題

雖然可重構計算技術當前已經(jīng)在多個領域取得了長足進展，但是在汽車電子領域具體應用的時候，還會面臨很多問題。下面列舉幾個最典型的問題：

·可重構邏輯器件的選型。目前生產(chǎn)商用可重構邏輯器件的幾大廠商：Xilinx，Actel，Altera和Lattice等都已經(jīng)開始關注汽車電子領域并陸續(xù)有產(chǎn)品推出。這些產(chǎn)品的硬件結構、處理能力和市場價格等都各不相同。如何針對應用進行合適的器件選型是一個非常重要的問題。當前的可重構邏輯器件基本都是基于SRAM、Flash或者反熔絲技術。這三種技術各有千秋，其中主流的基于SRAM的器件目前已經(jīng)具有非常強大的處理能力；基于Flash的器件較少但是性價比較高；基于反熔絲技術的器件不具有多次重構的能力但是可靠性較好。所以針對不同的應用場合進行器件選型需要在對應用和器件信息都非常熟悉的基礎上進行。

·可重構邏輯器件上應用的實現(xiàn)。雖然目前已經(jīng)有多種方法簡化了利用可重構計算技術實現(xiàn)應用的開發(fā)過程。但是用硬件描述語言或者硬件原理圖來設計由可重構邏輯器件執(zhí)行的應用程序?qū)τ诖蟛糠謶瞄_發(fā)者來說還是陌生和困難的。為了排除軟件設計者在軟件算法的硬件化實現(xiàn)中碰到的困難，已經(jīng)有多種類高級語言的硬件描述語言被開發(fā)出來，但是這些技術還并不成熟。由EDA軟件廠商推出的各種硬件應用設計軟件，也還存在著一些局限和缺陷，而且不能夠完全發(fā)揮出可重構計算技術的威力。這就要求汽車電子產(chǎn)品的設計者務必掌握利用可重構計算技術的設計思想并將其滲透到產(chǎn)品的設計中去。

·可重構邏輯器件的可靠性保證。不同于傳統(tǒng)的微處理器和專用集成電路計算模式，可重構邏輯器件是通過改變器件配置來改變功能的。特別是基于SRAM的器件，是由存儲在器件上的配置信息來控制器件中各邏輯單元間的硬連線的。因此通過配置端口輸入其它的配置信息就可能改變甚至損壞器件的功能，而在以前則不會出現(xiàn)類似情況。為了防范這些問題，就需要在關鍵電子設備上采用基于反熔絲技術的只能一次重構的可重構邏輯器件或者使用對配置信息加密等方法。

·動態(tài)重構技術的研發(fā)與使用。雖然動態(tài)重構技術在理論上已經(jīng)有了很大發(fā)展，并且有很多原型系統(tǒng)已經(jīng)被開發(fā)。但是由于技術條件限制，目前缺乏具有普適性的研發(fā)方法，真正使用在產(chǎn)品上的技術也還有一些不足。這需要業(yè)界和學術界協(xié)作，針對汽車電子領域的關鍵應用進行攻關，盡量多地將當前已經(jīng)成熟的動態(tài)重構技術應用在汽車電子產(chǎn)品上，帶來高效率、高資源利用率等優(yōu)勢。同時開展對動態(tài)重構技術的方法學的研究，為將動態(tài)重構技術更廣泛地應用在電子產(chǎn)品領域提供技術保障。

第8篇：汽車電子論文范文

關鍵詞：電子汽車衡；稱重；維護

隨著國民經(jīng)濟和科學技術的飛躍發(fā)展，電子汽車衡這種快速、準確、自動稱量可靠性高的計量器具，越來越多地廣泛應用于企業(yè)、商貿(mào)港口、倉儲等領域，在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的貿(mào)易結算，物料管理等方面起到了重要的作用。電子汽車衡多數(shù)安裝于戶外，為露天使用，因電子汽車衡所用的稱重傳感器、匹配器等電子元器件都安裝于秤體基礎內(nèi)，容易受到灰塵、潮氣、雷擊和不法分子作弊等的影響，引起稱重誤差，嚴重時會損壞傳感器和電子元器件，甚至造成電子汽車衡癱瘓。筆者結合工作實踐，從做好電子汽車衡的日常防護的角度，就提高電子汽車衡的工作效率進行了一些探討。

1電子汽車衡的構成和工作原理

電子汽車衡系統(tǒng)標準配置由秤臺、稱重傳感器和稱重顯示部分，包括稱重顯示儀表，接線盒和信號電纜三大基本單元組成，根據(jù)用戶不同需要可選購其它外接設備以組成各種配置，包括計算機、打印機、大屏幕顯示器、電源浪涌保護器、穩(wěn)定電源及多功能電源插座。

承載貨車進入秤臺，在物體重力作用下，使稱重傳感器彈性體產(chǎn)生變形，粘貼于彈性體上后應變計橋路阻抗失去平衡，輸出與重量數(shù)值成比例的信號，經(jīng)傳感器內(nèi)部的放大器，A/D轉換器，微處理等電子原件進行相應的數(shù)據(jù)。

2電子汽車衡維護的基本方法和要求

電子汽車衡出現(xiàn)故障，需要進行分析、檢查，調(diào)修最后報請檢定部門，檢定合格后才能投入使用。這是一項較復雜細致的工作，既要有理論知識，又要有實踐技能。一是在弄通原理基礎上，可以通過看、聞、聽、觸的直觀檢查法、分割法、置換法、電阻電壓測量法等行之有效的方法來逐段檢查分析判斷，在這里分析的思路是最重要的，因為故障實例是多種多樣的。但是只要檢修思路對頭，就可觸類旁通、舉一反三。二是記住電路中各主要測試點的電阻值、電壓值，對重要的元件開路或短路會產(chǎn)生什么后果做到心中有數(shù)。三是要熟練掌握常用測試儀表的使用以及元件好壞的判別方法，目前電子汽車衡的稱重顯示儀表基本上采用中規(guī)模集成電路，在弄通整個原理的基礎上，要對各集成塊的性能，技術參數(shù)和引腳定義有足夠的了解，這樣有助于提高排除故障的能力。四是處理故障也要進行小結和反思，積累經(jīng)驗和教訓，提高維修數(shù)率。

3電子汽車衡維護的重點及措施

3.1防稱重誤差，提高設備的精確度

造成電子汽車衡稱重誤差的因素很多，諸如：電子汽車衡秤體水平限位器脫落卡住、傳感器鋼球偏離中心位置、承重臺與底座或地基之間有異物頂住、秤臺與秤邊護坡相靠和傳感器、接線盒元器件損壞等故障。避免誤差主要做好三個方面的工作。首先，電子汽車衡安裝完畢后，要先用接近該汽車衡最大稱量的車輛往返多次在秤臺上通過，并在秤臺上采用急剎車的方式，使秤臺各部位的殘余應力釋放出來，確保稱重傳感器的鋼球位于鋼球碗及承重臺鋼球碗之間，使傳感器與承重臺垂直受力，避免了側向受力，影響稱重數(shù)值的準確性，再鎖緊傳感器底座固定螺栓，傳感器固定螺栓要用黃油涂抹并包裹嚴密，以防螺栓銹蝕后難以拆卸更換傳感器。其次，電子汽車衡在使用一段時間后，要用撬棍檢查一下秤臺是否晃動靈活，秤體與護坡之間(或秤坑之間)的縫隙里有無石子等異物頂住承重臺，導致重量未能完全加在傳感器上產(chǎn)生偏差，以及避免秤臺與坡道(或秤坑)相靠，產(chǎn)生稱重數(shù)值誤差。第三，加強衡器的防塵、防水處理，可采取在秤臺面的兩節(jié)秤體連接處，在鋼質(zhì)秤面板(或水泥秤面板)加專用高強度、抗老化橡膠密封條，在密封條與秤體之間施密封膠的方案，以達到長期防塵、防水的效果。另外，安裝在秤體里的接線盒也易受雨水和潮氣的侵蝕，接線盒里的線路板元器件遇到潮氣容易造成短路，元器件損壞。對此，一方面可以選用一個密封性好的盒體，另一方面還可以與電子汽車衡廠家專業(yè)人員一同設計，在不影響秤體的情況下，加長各傳輸線(各傳輸線之間要做好屏蔽保護)，把傳輸線通過鍍鋅鋼管埋在地下引入室內(nèi)，這種把接線盒移入室內(nèi)的辦法，可徹底的防止因接線盒氣密性不好帶來的器件間的短路故障的發(fā)生。對于有基礎坑的電子汽車衡來說，要加強防積水的措施，基礎坑內(nèi)鑿排水溝槽，要備置抽水機，在連續(xù)降雨時要立即拔掉電源，避免信號線、電源線和傳感器浸水后短路，及時抽掉基坑積水，疏通排水溝，以保證基坑干燥后儀表通電正常使用。3.2防雷雨損壞，提高設備的安全性

在春天梅雨季節(jié)以及夏季雷雨多的時候，露天使用的電子汽車衡和放在室內(nèi)的稱重儀表都深受其害，每年都有電子汽車衡遭雷擊的報修事件發(fā)生，雷電的破壞有直擊雷和感應雷之分。電子汽車衡安裝在露天的秤體易遭直擊雷破壞，而安裝在室內(nèi)的稱重儀表多數(shù)遭感應雷破壞，當雷電直接擊在秤體上，造成稱重傳感器和接線盒內(nèi)元器件均被擊毀，感應雷通過導線、電源線以及信號侵入磅房內(nèi)，致使稱重儀表損壞。雷雨天氣拔掉電子汽車衡的電源插頭不失為一種應急措施，但是會影響到正常工作運作很不方便。采取有效防雷措施可以極大的提高工作效率，可采取最直接的方式在秤體附近安裝避雷針、接閃器等避雷設置；電子汽車衡秤體部分要求每個稱重傳感器都要設接地(接地線一端與該稱重傳感器附近秤體相連，另一端與該秤重傳感器下地樁相連)，對于安裝在基礎內(nèi)的接線盒，其接地線也必須與秤體有效連通，整個秤體接地線與秤體附近的接地樁相連形成一個接地網(wǎng)；安裝于室內(nèi)的稱重儀表則要求對引入磅房內(nèi)的電源線和信號線要有屏蔽層保護，并且屏蔽層也要有效接地，磅房內(nèi)電源線路應加裝電源浪涌保護器、空氣開關等保護措施，稱重儀表的接地線應與磅房的接地樁相連，達到抗干擾防雷擊的雙重作用。防雷措施完成后，應定期檢查秤體和磅房各地線連接點是否接觸完好，防止各連接點經(jīng)過較長時間后，產(chǎn)生氧化、松動、銹蝕等情況的發(fā)生，防患于未然。

3.3防不法作弊，提高設備的可靠性

電子汽車衡由于其結構因素和用戶在防范管理方面存在漏洞，容易被不法分子在電子汽車衡上采取一些技術措施進行作弊，使企業(yè)蒙受經(jīng)濟損失。防止作弊行為，應重點采取四點防護措施：一是對于無基坑的電子汽車衡，應在離秤臺兩側約2cm處分別加設防護墻，防護墻高度與秤臺面相平，其目的既消除人為作弊空間，又可以防止大風卷入汽車衡基礎內(nèi)對準確計量的影響；二是對有基坑及淺基坑的電子汽車衡，在基坑處傳感器操作監(jiān)視孔上應加蓋固定鐵板并加鎖；三是制定司磅員崗位職責，對稱重系統(tǒng)軟件設置權限控制，司磅員經(jīng)培訓后持證上崗操作，配備保衛(wèi)人員加強夜間巡視檢查工作；四是要嚴格按照計量器具檢定周期申請檢定，在使用過程中發(fā)現(xiàn)稱重偏差太大或儀表顯示異常時，要提高警惕，及時通知計量檢定部門進行檢查測試，防止不法分子有可乘之機。

參考文獻

[1]荊大永.全電子汽車衡的故障分析和處理[J].計量技術，2004，(2).