汽車環(huán)境對電子產(chǎn)品而言是非?？量痰模喝魏芜B接到12V電源上的電路都必須工作在9V至16V的標稱電壓范圍內(nèi)，其它需要迫切應對的問題包括負載突降、冷車發(fā)動、電池反向、雙電池助推、尖峰信號、噪聲和極寬的溫度范圍。在負載突降時，交流發(fā)電機的輸出電壓迅速升高到60V或更高的電壓；冷車發(fā)動指的是在低溫時起動汽車，這會引起電池電壓下降至6V或更低；電池反向是在激活一個沒電的電池時，由于粗心地將電纜極性接反造成的。很多牽引車都配備兩個串聯(lián)起來的12V電池，以在寒冷的天氣中幫助起動一個電池沒電的汽車。這將使電氣系統(tǒng)的電壓范圍提高到了28V，直到汽車起動且牽引車司機斷開跨接電纜為止。

考慮到汽車電氣系統(tǒng)由大電流電動機、繼電器、螺線管、車燈和不斷顫動的開關觸點組成，因此出現(xiàn)尖峰信號和噪聲就一點也不奇怪了。另外，交流發(fā)電機是采用斬波勵磁調(diào)整的三相電機，有時會以非常大的電流對電池充電。因此，對于工作在汽車環(huán)境中的電路設計來說，尤其是需要適應在負載突降和雙電池助推情況下產(chǎn)生的高輸入電壓電路。

無源保護電路

用于汽車電子產(chǎn)品的無源保護網(wǎng)絡如圖1所示。與此相同或類似的電路廣泛用于保護與汽車12V總線連接的各種系統(tǒng)。這種網(wǎng)絡防止高壓尖峰、持續(xù)過壓、電池反向和電流過度消耗造成損害。圖1的電流保護作用很明顯，如果負載電流超過1A的時間很長，保險絲F1就會熔化。D1與F1結(jié)合防止電池反向連接造成損害，大電流流經(jīng)正向偏置的D1并燒斷保險絲。電解電容器大約在額定電壓的150時有一個有趣的特性：隨著終端電壓的提高，這種電容消耗的電流也越來越大，就C1而言，它在輸入持續(xù)升高時起箝位作用(最終燒斷保險絲)。雙電池助推時的電壓為28V左右，這不會燒斷保險絲，因為C125V的額定值足夠高，額外消耗的電流很少。電感器增加了很小的電阻，以限制峰值故障電流以及輸入瞬態(tài)的轉(zhuǎn)換率，從而在存在尖峰時幫助C1實現(xiàn)箝位。

無源網(wǎng)絡的主要缺點是它依靠燒斷保險絲來防止過流、過壓和電池反向造成損害。另一個缺點是，它依靠電解電容實現(xiàn)箝位。這種電容器老化以后，電解質(zhì)會變干，等效串聯(lián)電阻(ESR)提高的特性也就消失了，這會損害箝位效果。有時D1采用大的齊納二極管以幫助這個電容器發(fā)揮作用。人們已經(jīng)設計出了有源電路來克服這些缺點。

有源電路

摘要：汽車電子控制系統(tǒng)當中應用計算機控制技術能夠大大提高汽車性能，也滿足大眾對于汽車舒適性的要求。目前，汽車大多數(shù)都配備有娛樂導航系統(tǒng)，這種系統(tǒng)就是計算機控制技術在汽車電子控制系統(tǒng)中的具體應用體現(xiàn)。在這一背景下，本文展開對汽車電子控制系統(tǒng)中計算機控制技術的應用研究，希望能夠?qū)ζ嚠a(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新化發(fā)展提供理論依據(jù)和支持。

關鍵詞：汽車電子控制系統(tǒng)；計算機控制技術；應用研究

相關研究表明，汽車不安全問題的根源有九成以上是公路交通事故，而在事故問題中，車輛碰撞、追尾等比重非常高。為了提高行車的安全性，減少這種事故發(fā)生概率，我國投入了大量資金和資源，來研究汽車的自動安全技術。而很顯然這需要計算機控制技術的介入和使用，所以怎樣通過計算機控制技術的運用來大大改善汽車性能水平，是當前汽車行業(yè)著重研究的課題之一。

1汽車電子控制系統(tǒng)簡述

1.1汽車電子控制系統(tǒng)含義

最近幾年電子技術、汽車行業(yè)發(fā)展迅捷，兩者結(jié)合的程度也頗高，汽車電子技術便由此誕生。該技術的應運而生對我國汽車行業(yè)發(fā)展而言具有變革性意義。新的時代背景下，衡量汽車智能化水平高低的一大指標就是汽車的電子化[1]。自技術上看，汽車電子技術既能夠改善設備的質(zhì)量性，又能夠豐富和拓展汽車的功能性。汽車電子控制系統(tǒng)分作四類，其一是動力發(fā)動機集中控制系統(tǒng)。它又分作很多子系統(tǒng)，比如發(fā)動機集中控制系統(tǒng)、自動化變速控制系統(tǒng)等。其二是智能車身電子系統(tǒng)，它也囊括了諸多子系統(tǒng)，像是自動調(diào)節(jié)座椅系統(tǒng)、汽車夜視系統(tǒng)等。其三安全系統(tǒng)、底盤綜合控制。比如駕駛員智能支持系統(tǒng)、車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)等。其四是娛樂通訊系統(tǒng)。比如音響系統(tǒng)、導航系統(tǒng)等[2]。當前大眾在購買汽車時，汽車電子功能是否多樣和先進成為挑選汽車的重要指標之一。

1.汽車電子控制技術概述

汽車電子控制系統(tǒng)主要是由以下幾部分組成的：電子傳感器、電子控制器、電子驅(qū)動器以及控制程序軟件等，與汽車上的機械系統(tǒng)（這些機械系統(tǒng)通常是動力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和車身系統(tǒng)中的子系統(tǒng)融合等）配合使用，并利用電纜或無線電波互相傳輸訊息，即所謂的“機電整合”，如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死控制系統(tǒng)、防滑控制系統(tǒng)、電子控制懸架系統(tǒng)、電子控制自動變速器、電子助力轉(zhuǎn)向等。汽車電子控制系統(tǒng)概括起來可以被劃分為四個主要部分：發(fā)動機電子控制系統(tǒng)，底盤綜合控制系統(tǒng)，車身電子安全系統(tǒng)，信息通訊系統(tǒng)。需要指出的是，發(fā)動機電子控制系統(tǒng)和底盤綜合控制系統(tǒng)是與汽車的行駛性能有直接關系的。

2.汽車電子控制技術的應用現(xiàn)狀

近年來，通過總結(jié)汽車控制技術的發(fā)展過程不難看出，競爭較為激烈的世界商業(yè)汽車市場的競爭以及節(jié)油、排放和安全方面的競爭已經(jīng)成為二十一世紀汽車技術革命的主要推動力。此外，隨著計算機技術越來越多地被應用于汽車，因而便提供了處理各種事故和緊迫問題的十分有效的手段，各種車用電控系統(tǒng)應運而生，許多新技術、新設備也層出不窮。目前，在汽車上已經(jīng)使用的電子裝置品種已多達幾十種，它們由品種繁多的電子傳感器、電子控制單元、微處理器、存儲器、輸入/輸出接口、執(zhí)行機構、顯示器和設計軟件等多個復雜技術集合而成。在汽車上應用較多且已經(jīng)很成熟的電子控制技術和相關裝置主要有以下四個方面：

2.1電子控制技術在汽車儀表通信上的應用

表通信類的應用主要有電子鐘、電子油耗表、電子溫度計、電子車速里程表、電子轉(zhuǎn)速表、旅程計算器、燃料消耗計、電子定時、電子化圖示儀表盤、電話及其通信裝置、各種報警(燈絲切斷，排氣溫度，水面，液面，未關門，未系安全帶等)。儀表通信類即將采用的新技術主要有大型電子化薄式儀表盤、多路信息傳輸、光纖通信傳輸、慣性導航、衛(wèi)星導航、屏幕顯示街道圖及交通阻塞狀況圖、多功能綜合屏幕顯示等。

摘要:研究汽車電子技術，保障汽車安全運行。了解當下常見電子控制噴油裝置、防抱死制動系統(tǒng)、電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)、電子點火裝置等電子技術，說明了未來汽車電子技術發(fā)展趨勢是朝著環(huán)保、安全性，汽車信息化及電子控制電磁式趨勢進行創(chuàng)新發(fā)展。汽車電子技術的應用保障了汽車安全運行，值得推廣。

關鍵詞:汽車電子技術;發(fā)展趨勢;分析

隨著汽車工業(yè)的快速進步，汽車電子技術也在不斷發(fā)展，加強在高新科技的探索，實現(xiàn)汽車行業(yè)的性能升級，提高汽車的智能化服務水平。從廣義的角度來說，常見的汽車電子裝備主要包括汽車車體和車載電子控制裝置，20世紀70年代，電子技術被運用在高檔的現(xiàn)代汽車上，同時隨著國家對環(huán)保主題的重視，汽車發(fā)展行業(yè)要響應節(jié)能減排的號召，電子技術的運用符合國家政策的倡導，在提升汽車安全性和舒適性的同時減少汽車尾氣排放量，達到環(huán)保要求。目前，電子技術不僅僅被用在高檔汽車的配置當中，大多數(shù)現(xiàn)代汽車都已經(jīng)分享了電子科技的紅利。本文圍繞汽車電子技術的發(fā)展趨勢展開論述。

1汽車電子技術的發(fā)展現(xiàn)狀分析

電子技術已經(jīng)在現(xiàn)代汽車發(fā)展領域得到了充分運用。常見的汽車電子技術主要包括電子控制噴油裝置、防抱死制動系統(tǒng)、電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)、電子點火裝置、防盜系統(tǒng)等。在電子控制噴油裝置使用之前，傳統(tǒng)的汽車噴油裝置主要選用機械式燃油噴射系統(tǒng)，后來逐漸添加了電子產(chǎn)品進行輔助噴油。但是隨著時代的進步，現(xiàn)代汽車已經(jīng)逐漸淘汰了傳統(tǒng)的燃油噴射系統(tǒng)，取而代之的是電動控制噴油裝置、電子控制噴油能夠提高汽車發(fā)動機的工作狀態(tài)和工作性能，減少汽車尾氣對空氣環(huán)境造成的污染。電子控制噴油裝置主要是通過車載微機程序的編輯，利用傳感器實時監(jiān)測汽車發(fā)動機的工作狀況，檢測空氣流量、空氣濕度等重要因素，對噴油量進行調(diào)節(jié)，讓發(fā)動機保持在最佳狀態(tài)。防抱死制動系統(tǒng)是電子技術應用最廣泛、實踐效果最好的成果，防抱死制動裝置的使用能夠讓汽車在制動狀態(tài)下避免車輪出現(xiàn)抱死狀態(tài)來提高汽車制動距離的可控制性，汽車防抱死系統(tǒng)能有效控制汽車滑動率，讓汽車行駛過程更加平穩(wěn)，防止出現(xiàn)長距離滑動的情況，保護汽車內(nèi)人員的生命安全［1］。電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)主要是通過蓄電池和電動機調(diào)節(jié)汽車轉(zhuǎn)向的動力來源，對汽車轉(zhuǎn)向功能進行微機控制。電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)一般體積比較小，重量也不大，操作起來比較方便，能有效防止汽車轉(zhuǎn)向設備發(fā)生漏油現(xiàn)象。在電子技術的發(fā)展背景下，汽車電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)能對汽車的轉(zhuǎn)向回正特性進行優(yōu)化，提高汽車運行的穩(wěn)定性。電子點火裝置主要包含微機傳感器和機械接口，電子點火裝置主要是通過傳感器接收到外界信號，檢測汽車發(fā)動機的運行工作狀況，調(diào)節(jié)點火時間，有效降低油耗。同時，電子點火裝置的使用能夠有效延長發(fā)動機壽命，減少汽車尾氣造成的空氣污染。目前，汽車點火裝置最多能夠幫汽車減少20%的油耗，因此受到汽車工業(yè)的廣泛推崇。電子防盜系統(tǒng)的運用也是電子技術的現(xiàn)代運用范圍，現(xiàn)代汽車大多數(shù)都是性能優(yōu)越，價格不菲，人們越來越重視對汽車防盜系統(tǒng)的運用。電子化的汽車防盜設備主要可以利用GPS電子防盜系統(tǒng)提高汽車的安全防護性能，在未來，汽車防盜系統(tǒng)的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2汽車電子技術的未來發(fā)展趨勢

前言：道康寧公司在有機硅材、研發(fā)和應有領域已有六十多年的經(jīng)驗，是有機硅材料的先驅(qū)與領導者。道康寧公司提供各式各樣的有機硅材料供應不同工業(yè)和工藝上的需要，其中有多種產(chǎn)品已獲得美軍軍標(Mil)、保險商實驗室(UL)、美國波音公司(Boeing)、美國航天局(NASA)等的認證，

以及經(jīng)美國汽車協(xié)會認證為汽車工業(yè)的合格供應商。產(chǎn)品已被廣泛地應用于通訊產(chǎn)品、軍工產(chǎn)品、航天工業(yè)、汽車電子等高可靠性需求的場合。相信在國內(nèi)汽車電子工業(yè)里，道康寧系列硅膠也能為獲得出色的高可靠性而提供最佳的解決方案。下面即對汽車電子用硅膠加以介紹。

汽車電子與保護材料

汽車行駛于道路上除了須藉由充沛的動力系統(tǒng)驅(qū)動外,更有賴于其靈敏與復雜的操控系統(tǒng)控制，使汽車能安全地在最佳條件下行駛。操控系統(tǒng)是一部汽車的神經(jīng)中樞，它包含許多復雜而精密的控制機構和控制模塊，藉由各種輸出、偵測、診斷、反饋等訊息操控系統(tǒng)指導著各部件的運作。隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的發(fā)展與結(jié)合，各種電子式控制機構和模塊逐漸被導入操控系統(tǒng)中以獲得更精準、更敏捷的控制,從而提高汽車的性能。

汽車行駛于道路時必須承受風、砂、雨、雪、高低溫、振動等各種地型天候與污染物的侵蝕。因此各種精密的電子式控制模塊必須藉由適當?shù)谋Ｗo材料來保護以確保它的穩(wěn)定性和可靠性。在汽車電子應用領域中對保護材料的選擇除了基本要求絕緣、防潮、防污、防蝕、導熱等特性外，特別要求具有低應力和耐熱、耐寒等性能。有機硅材料因為同時具備這些性能，因此在汽車電子領域中的應用特別受到重視，在汽車電子中的應用領域也越來越廣。

有機硅的特性

汽車電子設備的配置已成為當今汽車發(fā)展的潮流，電子技術的應用幾乎深人到了汽車所有的系統(tǒng)當中。

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。現(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(jié)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。

汽車電子的發(fā)展空間非常大。預計到2020年左右，汽車電子占整車的比例將達到50%~60%。這是汽車發(fā)展的一個趨勢。從汽車電子化來看，系統(tǒng)地解決汽車的電子化可以有效解決目前交通擁堵的情況。

從新加坡、香港汽車市場來看，汽車保有率比內(nèi)地一些城市的汽車市場要高；但是這兩個市場汽車擁堵的現(xiàn)象卻很少。最近，我們和深圳市政府合作，把公交系統(tǒng)進行了分類管理，再來實行車輛調(diào)配，來減少擁堵現(xiàn)象。這樣看來，交通問題更多的是應該從戰(zhàn)略高度來解決的。其中，包括未來車庫的建設、電子發(fā)展方面、系統(tǒng)管理方面、整車的安全可靠舒適度方面，都需要一個電子化信息。而目前，互聯(lián)網(wǎng)是最有可能實現(xiàn)在汽車上和其他所需的技術上面，如云技術以及未來的整個云計算的發(fā)展。不過現(xiàn)在看來，汽車電子的整個發(fā)展趨勢還是傳統(tǒng)產(chǎn)品的升級換代，新型產(chǎn)品的普及，朝著智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化方向延伸。如果能夠綜合起來進行控制，就能真正實現(xiàn)安全、節(jié)能、環(huán)保。

安全、節(jié)能環(huán)保、舒適娛樂成為微型汽車電子應用發(fā)展的主旋律?，F(xiàn)在人們在車上停留的時間越來越長，還有自駕旅游。怎么樣將先進的汽車電子技術在這段車上停留的時間中充分地發(fā)揮出優(yōu)越的性能是值得考慮的事情?，F(xiàn)在汽車電子、鐵路電子和航空航海電子本著產(chǎn)品通根，技術同源，相互融合逐步來達到更人性化的需求。當前，汽車電子典型的應用方面是傳統(tǒng)技術的升級。技術升級方面主要包括新能源配套、電子技術轉(zhuǎn)移、航空電子技術轉(zhuǎn)化，也包括軍工技術和未來建設云計算。尤其是，未來新能源汽車小型化、輕量化的要求越來越高，需要更好的汽車電子產(chǎn)品和技術來落實到位。未來新一代汽車駕駛，應該是一個綜合素質(zhì)系統(tǒng)，即四網(wǎng)合一。這也是互聯(lián)網(wǎng)的一個發(fā)展方向。

在這方面，目前我們準備跟高通公司聯(lián)系。在政府的引導下，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、電信網(wǎng)及汽車網(wǎng)的有機融合。因此，發(fā)展新型汽車電子，需要在智能聯(lián)網(wǎng)和管理這方面做好技術準備。在新一代的汽車駕駛中，綜合艙也是一個發(fā)展趨勢，它能夠讓人們?nèi)缤诩依镆粯訉崿F(xiàn)視頻聊天等功能，不過產(chǎn)品可靠性一直是該方面產(chǎn)品最受關注的地方。

說到汽車電子發(fā)展趨勢，應該是如何實現(xiàn)汽車電子產(chǎn)業(yè)化。經(jīng)過過去十七、八年的實踐摸索，我覺得實現(xiàn)汽車電子產(chǎn)業(yè)化有以下五方面：第一，企業(yè)要堅持自主品牌，自主創(chuàng)新，實現(xiàn)快速成長。第二，企業(yè)要掌握QSTP具備體系能力。第三，企業(yè)要重點在核心技術、人力、機制和企業(yè)文化上構建核心競爭力。第四，企業(yè)發(fā)展要從機會成功向戰(zhàn)略成功轉(zhuǎn)變。我們認為，行業(yè)支持龍頭企業(yè)集團做大做強，最重要的還是在技術投入方面。當然，在人才引進方面也需要給予一定的支持。第五，行業(yè)發(fā)展需要官產(chǎn)學研相結(jié)合。其實有些高校在技術產(chǎn)業(yè)化方面的能力較一些企業(yè)來說更強，高校研發(fā)的產(chǎn)品能在一定程度上真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。另外，汽車電子行業(yè)在優(yōu)秀人才和技術創(chuàng)新的獎勵方面要加強。

除此之外，行業(yè)要倡導與外資合作共贏，共同發(fā)展，嚴格反壟斷，防止外資惡意并購。隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，企業(yè)的高速發(fā)展，為人才引進帶來了很大的機會。在利好的大環(huán)境下，有很多人愿意回來創(chuàng)業(yè)。這個時候，企業(yè)如果能夠采用收購兼并，包括人才引進是個很好的方式。對此，我們也要防止外資戰(zhàn)略性的并購；同時，也希望主機廠在這方面能與我們加強溝通。

據(jù)StrategyAnalytics研究報告顯示，未來幾年，汽車電子半導體市場將以7.7的年均復合增長率(CAGR)穩(wěn)定增長，到2010年，預計會有約216億美元的汽車電子半導體產(chǎn)品在汽車中使用；每輛車中使用的半導體元件數(shù)量則將以年均9.6的速度增長，到2010年將達到283億美元的水平。

隨著汽車電子向網(wǎng)絡化、智能化、舒適化趨勢發(fā)展的不斷深入，半導體在汽車電子化中的應用規(guī)模及其作用越來越引起關注，整個行業(yè)對MCU、傳感器、模擬IC等關鍵半導體元器件也提出更多挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)一：海量應用帶來管理復雜度提高

勿庸置疑，高速成長的汽車電子領域使得半導體器件大有用武之地，然而半導體器件的大量使用也會給系統(tǒng)管理帶來很多挑戰(zhàn)?！皢尉蚆CU而言，在1996年，典型的汽車僅有6個MCU，到2008年，高檔汽車應用MCU的數(shù)量會超過100個，這無疑使管理復雜性大大增加?！憋w思卡爾全球汽車電子戰(zhàn)略市場經(jīng)理StephanLehmann表示。Lehmann認為，汽車智能化的設計理念將不斷深入，包括技術合作和開放的標準，鼓勵即插即用的軟件模塊以及跨企業(yè)領域的技術合作環(huán)境。

“車身有很多的位置需要控制和監(jiān)測，而且有很多地方的節(jié)點是非常集中的，應該把發(fā)動機、動力傳動系統(tǒng)、感應點等分為幾個ECU(電子控制單元)網(wǎng)絡，各ECU間通過總線相連，來進行分布式控制?！憋w思卡爾德國公司汽車系統(tǒng)工程部經(jīng)理RainerMakowitz介紹。飛思卡爾德國公司的總部位于慕尼黑，貼近世界頂尖級汽車制造商寶馬、奧迪、奔馳的設計和制造中心，可謂“近水樓臺”，因此在車身控制、車載信息娛樂、安全系統(tǒng)、動力傳動系統(tǒng)等領域也走在世界前列。

分布式車身控制系統(tǒng)基于CAN/LIN總線，ECU將通過CAN總線提供穩(wěn)定、可靠的低成本網(wǎng)絡連接；電機、開關、傳感器和車燈等則通過LIN進行網(wǎng)絡連接。另外，Makowitz還談到，車身控制需要更高的集成度，通過飛思卡爾專有的SmartMOS技術，設計人員可以將模擬、功率器件和數(shù)字電路集成在一起，從而提供更好的性能調(diào)節(jié)、簡化設計，并節(jié)省電路板空間。

現(xiàn)代汽車電子從所應用的電子元器件到車內(nèi)電子系統(tǒng)的架構均已進入了一個有本質(zhì)性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器。

一、汽車電子操控和安全系統(tǒng)談起

近幾年來我國汽車工業(yè)增長迅速，發(fā)展勢頭很猛。因此評論界出現(xiàn)了一些專家的預測：汽車工業(yè)有可能超過IT產(chǎn)業(yè)，成為中國國民經(jīng)濟最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。其實，汽車工業(yè)的增長必將包含與汽車產(chǎn)業(yè)相關的IT產(chǎn)業(yè)的增長。例如，雖然目前在我國一汽的產(chǎn)品中電子產(chǎn)品和技術的價值含量只占10%—15%左右，但國外汽車中電子產(chǎn)品和技術的價值含量平均約為22%，中、高檔轎車中汽車電子已占30%以上，而且這個比例還在、不斷地快速增長，預期很快將達到50%。

電子信息技術已經(jīng)成為新一代汽車發(fā)展方向的主導因素，汽車（機動車）的動力性能、操控性能、安全性能和舒適性能等各個方面的改進和提高，都將依賴于機械系統(tǒng)及結(jié)構和電子產(chǎn)品、信息技術間的完美結(jié)合。汽車工程界專家指出：電子技術的發(fā)展已使汽車產(chǎn)品的概念發(fā)生了深刻的變化。這也是最近電子信息產(chǎn)業(yè)界對汽車電子空前關注的原因之一。但是，必須指出的是，除了一些車內(nèi)音響、視頻裝備，車用通信、導航系統(tǒng)，以及車載辦公系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)等車內(nèi)電子設備的本質(zhì)改變較少外，現(xiàn)代汽車電子從所應用的電子元器件（包括傳感器、執(zhí)行器、微電路等）到車內(nèi)電子系統(tǒng)的架構均已進入了一個有本質(zhì)性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器（智能執(zhí)行器、智能變送器）。

實際上，汽車電子已經(jīng)經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段：從分立電子元器件搭建的電路監(jiān)測控制，經(jīng)過了電子元器件或組件加微處理器構筑的各自獨立的、專用的、半自動和自動的操控系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)進入了采用高速總線（目前至少有5種以上總線已開發(fā)使用），統(tǒng)一交換汽車運行中的各種電子裝備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)綜合、智能調(diào)控的新階段。新的汽車電子系統(tǒng)由各個電子控制單元（ECU）組成，可以獨立操控，同時又能協(xié)調(diào)到整體運行的最佳狀態(tài)。例如為使發(fā)動機處于最佳工作狀態(tài)，就需要從吸入汽缸的空氣流量、進氣壓力的測定開始，再根據(jù)水溫、空氣溫度等工作環(huán)境參數(shù)計算出基本噴油量，同時還要通過節(jié)氣門位置傳感器檢測節(jié)氣門的開度，確定發(fā)動機的工況，進而控制，調(diào)整最佳噴油量，最后還需要通過曲軸的角速度傳感器監(jiān)測曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動機轉(zhuǎn)速，最終計算出并發(fā)出最佳點火時機的指令。這個發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)和點火綜合控制系統(tǒng)還可以與廢氣排放的監(jiān)控系統(tǒng)和起動系統(tǒng)等組合，構筑成可使汽車發(fā)動機功率和扭矩最大化，而同時燃油消耗和廢氣排放最低化的智能系統(tǒng)。

還可以舉一個安全駕駛方面的例子，出于平穩(wěn)、安全駕駛的需要，僅只針對四個輪子的操控上，除了應用大量壓力傳感器并普遍安裝了剎車防抱死裝置（ABS）外，許多轎車，包括國產(chǎn)車，已增設了電子動力分配系統(tǒng)（EBD），ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天氣駕駛時的穩(wěn)定性?，F(xiàn)在，國內(nèi)外的一些汽車進一步加裝了緊急剎車輔助系統(tǒng)（EBA），該系統(tǒng)在發(fā)生緊急情況時，自動檢測駕駛者踩制動踏板時的速度和力度，并判斷緊急制動的力度是否足夠，如果需要，就會自動增大制動力。EBA的自控動作必須在極短時間（例如百萬分之一秒級）內(nèi)完成。這個系統(tǒng)能使200km/h高速行駛車輛的制動滑行距離縮短極其寶貴的20多米。針對車輪的還有分別監(jiān)測各個車輪相對于車速的轉(zhuǎn)速，進而為每個車輪平衡分配動力，保證在惡劣路面條件下各輪間具有良好的均衡抓地能力的“電子牽引力控制”（ETC）系統(tǒng)等。

當代汽車電子產(chǎn)品的開發(fā)與設計在加速開發(fā)過程、降低開發(fā)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面廣泛地受益于計算機輔助工程軟件(CAE)。本文以某發(fā)動機的油氣控制和點火系統(tǒng)為例，說明Ansoft的EM工具在汽車電子與控制系統(tǒng)設計等諸多方面的應用，為中國汽車電子設計工程師提供新的選擇。

汽車中電子成分的不斷增多是因為市場對汽車產(chǎn)品的要求與期望的不斷增加。例如，對汽車安全系統(tǒng)的更高要求就產(chǎn)生了防抱死剎車(ABS)、軌道控制系統(tǒng)、防滑出、防翻滾及其側(cè)面氣囊保護等措施。對更高燃油效率的要求又引入了直噴發(fā)動機系統(tǒng)(DirectInjection)、隨換多缸系統(tǒng)(DisplacementOnDemand)、電子閥控系統(tǒng)(ElectronicValving)以及混合動力型汽車(HybridVehicle)。這些不斷增加的電子系統(tǒng)使汽車系統(tǒng)變得更為復雜，也使得這些系統(tǒng)的開發(fā)、設計過程變得更具有挑戰(zhàn)性。

對日趨復雜的汽車部件及電子系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方法已顯得力不從心。例如，傳統(tǒng)發(fā)動機點火時序控制都是基于表格查找方法。這種方法對現(xiàn)動機來說有很多局限性，一是表格法不能將發(fā)動機的動態(tài)特征考慮進來；二是現(xiàn)動機需要控制的狀態(tài)從以前的幾百個到現(xiàn)在的上萬個，這樣，用表格查找的方法就很難實施，也無法再繼續(xù)提高發(fā)電機的性能。隨之而來，一種代替這種方法的現(xiàn)代控制是基本模型的控制方法(。這種方法的實施過程不太隨發(fā)動機的復雜程度而變，但需要一個較準確的發(fā)動機的動態(tài)模型。另外，汽車電子器件與系統(tǒng)的開發(fā)方式和過程也必須加快速度、降低成本、增加質(zhì)量才能滿足廠家的管理目標。傳統(tǒng)的硬件研制、測試、再研制、再測試的重復模式就顯得費時、費力，成本也會相應增加。

在這樣的背景下，越來越多的汽車電子廠家利用計算機輔助工程軟件來加速研發(fā)過程，降低研發(fā)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。具體做法是：廠家在計算機的虛擬平臺上來完成盡可能多(可高達80到90的工作量)的產(chǎn)品設計、分析工作，只是在最后一步才進行實際硬件實施。

無刷電機代替有刷電機油泵的設計實例

我們以發(fā)動機的油氣控制系統(tǒng)為例來說明設計過程。如圖1所示。首先，一個廠家決定用無刷電機來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有刷電機油泵。它可以從RMxprt軟件開始，該軟件中有包含無刷電機在內(nèi)的13種電機和發(fā)電機模式。用戶只需要輸入與電機有關的設計參數(shù)，例如輸入電壓、功率、極數(shù)、永磁鐵類型等，RMxprt就可以自動設計出一個基本的無刷電機，并計算出該電機在不同運營狀態(tài)(例如空載和全載)的性能參數(shù)，例如力矩、轉(zhuǎn)速和效率等。