汽车电子论文范文

导语：如何才能写好一篇汽车电子论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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汽车电磁兼容性是指汽车在运行过程中，车上的电子电气设备不互相影响，能兼容地工作。随着汽车电气设备数量和种类的不断增加，直接导致了汽车内的电磁环境日益复杂，相互间的电磁干扰也将愈加严重。当电磁干扰发生时，可直接导致受干扰的敏感电子设备功能降级，甚至导致其功能失效，给汽车的安全行驶造成严重影响。因此保证各种设备在复杂电磁环境下正常运行显得尤为重要。

二、汽车电磁干扰的产生与传播

汽车上的电磁干扰问题按其耦合方式可分为传导耦合干扰和辐射耦合干扰。

2.1汽车的传导耦合干扰在汽车中电磁干扰能量以电压或电流的形式通过某些部件把干扰能量耦合至敏感接收器，称为传导耦合干扰。汽车的直接传导耦合是指电磁干扰直接通过汽车上的导线、金属体、电阻、电感、电容等阻抗耦合到接收器；公共阻抗耦合是指电磁干扰通过印制电路板和机壳的接地线、电气设备的公共安全接地线以及接地网络中的公共阻抗或者公共电源中的公共阻抗耦合到接收器；转移阻抗耦合是指电磁干扰通过转移阻抗将干扰电流转变为接收器的输入电压加到接收器的输入端。将电磁干扰能量以电磁波的形式通过汽车及其周围的空间耦合至敏感设备称为辐射耦合干扰。

2.2汽车电子控制系统（ECU）ECU控制着汽车上电子设备的工作是重要的车载设备。由传感器将信号输入ECU，然后通过ECU对信号进行处理输出到执行器件中。控制系统中的电器开关或点击等负载的开关过程中的高电压通过信号控制线进入ECU内部，影响ECU的正常运行。电磁波也可能通过线束和连接器的耦合进入ECU内部，使ECU的电磁环境变得更为复杂，容易导致它的误操作和失灵，危及到汽车行驶的安全性。因此通过与ECU电磁兼容性的研究，可以降低误操作进而提高行车安全的有效方法。

三、传导干扰对ECU控制系统的影响

ECU连接汽车的传感器、执行器和电源。这些电器元件不仅是空间电磁辐射的接收器，也是外界电磁干扰进入ECU内部的传导耦合通道。

3.1电磁干扰通过导线传导进入ECU的研究ECU控制系统传导模型：设一屏蔽箱体，在其前端平面的中心位置开一孔。连接导线1首端接入50欧姆负载，末端接入屏蔽箱体内与印制电路板上的金属带相联结；导线2一端(Port3)接入干扰源，一端与电路板金属带相连，并且分别连接导线电路板终端(Portl)和(Port2)后各接50欧姆电阻。电路板置于屏蔽箱体前端一定距离。通过散射参数(S参数)来反映入射波和反射波之间的关系参数。

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车速里程表的工作主要是通过传感器、信号处理器来完成的，电子车速里程表的传感器安装在组合仪表内，由变速器经软轴驱动完成，当汽车在行驶的过程中，会产生一种与汽车行驶速度成正比的信号，传感器一般是由具有一对或几对触点的舌簧开关和转子组成。信号处理是电子式车速里程传感器的重要过程，经过信号处理才能将传感器反映出来的车速和里程信息转换成为人们比较熟悉的数字或者指针指示。信号处理电路由单稳态触发电路、恒流电路、64分频电路、功率放大电路以及电源稳压等电子电路组成。当汽车在运行时，电子式车速里程表可以将车速传感器输入的脉冲信号进行整合以及处理，使其转变成为电流信号，并且对电流信号进行放大处理，以驱动车速表对汽车的行驶速度进行显示，同时还可以将脉冲信号经过分频和功率放大处理，转变成为具有一定频率的脉冲信号，进而对里程表步进电机的轴进行驱动，对汽车的行驶里程进行记录。车速表以一个磁电式电流表作为指示表，当汽车以不同的车速进行行驶时，信号的处理电路往往将车速传感器输入的各种脉冲信号转变成为与车速成正比的电流信号，从而使得电流表的指针发生偏转，显示出汽车在行驶过程中的速度。对于电子式里程表，则由步进式电动机、六位十进制计数器及内传动齿轮等组成。当汽车在运行时，可以将车速传感器传来的脉冲信号传入到信号处理器中进行处理，经信号处理电路的分频和功率放大处理，可以将其转变成为另一种脉冲信号，作用于步进电动机的电磁线圈。步进电机可以将这一脉冲信号转变为角位移信号，使得电动机的轴发生相应的转动，从而驱动里程表中的十进制计数器的六个计数轮依次转动，实现对汽车行驶过程中的总共里程以及单里程的记录，在记录的过程中，如果需要对短程的里程进行消除，则只要按一次复位杆，短里程表就会被清零。电子式车速里程表工作过程中，里程的反映与车轮周长有关，决定车轮周长的是车轮的大小，即车轮的直径大小，一般说来，不同的气压以及轮胎在行驶过程中的磨损程度会影响到车轮的直径大小，从而使得车轮周长发生改变，最终会形成一定的显示误差。实际结果表明，车速的显示结果一般都会比实际的车速要大，但是误差不会太大，显示误差一般会从2%～7%不等，有的甚至高达10%。

2电子式车速里程表使用注意事项

电子式车速里程表在使用过程中有许多需要注意的地方，汽车的行驶里程是汽车使用寿命的一种标志，比如当汽车行驶的累积里程达到了15万～20万公里的范围，则会导致汽车的性能有所下降，安全性、经济性、操作性也会受到较大影响，使用者的使用体验会有所下降。因此，在实际的使用过程中，要遵循一些注意事项进行使用，比如车速里程表的软轴与车速表以及变速器或分动器的输出端的连接应该要确保牢固可靠。软轴在安装的过程中应该要有一定的纵向间隙，并且要有足够大的曲率半径。在使用过程中一旦出现任何故障，要及时进行排除，如果不能对故障进行排除，要及时更换车速里程表。其故障主要有两种：第一，如果是车速里程表的指针不稳定，则故障的原因可能是软轴不良、表盘出现损坏或软轴的锁紧螺母安装不良等，可以通过更换软轴、表或改变软轴螺母安装方法的措施进行故障排除；第二，对于车速里程表不工作的问题，造成这种问题的原因可能是主动小齿轮损坏、软轴折损、表损坏或软轴连接螺母未紧固等，对此可以更换软轴、主动小齿轮、表或紧固软轴连接螺母等元件。

3结语

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汽车信息娱乐市场兴起

汽车电子领域最具吸引力且成长最快的部分为车载信息娱乐系统(CarInfotainmentSystem)，如今汽车娱乐部分主要分为三大类：音频（如CD），视频（如DVD），以及Navigation和Telematics，并将会形成多媒体中心整合所有娱乐系统，而此三项另一个重要部分则是与外部的连结。另外就市场成长来看，后座影音娱乐系统（RearseatVideoEntertainment）于2005年大约500万台成长率达30，北美大约近270万台，车载电视市场于2005年达170万台成长率达24。因此消费者对车内信息沟通与影音娱乐的需求是驱动这一产业快速成长的重要因素。

以DVD为基础的多声道环绕立体声后座娱乐系统、免提无线电话、驾驶员信息系统(路况信息、交通信息)、卫星导航、高品质音频播放系统等等逐渐被应用在汽车内。具备上述这些功能的车载信息娱乐系统也成为汽车半导体提供商竞争的焦点所在。

富士通微电子助力前行

作为半导体行业的领导厂商，富士通微电子在汽车电子领域的投入可谓是不遗余力，特别是在车载信息娱乐系统控制芯片的开发和研究方面，富士通微电子一直是业内的翘楚。如图像控制器（GDC）就是富士通在该领域的一大强项，在全球已占据了领先的市场份额。富士通的GDC可以充分满足目前汽车娱乐信息系统由简单的车载音响向丰富多彩的多媒体影响娱乐转变的需求。

近日，富士通微电子推出了业内首个集成了1394控制器的IDB-1394(智能传输系统数据总线-1394)控制器-MB88387。IDB-1394作为一个汽车多媒体网络，已经成为了众人瞩目的焦点，富士通微电子开发的MB88387，利用了AV协议和数字传输内容保护（DTCP），该产品可以支持汽车后视显示器中的DVD视频和数字电视视频的多路传输，尤其适合于汽车后座娱乐系统。

新的MB88387符合IEEE1394b高性能串行总线标准(IEEEStd1394b-2002)，拥有两个内置的线缆端口，可支持S100、S200和S400的传输速度。MB88387用于汽车音频-视频多媒体娱乐系统，它把主机、DVD播放器、导航、摄像头、功放，以及它器件的视频和音频信号连接到汽车显示器。该控制器支持用来平滑播放音频和视频流的IEC61883A/V协议。

该产品在一块芯片上结合了物理（PHY）层、链路（LINK）层、AV协议和数字传输内容保护（DTCP），因而可以在最大程度上减少功耗和装配区域。另外，产品配备了两个供MPEG2-传输流(TransportStream)使用的接口，两者均不受限于用于命令传输的系统总线接口，因而可以同时支持DVD视频和数字电视视频的传输。本产品还配备了一个音频接口，可支持串行数字音频（I2S）以及线性编码（PCM）音频和DVD音频的传输。

MB88387是IDB论坛和1394商业协会共同开发的IDB-1394标准兼容，它是传输数字内容如DVD视频和汽车或卡车数字电视的最佳汽车网络。芯片支持的数据速率高达400Mbps，它的内部电压为1.8V，I/O电压为3.3V.PHY层支持1394b/S400两种端口，而集成的DTCP功能允许两个数据流同时进行加密或解密。采用MB88387的系统网络能在整个车内发送音频和视频，距离长达100米。富士通微电子还计划在不久的将来开发带有简易内置视频编解码器的IDB-1394控制器，从而实现更多路的视频传输，并减少整个系统的成本。

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目前在新功能或加强功能的某些趋势是增加更复杂的电子元器件，以便提高品牌声誉和竞争差异性，同时让消费者更安全舒适。例如复合动力电动车就像把iPod®连接到汽车娱乐系统一样，现已成为一种流行时尚。消费者还把手机与整合型免持听筒装置之间的蓝牙连结视为标准配备。

复杂功能

这些特色仅是冰山一角，其它精心设计的复杂功能虽不会被乘客看到或摸到，却会影响他们的行车经验，这些功能也逐渐导入汽车设计。感应照明系统、多轴调整座椅、智能型天候控制系统、防撞系统和动力巡航控制在21世纪汽车市场变得格外重要。消费者甚至期望车商提供高质量的仪表板功能。要将这些先进功能导入汽车系统往往需要付出代价。

汽车电子设计人员的一项挑战是迅速推出新的电子元器件，提高乘客的舒适性、安全保护和其它加强功能。设计人员必须缩短整体的设计与认证时间和增强现有系统功能，并且不能影响日益严格的质量与可靠性要求和成本目标。为了克服这些挑战，汽车电子设计人员需要集成度更高的解决方案以便提高系统的功能密度。混合信号元器件的高功能集成就是很有吸引力的一项替代方案。

捕捉、运算和通讯

几乎所有的嵌入式汽车电子系统都必须执行捕捉、运算和通讯等三种功能。“捕捉”是从实际世界取得信息，再将它转为数字形式。这可能是车胎监控系统的压力传感器所传来的模拟电压，或是碰撞侦测感应器I/O接脚的上升沿波形，这个感应器可能会连接到安全气囊的触发系统。“运算”是指在应用环境下处理数字信息的能力，例如安全气囊控制器可能在极短时间内就决定不启动安全气囊，因为它发现座位上有小孩。“通讯”是指将处理结果传送给其它需要该信息的系统，譬如启动指示灯就是很简单的例子。其它复杂功能可能会通过网络总线把排气系统的一氧化碳含量告知引擎管理计算机，以便提高燃油的氧气混合比例。解决方案的有效性最终将由系统执行这三种功能的程度决定。

新设计挑战

油箱感测是一个很好例子，说明汽车电子设计人员所须面对的挑战。仅在几年前，油量传感器还是一个相当直接的设计问题。它包含一个简单的浮筒装置，上面有扫描式碳刷接触着电阻性表面，它会使得模拟输出电压正比于油箱的剩余油量。但对今日汽车而言，通常必须等到平台设计快结束时才会开始油箱设计，而且多半要利用任何尚未使用的空间。这可能使得油箱的形状怪异，容量也不再与液面高低成正比，这会让浮筒系统的设计变得很复杂。更重要的是，替代燃料的出现和燃料衍生物让油箱的燃料成份变得很重要。举例来说，汽油与乙醇燃料的比例会影响点火、燃烧时间和废气排放等引擎动力特性。厂商现已认为新一代油箱传感器必须能决定燃油成份，同时将这项信息提供给汽车的其它电子控制系统。这使得过去被认为很简单的感测设计现已变为一种复杂的分析控制挑战。

值得注意的是，几乎车内的所有系统都在扩充功能。主动式露点(dew-point)控制器正在取代挡风玻璃除雾功能，它可以避免或排除水滴凝结所需的条件。雨水感应雨刷系统则会把马达控制和雨水感应功能整合为一套系统。下一代防夹车窗与天窗的关闭则是这些安全系统的微电子元器件所需整合的另一代表性应用。

第一代防夹技术

第一代防夹设计通常包含一套由电动马达驱动的机械驱动系统。马达电流由一颗控制器监测，然后与代表失速状态(stallcondition，亦即马达转动受阻)的固定临界值比较；只要达到该临界值，车窗方向就会从上升反转为下降。这套系统如图1所示。

图1：第一代防夹车窗升降系统的控制图

第一代设计有几项缺点。首先是要开发一套方法分辨马达启动和车窗受阻时的马达失速电流(图2和3)。为了达到这项要求，比较电路中增加一段固定延迟时间，确保它只在马达转动后才开始比较失速电流临界值，只不过这种做法有时无法为半开的车窗提供防夹保护。举例来说，如果车窗的起始位置仅距顶端10毫米，那么在临界定时器的计时结束前，车窗很可能早已撞到顶端的挡板(hard-stop)。

图2：关闭车窗时的电流变化

图3：关闭车窗遇到阻碍时的电流变化

第二个缺点是机械系统的参数会随着时间改变，这会影响马达的工作负载，使得防夹临界值变大或变小。

最后，这些系统由于使用固定临界值，所以无法适应行车环境的改变。车窗密封条的热膨胀效应会让温度变化对工作负载产生很大影响。汽车静止时关闭天窗所需的力量与行驶中车辆有很大不同，在平滑路面升起车窗所需的力量也不同于车辆在石头路上行驶时。在这两种情形中，无法补偿这些变动的状况都会影响安全或造成车窗无法正常操作。

设计人员过去是以不同方式应付这三项重要挑战。在有些情形下，他们会增加更多的传感器或使用更精确的控制材料与元器件来减轻这些问题，但这些方法都会增加设计的成本与复杂性。这使他们日益需要一套低成本的防夹功能设计来克服这些缺点。

新的设计解决方案

如图4所示，一颗包含高速中央处理单元(CPU)和高效能模拟数字转换器(亦即带宽大于180MSPS和分辨率超过12位)的混合信号微控制器是此问题的最佳解决方案。

图4：采用混合信号微控制器的防夹系统

这种做法让设计人员利用一颗微控制器同时执行马达的通讯功能和监控马达电流。通讯噪声可由芯片内建的模拟数字转换器直接在马达电源电路的电流传感器(亦即分流电阻)上侦测。这种方法能更精确分辨马达处于转动或失速状态，不仅比较器电路不需再增加一段固定延迟时间，就算车窗已经半开也可提供完整的防夹功能。

如图5所示，系统会根据历史数据和参数计算结果设定可变的马达电流临界值，以便动态响应马达负载变动和将系统扭力限制在适当范围，同时将长期因素(例如马达磨损和密封材料老化)和短期因素(例如环境、湿度、温度和振动)都列入考虑。另外，系统还能与其它的电子控制装置(ECU)交换信息，把外界温度和车速等信息当成加权输入来决定适当的临界值(参考图6)。利用其它系统不仅会提高整体系统效能，还能避免在车上重复安装传感器的额外成本。

图5：使用可变临界值后的车窗关闭过程电流变化

图6：存储在内存表格的环境参数与历史数据，它们可用来决定临界值

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近几年来我国汽车工业增长迅速，发展势头很猛。因此评论界出现了一些专家的预测：汽车工业有可能超过IT产业，成为中国国民经济最重要的支柱产业之一。其实，汽车工业的增长必将包含与汽车产业相关的IT产业的增长。例如，虽然目前在我国一汽的产品中电子产品和技术的价值含量只占10%—15%左右，但国外汽车中电子产品和技术的价值含量平均约为22%，中、高档轿车中汽车电子已占30%以上，而且这个比例还在、不断地快速增长，预期很快将达到50%。

电子信息技术已经成为新一代汽车发展方向的主导因素，汽车（机动车）的动力性能、操控性能、安全性能和舒适性能等各个方面的改进和提高，都将依赖于机械系统及结构和电子产品、信息技术间的完美结合。汽车工程界专家指出：电子技术的发展已使汽车产品的概念发生了深刻的变化。这也是最近电子信息产业界对汽车电子空前关注的原因之一。但是，必须指出的是，除了一些车内音响、视频装备，车用通信、导航系统，以及车载办公系统、网络系统等车内电子设备的本质改变较少外，现代汽车电子从所应用的电子元器件（包括传感器、执行器、微电路等）到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器（智能执行器、智能变送器）。

实际上，汽车电子已经经历了几个发展阶段：从分立电子元器件搭建的电路监测控制，经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统，现在已经进入了采用高速总线（目前至少有5种以上总线已开发使用），统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据，实现综合、智能调控的新阶段。新的汽车电子系统由各个电子控制单元（ECU）组成，可以独立操控，同时又能协调到整体运行的最佳状态。例如为使发动机处于最佳工作状态，就需要从吸入汽缸的空气流量、进气压力的测定开始，再根据水温、空气温度等工作环境参数计算出基本喷油量，同时还要通过节气门位置传感器检测节气门的开度，确定发动机的工况，进而控制，调整最佳喷油量，最后还需要通过曲轴的角速度传感器监测曲轴转角和发动机转速，最终计算出并发出最佳点火时机的指令。这个发动机燃油喷射系统和点火综合控制系统还可以与废气排放的监控系统和起动系统等组合，构筑成可使汽车发动机功率和扭矩最大化，而同时燃油消耗和废气排放最低化的智能系统。

还可以举一个安全驾驶方面的例子，出于平稳、安全驾驶的需要，仅只针对四个轮子的操控上，除了应用大量压力传感器并普遍安装了刹车防抱死装置（ABS）外，许多轿车，包括国产车，已增设了电子动力分配系统（EBD），ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天气驾驶时的稳定性。现在，国内外的一些汽车进一步加装了紧急刹车辅助系统（EBA），该系统在发生紧急情况时，自动检测驾驶者踩制动踏板时的速度和力度，并判断紧急制动的力度是否足够，如果需要，就会自动增大制动力。EBA的自控动作必须在极短时间（例如百万分之一秒级）内完成。这个系统能使200km/h高速行驶车辆的制动滑行距离缩短极其宝贵的20多米。针对车轮的还有分别监测各个车轮相对于车速的转速，进而为每个车轮平衡分配动力，保证在恶劣路面条件下各轮间具有良好的均衡抓地能力的“电子牵引力控制”（ETC）系统等。

从以上列举的两个例子可以清楚看到，汽车发展对汽车电子的一些基本要求：

1．电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠。传感器（+调理电路）+微处理器，然后再通过微处理器（+功率放大电路）+执行器的技术途径已经不再能满足现代汽车的要求，需要通过硬件集成、直接交换数据和简化电路，并提高智能化程度来确保控制单元动作的正确性、可靠性和适时性。

2．现在几乎所有的汽车的机械结构部件都已受电子装置控制，但汽车车体内的空间有限，构件系统的空间更是极其有限。理想的情况当然是，电子控制单元应与受控制部件紧密结合，形成一个整体。因此器件和电路的微型化、集成化是不可回避的道路。

3．电子控制单元必须具有足够的智能化程度。以安全气囊为例，它在关键时刻必须要能及时、正确地瞬时打开，但在极大多数时间内气囊是处在待命状态，因此安全气囊的ECU必须具有自检、自维护能力，不断确认气囊系统的可正常运作的可靠性，确保动作的“万无一失”。

4．汽车的各种功能部件都有各自的运动、操控特性，并且，对电子产品而言，大多处于非常恶劣的运行环境中，而且各不相同。诸如工作状态时的高温，静止待命时的低温，高浓度的油蒸汽和活性（毒性）气体，以及高速运动和高强度的冲击和振动等。因此，电子元器件和电路必须要有高稳定、抗环境和自适应、自补偿调整的能力。

5．与上述要求同样重要，甚至有时是关键性的条件是，汽车电子控制单元用的电子元器件、模块必须要能大规模工业生产，并能将成本降低到可接受的程度。一些微传感器和智能传感器就是这方面的典范。例如智能加速度传感器，它不仅能较好地满足现代汽车的各项需要，而且因为可以在集成电路标准硅工艺线上批量生产，生产成本较低（几美元至十几或几十美元），所以在汽车工业中找到了自己最大的应用市场，反过来也有力地促进了汽车工业的电子信息化。

二、智能传感器：微传感器与集成电路融合的新一代电子器件

微传感器、智能传感器是近几年才开始迅速发展起来的新兴技术。在我国的报刊杂志上目前所使用的技术名称还比较含混，仍然笼统地称之为传感器，或者含糊地归纳为汽车半导体器件，也有将智能传感器（或智能执行器、智能变送器）与微系统、MEMS等都归入了MEMS（微机电系统）名称下的。这里介绍当前一些欧美专著中常用的技术名词的定义和技术内涵。首先必须说明的是，在绝大多数情况下，本文大小标题及全文中所说的传感器其实是泛指了三大类器件：将非电学输入参量转换成电磁学信号输出的传感器；将电学信号转换成非电学参量输出的执行器；以及既能用作传感器又能用作执行器，其中较多的是将一种电磁学参量形式转变成另一种电磁学参量形态输出的变送器。就是说，关于微传感器、智能传感器的技术特性可以扩大类推到微执行器、微变送器-传感器（或执行器、或变送器）的物理尺度中至少有一个物理尺寸等于或小于亚毫米量级的。微传感器不是传统传感器简单的物理缩小的产物，而是基于半导体工艺技术的新一代器件：应用新的工作机制和物化效应，采用与标准半导体工艺兼容的材料，用微细加工技术制备的。因此有时也称为硅传感器。可以用类似的定义和技术特征类推描述微执行器和微变送器。

它由两块芯片组成，一是具有自检测能力的加速度计单元（微加速度传感器），另一块则是微传感器与微处理器（MCU）间的接口电路和MCU。这是一种较早期（1996年前后）的，但已相当实用的器件，可用于汽车的自动制动和悬挂系统中，并且因微加速度计具有自检能力，还可用于安全气囊。从此例中可以清楚看到，微传感器的优势不仅是体积的缩小，更在于能方便地与集成电路组合和规模生产。应该指的是，采用这种两片的解决方案可以缩短设计周期、降低开发前期小批量试产的成本。但对实际应用和市场来说，单芯片的解决方案显然更可取，生产成本更低，应用价值更高。

智能传感器（SmartSensor）、智能执行器和智能变送器-微传感器（或微执行器，或微变送器）和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件（例如上述的微加速度计的单芯片解决方案）。因此智能传感器具有一定的仿生能力，如模糊逻辑运算、主动鉴别环境，自动调整和补偿适应环境的能力，自诊断、自维护等。显然，出于规模生产和降低生产成本的要求，智能传感器的设计思想、材料选择和生产工艺必须要尽可能地和集成电路的标准硅平面工艺一致。可以在正常工艺流程的投片前，或流程中，或工艺完成后增加一些特殊需要的工序，但也不应太多。

在一个封装中，把一只微机械压力传感器与模拟用户接口、8位模-数转换器（SAR）、微处理器（摩托罗拉69HC08）、存储器和串行接口（SPI）等集成在一个芯片上。其前端的硅压力传感器是采用体硅微细加工技术制作的。制备硅压力传感器的工序既可安排在集成CMOS电路工艺流程之前，亦可在后。这种智能压力传感器的技术和市场都已成熟，已广泛用于汽车（机动车）所需的各式各样的压力测量和控制单元中，诸如各种气压计、喷嘴前集流腔压力、废气排气管、燃油、轮胎、液压传动装置等。智能压力传感器的应用很广，不局限于汽车工业。目前，生产智能压力传感器的厂商已不少，市售商品的品种也很多，已经出现激烈的竞争。结果是智能压力传感器体积越来越小，随之控制单元所需的接插件和分立元件越来越少，但功能和性能却越来越强，而且生产成本降低很快（现在约为几美元一只）。

顺便需要说说的是，在一些中文资料中，尤其是一些产品宣传性材料中，笼统地将SmartSensor(或device)和Intelligentsensor（或device）都称之为智能传感器，但在欧美文献中是有所差别的。西方专家和公众通常认为，Smart（智能型）传感器比Intelligent(知识型)的智慧层次和能力更高。当然，知识型的内涵也在不断进化，但那些只能简单响应环境变化，作一些相应补偿、调整工作状态的，特别是不需要集成处理器的器件，其知识等级太低，一般不应归入智能器件范畴。

相信大多数读者能经常接触到的，最贴近生活的智能传感器可能要算是用于摄像头、数码相机、摄像机、手机摄像中的CCD图像传感器了。这是一种非智能型传感器莫属的情况，因为CCD阵列中每个硅单元由光转换成的电信号极弱，必须直接和及时移位寄存、并处理转换成标准的图像格式信号。还有更复杂一些的，在中、高档长焦距（IOX）光学放大数码相机和摄像机上装备的电子和光学防抖系统，特别是高端产品中的真正光学防抖系统。它的核心是双轴向或3轴向的微加速度计或微陀螺仪，通过它监测机身的抖动，并换算成镜头的各轴向位移量，进而驱动镜头中可变角度透镜的移动，使光学系统的折射光路保持稳定。

微系统（Microsystem）和MEMS（微机电系统）-由微传感器、微电子学电路（信号处理、控制电路、通信接品等）和微执行器构成一个三级级联系统、集成在一个芯片上的器件称之为微系统。如果其中拥有机械联动或机械执行机构等微机械部件的器械则称之为MEMS。

MEMS芯片的左侧给出的是制备MEMS芯片需要的基本工艺技术。它的右侧则为主要应用领域列举。很明显，MEMS的最好解决方案也是选用与硅工艺兼容的材料及物理效应、设计理念和工艺流程，也即采用常规标准的CMOS工艺与二维、三维微细加工技术相结合的方法，其中也包括微机械结构件的制作。

微传感器合乎逻辑的发展延伸是智能传感器，智能传感器自然延伸则是微系统和MEMS，MEMS的进一步发展则是能够自主接收、分辨外界信号和指令，进而能独立、正确动作的微机械（Micromachines）。现在，开发成功、并已有商业产品的MEMS品种已不少，涵盖图4所示的各大领域。其中包括全光光通信和全光计算机的关键部件之一的二维、三维MEMS光开关。

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考虑到汽车电气系统由大电流电动机、继电器、螺线管、车灯和不断颤动的开关触点组成，因此出现尖峰信号和噪声就一点也不奇怪了。另外，交流发电机是采用斩波励磁调整的三相电机，有时会以非常大的电流对电池充电。因此，对于工作在汽车环境中的电路设计来说，尤其是需要适应在负载突降和双电池助推情况下产生的高输入电压电路。

无源保护电路

用于汽车电子产品的无源保护网络如图1所示。与此相同或类似的电路广泛用于保护与汽车12V总线连接的各种系统。这种网络防止高压尖峰、持续过压、电池反向和电流过度消耗造成损害。图1的电流保护作用很明显，如果负载电流超过1A的时间很长，保险丝F1就会熔化。D1与F1结合防止电池反向连接造成损害，大电流流经正向偏置的D1并烧断保险丝。电解电容器大约在额定电压的150时有一个有趣的特性：随着终端电压的提高，这种电容消耗的电流也越来越大，就C1而言，它在输入持续升高时起箝位作用(最终烧断保险丝)。双电池助推时的电压为28V左右，这不会烧断保险丝，因为C125V的额定值足够高，额外消耗的电流很少。电感器增加了很小的电阻，以限制峰值故障电流以及输入瞬态的转换率，从而在存在尖峰时帮助C1实现箝位。

无源网络的主要缺点是它依靠烧断保险丝来防止过流、过压和电池反向造成损害。另一个缺点是，它依靠电解电容实现箝位。这种电容器老化以后，电解质会变干，等效串联电阻(ESR)提高的特性也就消失了，这会损害箝位效果。有时D1采用大的齐纳二极管以帮助这个电容器发挥作用。人们已经设计出了有源电路来克服这些缺点。

有源电路

图2显示了一个有源解决方案，该方案用于屏蔽敏感电路，使其免受变化不定的12V汽车系统的影响。采用LT1641来驱动输入N沟道MOSFET，而上述提供无源解决方案就不具备这种附加保护：首先，LT1641在输入低于9V时断开负载，以防在低输入电压时系统失灵，并在起动时或充电系统出现故障时，减少系统向非关键负载提供宝贵的电流的机会；其次，LT1641在首次加电时逐渐升高输出电压，对负载实行软启动；第三，通过限流和定时断路器保护输出免受过载和短路影响。如果发生电流故障，断路器就以1至2Hz的速率自动重新尝试建立连接，可以设定保护电路上行线路保险丝的容限，让它在LT1641的下行线路出现电流故障时不熔化；最后，图2所示电路隔离出现在输入端的过压状态，同时提供箝位输出，以便负载电路在出现过压时能继续正常工作。

在12V输入的通常情况下，LT1641将MOSFET的栅极充电至大约20V以充分提升MOSFET的电压，并向负载提供电源。27V齐纳二极管D1的两端分别连接栅极与地，但是在9至16V的工作电压范围内不起作用。当输入升高到超过16V时，LT1641继续给MOSFET的栅极充电，试图保持MOSFET完全接通。如果输入升得太高，齐纳二极管就会对MOSFET的栅极箝位，并将输出电压限制在大约24V。LT1641本身在其输入端能够处理高达100V的电压，而且不受栅极箝位动作的影响。栅极箝位电路比无源解决方案的箝位电路精确得多，而且简单地通过选择一个具有合适击穿电压的D1，就可以轻松调整栅极箝位电路以满足负载要求。

图2所示电路在负载电流高达1A左右时工作得很好，但是就更高的负载电流而言，推荐使用图3所示电路来防止MOSFET过度消耗功率。如果过压状态持续存在，如电气系统由两个串联电池供电的时间超过通常所需时间，或负载突降后电流慢速上升以及MOSFET较小时，那么过度消耗功率是有风险的。输出由D1和D2取样，如果输入超过16.7V，那么就向“SENSE”引脚反馈一个信号，以将输出稳定在16.7V。这里的调节比图1所示电路的调节更精确，并且可以通过选择合适的齐纳二极管轻松定制，以满足负载的需求。

总的功耗由“TIMER”引脚限制，这个引脚记录MOSFET调节输出所用的总时长。如果过压状态持续超过15ms，那么LT1641就停机并允许MOSFET停止输出调节。在大约半秒钟以后，该电路尝试重新启动。这种重启周期一直持续，直到过压状态消失并恢复正常工作为止。处理过流故障的方法与图2描述的方法相同。

电池反向保护

简单地增加一个串联二极管，就可以给图2或图3所示电路增加电池反向保护功能。

在大多数情况下，采用普通p-n二极管就可以，如果正向压降很重要，可以选择肖特基二极管。在隔离二极管中的功耗不可接受的关键应用中，图4所示的简单电路就可以解决这个问题。

在正常工作情况下，MOSFETQ2的体二极管正向偏置，并传送功率至LT1641。LT1641接通时，Q2栅极获得驱动，从而完全接通。如果输入反向，那么Q3的射极就被拉低至低于地电平，Q3接通，从而将Q2的栅极拉低并保持其接近Q2的源极电平。在这种情况下，Q2保持断开状态，并隔离反向输入，使其不能到达LT1641和负载电路。微安级电流流经1MΩ电阻，到达LT1641的“GATE”引脚。

高压LDO用作电压限幅器

最高输入电压额定值为25V或更低的降压稳压器(如LT1616)一般不考虑用于汽车应用。然而，如果与LT3012B/LT3013B等低压差(LDO)线性稳压器结合使用，在输入电压上的缺点就可以轻松克服。这种尺寸小、效率高的组合如图5所示，可以在汽车环境中提供3.3V输出。

LT3013B拥有4V至80V的宽输入电压范围，并集成了电池反向保护功能，无需特殊电压限制或箝位电路，因此节省了成本和电路板面积。在以适中的负载电流工作时，LDO稳压器的效率近似等于VOUT/VIN。如果VOUT比VIN低得多，那么LDO的效率就会下降。例如，将12V输入降至3.3V输出时，效率仅为28。

在图5中，通过让LT3013B在正常输入电压范围内以低压差方式工作实现更高的效率。在这种情况下，LT3013B的输出电压设定为24V。该LDO的输出电压仅比VIN低400mV，它以97的效率为LT1616降压型稳压器供电，而且电压恰好在正常工作电压范围的中间。在负载突降情况下，VIN可能迅速升至高达80V，但是在VIN超过24.4V时，LT3013B将调整它的输出，并将其有效地“限制”在24V，这刚好在LT1616开关的额定电压范围内。如果VIN上升至高于24.4V，该LDO的效率会下降，但是这种情况持续时间很短，不会产生什么不良后果。

篇7

一、汽车电子操控和安全系统谈起

近几年来我国汽车工业增长迅速，发展势头很猛。因此评论界出现了一些专家的预测：汽车工业有可能超过IT产业，成为中国国民经济最重要的支柱产业之一。其实，汽车工业的增长必将包含与汽车产业相关的IT产业的增长。例如，虽然目前在我国一汽的产品中电子产品和技术的价值含量只占10%—15%左右，但国外汽车中电子产品和技术的价值含量平均约为22%，中、高档轿车中汽车电子已占30%以上，而且这个比例还在、不断地快速增长，预期很快将达到50%。

电子信息技术已经成为新一代汽车发展方向的主导因素，汽车（机动车）的动力性能、操控性能、安全性能和舒适性能等各个方面的改进和提高，都将依赖于机械系统及结构和电子产品、信息技术间的完美结合。汽车工程界专家指出：电子技术的发展已使汽车产品的概念发生了深刻的变化。这也是最近电子信息产业界对汽车电子空前关注的原因之一。但是，必须指出的是，除了一些车内音响、视频装备，车用通信、导航系统，以及车载办公系统、网络系统等车内电子设备的本质改变较少外，现代汽车电子从所应用的电子元器件（包括传感器、执行器、微电路等）到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器（智能执行器、智能变送器）。

实际上，汽车电子已经经历了几个发展阶段：从分立电子元器件搭建的电路监测控制，经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统，现在已经进入了采用高速总线（目前至少有5种以上总线已开发使用），统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据，实现综合、智能调控的新阶段。新的汽车电子系统由各个电子控制单元（ECU）组成，可以独立操控，同时又能协调到整体运行的最佳状态。例如为使发动机处于最佳工作状态，就需要从吸入汽缸的空气流量、进气压力的测定开始，再根据水温、空气温度等工作环境参数计算出基本喷油量，同时还要通过节气门位置传感器检测节气门的开度，确定发动机的工况，进而控制，调整最佳喷油量，最后还需要通过曲轴的角速度传感器监测曲轴转角和发动机转速，最终计算出并发出最佳点火时机的指令。这个发动机燃油喷射系统和点火综合控制系统还可以与废气排放的监控系统和起动系统等组合，构筑成可使汽车发动机功率和扭矩最大化，而同时燃油消耗和废气排放最低化的智能系统。

还可以举一个安全驾驶方面的例子，出于平稳、安全驾驶的需要，仅只针对四个轮子的操控上，除了应用大量压力传感器并普遍安装了刹车防抱死装置（ABS）外，许多轿车，包括国产车，已增设了电子动力分配系统（EBD），ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天气驾驶时的稳定性。现在，国内外的一些汽车进一步加装了紧急刹车辅助系统（EBA），该系统在发生紧急情况时，自动检测驾驶者踩制动踏板时的速度和力度，并判断紧急制动的力度是否足够，如果需要，就会自动增大制动力。EBA的自控动作必须在极短时间（例如百万分之一秒级）内完成。这个系统能使200km/h高速行驶车辆的制动滑行距离缩短极其宝贵的20多米。针对车轮的还有分别监测各个车轮相对于车速的转速，进而为每个车轮平衡分配动力，保证在恶劣路面条件下各轮间具有良好的均衡抓地能力的“电子牵引力控制”（ETC）系统等。

从以上列举的两个例子可以清楚看到，汽车发展对汽车电子的一些基本要求：

1．电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠。传感器（+调理电路）+微处理器，然后再通过微处理器（+功率放大电路）+执行器的技术途径已经不再能满足现代汽车的要求，需要通过硬件集成、直接交换数据和简化电路，并提高智能化程度来确保控制单元动作的正确性、可靠性和适时性。

2．现在几乎所有的汽车的机械结构部件都已受电子装置控制，但汽车车体内的空间有限，构件系统的空间更是极其有限。理想的情况当然是，电子控制单元应与受控制部件紧密结合，形成一个整体。因此器件和电路的微型化、集成化是不可回避的道路。

3．电子控制单元必须具有足够的智能化程度。以安全气囊为例，它在关键时刻必须要能及时、正确地瞬时打开，但在极大多数时间内气囊是处在待命状态，因此安全气囊的ECU必须具有自检、自维护能力，不断确认气囊系统的可正常运作的可靠性，确保动作的“万无一失”。

4．汽车的各种功能部件都有各自的运动、操控特性，并且，对电子产品而言，大多处于非常恶劣的运行环境中，而且各不相同。诸如工作状态时的高温，静止待命时的低温，高浓度的油蒸汽和活性（毒性）气体，以及高速运动和高强度的冲击和振动等。因此，电子元器件和电路必须要有高稳定、抗环境和自适应、自补偿调整的能力。

5．与上述要求同样重要，甚至有时是关键性的条件是，汽车电子控制单元用的电子元器件、模块必须要能大规模工业生产，并能将成本降低到可接受的程度。一些微传感器和智能传感器就是这方面的典范。例如智能加速度传感器，它不仅能较好地满足现代汽车的各项需要，而且因为可以在集成电路标准硅工艺线上批量生产，生产成本较低（几美元至十几或几十美元），所以在汽车工业中找到了自己最大的应用市场，反过来也有力地促进了汽车工业的电子信息化。

二、智能传感器：微传感器与集成电路融合的新一代电子器件

微传感器、智能传感器是近几年才开始迅速发展起来的新兴技术。在我国的报刊杂志上目前所使用的技术名称还比较含混，仍然笼统地称之为传感器，或者含糊地归纳为汽车半导体器件，也有将智能传感器（或智能执行器、智能变送器）与微系统、MEMS等都归入了MEMS（微机电系统）名称下的。这里介绍当前一些欧美专著中常用的技术名词的定义和技术内涵。

首先必须说明的是，在绝大多数情况下，本文大小标题及全文中所说的传感器其实是泛指了三大类器件：将非电学输入参量转换成电磁学信号输出的传感器；将电学信号转换成非电学参量输出的执行器；以及既能用作传感器又能用作执行器，其中较多的是将一种电磁学参量形式转变成另一种电磁学参量形态输出的变送器。就是说，关于微传感器、智能传感器的技术特性可以扩大类推到微执行器、微变送器-传感器（或执行器、或变送器）的物理尺度中至少有一个物理尺寸等于或小于亚毫米量级的。微传感器不是传统传感器简单的物理缩小的产物，而是基于半导体工艺技术的新一代器件：应用新的工作机制和物化效应，采用与标准半导体工艺兼容的材料，用微细加工技术制备的。因此有时也称为硅传感器。可以用类似的定义和技术特征类推描述微执行器和微变送器。

它由两块芯片组成，一是具有自检测能力的加速度计单元（微加速度传感器），另一块则是微传感器与微处理器（MCU）间的接口电路和MCU。这是一种较早期（1996年前后）的，但已相当实用的器件，可用于汽车的自动制动和悬挂系统中，并且因微加速度计具有自检能力，还可用于安全气囊。从此例中可以清楚看到，微传感器的优势不仅是体积的缩小，更在于能方便地与集成电路组合和规模生产。应该指的是，采用这种两片的解决方案可以缩短设计周期、降低开发前期小批量试产的成本。但对实际应用和市场来说，单芯片的解决方案显然更可取，生产成本更低，应用价值更高。

智能传感器（SmartSensor）、智能执行器和智能变送器-微传感器（或微执行器，或微变送器）和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件（例如上述的微加速度计的单芯片解决方案）。因此智能传感器具有一定的仿生能力，如模糊逻辑运算、主动鉴别环境，自动调整和补偿适应环境的能力，自诊断、自维护等。显然，出于规模生产和降低生产成本的要求，智能传感器的设计思想、材料选择和生产工艺必须要尽可能地和集成电路的标准硅平面工艺一致。可以在正常工艺流程的投片前，或流程中，或工艺完成后增加一些特殊需要的工序，但也不应太多。

在一个封装中，把一只微机械压力传感器与模拟用户接口、8位模-数转换器（SAR）、微处理器（摩托罗拉69HC08）、存储器和串行接口（SPI）等集成在一个芯片上。其前端的硅压力传感器是采用体硅微细加工技术制作的。制备硅压力传感器的工序既可安排在集成CMOS电路工艺流程之前，亦可在后。这种智能压力传感器的技术和市场都已成熟，已广泛用于汽车（机动车）所需的各式各样的压力测量和控制单元中，诸如各种气压计、喷嘴前集流腔压力、废气排气管、燃油、轮胎、液压传动装置等。智能压力传感器的应用很广，不局限于汽车工业。目前，生产智能压力传感器的厂商已不少，市售商品的品种也很多，已经出现激烈的竞争。结果是智能压力传感器体积越来越小，随之控制单元所需的接插件和分立元件越来越少，但功能和性能却越来越强，而且生产成本降低很快（现在约为几美元一只）。

顺便需要说说的是，在一些中文资料中，尤其是一些产品宣传性材料中，笼统地将SmartSensor(或device)和Intelligentsensor（或device）都称之为智能传感器，但在欧美文献中是有所差别的。西方专家和公众通常认为，Smart（智能型）传感器比Intelligent(知识型)的智慧层次和能力更高。当然，知识型的内涵也在不断进化，但那些只能简单响应环境变化，作一些相应补偿、调整工作状态的，特别是不需要集成处理器的器件，其知识等级太低，一般不应归入智能器件范畴。

相信大多数读者能经常接触到的，最贴近生活的智能传感器可能要算是用于摄像头、数码相机、摄像机、手机摄像中的CCD图像传感器了。这是一种非智能型传感器莫属的情况，因为CCD阵列中每个硅单元由光转换成的电信号极弱，必须直接和及时移位寄存、并处理转换成标准的图像格式信号。还有更复杂一些的，在中、高档长焦距（IOX）光学放大数码相机和摄像机上装备的电子和光学防抖系统，特别是高端产品中的真正光学防抖系统。它的核心是双轴向或3轴向的微加速度计或微陀螺仪，通过它监测机身的抖动，并换算成镜头的各轴向位移量，进而驱动镜头中可变角度透镜的移动，使光学系统的折射光路保持稳定。

微系统（Microsystem）和MEMS（微机电系统）-由微传感器、微电子学电路（信号处理、控制电路、通信接品等）和微执行器构成一个三级级联系统、集成在一个芯片上的器件称之为微系统。如果其中拥有机械联动或机械执行机构等微机械部件的器械则称之为MEMS。

MEMS芯片的左侧给出的是制备MEMS芯片需要的基本工艺技术。它的右侧则为主要应用领域列举。很明显，MEMS的最好解决方案也是选用与硅工艺兼容的材料及物理效应、设计理念和工艺流程，也即采用常规标准的CMOS工艺与二维、三维微细加工技术相结合的方法，其中也包括微机械结构件的制作。

微传感器合乎逻辑的发展延伸是智能传感器，智能传感器自然延伸则是微系统和MEMS，MEMS的进一步发展则是能够自主接收、分辨外界信号和指令，进而能独立、正确动作的微机械（Micromachines）。现在，开发成功、并已有商业产品的MEMS品种已不少，涵盖图4所示的各大领域。其中包括全光光通信和全光计算机的关键部件之一的二维、三维MEMS光开关。

篇8

【关键词】汽车行业；电子商务；问题；策略

伴随着电子商务的迅速推广运用，网络经济取得了良好的发展，汽车行业也因此出现了巨大的变化。在新环境下，汽车制造行业、销售行业以及售后服务管理的模式明显改变了许多，且与时展的需求相符。以往的汽车行业在长时间发展过后，发展速度明显有所减缓，当前，全世界大型汽车公司均正在施行电子商务这种新型经营模式，该模式使得企业更具活力，同时汽车行业的发展变得愈加迅速。

1汽车行业电子商务当前问题

1.1消费者观念问题。现如今，电子商务在各行各业愈来愈受到人们的欢迎，我们的生活也出现了较大的变化。在当前环境下，由于网购商品比较方便，且日常生活用品在网上的价格相对而言比较便宜，故人们倾向于网上购买这些物品。对于那些珠宝首饰、化妆品等比较贵重的消费品，消费者往往会去实体店进行购买。而汽车的价格普遍比较高，故消费者通常是通过网络来进行咨询，然后去相应的店面进行选购。汽车属于大宗商品，价格高、体积大，在消费者心目中这样的“宝贝”更应该去实体店自行购买[1]。再者，由于网上具有非常多的虚假信息，实物可能与广告图片存在着较大的差异，故很多消费品倾向于眼见为实。1.2物流配送问题。物流对于电子商务而言是极为重要的，其在电子商务活动的开展过程中往往能够起到不错的效用。物流服务质量的具体情况与企业的形象紧密相关，同时还会影响消费者是否会再次在本公司来进行购买汽车。汽车商品明显比较特殊，其物流配送环境通常会受到诸多因素的干扰，比如配送不及时、配送信息未能及时更新以及费用较高等等。在这些因素的制约下，使得消费者很难迅速掌握好汽车的相关信息，同时由于物流配送的费用不少，故很多消费者可能会放弃这次交易。这些物流配送方面的问题均会打消消费者网购汽车的热情。1.3汽车电商人才比较少。对于新兴产业而言，人才资源是极为关键的。要想更好地满足市场对于汽车电商人才的需求，那么各大高校则非常有必要开展各种电子商务类的课程，只有这样才有助于培养出更多的专业型人才。然而该过程是需要长时间才能完成的。同时，由于汽车行业电子商务人才需要掌握有各个方面的知识和内容，比如计算机、网络技术以及汽车专业知识等等。此外，很多高校并没有安排相应的电子商务课程，使得电子商务人才明显偏少。1.4服务问题。消费者的满意程度与服务水平有着密切的联系，与低价格一样，其能够更好地吸引消费者。当全部汽车企业的产品以及价格保持一致时，那么服务情况将能够在很大程度上决定着消费者的购买意愿。在这种情况下，一旦服务环节做的不是很好，那么该项交易则很难进行下去。汽车销售服务通常存在着一些问题，比如在实体店，消费者往往能够感受到非常舒适的服务，但是电子商务服务很难达到这项要求，因为电子商务服务未能提供面对面之间的交流。再者，伴随着社会经济的迅速发展以及人民生活水平的持续改善，消费者们越来越注重售后服务的质量，然而电子商务服务很难保证好售后服务质量，故消费者的权益则可能会受到侵害。

2解决汽车行业电子商务现存问题的对策

2.1企业应培养汽车消费者的消费习惯和电商信心。要驱动一个汽车电商行业，企业需要专注，努力和坚持[2]。汽车电商要想取得成功，那么就应该最大程度将汽车经销商、汽车厂商以及消费者这三者结合起来，从而制定出最适宜的发展计划。从当前汽车电子商务的发展情况来分析，不难发现其发展速度与销售模式与网民的消费习惯有着较大的关联，而要想繁杂的销售模式能够顺利施行下去，且可以培养出相应的消费习惯，那么企业就需要耐心做好各项工作。同时，还非常有必要改进和优化电子商务的相关法律法规，以此来确保消费者的权益不会受到侵害，企业还应该采取一系列措施来确保网上交易变得愈加安全可靠。2.2培养汽车行业电商人才。人才对于行业的发展而言有着重大的意义。在当前环境下，汽车行业的人才数量明显已经符合市场发展的需求，电子商务方面的人才也在持续增多，然而在这两方面均有着不错表现的人才明显比较紧缺，同时，各高校人才的培养往往需要花费较长时间，故要想妥善处理这种问题，那么就应该针对汽车行业人才展开电商知识的培训活动，让电商行业的部分人才学习一些汽车行业知识。2.3改进和优化汽车行业电子商务服务。现如今，行业竞争变得愈加白热化。买车就等于买服务，只有好的服务才能使商家赢得消费者[3]。良好的服务能够为企业带来更多的效益，同时企业的形象也会因此而提升许多。首先，汽车企业可以设置网上语音客服功能，这样就能够很好地把握对方的具体态度，同时也能够让客户体验到更加优质的服务。再者，企业还需要构建出一套合理的服务体系。保证售前、售中、售后均提供一样的优质服务，不忽视任何环节的服务[4]。这样能够在一定程度上摒除消费者的疑虑。同时，相关企业还应该针对服务人员展开相应的培训活动，促使他们的综合素养不断提升。2.4消除消费者的疑虑，促使消费者养成网上购车习惯。消费者网上购车的意愿直接关乎到汽车电子商务的发展速度。要想促使消费者与商家展开网上交易，那么就需要消除消费者们的疑虑。首先，汽车电子商务企业需要做好相应的宣传工作，与传统媒体进行协作，让广大群众知晓这项领域，比如可以通过电视、报纸来进行大范围宣传；其次，汽车电子商务企业还可以创建自身的电子商务网站，相关工作人员务必严格按照相关要求来构建网站，将那些大量的、真实有用的信息呈现在网站上，这样消费者将能够更加方便地获取到有关信息。2.5加强汽车电子商务网上交易安全。众所周知，网上交易往往会面临着一定的风险，汽车电子商务企业要想促使自身的电子商务交易安全性不断提高，那么就应该注重消费者的安全教育与宣传，进一步强化人们的安全防范意识。消费者在进行网上购物的时候，务必选取那些可靠性较强的网站来进行交易，比如淘宝、天猫、京东等。再者，消费者还应该注重网上交易支付方式的选取，对于那些信誉并不是很好的商家，那么最好通过支付宝与财付通来进行付款。同时消费者还需要定期对计算机进行杀毒处理，采取各种针对计算机病毒的防范措施，以此来避免自身的银行账号密码与电子信息资料被他人所窃取。最后，相关政府部门也需要落实相应的制度体系，做好监管工作，从而在一定程度上避免违法行为的出现，这样消费者才会愿意进行网上购车。

3结束语

当前，汽车行业电子商务虽然取得了不错的进展，但是依然存在着一些问题。而企业要想促使汽车行业电子商务能够持续发展下去，那么就应该转变自身的观念，施行各种有效措施，推动汽车行业电子商务的发展。

作者:张克 单位:同济大学汽车学院

参考文献

[1]李金花.我国汽车电子商务存在的问题及对策浅议[J].四川职业技术学院学报,2013(3):29-31.

[2]吕思瑾.电子商务下的汽车网络营销策略分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2014(3):126-127.

篇9

[摘要]电子技术在现代汽车上应用越来越广泛,电子技术的应用对于改进汽车性能、提高行驶安全、降低污染、节约能源有着非常重要的作用。文章就现代汽车电子技术的应用、发展趋势及应用前景进行了综述。

[关键词]电子技术微处理器电子控制装置汽车传感器

随着微电子技术的不断发展,车辆中的电子自动化程度越来越高。可以说,机械技术构成了现代车辆的筋骨,电子技术则构成了现代车辆的神经中枢。汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志,是用来开发新车型,改进汽车性能最重要的技术措施。增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是汽车制造商夺取未来汽车市场的重要的有效手段。

汽车电子技术主要包括硬件和软件方面的内容:硬件包括微处理器及其接口、执行部件、传感器等;软件主要是以汇编语言及其他高级语言编制的各种数据采集、计算判断、报警、程控、优化控制、监控、自诊断系统等程序。

特别是微处理器的出现给汽车的电子自动化程度带来了革命性的变化,车辆上微处理器的使用数量激增,电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例越来越大。例如,一些豪华轿车上,使用单片微型计算机的数量已经达到50个左右,电子产品占到整车成本的50%以上,微处理机将更广泛地应用于汽车安全、环保、发动机、传动系统、速度控制和故障诊断中,目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。

一、电子技术在现代汽车中的应用

按照对汽车行驶性能作用的影响划分,可以把汽车电子产品归纳为两类:一类是汽车电子控制装置,汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用,即所谓“机电结合”的汽车电子装置;它们包括发动机、底盘、车身电子控制。例如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制、防滑控制、牵引力控制、电子控制悬架、电子控制自动变速器、电子动力转向等,另一类是车载汽车电子装置,车载汽车电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置,它和汽车本身的性能并无直接关系。它们包括汽车信息系统(行车电脑)、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。

1.在发动机上的应用

现代汽车发动机的基本功能没有根本变化,但引入了大量的电子控制装置,极大地改进了车辆的排放性能、燃油经济性和耐用性。发动机电子控制系统包括很多电子控制装置,电子燃油喷射和点火装置是其重要组成部分,除此外,还有自适应控制装置、智能控制装置及自诊断操作装置等。

现代汽车上,电子控制燃油喷射装置,因其优越的性能,已得到普及。这种新型燃油喷射装置可以自动保证发动机始终工作在最佳状态;电子点火装置(ElectronicSparkAdvance,ESA)由计算机、传感器及其接口、执行机构等部分构成。该装置可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断,然后进行点火时刻调节。在输出一定功率的条件下最大限度地节约燃油和净化空气。

各公司相继研制成功了多种新技术,并且投入了使用,取得了很好的效果。例如,由RobertBosch公司制造的计算机控制系统使用嵌入式微处理器技术实时监测发动机运转情况,确保喷射燃油量恰到好处,使燃油喷射量刚好满足要求,对清洁这些发动机大有帮助。

特别是电控直接喷射和共轨燃油系统两项技术的突破,催生了具有优良性能的新型柴油机的出现。这些新型柴油机电控、加速性良好、气味不浓也不产生烟尘、行程大并且耐用。

在通常的柴油机中,喷油泵在同一时间射出所有燃油,其结果就是产生柴油机标志性的乓乓的敲击声。在直接喷射时,燃料射入之前先有一小部分先行射入,这样当燃料射入时产生的敲击声会变得柔和。与此同时也可以降低燃烧温度,减少NOx(氮氧化物)的排放量。

共轨燃油系统的作用则在于它可以更好地控制燃油数量和喷射定时。共轨系统有一个高压泵,当喷油嘴开启时,高压使燃油产生很好的薄雾使得燃烧更加充分,同时还减少了尾气排放。

现代汽车的各种性能(燃油经济性、排放、驾驶性能和功率等)越来越好,而使这一切成为现实的正是电子技术与计算机辅助设计的结合。

2.在底盘上的应用

底盘电子控制系统包括很多电子控制装置,电子控制自动变速器(Electronic-C0ntrolledAutomaticTransmission,ECAT)是其重要组成部分。现在许多轿车的自动变速器是电子控制的,电子控制也就是微处理器控制。

自动变速器主要由液力变矩器和行星齿轮变速器组成,微处理器根据传感器输入信号和开关信号,通过电磁阀控制换档和变矩器锁止这两个工作过程,达到自动变档的最佳控制精度。发动机曲轴与变矩器涡轮之间通过离合器接合的装置也称为变矩器锁止,其作用是减轻变矩器涡轮与叶轮之间的打滑现象,改善燃油经济性。ECAT优点是加速性能好、灵敏度高、能准确地反映车辆行驶负荷和道路条件等。

自动变速器的电子控制装置是由信号输入系统、计算系统和控制信号输出系统这三部分组成。信号输入系统有:变速器输入速度传感器、变速器输出速度传感器、发动机冷却温度传感器、节气门位置传感器、发动机曲轴转速传感器、油温度传感器、歧管压力开关、制动开关等信号。这些信号反馈到ECU(在通用汽车上称为PCM-动力传动控制组件),在ECU进行计算然后输出控制信号,通过换档电磁阀、离合器电磁阀等控制换档和锁止动作。微处理器接到传感器反馈信号后,根据程序计算的结果发出控制信号接通变矩器的离合器电磁阀电源,驱使电磁阀启动,使离合器接合;如果切断离合器电磁阀电源则离合器分离。ECU是根据汽车行驶状态来操纵电磁阀通电开关开启或关闭的。当汽车速度比较慢或停止时,ECU不启动电磁阀,当汽车速度达到一定值时,ECU就会启动电磁阀使离合器接合。微处理器接到传感器反馈信号后,根据汽车车速、发动机转速及工作温度、节气门位置、歧管真空度、选档位置等输入信号参数选择换档。ECU根据即时变速杆的位置,对照参数计算选择最佳的档位位置,发出控制信号驱动换档电磁阀,令变速器换档。

通用、福特、丰田等等大厂商采用的自动变速器电子控制系统,根据与其连接的变速器和发动机的不同型号而不同,每个系统中的元件和系统的工作过程也随着不同的变速器而有所变化,但其基本的工作方式及基本部件还是一样的。

除此外,还有电子稳定智能控制装置(ElectronicStabilitvPro-gram,ESP)、电控悬架操作装置等。ESP将多种功能整合在一起,并在此基础上进行了扩展。与其他牵引力控制系统比较,电子稳定控制程序不但控制汽车驱动轮,而且可控制从动轮。通过安装在车辆上的轮速传感器、侧向加速度传感器和横摆角速度传感器,电子稳定控制程序能对车辆的状态进行实时监控,当感应到轮胎与地面失去附着力,车辆存在侧滑危险时,电子稳定控制程序会快速而有选择地对需要制动的车轮实施独立操作或降低发动机输出,以使车辆行驶方向尽可能保持与驾驶员的预期相一致,从而提升车辆在各种工况下的方向稳定性及可控性。

目前电控悬架,汽车的悬架系统一般是弹簧刚度和减振器阻尼特性不能改变的被动悬架,它不能根据使用工况和路面输入的变化进行控制和调整,故难以满足平顺性和操纵稳定性的更高要求5近年来,随着电控和随动液压技术的发展,弹簧刚度和减振器阻尼特性参数可调的电控主动和半主动悬架,在汽车上逐步得到应用和发展。

3.整车控制技术

整车控制技术包括车身电子控制、驾驶电子控制等系统。汽车车身电子控制技术所涉及的内容很多,主要包括对汽车照明灯和转向信号灯的电子控制、对电动座椅、电动门窗、电动门锁、自动雨刮等的电子控制以及多媒体系统等。目的是保证视野性、方便性、舒适性、娱乐性、通信功能等。目前车身电控技术呈现如下的发展趋势:进一步满足用户个性化的需求;先进的驾驶和乘坐信息系统,如车辆遥控检测、智能型防盗、乘座适应性控制、42V电子系统、环保设计系统等等。

传统的机械和液力驾驶控制系统由于结构的原因(间隙、运动惯量等),从控制指令发出到指令执行会有一定的延迟,这在极限情况下是不能允许的。电控驾驶控制系统是没有机械和液力后备系统的,电控驾驶控制系统主要由三部分组成:控制系统、执行系统、通讯系统。控制系统的功能是根据驾驶员的意图和车辆行驶状况,对执行器给出执行的设定值。执行系统的功能是在控制系统的控制下,完成具体的执行动作(转向、制动等)。驾驶电子控制技术在现代汽车中,已大量使用,完全取代传统的机械和液力驾驶控制系统是必然趋势。

4.主被动安全系统

汽车的操纵稳定性和安全性是衡量汽车性能的重要指标。电子控制技术的引入为汽车的稳定性和安全性提供了保障。

提高汽车的操纵稳定性,过去一直局限于通过改进轮胎、悬架、转向与传动系的性能来实现。随着计算机、传感器和执行机构的迅速发展,研发了各种显著改善操纵稳定性和安全性的电子控制系统如防抱死制动系统(Anti-LockBrakingSystem,简称ABS)、牵引力控制系统(TractionControlSystem,简称TCS,也称ASR)、四轮转向系统(4WS)、车辆动力学控制系统(VehicleDynamicControl,简称VDC,也称VSC、ESP)。其中,VDC是在ABS和TCS的基础上,增加转向行驶时横摆运动的角速度传感器,通过ECU控制各个车轮的驱动力和制动力,确保汽车行驶的横向稳定性,防止转向时车辆被推离弯道或从弯道甩出。

轮胎压力检测系统(TirePressureM0nit0ringSystem,简称TPMS)是在每一个轮眙上安装高灵敏度的传感器,在行车状态下实时监视轮胎的各种数据,通过无线方式发射到接收器,并在显示器上显示各种数据,任何原因(如铁针扎入轮胎、气门芯漏气)等导致的轮胎漏气、温度升高,系统都会自动报警,从而确保行驶中的安全,延长轮胎的使用寿命。

为了保证行车安全,安全气囊和座椅安全带控制系统是必不可少的。安全气囊的合理触发以及座椅安全带的及时束紧,需要安全系统对行驶状况的及时监测和判断。安全气囊和座椅安全带控制系统将采用越来越多的先进电子传感器、控制芯片以及电子控制装置。

二、电子技术在现代汽车中的发展趋势

随着高性能传感器、微处理器的研制成功以及网络、总线技术的完善,汽车电子技术将向集中综合控制和网络化方向发展。

1.集中综合控制

目前汽车电子技术向集中综合控制方向发展。例如,将发动机管理系统和自动变速器控制系统,集成为动力传动系统的综合控制(PCM);将制动防抱死控制系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)和驱动防滑控制系统(ASR)综合在一起进行制动控制;通过中央底盘控制器,将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接。控制器通过复杂的控制运算,对各子系统进行协调,将车辆行驶性能控制到最佳水平,形成一体化底盘控制系统(UCC)。汽车的机械结构还将发生重大的变化,汽车的各种操纵系统向电子化和电动化发展,实现“线操控”。用导线代替原来的机械传动机构,例如“导线制动”、“导线转向”、“电子油门”等。

随着汽车电子装置越来越多,消耗的电能正在大幅度地增加。现有的12伏动力电源,已满足不了汽车上所有电气系统的需要,汽车12伏供电系统需向42伏转化。今后将采用集成起动机-发电机42伏供电系统,发电机最大输出功率将会由目前的1千瓦提高到8千瓦左右,发电效率将会达到80%以上。42伏汽车电气系统新标准的实施,将会使汽车电器零部件的设计和结构发生重大的变革,机械式的继电器、熔丝式保护电路将被淘汰。

2.网络化

汽车上的电子电器装置数量急剧增多,为了减少连接导线的数量和重量,网络、总线技术十分重要。集中综合控制要求有一个庞大而复杂的信息交换与控制系统,车用计算机的容量要求更大,计算速度要求更高。采用高速数据传输网络日益显得必要。光导纤维可为此传输网络提供传输介质,以解决电子控制系统防电磁干扰的问题。通讯线将各种汽车电子装置连接成为一个网络,通过数据总线发送和接收信息。电子装置除了独立完成各自的控制功能外,还可以为其他控制装置提供数据服务。由于使用了网络化的设计,简化了布线,减少了电气节点的数量和导线的用量,使装配工作更为简化,同时也增加了信息传送的可靠性。通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置,读取故障码对其进行故障诊断,使整车维修工作变得更为简单。

三、结束语

汽车电子技术的应用将使汽车更加智能化和舒适。智能汽车装备有多种传感器,能够充分感知驾车者和乘客的状况,交通设施和周边环境的信息,判断乘员是否处于最佳状态,车辆和人是否会发生危险,并及时采取对应措施。今天,社会进入了信息网络时代,汽车已不仅仅是一种代步工具,人们已可以在汽车上收听广播,打电话,上互联网,处理工作。随着数字技术的进步,具有信息处理、通讯、导航、防盗、语言识别、图像显示和娱乐等功能的车载计算机多媒体系统的开发,汽车也将步入多媒体时代。可以预见到的将来,汽车装置自动导航和辅助驾驶系统,驾驶员可把行车的目的地输入到汽车电脑中,汽车就会沿着最佳行车路线行驶到达目的地。人们可以通过语言识别系统操纵着车内的各种设施,一边驾驶着汽车,一边欣赏着音乐电视,还可上网预定饭桌、机票等。

[参考文献]

[1]魏万云:《浅谈当代电子技术的发展》,《中国科技信息》2005年第5期。

[2]张凡、殷承良:《现代汽车电子技术及奠在仪表中的应用》,《客车技术与研究》2006年。

[3]刘艳梅:《电子技术在现代汽车上的发展与应用》,《中国科技信息》2006年第1期。