本科毕业论文（设计）：汽车电子技术的发展现状与展望.doc

1、甘肃畜牧工程职业技术学院毕 业 论 文汽车电子技术的发展现状与展望系 别： 车辆工程系 专 业： 汽车电子技术 班 级: 汽电 11.1 班 学生姓名: 指导教师： 完成时间： 2013 年 10 月 15 日 目录摘要 .1Abstract.2第一章 汽车电子的技术概况 .31.1 汽车电子技术的发展概况 .31.1.1 汽车电子技术回顾 .41.1.2 现代汽车电子技术 .5第二章 汽车电子技术的应用现状与发展趋势 .72.1 汽车电子技术的应用现状 .72.2 汽车电子技术的发展趋势 .72.3 汽车电子技术的应用将使汽车发生以下主要变化 .102.4 我国汽车电子行业呈现的七大特点分析

2、 .11第三章 汽车电子系统开发方案的介绍 .133.1 车控电子产品的开发流程 .133.2 车控电子产品软件开发流程 .133.3 车控电子产品代码生成过程 .143.4 汽车电子系统划分 .14结 论 .16致 谢 .17参考文献 .180摘要随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越广泛，汽车电子化的程度也越来越高。汽车电子技术是汽车技术与电子技术相结合的产物。可以说，今天的汽车已经进入电子控制的时代，而这一切都依赖于电子技术的发展。技术创新能力成为竞争取胜的关键。世界各大汽车公司已把主攻方向转向以微电子技术和信息技术为代表的高新技术，开发研制各种新车型，以此

3、占领技术制高点。 国外专家预测，汽车上装备的电子装置成本将占汽车整车成本的 15%以上。汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展， “电子汽车”走向未来。 关键词： 汽车技术 汽车智能系统 智能化装置1AbstractThe auto industry and electronic industry development, in the modern bus, electronic technology used more widely, automobile electronic degree more and more is also high. Automobile ele

4、ctronic technology is auto technology and electronic techniques. Can say, todays cars have entered the electronic control period, but it all depends on the development of electronic technology. Foreign experts predict, bus equipment electronic device cost will account for more than 15% of the auto c

5、ost. Cars will be mechanical products from pure to advanced mechtronie product direction, “electronic car“ into the future.Key words: utomotive TechnologyAutomobile intelligence system Intelligent device 2第一章 汽车电子的技术概况1.1 汽车电子技术的发展概况汽车电子技术已经全面覆盖汽车行业。如今的汽车先进的技术都于电子技术挂钩：电喷发动机、电动车窗、电动座椅、电控车身稳定系统、电子显示屏、

6、电控悬架等等。而如今的汽车都配备了一个电脑ECU 来调节整个汽车的运行，汽车电子技术已经成了汽车技术进步的最大源泉。汽 车 本 来 是 主 要 偏 向 于 机 械 配 合 的 一 项 技 术 ， 可 就 在 近 几 十 年 随 着 电 子技 术 的 迅 猛 发 展 ， 各 行 各 业 都 开 始 提 倡 机 电 一 体 化 。 汽 车 也 不 例 外 ， 如 今 的汽 车 技 工 如 果 还 停 留 在 以 前 的 纯 经 验 积 累 式 修 车 ， 那 也 只 能 证 明 他 从 事 汽 车行 业 的 时 间 很 久 了 而 已 。 如 今 的 汽 车 上 都 是 动 辄 数 百 个 电 子

7、 元 件 ， 数 以 捆 计的 汽 车 线 路 控 制 着 汽 车 多 个 部 门 的 协 调 工 作 ， 国 外 专 家 预 测 未 来 3-5 年 内汽 车 上 装 用 的 电 子 装 置 成 本 将 占 汽 车 整 车 成 本 的 25%以 上 ， 汽 车 将 由 单 纯 的机 械 产 品 向 高 级 的 机 电 一 体 化 产 品 方 向 发 展 ， 成 为 所 谓 的 “电 子 汽 车 ”。 当 然 汽 车 并 不 是 以 前 跟 电 路 豪 无 关 系 ， 归 结 起 来 ， 早 期 的 汽 车 电 路 主 要 是 能量 的 转 换 ， 如 今 的 电 子 技 术 主 要 在 于

8、汽 车 整 体 的 控 制 。 点 火 系 统 回 顾 一 下 汽 车 上 最 早 的 电 路 非 汽 油 机 的 点 火 系 统 莫 属 。 要 点 燃 汽 缸 里 的汽 油 ， 就 必 须 不 停 的 产 生 火 花 ， 于 是 那 时 候 的 科 学 家 利 用 了 电 磁 感 应 原 理 在汽 车 内 用 线 圈 制 造 了 一 个 小 型 变 压 器 使 火 花 塞 瞬 间 能 产 生 极 高 的 电 压 而 点 火 ，这 项 技 术 在 现 代 的 汽 车 上 依 然 通 用 。起 动 系 统 另 外 一 项 早 期 的 汽 车 与 电 路 相 关 的 非 起 动 机 莫 属 ，

9、早 期 的 汽 车 都 是 用 手摇 式 起 动 （ 就 像 如 今 的 部 分 拖 拉 机 ） ， 但 手 摇 式 对 于 女 性 很 不 方 便 。 于 是 就又 了 起 动 机 的 发 明 ， 据 传 ， 起 动 机 的 发 明 是 由 于 一 起 事 故 的 发 生 。 一 位 英 国绅 士 帮 一 位 半 路 熄 火 的 凯 迪 拉 克 姑 娘 起 动 汽 车 时 ， 起 动 杆 反 打 导 致 这 位 绅 士死 亡 ， 而 这 位 绅 士 正 是 当 时 通 用 老 总 的 好 朋 友 ， 于 是 一 场 技 术 攻 坚 战 在 老 总的 下 令 下 开 始 展 开 ， 起 动 机

10、 通 过 电 能 转 化 为 推 动 飞 轮 旋 转 的 机 械 能 的 工 作 形式 也 确 立 了 下 来 。 如 今 的 起 动 机 依 然 是 这 样 的 工 作 原 理 ， 只 是 做 工 和 耐 久 度上 更 加 完 善 了 而 已 。 在 很 长 的 一 段 时 间 内 ， 汽 车 上 的 电 子 技 术 也 仅 仅 局 限3于 电 机 带 动 的 工 作 方 面 ， 可 以 说 很 长 一 段 时 间 内 ， 汽 车 仅 仅 是 一 个 带 了 几 个电 路 的 “纯 ”机 械 怪 兽 而 已 。 但 随 着 科 学 家 对 电 子 技 术 的 突 破 发 展 ， 汽 车 电子

11、 技 术 也 迎 来 了 春 天 。1.1.1 汽车电子技术回顾车 电 子 技 术 的 发 展 及 其 大 规 模 地 应 用 是 从 20 世 纪 70 年 代 末 开 始 的 ，从 20 世 纪 70 年 代 到 80 年 代 ， 大 致 经 历 了 3 个 发 展 阶 段 。 第 一 个 发 展 阶 段 为 1971 年 以 前 ， 开 始 生 产 技 术 起 点 较 低 的 交 流 发 电 机 、电 压 调 节 器 、 电 子 闪 光 器 、 电 子 喇 叭 、 间 歇 刮 水 装 置 、 汽 车 收 音 机 、 电 子 点火 装 置 和 数 字 钟 等 。 第 二 个 发 展 阶 段

12、 为 1974 1982 年 ， 以 集 成 电 路 和 16 位 以 下 的 微 处 理器 在 汽 车 上 的 应 用 为 标 志 。 主 要 包 括 电 子 燃 油 喷 射 、 自 动 门 锁 、 程 控 驾 驶 、高 速 警 告 系 统 、 自 动 灯 光 系 统 、 自 动 除 霜 控 制 、 防 抱 死 系 统 、 车 辆 导 向 、 撞车 预 警 传 感 器 、 电 子 正 时 、 电 子 变 速 器 、 闭 环 排 气 控 制 、 自 动 巡 航 控 制 、 防盗 系 统 、 实 车 故 障 诊 断 等 电 子 产 品 。 这 期 间 最 具 代 表 性 的 是 电 子 汽 油

13、喷 射 技术 的 发 展 和 防 抱 死 (ABS)技 术 的 成 熟 ， 使 汽 车 的 主 要 机 械 功 能 用 电 子 技 术 来控 制 。 但 是 ， 在 此 阶 段 机 械 与 电 器 的 联 接 并 不 十 分 理 想 。 第 三 个 发 展 阶 段 为 1982 1990 年 ， 微 电 脑 在 汽 车 上 的 应 用 日 趋 可 靠 和成 熟 ， 并 向 智 能 化 方 向 发 展 。 开 发 的 产 品 有 胎 压 控 制 、 数 字 式 油 压 计 、 防 睡器 、 牵 引 力 控 制 、 全 轮 转 向 控 制 、 直 视 仪 表 板 、 声 音 合 成 与 识 别 器

14、 、 电 子 负荷 调 节 器 、 电 子 道 路 监 视 器 、 蜂 窝 式 电 话 、 可 热 式 挡 风 玻 璃 、 倒 车 示 警 、 高速 限 制 器 、 自 动 后 视 镜 系 统 、 道 路 状 况 指 示 器 、 电 子 冷 却 控 制 和 寄 生 功 率 控制 等 。 从 2005 年 开 始 ， 可 以 说 进 入 了 汽 车 电 子 技 术 的 第 四 个 发 展 阶 段 。 微 波系 统 、 多 路 传 输 系 统 、 ASKS-32 位 微 处 理 器 、 数 字 信 号 处 理 方 式 的 应 用 ， 使通 讯 与 导 向 协 调 系 统 、 自 动 防 撞 系 统

15、 、 动 力 最 优 化 系 统 、 自 动 驾 驶 与 电 子 地图 技 术 得 到 发 展 ， 特 别 是 智 能 化 汽 车 的 出 现 。 当 然 目 前 第 三 代 技 术 有 些 我 们都 还 没 办 法 实 现 。 汽 车 电 子 化 是 现 代 汽 车 发 展 的 重 要 标 志 。 从 现 代 汽 车 上 所 使 用 的 电 子 设备 的 价 格 比 例 看 ， 欧 美 汽 车 上 所 用 的 电 子 设 备 的 价 格 已 占 到 整 车 价 格 的415% 20%， 而 我 国 生 产 的 汽 车 ， 目 前 所 用 的 电 子 设 备 的 价 格 只 占 到 整 车 价

16、 格的 2.5%。 从 世 界 汽 车 电 子 市 场 的 销 售 来 看 ， 1991 年 ， 每 辆 汽 车 平 均 消 耗 电子 产 品 的 费 用 只 占 到 整 车 的 10%， 1998 年 则 接 近 15%， 而 2003 年 已 经 提 高到 20%， 某 些 车 型 则 更 高 。 现 代 汽 车 电 子 技 术 的 应 用 不 仅 提 高 了 汽 车 的 动 力性 、 经 济 性 和 安 全 性 ， 改 善 了 汽 车 行 驶 的 稳 定 性 和 舒 适 性 ， 推 动 了 汽 车 产 业的 发 展 ， 而 且 还 为 电 子 产 品 开 拓 了 更 加 广 阔 的 市

17、场 ， 从 而 推 动 了 电 子 产 业 的发 展 。 作 为 汽 车 产 业 和 电 子 产 业 结 合 的 产 物 ， 汽 车 电 子 产 业 的 发 展 已 经 驶 上了 快 车 道 。1.1.2 现代汽车电子技术汽 车 电 子 是 车 体 汽 车 电 子 控 制 装 置 和 车 载 汽 车 电 子 控 制 装 置 的 总 称 。 车体 汽 车 电 子 控 制 装 置 ， 包 括 发 动 机 控 制 系 统 、 底 盘 控 制 系 统 和 车 身 电 子 控 制系 统 （ 车 身 电 子 ECU） 。 汽 车 电 子 最 重 要 的 作 用 是 提 高 汽 车 的 安 全 性 、 舒

18、适性 、 经 济 性 和 娱 乐 性 。 用 传 感 器 、 微 处 理 器 MPU、 执 行 器 、 数 十 甚 至 上 百 个电 子 元 器 件 及 其 零 部 件 组 成 的 电 控 系 统 。 汽 车 电 子 化 被 认 为 是 汽 车 技 术 发 展 进 程 中 的 一 次 革 命 ， 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 。 汽 车 制 造 商 认 为 增 加 汽 车 电 子 设 备 的 数 量 、 促 进 汽 车电 子 化 是

19、夺 取 未 来 汽 车 市 场 的 重 要 的 有 效 手 段 。 据 统 计 ， 从 1989 年 至 2000 年 ， 平 均 每 辆 车 上 电 子 装 置 在 整 个 汽 车 制 造成 本 中 所 占 的 比 例 由 16%增 至 23%以 上 。 一 些 豪 华 轿 车 上 ， 使 用 单 片 微 型 计算 机 的 数 量 已 经 达 到 48 个 ， 电 子 产 品 占 到 整 车 成 本 的 50%以 上 ， 目 前 电 子技 术 的 应 用 几 乎 已 经 深 入 到 汽 车 所 有 的 系 统 。 按 照 对 汽 车 行 驶 性 能 作 用 的 影 响 划 分 ， 可 以 把

20、 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

21、车 电 子 装 置 是 在 汽 车 环 境 下 能 够 独 立 使 用 的 电 子 装 置 ， 它5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 。 目 前 电 子 技 术 发 展 的 方 向 向 集 中 综 合 控 制 发 展 ： 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

22、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） 。 由 于 汽 车 上 的 电 子 电 器 装 置 数 量 的 急 剧

23、增 多 ， 为 了 减 少 连 接 导 线 的 数 量和 重 量 ， 网 络 、 总 线 技 术 在 此 期 间 有 了 很 大 的 发 展 。 总 线 技 术 是 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 它 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

24、 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 。6第二章 汽车电子技术的应用现状与发展趋势随 着 汽 车 工 业 与 电 子 工 业 的 不 断 发 展 ， 在 现 代 汽 车 上 ， 电 子 技 术 的 应 用越 来 越 广 泛 。 可 以 说 ， 今 天 的 汽 车 已 经 进 入 了 电 脑 控 制 的 时 代 。电 子 技 术 在 汽 车 上 最 初 的 应 用 始 于 50

25、年 代 人 们 开 始 在 汽 车 上 安 装 的 电子 管 收 音 机 ， 60 年 代 初 ， 汽 车 上 应 用 了 硅 整 流 交 流 发 电 机 和 晶 体 管 调 节 器 ，到 60 年 代 中 期 ， 汽 车 上 开 始 采 用 晶 体 管 电 压 调 节 器 和 晶 体 管 点 火 装 置 。 但更 多 地 应 用 电 子 技 术 则 是 在 70 年 代 以 后 为 解 决 汽 车 安 全 、 污 染 和 节 油 三 大问 题 而 出 现 的 。 70 年 代 中 期 ， 微 机 在 汽 车 上 得 以 应 用 ， 给 汽 车 工 业 带 来 了 划时 代 的 变 革 。 国

26、 外 专 家 预 测 汽 车 上 装 用 的 电 子 装 置 成 本 将 占 汽 车 整 车 成 本 的15 以 上 ； 汽 车 将 由 单 纯 的 机 械 产 品 向 高 级 的 机 电 一 体 化 产 品 方 向 发 展 ， 成为 所 谓 的 “电 子 汽 车 ”。2.1 汽车电子技术的应用现状汽车电子技术目前发展的特征：汽车电子技术经过较长的时间积累后，目前正处于全面快速发展的阶段，其特征主要体现在：功能多样性。从最初的发动机电子点火与喷油，发展到如今的各种控制功能，如自动巡航、自动启停、自动避撞等技术一体化。从最初的机电部件松散组合到如今的机液电磁一体化，如直喷式发动机电控共轨燃料喷射

27、系统。系统集成化。从最初单一控制发展到如今的多变量多目标综合协调控制，如动力总成综合控制、集成安全控制系统等。通信网络化。从初期的多子系统分别工作到如今的分布式模块化控制器局部网络，如以 CAN 总线为基础的整车信息共享的分布式控制系统，以及无线通信为基础的远程高频网络通信系统。2.2 汽车电子技术的发展趋势在过去 10 年里，汽车工业发生了两个显著变化。一是，增长的基点正在从经欧美市场向以亚洲国家为主的发展中地区市场转移。数据显示，20072012年亚洲和欧洲将会主导全球汽车产量的 89，BRICs 和亚洲的其他国家将成为汽车消费的主力军。二是，在市场成熟的欧美国家，汽车的性能的提高更多地依

28、赖于电子技术。有研究表明，从 1989 年至 2005 年，电子设备在整车制造成7本所占比例，由 16增至 30以上。而目前每部新车的 IC 的成本约在 310 美元左右，估计到 2010 年将增长到 350 美元左右。无论是市场重心向发展中国家转移，还是技术重心向电子技术倾斜，都将势必影响到汽车电子发展的方向。而且，其技术本身也将面临着来自性能、安全以及环保法规多方面的苛刻要求。今后 10 年，电子技术在汽车工业中扮演着多大的作用，它又应该如何承担起汽车电子化的重任？20 世纪 90 年代，汽车电子技术进入了其发展的第三个阶段，这是对汽车工业的发展最有价值、最有贡献的阶段，也将是优化人汽车环

29、境的整体关系最为重要的阶段。超微型磁体、超高效电机及集成电路的微型化，为汽车上的集中控制提供了基础(例如制动、转向和悬架的集中控制以及发动机和变速器的集中制)。同时，智能化集成传感器和智能执行机构将付诸实用，数字式信号处理方式将应用于声音识别、安全碰撞、适时诊断和导航系统等。 未来的智能化集成传感器，不仅应能提供用于模拟和处理的信号，而且还能对信号做放大和处理。同时，它还能自动进行时漂、温漂和非线性的自校正，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，保证传感器信号的质量不受影响，即使在特别严酷的使用条件下，仍能保持较高的精度。它还具有结构紧凑、安装方便的优点，从而免受机械特性的影响。微处理机已广泛地应

30、用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。目前，美国汽车用微处理机，8 位的占多数，约占总量的 65%。16 位和 32 位微处理机正在迅速地扩大市场；近两年来，16 位的用量增加约 50%，而 8 位的只增加 11%。随着汽车电子技术应用的增加，对有关控制软件的需求也将会增加，并可能要求进一步计算机联网。因此，要求使用多种软件，并开发出通用的高水平语言，以满足多种硬件的要求。到 2000 年，汽车计算机总的单台处理能力将达到现在典型计算机主机的水平。轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件。软件总数的增加及其功能的提高，将使计算机能够完成越来越复杂的任务。多通道传输技术多通道传输技术的采用，对电子控制集成化的实现是十分必要和有效的。采用这种技术后，使各个数据线成为一个网络，以便分享汽车中心计算机的信息。微处理机可通过网络接收其他单元的信号。传感器和执行机构之间要有一个新式接口，以便与多通道传输系统相联系。集成化技术汽车