汽车电子论文精选(九篇)

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第1篇：汽车电子论文范文

MC9S12XE系列单片机于2009年9月推向市场，经过几年的市场考验，其应用已日趋成熟化。飞思卡尔公司为确保此系列单片机产品供货的长期性和稳定性，提供了业内领先的长期市场供货计划，保证最短15年的供货期和一流的技术支持，并在国内设有生产厂，目前市场售价60元左右。MC9S12XE系列单片机主要有五大特点。

1）单片机内部采用了增强型XGATE协处理器模块，允许高速数据自主地在单片机外设和内部RAM、I／O端口之间进行数据传输与处理。XGATE内置有一个16位的精简指令集内核，可以对要传输的数据进行预处理并执行复杂的通信协议，易于用C语言进行编程。XGATE可以显著降低CPU的负荷，使CPU能够集中资源运行关键的系统活动，从而提高了单片机的数据处理能力。

2）S12XE系列包括一个存储器保护单元（MPU），用于防止软件中的系统错误。这个MPU解决了不同模块之间的错误交互导致的潜在问题，这项特性在汽车设计中非常关键，因为它有助于最大程度地控制汽车中系统故障的扩散。

3）单片机片内集成了可达1024KB的闪速存储器Flash。近年来，随着Flash在单片机片内的应用走向成熟，单片机的开发和应用又迎来了一次新的飞跃。Flash是一种非易失性存储介质，读取它的内容同RAM的读取一样方便，而对它的写操作却比EEPROM还要快。在系统掉电后，Flash中的内容仍能可靠保持不变。Flash的主要优点是结构简单、集成密度大、成本低。由于Flash可以局部擦除，且写入、擦除次数可达数万次以上，从而使开发微控制器不再需要昂贵的仿真器。

4）简单的背景开发模式（BDM）：PC主机BDM调试器目标板，使得开发成本进一步降低，也使得现场开发和系统升级变得比较方便。

5）应用锁相环技术提高了系统的电磁兼容性。在以往不使用锁相环的微控制器应用系统中，晶振电路由于其工作频率比较高（通常为几兆赫兹至几十兆赫兹）而成为一个很大的干扰源，这一问题给系统设计、线路板布局带来了很多不便。MC9S12XE系列单片机在时钟发生系统中巧妙地使用了锁相环技术，因而可在几兆赫兹的外部晶振情况下，通过软件编程产生上百兆的系统时钟，从而降低了对外辐射干扰，提高了系统的稳定性。

2在汽车电子中的应用

现以一个典型的后处理系统电控单元的设计开发为例，说明XEP100在汽车电子领域的应用，该系统基于模块化的设计思想，主要从电源模块、信号输入调理模块、中央处理模块、通信模块、尿素泵的驱动模块、尿素喷嘴的驱动模块、尿素泵管箱加热的驱动模块、故障诊断模块而设计。中央处理模块采用了飞思卡尔16位单片机XEP100作为核心处理器，主要功能是根据从CAN总线上获得的发动机的实时工况、数字信号（包括钥匙开关、蓄电池的电源开关等）和模拟信号（包括尿素温度、尿素液位、尿素压力、催化器前温等）由单片机XEP100进行精确的逻辑运算，来控制尿素溶液的喷射时刻和喷射量，尿素溶液被喷射到排气管中与发动机尾气进行化学反应，从而起到净化尾气的作用。电源模块需要把蓄电池电压24V转换为5V的直流电压，为单片机等集成芯片及传感器提供5V电源。中央处理模块是由中央处理器、晶振电路、复位电路、程序刷写电路和接口电路组成，它是整个控制器DCU的核心，也是单片机XEP100工作必不可少的最小模块单元。CAN通信模块实现与发动机控制器ECU、仪表控制器信息的交互，通过CAN总线实现参数的在线标定调试、程序的刷写。信号调理模块主要用于处理模拟信号和钥匙开关等数字信号，模拟信号需要经过一系列的调理电路处理成0~5V的电压信号给单片机的AD端口，再由单片机进行AD转换，数字信号经过一系列的调理电路给单片机的IO口。尿素泵的驱动模块中采用了infineon公司的电机控制芯片，它内部集成了H桥电路，用来驱动泵内的电机，实现电机的正反转；对喷嘴、尿素箱加热、尿素泵加热、尿素管加热的驱动采用了安森美公司的MOSFET功率驱动芯片，对执行器的诊断可通过SPI接口与单片机通信，实时读取故障信息。该后处理系统的电控单元被应用在重汽国Ⅳ重型柴油车辆上，主要包括A7车型和HOWO车型，以满足重型柴油机国Ⅳ排放法规的需要。经过长期的试验验证，证明以单片机XEP100为主控芯片的电控单元具有非常好的稳定性和可靠性，并赢得了良好的市场反映。

3结束语

第2篇：汽车电子论文范文

（一）外商的汽车技术

对我国汽车电子产业发展产生了巨大的威胁同发达国际相比，我国的汽车电子产业发展则滞后了知识10年的时间，尤其是在电子控制单元、系统控制精度等发面存在着极为明显的劣势。这就导致了我国生产的汽车电子产品技术含量较低，难以开拓市场，企业市场竞争力不堪一击。在我国加入WTO以来，国外的先进技术指导下的汽车电子零部件纷纷涌入我国市场，他们在技术和资金上具有明显的优势，这就给我国的汽车电子产业发展形成了巨大的压力，尤其是一些规模较小的企业根本很难与之抗衡，并最终导致国内汽车电子企业的市场占有率微乎其微。

（二）汽车电子产品国产偏好大大限制了汽车电子产业技术的提高研究

我国汽车电子产业的发展过程来看，我国在汽车电子产业的国家政策方面一直保持着明显的国产化趋势。也就是说，我国在汽车电子产业发展过程中，比较注重通过引进先进技术，然后在实践过程中通过具体操作和日常积累的方式，掌握这种技术，最终实现自主开发。总的来说，这一古城忽视了汽车产业的自主研发技术能力的条，并且缩小了自主研发产品的范围，在一定程度上制约了产品的开发能力和汽车电子产业的专业技术能力。

（三）规模效应削弱了企业市场竞争力

我国大部分的汽车电子零部件企业规模小，没有形成规模效益，因此产品生产成本高，效益低，所占市场份额小，不具备国际竞争力。若想提高竞争力，企业必须扩大规模，加大生产量，提升自主研发能力。汽车电子产业技术的发展不仅需要投入大量的技术和资金，而且产品的回收期很长，这在无形中就增加了技术开发的风险和难度，从而很大程度上制约了我国中小规模汽车电子企业的发展和提高。

（四）汽车产业的合资发展模式

限制了企业研发能力在我国汽车产业发展的初期，实行的是合资发展方式，这样便于弥补我国在技术和资金方面的劣势。但是正是这一发展方式导致大量的核心技术掌握在跨国公司中，我国仅仅是停留在加工层面上，在技术方面难以实现本质上的突破。在世界汽车产业发展链上，受限于技术资源的匮乏，我国长期处于世界工厂的地位，我国汽车产业发展的也仅仅是制造能力，企业研发能力的提升十分缓慢。

二、我国汽车电子产业发展对策

（一）突破汽车电子产业发展

为了实现汽车产业的突破性发展，我们可以以新能源汽车为契机，大力发展新能源汽车的动力电池、系统控制技术、整车匹配技术、电空调技术以及电转向技术等。同时我们可以借助国家在车载信息系统的普及应用项目平台，大力推广处理器系统、图像显示体统、大容量信息存储系统等，实现核心技术能力的突破，快速占领这一市场。

（二）加强企业的人才管理和建设结合

国际汽车产业发展经验来看，他们之所以能够取得巨大的竞争优势，一方面在于他们先进的技术，另一方面则是由于他们科学有效的人才管理体系。为了留住高精尖人才，吸引业界精英，汽车电子企业不经应该提高员工的薪资待遇，更应该优化员工的工作环境，提升企业文化。另一方面，汽车电子企业也可以利用校企平台，加强企业和高效的合作。企业可以为高效的教材编写、实训课程提供丰富的实践案例。企业可以在高校设立相应的奖学金，开设一些定向课程等方式，扩大企业的社会影响力，同时社会员工对于企业的情感，培养一支专业基础知识扎实、实践动手能力较强同时具备创新能力的人才队伍，为企业发展培养后备力量。"

（三）大力培养汽车电子产业专业人才

在汽车电子产品发展方面，不在于高端技术的攻关突破，而是需要保持产品的高可靠性、高一致性，把握产品的品质，在技术和管理上不断提升。当国内的产品跟国际有冲突的时候，应该花时间努力提高产品技术及质量，使国内的技术实力和质量比国外强。技术创新方面，我们可以从单个系统或单项技术重点突破，逐步实现产业化，形成国际化的竞争力和供给能力。

（四）借助国际品牌，拉动国内企业发展

第3篇：汽车电子论文范文

1.线控技术DBW

汽车的各种操纵系统正向电子化、自动化方向发展，在未来的5～10年里，传统的汽车机械操纵系统将变成通过高速容错通信总线与高性能CPU相连的电气系统。如汽车将采用电气马达和电控信号来实现线控驾驶、线控制动、线控油门和线控悬架等，采用这些线控系统将完全取代现有系统中的液压和机械控制。在新一代雅阁V6轿车上采用的DBW就是新技术之一。DBW是线控油门的英文缩写，也可称之为电控油门，即发动机的油门是通过电子控制的。传统的油门控制方式是驾驶员通过踩油门踏板，由油门拉索直接控制发动机油门的开合程度，从而决定加速或减速，驾驶员的动作与油门动作之间是通过拉索的机械作用联系的。而DBW将这种机械联系改为电子联系。驾驶员仍然通过踩油门踏板控制拉索。但拉索并不是直接连接到油门，而是连着一个油门踏板位置传感器，传感器将拉索的位置变化转化为电信号传送至汽车的大脑ECU(电子控制器)，ECU将收集到的相关传感器信号经过处理后发送命令至油门作动器控制模块，油门作动器控制模块再发送信号给油门作动器，从而控制油门的开合程度。也就是说驾驶员的动作与油门的动作之间是通过电子元件的电信号联系的。虽然从构造上来看，DBW比传统油门控制方式复杂，但油门的控制却比传统方式精确，发动机能够根据汽车的各种行驶信息，精确调节进入汽缸的燃油空气混合气，改善发动机的燃烧状况，从而大大提高了汽车的动力性和经济性。使用线控技术的优点很多，比如使用线控制动无需制动液，保护生态，减少维护；质量轻；性能高(制动响应快)；制动磨最小(向轮胎施力更均匀)；安装测试更简单快捷(模块结构)；更稳固的电子接口；隔板间无机械联系；简单布置就能增加电子控制功能；踏板特性一致；比液压系统的元件更少等。

2.CAN总线网络

随着电控单元在汽车中的应用越来越多，车载电子设备间的数据通信变得越来越重要，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。大量数据的快速交换、高可靠性及廉价性是对汽车电子网络系统的要求。在该网络系统中，各处理机独立运行，控制改善汽车某一方面的性能，同时在其它处理机需要时提供数据服务。汽车内部网络的构成主要依靠总线传输技术。汽车总线传输是通过某种通讯协议将汽车中各种电控单元、智能传感器、智能仪表等联接起来，从而构成的汽车内部网络。其优点有：减少了线束的数量和线束的容积，提高了电子系统的可靠性和可维护性；采用通用传感器，达到数据共享的目的；改善了系统的灵活性，即通过系统的软件可以实现系统功能的变化。CAN总线是德国博世公司在20世纪80年代初开发的一种串行数据通讯协议。它的短帧数据结构、非破坏性总线仲裁技术以及灵活的通讯方式，使CAN总线具有很高的可靠性和抗干扰性，满足了汽车对总线的实时性和可靠性的要求。目前，国外的汽车总线技术已经十分成熟，并已在汽车上推广应用。国内引进技术生产的奥迪A6车型已于2000年起采用总线替代原有线束，帕萨特B5、宝来、波罗、菲亚特的派立奥、西耶那、哈飞赛马等车型都不同程度地使用了CAN总线技术。此外，部分高档客车、工程机械也都开始应用总线技术。预计到2005年CAN将会占据整个汽车网络协议市场的63。在欧洲，基于CAN的网络也占有了大约88的市场。目前使用CAN总线网络的汽车大多具有两条或两条以上总线，一条是动力CAN总线，主要包括发动机、ABS和自动变速器三个节点，通信速率一般为500kbps；另一条是舒适CAN总线，主要包括中央控制器和四个门模块，通信速率一般为62.55kbps或100kbps。

3.汽车巡航控制系统CCS

汽车巡航控制系统是汽车在运行中不踩加速踏板便可按照驾驶员的要求，自动地保持一定的行车速度，减轻驾驶员的劳动强度，提高汽车舒适性的自动行驶装置。汽车巡航控制系统简称为CCS。根据其特点又称“汽车巡航控制系统”、“恒速控制系统”、“车速控制系统”、或“巡航控制系统”等。目前，不少车辆特别是高级轿车已把巡航控制系统作为配属设备或选配设备。例如日本的皇冠、凌志、佳美，美国的别克、凯迪拉克、德国的奔驰、宝马等车均装有巡航控制系统。轿车装上巡航控制系统后，当车速在40min/h以上时，该装置可自动按照驾驶员所要求的速度保持行驶，并保持这一恒定速度，驾驶员不用踩加速踏板。采用这种装置后，当在高速公路上长时间行车时，就可使驾驶员踩加速踏板的脚得以休息，不致因长时间驾车控制加速踏板稳定车速而产生疲劳，减轻了驾驶员的操作负担。由于电子系统能准确地控制车辆的工况，从而使高速行驶的车辆更加安全、平稳、耗油量减少，提高了汽车的燃油经济性和驾驶的舒适性。此功能特别适用于在高速公路上行驶的车辆。巡航控制系统如果在安装有自动变速器的汽车上使用，更能发挥其优点。汽车巡航控制系统的主要优点是:(1)保持车速稳定，无论由于风力和道路坡度引起汽车的行驶阻力怎样变化，只要在发动机功率允许范围内，汽车的行驶速度便可保持不变。(2)提高汽车行驶时的舒适性，尤其是汽车在郊外或高速公路上行驶，舒适性体现得更为明显。驾驶员不需频繁地用脚踏踩加速踏板，故疲劳强度大大减轻。(3)提高经济性和环保性，在同样的行驶条件下，对一个有经验的驾驶员来说，可节省燃油15。在巡行控制系统中使用速度稳定器后，可使发动机燃料的供给与功率之间处于最佳的配合，降低了燃油消耗率，大大减少了排气中有害气体成分。(4)延长发动机寿命，可使汽车工作在发动机有利转速范围内，使汽车的供油与发动机功率间处于最佳配合状态。汽车巡航控制系统发展至今已有30多年的历史，经历了机械控制、晶体管控制、模拟式微机控制和数字式微机控制4个阶段。日本丰田公司从1965年起就开始在车上装用机械控制的巡航系统，之后德国VDO公司也研制出气动机械式巡航控制系统。1968年德国奔驰公司开发了晶体管控制的巡航系统，并在莫克利汽车上装用。

4.汽车导航系统GPS

GPS为全球定位系统，是美国继阿波罗飞船和航天飞机之后的第三航天工程。开始它只用于军事方面，但随着电子技术的发展，GPS也逐渐应用于汽车导航。装有导航系统的汽车，在驾驶室内有一显示屏。上面显示着某个城市的交通图(称为电子地图)，以及当时汽车在图上所处的位置。如果驾驶员输入目的地的地名、在图上的位置，那么图上就会显示一条从汽车所处位置到目的地的最佳路线和行驶方向，引导汽车行驶，起到导航作用。这样，驾驶员可以安心地驾车到达陌生地区以及在夜间安全行车。此外，GPS还能够随时告诉驾驶员当时的交通状况，指出什么地方交通拥挤，什么地方车流畅通，以及什么地方有空缺位置可以停车。使驾驶员能绕过拥挤路段，较快到达目的地，避免交通阻塞,提高综合行车效率。整个导航系统由GPS导航、自律导航、地图匹配器、信号处理单元、存贮器、显示器、传感器等几部分组成。GPS导航由GPS天线和GPS接收机组成。GPS卫星发射出电波发射时刻信息，而接收机可根据电波到达的时刻，算出电波行走的时间。将这时间乘以电波传播速度就可以知道卫星与接收机的距离，即卫星与装有该接收机的汽车的距离。同时，各GPS卫星的轨道位置也被发射出去。因此，接收点位置可由以三个卫星为中心的三个球面交点求出，即可确定该车在电子地图上的位置。当汽车行驶在地下隧道、密集森林、高层建筑群等接收不到GPS信号时，汽车会进行自律导航。行驶开始前先由驾驶员对车辆位置设置一个初始值。在行驶中，检测每经过一定时间的行驶距离和行驶方向，从而确定车辆的位置。其中行驶距离由车速传感器得出，而方向信号由光导纤维传感器测出。GPS导航和自律导航得到的汽车状态及位置的一些信号要经过地图匹配器处理后才能准确无误地在电子地图上显示出来。电子地图是这样制成的：首先利用城市航空测量拍到的全貌照片，经过实际调查、标记、补充形成一张精确的地形图，它包括各城市道路交通图、公路网及沿线地名。然后将地形图通过数字化仪、扫描仪，送入PC机中，并用专门软件进行数据采集和编辑处理，生成数字地形模型。再经叠加、分类、标记形成一张电子地图并制成只读光盘。汽车导航系统的发展非常迅速，目前已有一些系统上采用32位的CPU嵌入实时操作的微处理单元，便于高速行驶的汽车进行快速处理数据。激光技术的应用，产生大容量数字化视盘可以存贮更多的信息。使用薄膜晶体管有源液晶显示器可使图像更加清晰。汽车导航系统能实时提供自身位置和目的位置坐标、全部行驶的直线距离、时间、速度、前进方向等。当遇到道路阻塞、路段施工或走错路等情况，GPS能够及时进行检索，提供新路线。此外，为了让驾驶员事先了解行驶中路面情况，GPS还能进行语音提示。若将汽车导航系统与其它部门进行联网，驾驶员能够随时获得交通状况的最新信息，从而使汽车避开阻塞和拥挤路段，实现自动道路选择和无阻挡行驶。汽车导航的普及使用，将会给21世纪的城市交通带来新的面貌。

5.汽车电控制动系统EBS

汽车电控制动系统EBS是在ABS的基础上，用电子控制取代传统的机械传动来控制制动系统，以达到良好的制动效果，增加汽车制动安全性。汽车制动时，车轮的制动力与地面附着系数有关，当车轮处于半滑动半滚动状态时，地面附着系数可以达到最大，即制动力可以达到较大，此时的侧向稳定性也较好。当车轮完全抱死无滚动时，地面附着力有所下降，而侧向稳定性为零。极易出现侧滑和甩尾现象,容易造成事故。ABS防抱死制动系统就是在汽车制动时，使车轮始终处于即将抱死又未能完全抱死的状态。即保证汽车获得最大的附着力，同时又能保持相应的侧向稳定性，彻底解决常规系统中，要么车轮未抱死制动力不够，要么完全抱死，使汽车失去横向稳定性的问题。汽车制动时，ABS系统不断检测车轮的转动情况。当车轮将要抱死时，ABS系统发一信号给压力调节器，以控制制动器的制动力，使制动力停止增加。这时制动器中的制动液少量回流减压，然后又增压，制动力增长，如此连续几次达到最佳的制动效果，可以达到10～20次/秒。EBS系统比ABS系统增加了各种传感器，包括三维力传感器、制动器摩擦片磨损传感器等。制动时，制动踏板位置信号传给电控单元，同时各力传感器把载荷、地面附着力和制动气压信号传给电控单元，由电控单元自动调节制动压力，形成闭环控制。该系统用电子控制取代机械传动，减少制动系统机械传动的滞后时，缩短制动距离，在低强度时，使摩擦片磨损最小；中等强度时，利用ABS达到最佳的道路附着系数利用率；高强度时，施加最大的制动压力，从而获得最佳的控制制动力。摩擦磨损传感器可以监测得各制动片的摩擦情况，控制各制动器压力分配延长使用寿命。EBS系统可以与其它电子控制系统一起由一个电控单元进行集中统一控制。实现各种不同要求的控制功能。

6.乘员感知系统OPDS

本田第7代雅阁V6轿车装备了前排侧气囊，因此在前排乘客座相应地配备了乘员感知系统。乘员感知系统的作用是，当前排座椅上坐着小孩或者小孩侧着头打瞌睡时，乘客座椅侧气囊将自动关闭，从而减小侧撞事故发生时安全气囊对儿童的伤害。那么安全气囊是怎么知道这一切的呢?原来在看似跟普通座椅一样的乘客座椅内暗藏了7个传感器，座椅靠背内的6个传感器负责观察乘员的坐姿高度，来判断坐着的是儿童还是大人，或者饮料瓶等其它东西；靠背侧边的一个传感器则专门检查儿童是不是侧着头打瞌睡，判断儿童的头部是不是处于侧气囊展开的范围内。OPDS传感器是根据乘员的导电体量来做出这些判断的，座椅在出厂之前已经设定了一个座椅自身的导电体量，座椅安装到车上并坐了人后，OPDS系统检测出一个总体的导电体量，总导电体量减去座椅的导电体量就是乘员的导电体量，如果乘员导电体量低于系统初始设定的判断临界值，则OPDS系统认为坐着的是儿童或儿童的头部处于侧气囊引爆的范围中，从而自动关闭安全气囊，同时仪表板上的“SIDEAIRBAGOFF”黄色指示灯亮起，告诉驾驶员侧安全气囊已经关闭。有了OPDS这样一个关怀备至的“看护人”，儿童就可以在旅途中尽情地享受自己的梦乡了。

7.移动多媒体系统

运用移动多媒体技术可开发出汽车娱乐系统，这种音响--图像技术包括全彩屏幕、游戏设备、DVD机、录像机、DVD机和放唱机等。移动多媒体技术还体现在智能无线产品、远程通讯设备和信息处理产品等方面，其中包括提供语音识别系统，支持多种语言，使驾驶者不用于动操作娱乐系统，从而腾出双手控制转向盘。它还能将Internet的功能集成到车辆中，使人在车上就可以上网测览、收发邮件、进行股票交易，同时采用“即插即用”的方式使汽车消费者可以方便快捷地更新他们的多媒体产品，享受更丰富的全新服务。数码影音娱乐媒体方面的配备实际上已开始普遍化，车上的卡拉OK、VCD视听功能都属于此种设计。甚至还能将车室营造成影、音、声、光效果俱佳的DVD剧院。数字技术的进步，给汽车AV世界带来了巨大变革，全新概念的汽车多媒体已经开始出现。歌乐公司与微软公司合作，利用windows操作系统，综合运用汽车音响、计算机技术、导航技术及自动语言识别技术，开发出了世界上第一台拥有车载计算机系统,将车载多媒体技术推向了一个新的阶段。预计，将声音、图像、办公通讯融为一体的汽车多媒体不久将成为现实。那时,坐在汽车里,除了可享受高品质音响及导航外,还可预定饭店、餐馆、机票等，辅助驾驶也成为可能。

8.电气系统电压升级

目前全球汽车制造商将共同为未来电子系统电压制定一项新标准，即36V/12V双电压系统将和42V电压系统一起使用。预计第一个运用42V电压系统的汽车将在几年后出现，而且在随后的十年里国际汽车业将会发生一个长久、彻底的变化。几年前在底特律召开的SAE年会上，也有很多关于这方面的讨论，即如何去发展42V电压系统:目前面临的困难是什么:如何解决等等。

第4篇：汽车电子论文范文

汽车电子设计已成为汽车系统设计中的重点和难点。传统方式下的汽车设计者不得不借助各种机械的、液压的、电子的汽车零部件以验证汽车各子系统的功能，开发周期长，成本居高不下。为了缩短开发周期、降低开发成本，人们引入了SABER仿真技术进行汽车系统技术的验证和开发。SABER仿真技术通过对整个汽车系统进行有效的建模和分析，能够节约大量的试验设备和试验时间。国际上几大跨国汽车公司都已使用SABER仿真技术进行设计，如美国通用、大众、克莱斯勒等。目前，国内有泛亚技术中心能够运用此项技术与通用（北美）进行同步开发。

1SABER软件仿真技术

SABER软件是一个在数学模拟及硬件设计方面功能卓著的仿真工具。对于复杂的混合信号设计和验证问题，SABER软件为设计工程师提供了一种功能强大的混合信号行为仿真器。由于混合信号硬件描述语言——MAST的支持，SABER软件实现了单一内核混合信号及混合技术的仿真，完全改变了模拟电路仿真的现状。SABER软件在混合技术领域具有多个仿真引擎，可以分别处理不同领域的设计单元，且遵循相应的守恒定律，支持电力系统、机电一体化、机械系统、电子系统、光电控制系统、液压系统等系统单元。现在，SABER软件在汽车和飞机制造领域已得到广泛的应用。尤其是在汽车制造领域，许多欧美公司已将它定为行业标准，并投资SABER软件的发展以不断满足新的设计需要。

SABER软件具有明显的优势：分析从SOC到大型系统之间的设计，包括模拟电路、数字电路及混合电路；通过单一的混合信号仿真内核就可以提供精确有效的仿真结果；通过对稳态、时域、频域、统计、可靠性及控制等方面的分析来检验系统性能。

SABER仿真器能够让设计人员对从汽车的最初设计方案（方框图）到由实际电路和机械实现的完整系统进行仿真。这种能力对于复杂运动控制系统的设计（如ABS系统、安全气囊系统、发动机控制系统、车身控制系统等）尤为重要。

2汽车电子仿真技术的应用

汽车在投产之前要经过大量的测试试验，对原设计不断地进行修正往往会耗费大量的物力和时间。在设计阶段，对各种状况进行模拟仿真、修正、完善设计，能够提高效率、缩短开发周期。使用SABER软件进行仿真，主要分为3个阶段：建立数学模型、对系统原理进行仿真和对仿真模型进行修改检验。

2.1建立数学模型

所谓计算机仿真就是将实际系统的运行规律用数学形式表达出来，它们通常是一组微分方程或差分方程，然后通过计算机采用数值求解法求解这些方程。

在仿真之前，首先对系统原理图中的所有零部件进行抽象化，建立数学模型，绘制系统的数学模型。为了对电路或系统进行计算机仿真，经常需要开发一个或一组模型。要研究电路的详细特性，可能要求对物理器件建模，有时还需要对大型电路或系统建模。系统模型可能无需和器件模型一样详尽，但作为大系统仿真的一部分，系统模型仍然非常有用。零部件数学模型的质量直接关系到仿真结果的准确性。通过对数学模型各种参数属性的设置来模拟零部件的功能，同时，经过大量计算和试验，不断修正、完善数模。对于同一类零部件可以共用一个（或一类）模型，通过调整数模参数值来实现零部件的更迭。这对于缩短开发周期、节省开发成本，起着至关重要的作用。

在一定外界条件（即输人或激励，包括外加控制与外加干扰）的作用下，从系统的一定初始状态出发，所经历的由其内部的固有特性（即由系统的结构与参数所决定的特性）决定了整个动态过程。研究系统及其输人、输出三者之间的动态关系，即可确定其性能的属性。图1是汽车音响系统中扬声器的物理模型，其中In_pfUIn_m作为输人信号、由电磁学可知，可以进一步将其简化为力f（t）输人。

于是可将其进一步简化为质量-阻尼-弹簧系统，如图2所示，图2中m、c、k分别表示质量、粘性阻尼系数、弹簧刚度。对系统而言，质量受外力f（t）的作用，质量位移为y（t）（实际扬声器衔铁的振幅），系统的动力学方程为my"（t）cy''''''''（t）ky（t）=f（t），y（o）=yo，y''''''''（o）=y''''''''。

其中，y（0）与y''''''''（0）分别为质量的初位移与初速度，这就是在输人作用于系统之前系统的初始状态。显然，此系统在任何瞬间的状态完全可以由质量的,y（t）与y''''''''（t）这两个变动着的状态（即状态变量）在此瞬间的取值来刻画。因为y（t）在此瞬间的取值代表了位移的情况，y''''''''（t）在此瞬间的取值代表了y（t）在此瞬间的变化趋势（速度）的情况。

还有一种更直接的建立数学模型的方法，就是模拟硬件描述语言（AHDL）的含义。MAST就是一种AHDL,Saber仿真器可以仿真用MASTAHDL描述的网表。

零部件的模型是建立在大量计算和试验基础上的，SABER软件提供了大量的零部件库文件，对于类似的零件只需修改其属性参数值即可。

2.2对系统原理进行仿真

在仿真过程中，将数学模型转变成为计算机上运行的仿真模型，是由SABER软件系统来完成的，并同时根据仿真模型编制出仿真程序。通过对系统的仿真，可以随时得出各个子系统或零部件的瞬时工作状态及性能参数变化，如电压、电流、功率、转矩等各参数的波形。通过对这些波形与实际试验的结果进行对比分析，找出两者的差别，从而修正原设计。

如先前所提及的，安全性和舒适性的需求导致了新的、高能耗的负载。这些负载可能随着汽车产品的进一步电子化，汽车电子控制装置得到更多的应用，所消耗的电能也将大幅度地增加。现有的12V动力电源已满足不了汽车上所有电气系统的需要，今后将采用集成的42V起动机-发电机供电系统，发电机最大输出功率将由目前的1.4kW提高到8kw左右，发电效率将会达到80以上。伺时，电压等级的提升还将同时带来许多新的问题。12V/42V汽车双电压系统原理图如图3所示。

在双电压系统中，把用电设备分成两部分：中小功率负载由14V电压供电，如室内灯、中控锁、收音机、仪表、车载导航系统等主要为车身电子设备；大功率负载，如电控机械制动装置、电控机械气门正时装置、三元催化转换加热器、电控悬架等，主要为发动机、底盘系统电子设备，由42V电压供电。此双电压供电系统有两个关键器件，一个是DC/DC变换器，它能把交流发电机输出的42V高电压转变为14V的电压。另一个，是装在发动机和变速器之间的起动-发电机，借助一个半导体整流-逆变功率变换器，它不仅充当交流发电机，发出42V的高电压，而且在发动机起动时还作为起动机用。由于它是直接起动发动机，起动时间仅为0.5s，所以噪声很小。

2.2.2起动机／发电机系统

大功率起动机与发电机（IntegratedStarter/Alternator，ISA）的转矩特性一致，因此，集成两种设备于一体在技术上是可行的，在经济上的效益也显而易见。如图4所示的输出功率与内燃机曲轴转速的关系曲线，ISA让内燃机的速度达到600v/min的起动速度，然后切换到发电模式。由于42V系统能够提供足够的电能，发动机在极短的时间内起动且在点火前达到更高的转速，这样可以降低低转速下的排放，换句话说，使得汽车重起动变得更加容易。

2.2.3双电压系统中42V供电系统

在运行中，双电压系统的电压随着转速变化而变化，电压峰值对电器元件的影响是非常明显的。图5所示的是双电庄系统中42V供电系统的变化曲线，非常清晰地显示了在转速急剧变化时电压的瞬时值，此脉冲电压峰值在电气系统设计和选择电子电器元件时有着非常重要的参考价值。

在仿真过程中，主要分两种类型进行。为了描述简单，这里将42V与14V分开进行讨论。第一种方法，全部打开所有的电子设备，可以观察到整个系统及各个电子器件的电压、电流波形，以及各个电子电器设备互相切换或同时打开时的电压、电流波形。同时，很方便地观察到在抛载状况时的峰值电压波形，局部抛载或全部抛载对系统的影响。

2.2.414V供电系统

14V电压系统主要用于各控制单元，对波形要求甚高。若峰值电压及电流产生严重的脉动，使蓄电池两端电压产生脉动干扰，控制单元搭铁（蓄电池负极）电位也将随之产生脉动干扰。如果这个干扰脉冲幅值过大，就会造成原有信号的丢失，引起控制失灵。观察峰值电压的波形，判定是否符合系统要求。14V线路上的电压波形如图6所示。

2.3对仿真模型进行修改、检验

通过对系统的仿真，得出的初步结果往往不能与理想的目标相一致，还需要通过分析研究，以及与试验进行对比，对系统原理或数学模型进行修改。SABER提供多种仿真分析，如：直流工作点分析、交流小信号分析、顺态分析、蒙特卡罗分析（在模型参数值浮动范围内随机取样，对所取的参数进行分析，检验器件参数在一定范围内浮动对输出的影响）、零极点分析等。结合多种分析，加以对仿真模型的完善。

第5篇：汽车电子论文范文

1）汽车发动机基本原理和构造

当今世界上的汽车发动机工作过程基本上都由四个冲程组成，即进气、压缩、膨胀和排气。利用燃料和空气的混合气在气缸内燃烧产生的高温高压气体的膨胀，发动机借助于曲柄连杆机构通过曲轴对外输出扭矩而作功。发动机按照所用燃料可分成汽油机、柴油机和燃气发动机；按照点火方式可分成点燃式和压燃式；汽油机按照空气和燃油的比例可分成理论当量燃烧和稀薄燃烧；按照汽油喷射地点可分成中央喷射、进气口喷射和缸内喷射。

发动机的各个部分按其功能可分成燃油供应系统、进气排气系统、点火系统、曲柄连杆传动机构、系统、冷却系统和辅助系统如发电机、起动机、空调压缩机和各种泵等。

发动机工况可分成冷起动、起动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、加速、减速和倒拖滑行等。这些工况主要根据负荷与转速，结合发动机温度（即冷却液温度）来区分。

2）电子控制在发动机中的重要意义

汽车电子控制始于发动机电子控制。电子控制之于1957年引入发动机以及于1967年商品化，其初衷是为了满足越来越严格的排放法规要求，同时提高汽车的动力性、燃油经济性和舒适性。现代汽车和发动机技术离开了电子控制是不可思议的。电子产品的产值在整个汽车中所占的比例随着汽车级别的提升而升高，可达30以上。

3）发动机电子控制的核心问题

汽油机电子控制的核心问题是燃油定量和点火定时。柴油机电子控制的核心问题是燃油定量和喷油定时。

2．汽车和发动机电子控制系统的组成

汽车和发动机电子控制系统跟其它电子控制系统一样，也是由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器组成。

1）传感器

（1）目前汽油机电子控制系统常用的传感器有：

l进气岐管绝对压力传感器（提供进气岐管绝对压力信息供计算负荷等）

l燃油压力传感器（提供油轨燃油压力信息）

l燃油箱压力传感器（提供燃油箱压力信息）

l机油压力传感器（提供机油压力信息）

l冷却液温度传感器提供（提供发动机温度信息）

l进气温度传感器（提供进气温度信息供计算空气密度等）

l空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息）

l空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息）

l空气流量传感器（提供空气流量信息供计算负荷等）

l节气门位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息）

l油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息等）

l霍尔传感器（提供转速信息、曲轴位置和相位信息）

l感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息）

l燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息）

l爆震传感器（提供发动机机体接收到的振动信息）

l排气再循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息）

l氧传感器（提供过量空气系数l是大于1还是小于1的信息）

（2）目前柴油机电子控制系统常用的传感器有：

l增压压力传感器（提供增压压力信息）

l燃油压力传感器（提供共轨燃油压力信息）

l机油压力传感器（提供机油压力信息）

l冷却液温度传感器（提供发动机温度信息）

l燃油温度传感器（提供燃油温度信息）

l进气温度传感器（提供进气温度信息）

l排气温度传感器（提供排气口和排气管的温度信息）

l空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息）

l空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息）

l空气流量传感器（提供空气流量信息）

l节气门位置传感器（提供节气门位置信息用于排气再循环控制）

l转角传感器（提供分配泵轴转角信息）

l油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息）

l霍尔传感器（提供转速和曲轴相位信息）

l海拔高度传感器（提供海拔高度信息）

l车速传感器（提供车速信息）

l感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息）

l燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息）

l排气再循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息）

l氧传感器（提供过量空气系数l的具体数值）

l压差传感器（提供微粒物捕集器的压差信息）

lNOX传感器（提供排气后处理系统的NOX浓度信息）

2）电子控制单元

电子控制单元（ECU）接受传感器提供的各种信息并加以处理，根据处理向执行器发出指令给，对发动机实施控制。电子控制单元由微型计算机和模拟电路组成。随着发动机技术的不断发展，电子控制单元的信息处理量越来越大，现在所用的芯片已经达到32位，晶体管数量可超过700万个，匹配参数可超过6000个，针脚数目可超过150个。

3）执行器

（1）目前汽油机电子控制系统常用的执行器有：

l电动燃油泵

l电磁喷油器

l点火线圈

l各种怠速执行器

l炭罐控制阀

l排气再循环控制阀

l电动节气门（又称电子油门）

l液压回路电磁阀（用于可变气门定时控制等）

l气动回路电磁阀（用于可变进气管长度控制等）

l全可变气门电子控制执行器

l涡轮增压废气放空控制阀

l电动二次空气泵

l三效催化转化器加热执行元件

l冷却风扇

l空调压缩机电磁离合器

l发动机上的其他辅助设备

（2）目前柴油机电子控制系统常用的执行器有：

l电动输油泵

l各种燃油喷射泵

l喷油量执行器（集成于燃油喷射泵内）

l喷油提前角执行器（集成于燃油喷射泵内）

l燃油切断阀（集成于燃油喷射泵内）

l共轨高压泵

l共轨压力控制阀

l各种共轨喷油器

l单元喷嘴系统和单元泵系统的高压燃油电磁阀

l炽热塞

l排气再循环控制阀

l电动节气门（又称电子油门）

l可变气门控制执行器

l可变进气管长度执行器

l涡轮增压废气放空控制阀

l冷却风扇

l空调压缩机电磁离合器

l发动机上的其他辅助设备

一部分柴油机传感器和执行器集成于燃油喷射设备之内，因所用的柴油喷射设备而异。

3．汽油机基本的电子控制项目

1）燃油定量。这是汽油机最重要的电子控制项目。控制对象是进入发动机的空气与燃油的质量比例，由ECU根据发动机的负荷、转速和冷却液温度等参数决定。负荷就是驾车人对发动机的扭矩要求，通过吸入空气量或油门踏板位置传递给ECU。执行器是电动燃油泵和电磁喷油器。燃油定量影响汽车的动力性、燃油经济性、舒适性、排放和零部件的安全。

2）点火定时。点火定时通常用点火发生时活塞在压缩冲程上止点之前多少度曲轴转角，即点火提前角来表征，也要根据发动机的负荷、转速和冷却液温度等工况参数决定。执行器是点火线圈。点火定时同样影响汽车的动力性、燃油经济性、舒适性、排放和零部件的安全。

3）爆震控制。汽油机爆震会损坏发动机，恶化排放和燃油经济性。通过电子控制避免爆震的主要途径是减小点火提前角。所以爆震控制通过点火定时控制实施。但是过小的点火提前角会影响燃油经济性。爆震控制的目的就是使点火提前角保持在恰好不发生爆震的临界点。

4）油箱蒸发排放物控制。油箱蒸发排放物都是碳氢化合物，是有害物质，必须利用活性炭罐加以吸附，并在适当的时候用新鲜空气清洗活性炭罐。清洗气流通过进气管送入气缸燃烧。并不是任何工况下都可以进行清洗，所以要利用炭罐控制阀对清洗气流加以控制。

4．柴油机基本的电子控制项目

柴油机基本的电子控制项目就是燃油定量和喷油定时。这两者都由喷射设备根据转速、负荷和冷却液温度等信息控制。这里，负荷信息由油门踏板传感器提供。如果说汽油机可以采用，也可以不采用油门踏板位置传感器的话，那么柴油机必须采用。

5．扩展的发动机电子控制项目

1）扩展的汽油机电子控制项目

l可变进气管长度电子控制。用于提高发动机动力性。

l可变气门电子控制。用于提高发动机动力性、经济性和舒适性，降低有害物质排放。

l增压压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质排放。

l排气再循环电子控制。用于降低发动机氮氧化物排放。

l二次空气电子控制。用于满足欧4以上法规对碳氢化合物和一氧化碳排放的要求。

l三效催化转化器燃油加热或电加热电子控制。用于满足欧4以上法规对排放的要求。

l停车-起动运行电子控制。用于提高发动机经济性和满足欧4以上法规对排放的要求。

l气缸封闭和气门封闭电子控制。用于提高发动机经济性，降低有害物质排放。

l喷油压力和喷油定时控制。用于汽油直喷，提高动力性和经济性，降低有害物质排放。

2）扩展的柴油机电子控制项目

l喷油压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质排放。

l喷油规律电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质和噪声排放。

l多次喷油电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质和噪声排放。

l可变进气管长度电子控制。用于提高发动机动力性。

l可变气门电子控制。用于提高发动机动力性、经济性和舒适性，降低有害物质排放。

l增压压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质排放。

l排气再循环电子控制。用于降低发动机氮氧化物排放。

l停车-起动运行电子控制。用于提高发动机经济性和满足欧4以上法规对排放的要求。

l气缸封闭和气门封闭电子控制。用于提高发动机经济性，降低有害物质排放。

l微粒物捕集器再生电子控制。用于降低发动机微粒物排放。

6．展望和结语

1）发动机电子控制系统是一个非常有潜力的市场。随着排放法规的逐步趋严和燃油经济性要求的逐步提高，发动机技术正在飞速发展，新的电子控制技术还在不断涌现。

2）都说世界制造业的重心正在向中国转移。汽车行业，包括汽车电子行业，也在一定程度上出现了这种趋势。但是，目前中国发动机电子控制系统的原配套产品基本上都出自外资企业。这些企业组装产品用的元件几乎都不是在中国生产的。由此我国丧失了许多GDP和就业岗位。国营和民营企业技术水平低下，只能仿造外资企业的产品，跟在外资企业后面从维修备件市场分一点残羹冷饭。有的甚至还偷偷摸摸地打着外资企业的招牌，干着生产假冒伪劣产品的勾当。这种局面应当扭转。政府应当看到，这个行业的发展将会带来巨大的GDP增长，并创造大量的就业机会。所以政府应当做出规划，对这一行业加以扶植和整顿。

第6篇：汽车电子论文范文

这其中最重要，也是最关键的挑战，就是面对在汽车上用了好几十年的12V电压，已经没有办法满足高度电子化对于电压的急迫需求。因此，除了必须要因应42V电压取代12V电压的技术问题之外，还有当汽车电源主体架构改变之后，可能要面临到的高成本问题。由此可见，未来车用电子必须要寻求电源管理最佳化解决方案，甚至是以模拟、分离、电源MOSFET晶体管…等元件，解决车内应用与整合性的技术问题。

车用电力系统日渐短缺迫切需要新元件及新设计

越来越多的汽车电子设备，或电子系统导入车内应用之后，车用电力供应逐渐呈现不足的现象，使得汽车制造厂必须开始面对功率的控制，以及功率转换技术提出更高的要求，借以推动车用功率半导体、相关封装技术，能够更进一步的往前发展，这当中所包含的领域，也不再只是功率大小，还是MOSFET（Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransister；MOSFET）晶体管、绝缘闸极晶体管（InsulatedGateBipolarTransistor；IGBT）及控制与保护回路整合模块（IntelligentPowerModule；IPM）等问题。

归纳其主原因，是因为车上所使用的功率半导体元件与一般较常用的功率半导体元件比较起来，不论是对电压或电流、开关频率、功率损失、动态特性，甚至对于元件保护程度，都是相当严苛的；再加上汽车产业对于「用电的规范，已经开始从12V提升到42V，所以对于汽车用电的要求也就更高了。另一方面，必须具备也可进行高频切换动作及电能处理，才能使车上的电子产品，更能够发挥轻薄短小的应用优势，甚至是具有车上所需的高效率、信赖度与可靠性等要求。

汽车对于用电控制管理的概念成熟之后，其应用层面也越来越多；比方说，利用电力来作为汽车的制动及转向等运用，使得汽车电力、电子技术领域开始进行革新动作，而在这场汽车电力变革的过程中，将以电子转向或集成式启动器交流发动机（IntegratedStarterAlternator；ISA）作为主要架构。因为这是一种完全可逆的电机系统，又可称为交流伺服电动机，它是一种具有自动平衡式显示设备，藉由随动系统来确实执行元件，将放大器的输出电压（控制电压）转变为机械能，驱动滑动触点，除了能够让系统持续保持在平衡状态，还可以在高效率的状态下，实现许多需要很大峰值功率的电子功能。

以实际例子来说明：比方说，当驾驶者在红灯要转为绿灯可前进时，在第一时间将发动机关闭，主要是因为当驾驶者踩下油门时，交流发电机促使汽车能够很快地加速前进，如此一来，汽车不但能够降低排放有害气体，同时还能减少油料的用量。在这一方面，还能使用多余的电力来进行的各项控制，包括：电子动力转向（EPS）、主动式悬挂系统、电子透平机辅助设备、电子阀门控制、变速空调等，因此，这对集成式启动器交流发动机是非常重要的。

从技术门槛的角度来看，汽车集成式启动器交流发动机主要的技术困难在于，大功率的电子控制系统是采取部分设计方式，在执行上有它的困难。换句话说，由于汽车集成式启动器交流发动机是一个三相逆变器／整流器，除了负责对42V负载进行供电作用，或者当整流器在进行工作时，也能为36V电池进行充电之外，还必须在发动机起动时，能以逆变器方式为起动电动机进行供电的动作。从这边就能看得出来，为了让汽车电子系统能具有稳定的供电设计，就必须先厘清大功率电子元件，在不同应用阶段应该要有不同的工作诉求。

MOSFET晶体管改造汽车电源供应系统

再来，谈谈功率型金属氧化层场效晶体管（简称为功率MOSFET晶体管），这是一种属于多载式导电的单极型电压控制元件，其特性就是：开关速度快、高频率性能好，输入阻抗高、驱动功率小、热稳定性优良、无二次击穿…等优点，可以提供给设计者一种高速度、高功率、高电压，以及高增益的元件，因此在各类型小功率开关电路的应用非常广泛。

图说：PowerMOSFET是一种功率集成元件，它是由成千上万个小型MOSFET并联而成，图中所示为N通道的MOSFET单元结构剖面示意图。（资料来源：交通大学电子电力芯片设计与DPS控制实验室）

这对汽车用电系统来说，由于功率MOSFET晶体管具有很强的电流管理能力，才能够满足集成式启动器交流发动机必须兼具最大负载的效果及要求。换句话说，就是让汽车能在低温度的环境下，使内燃机具有较强的冷起动功能。不过，大部分汽车制造厂普遍认为，车用交流发动机大概只需要10kW就已经足够，过去也许是如此；不过，这对使用42V功率系统的10kW系统，这样肯定是不够的，这是因为逆变器在最后产生适当的输出电压与马达相联之后，一方面要调节马达的频率，另一方面还要调节马达电压，所以每个开关接口至少要超过400A来通过峰值电流的能力，才能因应越来越强大的车用电力系统。

图说：MOSFET晶体管提供了一个非常稳定安全操作区域（SafeOperatingArea；SOA），因为MOSFET再顺向偏压时，不需苦于二次崩溃所产生的效应，此直流与脉波的SOA优于BJT。（资料来源：交通大学电子电力芯片设计与DPS控制实验室）

借以降低电压功耗设计提升汽车发电机工作效率

要如何提高汽车发电机工作效率？若从降低正向电压来思考，这或许不失为一个方法，可以藉由降低寄生电感来减少切换时产生的电压尖脉冲。由于元件对于封装电流感度很灵敏，因此很多人都认为模块设计是最好的方式。不过，因为一般的模块封装设计方式，将影响到通过电流的能力。值得注意的一点是，虽然汽车发动机在「热车阶段，不需要很大的电流支持，但是功率MOSFET晶体管的限定电流会因为温度上升而有所下降，因此交流发动机的功率电路部分温度，必须保持在比较低温的状态，才能维持稳定的电压。另外，为了尽量提高额定电流，必须使用RDS（ON）较低的MOSFET晶体管，才得以满足车用电力需求。

改进的方式则能够以先进的封装技术，借以提高通过电流的能力，或者是使用分离元件等技术来达成，同时还能够尽量降低寄生电感（ParasiticInductance），良好值约为10uH20uH之间。除此之外，在电流切换过程还有更进一步的要求；简单说，就是要针对所使用的开关频率（一般为数千Hertz）进行最佳化动作，使逆变器或整流器能够在很高频率或环境温度高达150℃的情况下，还能提供全部的功率。

如何以特殊设计方式解决车上电流需求

在多种类型的汽车中，包括：汽车、大客车、卡车…等，最主要的动力来源大都是来自于内燃机系统来供应，它的模块设计大都是由半桥电路所组成，让车上的元件能够控制或驱动半桥电路中的高／低阶开关设备。另外，还能控制该桥次级端上的同步整流器MOSFET，使具有两个功率MOSFET晶体管芯片（每个为150mm），其电源母线不会受到任何电源装置发展故障的时候而受到影响，还能在42V的电源母在线，对600A的电流进行切换动作，藉此完成匹配性的设计。

其次，则因为汽车内部的温度或者是电压、电流过大容易造成温差的问题，易使车内电子设备中的材料受到影响，导致设备产生压应力或张应力。因此，为了减少汽车电子设备的热应力问题，通常会将MOSFET晶体管芯片安置在陶瓷基片上，这是因为陶瓷基片的温度系数与矽的温度系数能够完全匹配，若采用较为先进的导线压焊技术，特殊的架构不但能改善热源分布，进而加强整个模块系统的低热组性能，使模块能承受汽车所处的多变环境与电压功率起伏。

再来，就是如何降低杂散电感，使杂散电感低于8nH，这对消除尖峰电压是非常重要的。在一般设计上，为了降低电磁干扰（EMI）带来的影响，包括：栅极驱动电路、感测电路或保护电路，都装在一块很小的印刷电路板（PCB）上，而后将印刷电路板盖在模块上，使驱动电路能够以20kHz频率之下，驱动这些MOSFETT晶体管，其中涉及的参数感测和转换，都是在这块电路板上进行。因此，除了可以降低基板及散热器之间的抗热阻效能之外，在与传统模块相比，还能够使内部杂散电感降低60％以上，使设计及安装过程更为简单。

大功率MOSFET晶体管体现汽车电动转向系统

针对汽车采用大功率逆变器／整流器等元件技术，虽然说这是最理想电路设计和实施。不过，截至目前各界还没能够有个最后的定论，主要的问题还持续存在著。不过，42V的集成式交流发动机将是未来电动转向（EPS）汽车系统的关键所在，相信这点是不容质疑。不过，由于电流能力又会因为受到分离式的MOSFET晶体管塑料封装技术，而有所限制。这些限制对已经在汽车市场逐渐成熟的电动转向系统来说，将促使设计人员，将不同分离元件并联起来一同使用，或者采取模块的方式，才能提高分离封装通过电流的能力，借以降低中档及低档电动转向的系统成本。

大多数汽车系统中所使用的模块，目前大部分都都是采用绝缘金属基片（IMST）的设计方式。而在陶瓷基片方面，则是采用直接覆铜（DBC）的方式，并在厚膜基片及电流较小的情况下，才会改印刷电路板的模块设计方式。最后，在功率逆变器封装方面，对于中等功率和低功率，一个新的构想是将芯片封装在引在线，这时没有单独的基片，MOSFET晶体管可直接安装在同一个模塑引在线，用引线架构形成连接端子，进行外部连接到模块的外壳上，便能达到较佳的电源管理。

图说：因应汽车上的电源朝向低损耗化、小型化和超薄化需求，实现了优于传统系列的超低导通电阻特性和高耐击穿性依靠低导通电阻特性，并可以降低功耗，因而最适合用作电机驱动器、点滴器、DC/DC变换器等的开关元件。（资料来源：东芝半导体）

结论

第7篇：汽车电子论文范文

1通讯系统

通讯系统可以说是汽车电子信息系统的核心和中枢，同时也是车辆内部系统和外部网络实现信息交互和重要桥梁，对于实现系统的各项功能而言有着不可替代的作用。从目前来看，在汽车电子信息系统中，最为常用的是GPRS无限数据传输系统，按照相应的网络协议，利用传统GSM网络的相关资源，进行数据的传输工作，可以保证数据传输的速度和质量。不仅如此，在不断的发展过程中，全球的运营商都针对商用GPRS系统进行了研发，为车载通讯系统提供了必要的网络支持，也使得汽车电子信息系统有了一个接入时间短、传输速率高、安全可靠的信息交互平台。

2车载嵌入系统

在科技发展的带动下，车载系统的嵌入技术愈发成熟，逐渐成为汽车信息网络的控制中心。车载嵌入系统可以对车辆内部设备的运行状况进行检测，一旦发现异常，可以立即向驾驶人员发送相应的警报信息，如语音提示或灯光信号等，同时针对故障进行前面细致的分析，向驾驶员提出合理化建议，如停车检修或者调整路线前往维修点等，对安全事故进行规避，保证行车安全。在车载嵌入系统中，利用相应的处理器、GPS接收机、GPRS模块以及人机交互接口等，可以构建出一个具备强大通信能力和信息处理能力的平台，利用无线通讯、蓝牙数据交互等网络通讯技术，实现信息的交互和共享。系统的标准化和模块化设计不仅便于系统功能的实现和维护，也使得其具备良好的拓展性，可以实现车辆定位、动态导航等功能。

3外部系统

从目前的发展情况看，外部系统包括一个专业的门户网站，可以为每一位用户提供个性化的服务，满足用户不同的使用需求，同时还可以根据相应的情况，进行动态更新，为用户提供完整、合理、准确、可靠的信息。需要进行动态更新的情况包括：汽车自身的地理位置，或者用户指定的道路路况图；用户的具体需求；与汽车服务供应商服务协议的相关内容；汽车在行驶过程中遇到的特殊状况。

汽车电子信息系统功能的实现，不仅需要相应的硬件资源，还需要良好的软件支持，因此，做好系统软件的设计工作是非常重要的，应该重视以下两个方面的内容：

（1）软件的结构模式。汽车电子信息系统的软件架构，可以利用UML的Component框图进行描述。用户可以通过因特网，连接到门户网站，对相应的数据信息进行查询，也可以对系统网络服务进行扩展。之前也提到，门户网站可以为用户提供良好的个性化服务，结合用户的位置信息，在比较特殊的情况下，可以对用户需要的数据信息进行动态更新。不仅如此，用户可以通过移动通讯设备，利用Web搜索服务，查询自己需要的信息，如旅店和车票、机票等的预定，必要的车辆维修信息等。同时，系统中的个性化管理模块可以根据每一个用户的基本情况，为门户网站的动态更新提供必要的数据信息；事物管理模块可以对数据的流通、交易等进行监控，对数据库故障以及数据冲突进行处理和恢复，保证数据的访问和使用安全。另外，在系统中，信息数据库的功能是非常重要的，不仅可以对地理信息进行存储，也可以为用户提供必要的地址信息，确保数据的准确性和合理性是极其关键的，必须得到软件设计人员的充分重视。

第8篇：汽车电子论文范文

关键词：电子汽车衡；称重；维护

随着国民经济和科学技术的飞跃发展，电子汽车衡这种快速、准确、自动称量可靠性高的计量器具，越来越多地广泛应用于企业、商贸港口、仓储等领域，在企业生产经营中的贸易结算，物料管理等方面起到了重要的作用。电子汽车衡多数安装于户外，为露天使用，因电子汽车衡所用的称重传感器、匹配器等电子元器件都安装于秤体基础内，容易受到灰尘、潮气、雷击和不法分子作弊等的影响，引起称重误差，严重时会损坏传感器和电子元器件，甚至造成电子汽车衡瘫痪。笔者结合工作实践，从做好电子汽车衡的日常防护的角度，就提高电子汽车衡的工作效率进行了一些探讨。

1电子汽车衡的构成和工作原理

电子汽车衡系统标准配置由秤台、称重传感器和称重显示部分，包括称重显示仪表，接线盒和信号电缆三大基本单元组成，根据用户不同需要可选购其它外接设备以组成各种配置，包括计算机、打印机、大屏幕显示器、电源浪涌保护器、稳定电源及多功能电源插座。

承载货车进入秤台，在物体重力作用下，使称重传感器弹性体产生变形，粘贴于弹性体上后应变计桥路阻抗失去平衡，输出与重量数值成比例的信号，经传感器内部的放大器，A/D转换器，微处理等电子原件进行相应的数据。

2电子汽车衡维护的基本方法和要求

电子汽车衡出现故障，需要进行分析、检查，调修最后报请检定部门，检定合格后才能投入使用。这是一项较复杂细致的工作，既要有理论知识，又要有实践技能。一是在弄通原理基础上，可以通过看、闻、听、触的直观检查法、分割法、置换法、电阻电压测量法等行之有效的方法来逐段检查分析判断，在这里分析的思路是最重要的，因为故障实例是多种多样的。但是只要检修思路对头，就可触类旁通、举一反三。二是记住电路中各主要测试点的电阻值、电压值，对重要的元件开路或短路会产生什么后果做到心中有数。三是要熟练掌握常用测试仪表的使用以及元件好坏的判别方法，目前电子汽车衡的称重显示仪表基本上采用中规模集成电路，在弄通整个原理的基础上，要对各集成块的性能，技术参数和引脚定义有足够的了解，这样有助于提高排除故障的能力。四是处理故障也要进行小结和反思，积累经验和教训，提高维修数率。

3电子汽车衡维护的重点及措施

3.1防称重误差，提高设备的精确度

造成电子汽车衡称重误差的因素很多，诸如：电子汽车衡秤体水平限位器脱落卡住、传感器钢球偏离中心位置、承重台与底座或地基之间有异物顶住、秤台与秤边护坡相靠和传感器、接线盒元器件损坏等故障。避免误差主要做好三个方面的工作。首先，电子汽车衡安装完毕后，要先用接近该汽车衡最大称量的车辆往返多次在秤台上通过，并在秤台上采用急刹车的方式，使秤台各部位的残余应力释放出来，确保称重传感器的钢球位于钢球碗及承重台钢球碗之间，使传感器与承重台垂直受力，避免了侧向受力，影响称重数值的准确性，再锁紧传感器底座固定螺栓，传感器固定螺栓要用黄油涂抹并包裹严密，以防螺栓锈蚀后难以拆卸更换传感器。其次，电子汽车衡在使用一段时间后，要用撬棍检查一下秤台是否晃动灵活，秤体与护坡之间(或秤坑之间)的缝隙里有无石子等异物顶住承重台，导致重量未能完全加在传感器上产生偏差，以及避免秤台与坡道(或秤坑)相靠，产生称重数值误差。第三，加强衡器的防尘、防水处理，可采取在秤台面的两节秤体连接处，在钢质秤面板(或水泥秤面板)加专用高强度、抗老化橡胶密封条，在密封条与秤体之间施密封胶的方案，以达到长期防尘、防水的效果。另外，安装在秤体里的接线盒也易受雨水和潮气的侵蚀，接线盒里的线路板元器件遇到潮气容易造成短路，元器件损坏。对此，一方面可以选用一个密封性好的盒体，另一方面还可以与电子汽车衡厂家专业人员一同设计，在不影响秤体的情况下，加长各传输线(各传输线之间要做好屏蔽保护)，把传输线通过镀锌钢管埋在地下引入室内，这种把接线盒移入室内的办法，可彻底的防止因接线盒气密性不好带来的器件间的短路故障的发生。对于有基础坑的电子汽车衡来说，要加强防积水的措施，基础坑内凿排水沟槽，要备置抽水机，在连续降雨时要立即拔掉电源，避免信号线、电源线和传感器浸水后短路，及时抽掉基坑积水，疏通排水沟，以保证基坑干燥后仪表通电正常使用。3.2防雷雨损坏，提高设备的安全性

在春天梅雨季节以及夏季雷雨多的时候，露天使用的电子汽车衡和放在室内的称重仪表都深受其害，每年都有电子汽车衡遭雷击的报修事件发生，雷电的破坏有直击雷和感应雷之分。电子汽车衡安装在露天的秤体易遭直击雷破坏，而安装在室内的称重仪表多数遭感应雷破坏，当雷电直接击在秤体上，造成称重传感器和接线盒内元器件均被击毁，感应雷通过导线、电源线以及信号侵入磅房内，致使称重仪表损坏。雷雨天气拔掉电子汽车衡的电源插头不失为一种应急措施，但是会影响到正常工作运作很不方便。采取有效防雷措施可以极大的提高工作效率，可采取最直接的方式在秤体附近安装避雷针、接闪器等避雷设置；电子汽车衡秤体部分要求每个称重传感器都要设接地(接地线一端与该称重传感器附近秤体相连，另一端与该秤重传感器下地桩相连)，对于安装在基础内的接线盒，其接地线也必须与秤体有效连通，整个秤体接地线与秤体附近的接地桩相连形成一个接地网；安装于室内的称重仪表则要求对引入磅房内的电源线和信号线要有屏蔽层保护，并且屏蔽层也要有效接地，磅房内电源线路应加装电源浪涌保护器、空气开关等保护措施，称重仪表的接地线应与磅房的接地桩相连，达到抗干扰防雷击的双重作用。防雷措施完成后，应定期检查秤体和磅房各地线连接点是否接触完好，防止各连接点经过较长时间后，产生氧化、松动、锈蚀等情况的发生，防患于未然。

3.3防不法作弊，提高设备的可靠性

电子汽车衡由于其结构因素和用户在防范管理方面存在漏洞，容易被不法分子在电子汽车衡上采取一些技术措施进行作弊，使企业蒙受经济损失。防止作弊行为，应重点采取四点防护措施：一是对于无基坑的电子汽车衡，应在离秤台两侧约2cm处分别加设防护墙，防护墙高度与秤台面相平，其目的既消除人为作弊空间，又可以防止大风卷入汽车衡基础内对准确计量的影响；二是对有基坑及浅基坑的电子汽车衡，在基坑处传感器操作监视孔上应加盖固定铁板并加锁；三是制定司磅员岗位职责，对称重系统软件设置权限控制，司磅员经培训后持证上岗操作，配备保卫人员加强夜间巡视检查工作；四是要严格按照计量器具检定周期申请检定，在使用过程中发现称重偏差太大或仪表显示异常时，要提高警惕，及时通知计量检定部门进行检查测试，防止不法分子有可乘之机。

参考文献

[1]荆大永.全电子汽车衡的故障分析和处理[J].计量技术，2004，(2).