汽車專業(yè)畢業(yè)論文

內(nèi)容摘要 隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代汽車上，電子技術的應用越來越廣泛，汽車電子化的程度也越來越高。汽車電子技術是汽車技術與電子技術相結合的產(chǎn)物?？梢哉f，今天的汽車已經(jīng)進入電子控制的時代，而這一切都依賴于電子技術的發(fā)展。技術創(chuàng)新能力成為競爭取勝的關鍵。世界各大汽車公司已把主攻方向轉向以微電子技術和信息技術為代表的高新技術，開發(fā)研制各種新車型，以此占領技術制高點。

國外專家預測，汽車上裝備的電子裝置成本將占汽車整車成本的15%以上。汽車將由單純的機械產(chǎn)品向高級的機電一體化產(chǎn)品方向發(fā)展，“電子汽車”走向未來。關鍵詞：電子技術、裝置、汽車電子技術在汽車照明系統(tǒng)中的應用隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，我國汽車工業(yè)已步入高速成長期。不僅汽車的產(chǎn)量在成倍地增長，汽車的科技含量也在不斷增加?，F(xiàn)代汽車制造技術與電子技術、信息技術日益密切融合在一起。汽車已不再是簡單的交通工具，而已成為現(xiàn)代科技的載體。照明裝置是汽車中十分重要的安全部件。關于汽車的歐洲經(jīng)濟委員會（ECE）法規(guī)有113項，而其中與汽車燈光有關的法規(guī)就有37項之多，約占總法規(guī)數(shù)的1/3。由此可見汽車照明裝置的重要性。另外，汽車燈還是汽車造型至關重要的部份。因此，世界各國對汽車燈具的研發(fā)都非常重視。一、設計總則（一）汽車電子的介紹汽車電子是車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置的總稱。車體汽車電子控制裝置，包括發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)（車身電子ECU）。汽車電子最重要的作用是提高汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟性和娛樂性。用傳感器、微處理器CPU、執(zhí)行器、數(shù)十甚至上百個電子元器件及其零部件組成的電控系統(tǒng)。汽車電子化被認為是汽車技術發(fā)展進程中的一次革命，汽車電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標志，是用來開發(fā)新車型，改進汽車性能最重要的技術措施。汽車制造商認為增加汽車電子設備的數(shù)量、促進汽車電子化是奪取未來汽車市場的重要的有效手段。據(jù)統(tǒng)計，從1989年至2000年，平均每輛車上電子裝置在整個汽車制造成本中所占的比例由16％增至23％以上。一些豪華轎車上，使用單片微型計算機的數(shù)量已經(jīng)達到48個，電子產(chǎn)品占到整車成本的50％以上，目前電子技術的應用幾乎已經(jīng)深入到汽車所有的系統(tǒng)。（二）類別按照對汽車行駛性能作用的影響劃分，可以把汽車電子產(chǎn)品歸納為兩類：一類是汽車電子控制裝置，汽車電子控制裝置要和車上機械系統(tǒng)進行配合使用，即所謂“機電結合”的汽車電子裝置；它們包括發(fā)動機、底盤、車身電子控制。例如ITS正迅速興起，包括汽車的智能化、公路的自動化和導航系統(tǒng)等。二、汽車電子系統(tǒng)開發(fā)方案的介紹（一）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。（二）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。圖2.1樣式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，并進工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。（三）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。圖2.2樣式（四）汽車電子系統(tǒng)劃分汽車電子產(chǎn)品可分為兩大類：1.汽車電子控制裝置，包括動力總成控制、底盤和車身電子控制、舒適和防盜系統(tǒng)。2.車載汽車電子裝置，包括汽車信息系統(tǒng)(車載電腦)、汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、汽車視聽娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、車載網(wǎng)絡等。圖2.3樣式三、現(xiàn)在汽車電子技術在汽車上的應用（一）在發(fā)動機上的應用1、電子控制噴油裝置在現(xiàn)代汽車上，機械式或機電混合式燃油噴射系統(tǒng)已趨于淘汰，電控燃油噴射裝置因其性能優(yōu)越而得到了日益普及。電子噴油裝置可以自動地保證發(fā)動機始終工作在最佳狀態(tài)，使其在輸出一定功率的條件下最大限度地節(jié)油和凈化空氣。經(jīng)過實驗并修正得到發(fā)動機最佳工況時的供油控制規(guī)律、事先把這些客觀規(guī)律編成程序存在微機的存儲器中，當發(fā)動機工作時，根據(jù)各傳感器測得的空氣流量、排氣管中含氧量、進氣溫度、發(fā)動機轉速及工作溫度等參數(shù)，按預先編好的運算程序進行運算、然后和內(nèi)存中的最佳工況的參數(shù)進行比較和判斷再調(diào)整供油量。這樣就能夠使發(fā)動機一直處于最優(yōu)工作條件下運行，從而使發(fā)動機的綜合性能得到提高。下圖為電子控制式燃油噴射系統(tǒng)圖。圖3.1樣式2、電子點火裝置（ESA）它由微機、傳感器及其接口、執(zhí)行機構等幾部分構成。該裝置可根據(jù)傳感器送來的發(fā)動機各種參數(shù)進行運算、判斷，然后進行點火時刻的調(diào)節(jié)，這樣可以節(jié)約燃料，減少空氣污染。此外，新型發(fā)動機電子控制裝置還有自適應控制、智能控制及自診斷操作等。一般認為，發(fā)動機電子控制裝置的節(jié)能效果在15%以上，而效果更明顯的則是在環(huán)境保護方面。下圖為電子點火控制圖。圖3.2樣式3、動力傳動電子控制系統(tǒng)主要包括發(fā)動機電子控制（包括汽油機和柴油機）、自動變速器控制（ECT、CVT/ECVT等）以及動力傳動總成的綜合電子控制等?？刂葡到y(tǒng)主要由各種傳感器、執(zhí)行機構和電控單元（ECU）組成。其主要是保證汽車在不同的工況下均能處在最佳狀態(tài)下運行，并簡化駕駛員的有關操作，從而降低油耗和排放，減少動力傳動系統(tǒng)的沖擊，減輕駕駛人員的勞動強度，提高汽車的動力性、經(jīng)濟性和舒適性。下圖為中華汽車的動力傳動圖示。圖3.3樣式4、車身電子控制系統(tǒng)主要包括安全氣囊（SRS）、自動座椅、自動空調(diào)控制、車內(nèi)噪音控制、中央防盜門鎖、視野照明控制、自動刮水器、自動門窗、自動防撞系統(tǒng)以及滿足不同用電設備的電源管理系統(tǒng)。主要是用來增強汽車的安全性、舒適性和方便性。5、多媒體娛樂、通訊系統(tǒng)主要包括車載多媒體系統(tǒng)、駕駛員信息系統(tǒng)、語音系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)(ITS)、車輛導航系統(tǒng)(GPS/DGPS等)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)等。用于聯(lián)結“人—車—外界環(huán)境信息”，以及協(xié)調(diào)整車各部分的電子控制功能。除此之外，在發(fā)動機部分利用電子技術的內(nèi)容還有：廢氣再循環(huán)（EGR）、怠速控制（ISC）、電動油泵、發(fā)電機輸出、冷卻風扇、發(fā)動機排量、節(jié)氣門正時、二次空氣噴射、發(fā)動機增壓、油汽蒸發(fā)及系統(tǒng)自我診斷功能等，它們在不同的車型上都或多或少地被應用。（二）電子技術在底盤上的應用1、電控自動變速器（ECAT）ECAT可以根據(jù)發(fā)動機的載荷、轉速、車速、制動器工作狀態(tài)及駕駛員所控制的各種參數(shù)，經(jīng)過計算機的計算、判斷后自動地改變變速桿的位置，從而實現(xiàn)變速器換擋的最佳控制，即可得到最佳擋位和最佳換擋時間。它的優(yōu)點是加速性能好、靈敏度高、能準確地反映行駛負荷和道路條件等。傳動系統(tǒng)的電子控制裝置，能自動適應瞬時工況變化，保持發(fā)動機以盡可能低的轉速工作。電子氣動換擋裝置是利用電子裝置取代機械換擋桿及其與變速機構間的連接，并通過電磁閥及氣動伺服閥汽缸來執(zhí)行。它不僅能明顯地簡化汽車操縱，而且能實現(xiàn)最佳的行駛動力性和安全性。2、防抱死制動系統(tǒng)（ABS）汽車制動時，ABS通過安裝在汽車上的車速傳感器、減速度傳感器或各車輪上的輪速傳感器，檢測汽車的行駛速度、車輪的轉速、加速度或減速度。微處理器根據(jù)這些傳感器的信號，計算出汽車的瞬時滑移率和汽車加速或減速度是否達到控制門限值，以決定增大、保持或降低制動輪缸內(nèi)制動液的制動壓力，隨即發(fā)出指令使執(zhí)行機構及時調(diào)整制動壓力，保持所有車輪有10％～15％的理想滑移率，即車輪始終維持在微弱滑移的滾動狀況下制動，防止車輪被完全制動抱死。下圖為防抱死制動原理圖。圖3.4樣式.3、電子轉向助力系統(tǒng)電子轉向助力系統(tǒng)是用一部直流電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓助力缸、用蓄電池和電動機提供動力。這種微機控制的轉向助力系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓助力系統(tǒng)比起來具有部件少、體積小、重量輕的特點，最優(yōu)化的轉向作用力、轉向回正特性，提高了汽車的轉向能力和轉向響應特性，增加了汽車低速時的機動性以及調(diào)整行駛時的穩(wěn)定性。.4、適時調(diào)節(jié)的自適應懸掛系統(tǒng)自適應懸掛系統(tǒng)能根據(jù)懸掛裝置的瞬時負荷，自動地適時調(diào)節(jié)懸架彈簧的剛度和減震器的阻尼特性，以適應當時的負荷，保持懸掛的既定高度。這樣就能夠極大地改進車輛行駛的穩(wěn)定性、操縱性和乘坐的舒適性。5、常速巡行自動控制系統(tǒng)（CCS）在高速長途行駛時，可采用常速巡行自動控制系統(tǒng)，恒速行駛裝置將根據(jù)行車阻力自動調(diào)整節(jié)氣門開度，駕駛員不必經(jīng)常踏油門以調(diào)整車速。若遇爬坡，車速有下降趨勢，微機控制系統(tǒng)則自動加大節(jié)氣門開度；在下坡時，又自動關小節(jié)氣門開度，以調(diào)節(jié)發(fā)動機功率達到一定的轉速。當駕駛員換低速擋或制動時，這種控制系統(tǒng)則會自動斷開。隨著世界各大汽車產(chǎn)家對汽車安全問題的高度重視，安全氣囊系統(tǒng)、行駛動力學調(diào)節(jié)系統(tǒng)（FDR或VDC）、防撞系統(tǒng)、安全帶控制、照相控制等方面已大量采用了電子新技術。參考文獻[1]劉鴻健，閔蘭.汽車電工電子技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009[2]曾鑫，劉蘭俊.