时间：2023-03-08 15:34:13
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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。
随着我国汽车业的迅速发展，汽车工业也在与时俱进进行科技创新，传统机电产品正逐渐被淘汰，取而代之的是现代的高新技术产品，汽车产业不断更新换代，成为高新技术装备起来的产业。汽车和发动机系统微处理器得到了大量应用，应用的规模日益增大，汽车微处理器应用广泛，LIN和CAN等网络控制广泛在汽车上安装，IC也将不断趋于集成化。随着电子科技的创新和发展，IC的功能得到了极大的完善，现在一个IC的功能已经很强大，相当于之前几个IC才能实现的功能。汽车发动机广泛采用了电子技术，未来汽车上还将普及电控电喷系统，可以使动力系统的效率得到极大的提升。随着线控、驱动系统的迅速发展，机械系统将会被线控系统所取代，汽车底盘将发生革命性的变化。汽车电子信息技术正在向综合控制的方向发展，汽车智能化将不断升级，汽车的整体性能将更加人性化，汽车的安全性将得到极大的提升。
二汽车电子的未来发展前景
未来汽车电子将由最初的基础功能性应用逐渐向高级交互式应用发展。近年来，随着汽车领域传感器技术的应用，以及互联网在汽车上的逐步渗透，汽车的电子化趋势发展迅猛，表现得越来越明显，出现了高度电子化和高度智能化的产品，前者以特斯拉为代表，后者以谷歌无人驾驶汽车为代表。随着今后科技的飞速发展，汽车电子的渗透率将会更快。在未来，随着汽车安全性、人性化、智能化、娱乐性等方面需求的增长，汽车安全、智能以及娱乐系统的开发，将成为汽车电子技术的亮点，发展前景广阔。
（1）智能化
随着近年来信息化建设的快速发展，在车辆、道路、交通系统中，大量的实时信息开始在三者之间得到共享，这就是智能化。智能化为人们的出行提供很多方便。未来国内外汽车发展领域，智能汽车将成为发展的重点和热点，也是未来汽车发展的大趋势。
（2）安全化
随着我国汽车数量的逐年增多，汽车安全的重要性不言而喻，如何最大限度地提高汽车的安全性，是汽车设计与制造领域的重要问题。新型汽车安全系统越来越智能化和自动化，相应的技术要求也日益苛刻。例如汽车的安全气囊系统，目前一些制造企业已经开始了技术升级，通过使用安全总线和协议来为汽车的被动安全提供保障。
（3）网络化
今天，汽车制造行业日益复杂的安全性、动力、底盘以及车身系统协调统一问题，都需要一个以可靠方式提供极高数据速率的网络。FlexRay总线作为一种高速网络，近年来被提出应用在汽车领域。FlexRay作为下一代汽车网络协议，在技术支持方面，可以为汽车提供带宽、实时响应能力，可提高汽车行驶的可靠性，帮助汽车实现线控应用。
三总结
[论文摘要]汽车是当前重要的交通工具，汽车的发明和汽车相关技术的发展极大地改变了人们的出行方式，加快了商品和人员的流通。
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。汽车技术与电子技术相结合催生出汽车电子技术概念。电子技术在现代汽车工业中的广泛应用加快了电子汽车的发展趋势，推动了汽车功能的多元化和便捷化。
一、汽车电子技术
现代电子技术与汽车工业的结合促成了电子汽车概念的诞生和实现，概括地来说当前的汽车电子技术主要包括：智能化集成传感器：提供用于模拟和处理的信号，而且还能对信号作坊大处理。同时，他还能自动进行时漂、温漂和非线性的自动校正，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；嵌入式微处理机已广泛地应用与安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。软件技术：随着汽车电子技术应用的增加，对有关控制软件的需求也相应增加，并可能要求进一步计算机联网。因此，要求使用多种语言，并开发出通用的高水平软件，以满足多种硬件的要求。轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件；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。汽车车载电子网络：汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。随着电控器件在汽车上越来越多的应用，车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。为了进一步提高行使的经济性，温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。由此，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。集成化技术：汽车电子技术的一个发展趋向是功能集成化，从而实现更经济、更有效以及可诊断的数据中心。光导纤维：汽车电子技术的进步，已使各系统控制走向集中，形成整车控制系统。这一系统除了中心电脑外，甚至包括多达23个微处理器及大量传感器和执行部件，组成一个庞大而复杂的信息交换与控制系统等。
二、国内汽车电子技术发展
电子技术在汽车工业中的应用加快了汽车技术的升级和突破，自20世纪80年代以来，汽车工业的长足发展，也是以电子技术（特别是计算机、集成电路技术）为动力而实现的。采用电子技术是解决汽车所面临的诸多技术问题的最佳方案。因此一国电子产业的发展水平及其在汽车工业领域的应用情况决定了其在未来轨迹汽车行业竞争中的地位和影响力。目前，国产汽车的电子技术应用多数还处于初级阶段。只有少数厂家，主要集中在一些中外合资和国内较为先进的汽车生产厂家，开始将电子控制装置应用在汽车工业中。国内现在采用的电子装置主要包括发动机的燃油喷射、电子点火控制、汽车安全性方面的安全气囊，ABS等领域，而且多数为直接引进国外产品组装，国内科研院所目前有关汽车电子技术应用的研究也主要集中在发动机控制、电控悬架、ABS系统等几个方面，在汽车的电子网络化技术、GPRS导航及智能交通系统的研究等方面与国外还有一定差距。
三、现代电子技术促进汽车智能管理的发展
随着经济的快速发展和人民群众对汽车工业要求的逐步提高，当前的电子技术在汽车工业领域里得到了很好较快较好的应用。汽车智能管理系统就是这一应用的重要体现。车辆智能管理仪（以下简称管理仪）硬件构成主要由CPU，数据存储器扩展电路、IC卡接口电路、GPS接收电路、光电隔离的输入、输出电路、数码相机控制电路、指示灯、蜂鸣器及电源部分组成。采用GPS接收机接收卫星的信号，经过计算后可得出车辆所处的经纬度、行驶速度、行驶方向等参数。管理仪还能够采集与司机操作有关的数据，如刹车、远光灯、近光灯、左右转向灯、喇叭、雾灯、制动气压、车门开关等参数。管理仪根据预先设定的时间间隔和特殊事件的触发，将有关数据保存入IC（IntelligentCard）卡中。根据这些数据，车辆管理部门就可以对车辆的历史运行状况进行检查、管理，以确定车辆是否按照规定的要求运行。管理仪还能够对最近15次停车前，每次停车前50秒的所有信息进行详细记录，GPS数据的采集速度受GPS系统的限制，每秒钟记录1次，其他参数每隔0.2秒记录一次。管理仪还具有数码照相机的控制接口，可以根据外部触发信号，对车内的情景拍照。
汽车工业是高科技工业，汽车性能的每一步提升都伴随着新技术、新工艺的运用。电子技术是21世纪推动经济发展和社会变革的重要技术之一，电子技术的发展及其在汽车工业领域的广泛应用将有效提升汽车工业的发展水平。
参考文献：
[1]高艳青：《现代电力电子及电源技术的发展趋势》，载《电脑与电信》2007，1.
[2]张庆湘：《浅析电子技术在现代汽车工业中的发展与应用》，载《企业技术开发》2007，6.
[3]李卫东：《浅谈电子技术在现代汽车工业领域中的应用》，载《中国职工教育》2005，9.
[4]陈长军、张敏、马红岩、林希峰、闫文清，《激光技术在汽车工业上的应用》，载《机械工程师》2007，9.
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。
在改进汽车电工电子实验的基础上，进一步实行开放式实验教学，可更好地提高学生的创新能力和培养创新精神。可采取让学生自愿报名的方法进行预约，让学生利用业余时间，自己拟定题目，经老师同意后，从原理设计、元件采购、印刷电路板设计与制作、产品的组装调试、故障排除等所有的环节均由学生去完成。教师只需在实验过程中给出必要的指导就可以了。最后根据学生的产品给出成绩，这样可以大大调动和激发学生学习的创造性和主动性。在开放实验过程中，注意培养学生的创新能力，培养有想象能力及科技素质的人才，强调发展学生的个性，强调在着力培养学生综合素质的基础上，突出创新意识。要合理选择实验教材，或自编教材，使实验教学内容符合汽车专业需求，让学生在实验教学过程中有较大的思维空间和活动空间。要使开放式实验教学收到较好的效果，必须具备以下条件：
（1）要有一支高素质的师资队伍，教师要向双师型转化，在实验过程中才能更好地帮助学生提高工程实践能力和培养创新能力。
（2）加强实验室的建设，增加实验经费，保证实验室的实验设备满足开放实验的要求。要有有效的实验室管理方法，可通过计算机或校园网使实验管理的工作简化。应适当提高担任实验教学的教师待遇。
（3）学生要有学习的自觉性，才能保质保量按时完成实验，才能取得一定的效果。
二、开展开放式实验教学的作用
Keywords:automotiveelectronics,reconfigurablecomputing,reconfigurable-logicdevice,dynamicreconfigurabletechnology.
1引言
汽车历经百余年的发展，其机械结构已经达到了近乎完美的程度，业界对汽车机械性能的改善已经很难再有更大的提升空间。为了提高汽车的可靠性、功能性和舒适性，电子技术在汽车上被广泛应用。电子技术与机械结构的结合，被认为是当前汽车技术发展过程中的一次“革命”。
汽车电子技术是汽车设计中的核心技术。汽车电子化的程度是衡量一个国家汽车工业发展水平的重要标志。汽车的设计者利用汽车电子技术开发新的车型，把它作为改善和提高汽车整体水平所采用的最重要的技术方案；汽车制造商则通过加快汽车电子化的进程，把增加汽车电子装置的数量等措施作为汽车的新卖点和夺取未来汽车市场的最重要手段。目前在国际上的中、高档轿车的设计中，汽车电子产品平均已经占到了汽车制造成本的27。这个数字还在不断创造新高。据英飞凌（Infineon）公司预测，到2010年用于轿车上的汽车电子装置的支出平均将占到整车制造成本的50。而在我国，每辆汽车的平均汽车电子设备应用比例要比国际水平低5.5倍[1>。汽车电子技术的发展与应用是目前我国汽车产业进步所面临的一大契机和挑战。
可重构计算技术成形于上个世纪九十年代中期[2>。如图1所示，其主要思想是利用可重构逻辑器件（如FPGA）的可重构特性，通过不同的器件配置文件来改变器件实现的功能，从而能够以硬件的性能灵活实现多种应用。可重构计算技术避免了微处理器计算模式因为取指、译码等步骤导致的性能损失，同时也消除了专用集成电路（ASIC）计算模式因为前期设计制造的复杂过程带来的高代价和不可重用等缺陷。可重构计算技术目前已经应用在了很多领域，如目标匹配、大数值运算等等，都取得了非常好的效果。
图1：微处理器、可重构计算、专用集成电路等三种计算模式的比较
汽车电子产品有着很多特殊的需求，而可重构计算作为一项新兴的技术，具有的高性能、高灵活性、低开发周期、低成本等特征非常适合于汽车电子领域的应用。
2汽车电子领域的需求分析
从1950年美国通用公司开创了将半导体技术应用于汽车制造领域的先河—将晶体管收音机安装在汽车上开始，汽车电子产业历经50多年的发展，目前已经形成了功能多样化、技术一体化、系统集成化、通信网络化、技术标准化等技术特征。当前，汽车电子技术已经进入了优化人-汽车-环境的整体关系的研究阶段。汽车在满足安全、节能、环保的同时，将进一步满足人们生活的需要，向舒适、便利、高效、数字化、信息化和智能化方向发展。
汽车电子技术主要有两个大的应用领域：一个是汽车电子控制系统，另一个是车载汽车电子装置[3>。其中，汽车电子控制系统是机械和电子相结合的汽车电子产品，它的工作状况会直接影响到汽车的性能。而车载汽车电子装置则是可以在汽车环境下独立使用的电子装置，它的性能好坏并不影响汽车的性能。相比之下，汽车电子控制系统的设计与开发涉及到了机械和电子两个学科领域，这两部分的研发要协同进行，所以整个过程比较复杂。车载电子装置是IT行业中的应用在汽车领域的扩展，种类较多，例如遥控中央门锁、车载电话、后座娱乐系统、GPS导航系统、车载计算机等等。这些产品因和整车的性能无关，可以独立地进行开发，所以和汽车电子控制系统相比，在开发的环节上比较简单。
汽车电子领域对电子技术发展的主要需求有如下几个方面：
·性能高。目前在汽车电子产品中对性能要求最高的部分是车内的信息娱乐系统。一个信息娱乐系统可能包括多通道音频系统、DVD播放器、GPS导航系统以及免提移动电话等等。这些子系统中涉及到的功能（如视频处理等操作）需要强大的信号处理能力，对性能要求极高。另外，随着汽车主动安全理念的深入人心，新的汽车安全系统开始采用图像、视频和雷达处理，同时引擎和刹车控制系统也将采用更复杂的计算控制策略，计算量庞大的实时运算将在应付突发事件的时候发挥重要作用。这也给相关的汽车电子产品的处理能力提出了挑战。
·灵活性强。汽车的设计者和制造商都面临的一个严峻问题是必须保证汽车电子设备的寿命与汽车的寿命相匹配。汽车电子设备的生命周期很短，不断出现的新兴的汽车标准以及标准本身的不断变化进一步导致选择标准时必须考虑到其寿命、灵活性以及被接受的广泛程度。为了保证汽车电子产品能够紧跟汽车产业的发展，就要求汽车电子产品具有相当的灵活性使其能够根据需求做适时的改动。在当前各种新的技术标准层出不穷，而业界又缺乏占据有绝对优势的标准的时候，对汽车电子技术的这一需求显得尤其重要。
·可靠性高。汽车作为一类特殊的产品，经常会工作在恶劣的环境下，这对应用在其中的电子产品的可靠性提出了严格要求。电子产品的精密性使它成为影响整车可靠性、安全性的重要因素。特别是在汽车电子控制系统中，高温的工作环境往往会给电子产品带来损伤，这极大地增加了整车的危险性。这就要求电子产品能够抵御住恶劣工作环境的干扰，同时具有适当的容错能力，能够在受到部分损伤的时候将其造成的影响降到最低。
·开发时间短。尽量缩短新车型新产品的研发时间是汽车设计者和制造商追求的目标之一。图2显示出在汽车电子产品方面的新技术研发周期是非常短的。这就要求汽车电子技术的研发需要有方便快捷的开发平台，并且在技术研发上有延续性和可复用性，尽量缩短开发时间。特别是在车载汽车电子装置的研发中，因为它们与汽车本身的性能无关，所以更可以不受到整车其它部分研发进展的约束，需要在尽量短的时间内开发出适合需要的产品。
·成本低。汽车产业对价格的影响十分敏感。价格是决定汽车产品竞争力的重要因素之一。选用合适的技术、材料和器件对汽车工业的发展起着举足轻重的作用。随着汽车电子产品在整车成本中所占份额的增加，尽量降低这部分电子产品的成本是一个极为关键的问题。
图2：汽车领域项目创新周期和开发时间示意图[4>
以上我们讨论了在汽车电子领域对电子产品技术的一些基本需求。除此之外汽车电子产品还需要尽量降低能耗以及减少占据的空间等。
3可重构计算技术在汽车电子领域的应用前景
在当前的汽车电子产品中，大量使用了微处理器和专用集成电路实现关键功能。可重构计算技术的出现为汽车电子产品提供了另一个高效灵活的选择。
可重构计算技术的发展主要依赖于可重构逻辑器件技术和动态重构技术的发展。随着半导体技术的进步，目前商用的可重构逻辑器件在单片上已经可以集成数以百万计的基本逻辑门单元和其它各种复杂的计算逻辑，甚至有的高端器件上已经集成了多个微处理器核进一步加强器件的计算能力[5>。这为原来只是用于实现简单的胶合逻辑和原形系统设计的可重构逻辑器件能够逐步占领计算系统的核心地位提供了基本支持。动态重构是当前可重构计算技术的研究热点之一，它是指在不影响当前系统正常运行的前提下，将可重构逻辑器件上的部分资源配置为新的功能，从而提高资源利用率和增加系统性能。动态重构是可重构技术的发展方向，目前主要集中在如何减少器件重构开销、优化资源调度等方面的研究上。
与传统的采用微处理器和专用集成电路的汽车电子产品相比较，利用可重构计算技术的汽车电子产品具有以下优点：
·可重构计算技术能够高效实现特定功能。可重构逻辑器件上都是硬连线逻辑，它是通过改变器件的配置来改变功能的。器件的配置信息一旦被加载，整个系统就可以以硬件的性能大大加快功能的实现。汽车电子产品中那些计算量庞大的功能，典型的例子如视频处理，其核心算法是定点数据上的算术密集型信号处理操作。经过研究发现，这些操作是适合在可重构逻辑器件上高效实现的。将可重构逻辑器件用于加速核心算法的执行，再补充另外的微处理器与之耦合用于执行辅助功能，如输入、输出等操作，是很好的可重构计算系统的构建方式。目前已经有多个利用可重构计算技术的高效的视频处理系统，并已经在汽车电子领域广泛使用[6>。
·可重构计算技术能够通过动态改变器件配置来灵活满足多种功能需求。动态可重构特性使得同一可重构逻辑器件能够满足不同的设计需求，这一点是传统的专用集成电路计算模式不能够达到的。汽车电子产品不同于一般的电子产品，它受到了很多因素的束缚。例如车型的限制，采用相同基本设计的同一款汽车会有经济型、标准型和豪华型等不同型号。这就要求针对不同的型号都要有相应的电子产品支持。为每个型号的汽车都分别设计专门的计算核心单元和电路的代价是高昂的，可重构计算技术就可以消除这个障碍。汽车设计者可以仅开发出一款运用了可重构逻辑器件的原型系统，然后根据不同的车型要求灵活地将可重构逻辑器件配置为相应的功能。另外，由于在业界缺少占有绝对优势的标准，采用何种技术标准也是设计者必须解决的难题。例如，当前车上总线就有LIN、CAN、MOST等多种标准共存，不同标准的技术参数都有很大差异，为了使这些总线标准间不发生冲突，就可以考虑利用可重构逻辑器件作为各标准间的桥接逻辑。
·可重构计算技术适合恶劣工作环境下的应用。当前的可重构计算技术已经经受住了很多极端工作环境的考验，例如NASA的“勇气”号和“机遇”号火星车上就使用了大量可重构逻辑器件。在汽车应用领域，温度会给汽车电子产品带来最大的损伤。业界最高的节点温度是150摄氏度，而用于恶劣环境下的可重构逻辑器件的特殊封装足够保证系统在此情况下的正常运行。利用可重构逻辑器件的另一个优势是不需要微处理器必需的散热系统，大大减少了电子产品占据的空间。另外可重构逻辑器件具有的大量的冗余可重构逻辑资源，使得当器件的某些区域被破坏的时候，系统可以使用动态重构技术自动避开这些区域同时利用周边的其它逻辑资源组合替代该区域被破坏的功能。
·可重构计算技术具有强大的技术支持来加速产品开发。不同于专用集成电路的设计，可重构计算技术不需要大量的NRE（Non-RecurringEngineering）工作。器件厂商会配合不同的可重构逻辑器件提供相应的开发工具和流程，同时还会提供大量参考设计和IP核以减少设计者的重复劳动并提高设计的可靠性。还有很多技术已经成熟的仿真工具和验证工具可以在设计的各个阶段用于保证设计的正确性，减少了出错返工导致的时间浪费。
·可重构计算技术的使用能够大大降低系统成本。系统成本的降低主要体现在两个部分：一个是在设计过程中，另一个是在运行过程中。目前的车用可重构逻辑器件的单价最低已经降至1.5美元，而且利用它实现应用的开发成本又远远低于专用集成电路。可重构逻辑器件的灵活性使得它不必像专用集成电路一样，一个细微的修改就会导致整个电路的重新设计与制作。同时，在系统运行的时候经过分析可以确定有的功能不会同时被使用，那么设计者就可以考虑利用动态重构技术在不同的需求时段里分别实现这两个功能，做到“一片多用”，节省了资源、空间和成本。
从上面的讨论可以看出，将可重构计算技术应用于汽车电子领域有着很大的优势，是切实可行的技术方案。当前，业界也已经注意到了可重构计算技术的应用前景。
4可重构计算技术在汽车电子领域面临的问题
虽然可重构计算技术当前已经在多个领域取得了长足进展，但是在汽车电子领域具体应用的时候，还会面临很多问题。下面列举几个最典型的问题：
·可重构逻辑器件的选型。目前生产商用可重构逻辑器件的几大厂商：Xilinx，Actel，Altera和Lattice等都已经开始关注汽车电子领域并陆续有产品推出。这些产品的硬件结构、处理能力和市场价格等都各不相同。如何针对应用进行合适的器件选型是一个非常重要的问题。当前的可重构逻辑器件基本都是基于SRAM、Flash或者反熔丝技术。这三种技术各有千秋，其中主流的基于SRAM的器件目前已经具有非常强大的处理能力；基于Flash的器件较少但是性价比较高；基于反熔丝技术的器件不具有多次重构的能力但是可靠性较好。所以针对不同的应用场合进行器件选型需要在对应用和器件信息都非常熟悉的基础上进行。
·可重构逻辑器件上应用的实现。虽然目前已经有多种方法简化了利用可重构计算技术实现应用的开发过程。但是用硬件描述语言或者硬件原理图来设计由可重构逻辑器件执行的应用程序对于大部分应用开发者来说还是陌生和困难的。为了排除软件设计者在软件算法的硬件化实现中碰到的困难，已经有多种类高级语言的硬件描述语言被开发出来，但是这些技术还并不成熟。由EDA软件厂商推出的各种硬件应用设计软件，也还存在着一些局限和缺陷，而且不能够完全发挥出可重构计算技术的威力。这就要求汽车电子产品的设计者务必掌握利用可重构计算技术的设计思想并将其渗透到产品的设计中去。
·可重构逻辑器件的可靠性保证。不同于传统的微处理器和专用集成电路计算模式，可重构逻辑器件是通过改变器件配置来改变功能的。特别是基于SRAM的器件，是由存储在器件上的配置信息来控制器件中各逻辑单元间的硬连线的。因此通过配置端口输入其它的配置信息就可能改变甚至损坏器件的功能，而在以前则不会出现类似情况。为了防范这些问题，就需要在关键电子设备上采用基于反熔丝技术的只能一次重构的可重构逻辑器件或者使用对配置信息加密等方法。
·动态重构技术的研发与使用。虽然动态重构技术在理论上已经有了很大发展，并且有很多原型系统已经被开发。但是由于技术条件限制，目前缺乏具有普适性的研发方法，真正使用在产品上的技术也还有一些不足。这需要业界和学术界协作，针对汽车电子领域的关键应用进行攻关，尽量多地将当前已经成熟的动态重构技术应用在汽车电子产品上，带来高效率、高资源利用率等优势。同时开展对动态重构技术的方法学的研究，为将动态重构技术更广泛地应用在电子产品领域提供技术保障。
（一）操作稳定的电子系统
以往基本都是通过改进轮胎、转向系以及传动系等性能，来提高汽车的操纵稳定性。近几年来，随着车载微处理器、传感器以及执行机构的快速发展，一些现代汽车开始安装先进设备，改善操纵性能。本文主要介绍了以下几种操作比较稳定的电子系统：第一，电控自动变速器。有了电控自动变速器之后，可以不踩离合器就完成换挡，并且此时发动机也不会熄火。这一装置可以实现变速比的有效控制，促使汽车在行驶过程中处于最合适的挡位。电控自动变速器具有以下优点：高传动效率、低油耗、延长变速器的使用寿命等。第二，电控制动力分配系统。这一系统的功能就是在汽车制动的时候，计算四个轮胎的摩擦力数值，然后对制动装置进行调整，确保车辆安全、平稳行驶。第三，加速防滑系统。当汽车在加速的时候，加速防滑系统可以将车轮的空转滑动控制在一定的范围内，避免驱动轮出现快速滑动的现象，从而使得牵引力得以提高，最终保证汽车的稳定行驶。第四，电子稳定程序系统。当汽车在行驶过程中，电子稳定程序系统会借助传感器来对驾驶者的转弯方向、车速、车身倾斜度等进行监控。然后调整发动机的转速，修正转向中存在的问题。
（二）行驶安全性的电子系统
近几年来，交通事故数量呈现明显上升趋势，因此人们不断提高对汽车安全性能的要求。汽车开发商开始研发出可靠的、安全的汽车电子安全装置，并且将这些汽车电子安全装置应用到汽车上。本文涉及到的汽车电子安全装置，主要有以下几种：第一种，防抱死制动系统。防抱死制动系统可以对制动液压力的收放进行有效控制，从而达到控制车轮的目的。通过安装防抱死制动系统不仅可以改善汽车的制动性，而且可以提高汽车紧急制动安全性。第二种，智能化安全气囊系统。该系统是由通型安全气囊、与之相配套的计算机系统组成的。该系统红外线传感器根据热量来判断座椅上是人还是物体；该系统超声波传感器，可以准确判断出乘员的具置。第三种，汽车自动避撞系统。此系统充分利用现代信息技术、传感技术，提高了驾驶员的感知能力，在发生紧急情况的时候，可以自动采取措施来控制汽车，让汽车主动避开危险，确保车辆的正常行驶。第四种，汽车轮胎压力检测系统。在汽车的每一个轮胎上要安装传感器，对行车状态下轮胎的各种参数进行实时监视。第五种，前照灯电子互控系统。这一系统能够促使相向行驶的车辆在相距150米以内的时候，其中一方关闭远光灯打开近光灯，另一方也会主动关闭远光灯打开近光灯，这就增强了夜间驾驶的安全系数。
（三）乘车舒适休闲的电子系统
当前，人们不仅追求汽车操作的可靠以及安全行，而且还追求汽车乘坐的舒适性，这就推动了汽车电子技术的快速发展。第一，智能化汽车空调。汽车空调装置借助电控单元ECU，控制转换风扇、加热继电器等，并且根据客户的不同需求，调节车内的温度。第二，电控自动座椅。电控自动座椅是将人体工程学与电子控制技术充分结合起来，提高座椅的舒适度。第三，电控主动悬架系统。在这一系统中，结合了电控技术与随动液压技术，按照车辆运行的实际情况以及路面状况来对阻尼特性参数进行控制以及调整，确保车辆的平稳行驶。第四，车载多媒体以及远程通信系统。在此系统中包括了游戏设备、DVD、车载GPS等设备。
二、汽车电子技术的发展趋势
电子技术与汽车工业充分结合起来，促使汽车电子技术向着智能化、规范化、总线化以及模块化方向发展。其一，智能化发展方向。目前在汽车电子各系统中，微处理器开始得到了广泛的应用，有效提高了控制技术智能水平，并且增强了装置的使用性能。其二，规范化发展方向。虽然多种多样的汽车电子技术逐渐涌现出来，但是这些技术在汽车上实施还需要一段时间才能够被确认下来。其三，总线化发展方向。各电子控制单元在通信的时候借助了总线，将当前的信息传输出去，总线化推动了汽车电子系统的革新。其四，模块化发展方向。电子技术与高新技术充分结合，更新汽车零部件产品，同时还简化了配套以及整车制造工艺，从而促使产品的品质得到提高。
三、结语
用中文来解释TRIZ理论，其实质意识就是:发明问题解决理论。1946年，前苏联发明家根里奇阿利赫舒勒（G1S1Altshuller）创立了TRIZ理论,该理论的创立是建立在研究世界各地250万份高水平专利基础上,发展出的面向人、基于知识的的解决发明问题的系统化方法学。普遍认为TRIZ理论就是使人变聪明的理论,TRIZ理论一度成为了前苏联国家的较为重要的机密,在工业、军事、航天、航空等领域TRIZ理论发挥着举足轻重的作用。被西方国家称为”点金术”,自1970年起,前苏联开始为将TRIZ理论引入中小学生教学课程，取得了喜人的成绩。美国、西北欧、台湾、日本等地出现了以TRIZ为基础的咨询机构、研究机构以及公司,有一部分大学甚至将TRIZ技术列为大学必修课程之一。转眼间，已经过去半个多世纪了,TRIZ理论和方法也已经逐步发展，成为一套解决新产品开发实际问题的方法体系和成熟理论,TRIZ理论和方法经过多年的实践检验，已经具备了超强的实用性,现已经广泛应用于世界各地,创造出成千上万项重大发明,为众多知名企业取得了重大的经济效益和社会效益。
二、TRIZ理论在汽车电子技术课程教学中的应用
随着TRIZ理论的不断发展，TRIZ理论和方法的应用也越来越广泛,现阶段，TRIZ在创新教学、创新设计、创新科研等得到了广泛的应用,取得了傲人的成绩,笔者从TRIZ理论和方法的角度出发并在汽车电子技术教学中应用这一理论，旨在促进汽车行业的进一步发展，为汽车服务工程的创新性人才培养提供一条途径。
（1）改革汽车电子技术课程教学的内容,进一步培养学生的创新意识。
众所周知，汽车电子技术课程涉及到的较多内容,如汽发动机原理、汽车构造、汽车故障检测、汽车电子技术等等,在涉及的这些课程中，有的课程具有很强的实践性和设计性,对于这样的课程，就必须对其教学内容进行改革,对学生的创新意识进行强化。从实质上来说,想要灵活的运用汽车教学过程中的基础理论，最重要的一点就是创新，正因如此，在讲授这些实践性和设计性较强的课程的时候，一定要调动学生的主动性，启发学生的思维，采用不同的应用实例来解释一个原理或一个方法。教师在授课过程中，如果在讲到电子巡航中应用的磁阻式转速传感器时,可以通过与学生之前学过的转速传感器的各种形式与现在学的内容进行比较，帮助学生记忆。从实际出发，理论联系实际是改革汽车电子技术课程教学内容的关键所在。汽车电子技术作为汽车服务工程的重点，其自身具有很强的实践性,如果在运用“偏理论、清实践”传统的教学模式，那么必然会打击学生的积极性,使学生产生畏惧心理。所以一定要加大汽车电子技术课程教学的实践性，充分利用学生的视觉、感性认识，将汽车电子技术的应用过程以及应用的不同形式,鼓励学生积极的动手实践。
（2）改进和完善汽车电子技术课程的教学手段和教学方法,培养学生的创新思维
首先，在汽车电子技术课程教学中可以制作精美的电子课件,如果能够在汽车电子技术课程的教学过程中引入CAI技术，那么势必会给汽车电子技术课程的教学带来质的改变。随着社会的不断发展，网络技术和多媒体技术也日趋完善，CAI技术（computerAssistedInstruction）以其特有的效果（直观性和互动性）,被广泛应用在课堂教学中。将CAI技术应用到汽车电子技术课程教学中，采用动画、三维等描述，既可以提高学生的兴趣，还能够加深学生的印象，可谓是一举多得。在汽车电子技术课程的教学过程中，培养学生对汽车服务工程类课程的学习兴趣,尤其是汽车电器、汽车构造这些课程,要尽可能的多加一些视频,以最直观的方式帮助学生了解汽车部件的装置远动过程，以帮助学生深入的了解汽车的基本原理和基本结构。其次，对于学生的作业形式，笔者认为可以采用论文作业的方式，之所以采用这种方式，其主要原因是它能够引导学生的创新思维。在授课接近尾声的时候，用论文的形式布置作业，有利于培养学生的发散思维，培养学生的创新意识，激活学生的创新思维。最后，要训练学生的思维方法和创新思维技法，讲完一个基础理论，我们就可以采用TRIZ理论中40个发明创造原理中的一个方法,促进学生之间的相互启发,激发学生他们的联想思维、想象思维、灵感思维,进而得到创新的成果。
（3）在汽车电子技术课程教学中应当重视实践环节,进一步提升学生的实践创新能力
论文关键词：汽车电子技术，同步开发，节能环保，安全舒适
1．引言
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，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自动变速器、电子动力转向等；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，包括汽车信息系统、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】。
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。汽车制造商增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。汽车电子产品市场将在汽车产业发展的保障下稳步发展，各类汽车电子产品在汽车中的普及率将持续提高，随着未来汽车市场的快速发展和汽车电子的价值含量迅速提高，汽车电子产业将形成巨大的经济规模效应，汽车电子产品占汽车的成本将进一步提高。汽车电子系统的发展趋势主要来自三个方面的驱动因素：一是绿色性，也是环保的要求；二是生产更安全的汽车，即安全性的要求；三是满足驾乘人员更舒适的连通性和对信息娱乐的要求。
2．汽车电子系统发展的重要技术趋势
汽车电子在汽车中占据了越来越重要的地位，汽车已经进入电子控制时代，汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品发展，成为所谓的“电子汽车”。
2.1绿色环保成为汽车电子领域的热点
最终改变汽车行业的不是豪华气派的车身和时尚潮流的色彩，而是用于车轮、底盘以及仪表板那些微小的电子测量、控制和驱动元件。电子技术实现绿色环保的关键领域分为三个部分，无论哪一部分，传感器都是功不可没的【2】。
第一部分是胎压。驾驶时轮胎适当充气不仅具有重要的安全意义，而且还可以节约燃料。由于胎压不足，每天有四百万加仑的燃料白白浪费掉。胎压监测传感器正日益成为新型汽车的标准配置。
第二部分是车载网络。一辆典型的新型汽车有多达一百个电子控制模块（如ABS、ESP、自动车窗、为儿童设计的后座娱乐系统等），所有模块都通过铜线实现相互通信。用于宝马新款的FlexRay网络及类似技术通过单个总线系统来运行，完全摒弃了铜线，从而使车体重量大幅减轻，并将每箱燃料的行驶里程增加五英里，如果将此技术应用于全球所有车辆，每年可减少向大气排放1500万吨的二氧化碳。
第三部分是引擎。油箱中燃料所生成的百分之七十五的能量会因引擎和动力传动系统的低效及空转而损失掉。当今汽车的电子控制单元可实现控制和提供实时信息，以便计算机操控引擎的排量状态。汽车的电子控制单元可读取位于引擎曲轴和凸轮轴处的传感器，从而调节燃料流量和相应进气量，甚至可调整各种转速和引擎负荷情况下的打火时间。在引擎内部的恶劣条件下，对耐高温精密测量系统的设计是极为复杂的，不过一旦应用此系统即可显著节约燃料。
2.2汽车电子系统智能安全的新科技
近年来世界各国政府都加大制定安全法规的力度，我国也相继出台多项有关汽车安全的强制性国家标准，对汽车的安全性提出了越来越严格的要求，促使各汽车制造商采取各种措施满足法规要求。为贯彻执行这些法规使汽车更加安全可靠，同时也为提高自己产品的市场竞争能力，汽车厂商和零部件供应商开发出先进的汽车电子技术，不断推出新的汽车电子装置来提高汽车的主动、被动安全性能，生产更安全的车辆【3】。
1.全力自动刹车功能的碰撞警示系统。这套系统采用的是一种极为精确的警示系统，即平视显示视觉警告。当与前车距离过近或路中间有行人时，会通过类似于刹车灯的警示灯亮起，提醒驾驶者注意。如果驾驶者未能对警告作出反应，该系统判定即将发生碰撞时，汽车会自动激活全力自动刹车。该系统可以使驾驶者在车速与行人的相对速度小于20公里/小时，以及与汽车的相对速度小于25公里/小时，完全避免碰撞。如果相对速度高于25公里/小时，碰撞速度将会被减小20公里/小时，尽可能减小碰撞时的车速，降低碰撞造成的损害。
2.驾驶员警示控制系统。该系统由一个摄像头、若干传感器和一个控制单元组成。摄像头装在风挡和车内后视镜之间，不断测量汽车与车道标志之间的距离；传感器记录汽车的运动；控制单元储存该信息并计算是否有失去对汽车控制的危险。如果评估的结果是高风险，即通过声音信号向司机发出警示。在仪表盘上还显示一段文字信息，用一个咖啡杯的符号提示司机休息一会儿。在车速超过60公里/小时，该系统激活；当车速超过65公里/小时，系统便开始进行干预。通过中控台上的一个按钮可以激活车道偏离警示系统，如果驾驶员在行车过程中跨越其他车道，但没有转向操作（如打转向灯），该系统会发出轻微的警示音。该系统也是通过一台摄像机监测车辆在车道线之间的位置，当车速超过60公里/小时，该系统激活；当车速超过65公里/小时，系统便开始进行干预。
3.车内智能安全网络。该网络最大特点能及时提醒并消除驾驶者的各种失误，如当驾驶者昏昏欲睡或与前行车未保持足够的安全距离时，该系统的就会自动发出预警信号，提醒司机。如未有反应，会主动降低车速；通过方向盘监测驾驶者脉搏，发现驾驶员疲劳驾驶时，便启动警告系统；最初，它只是摇晃驾驶座位，当驾驶者仍无反应时，系统就会自动熄灭而强行停车。
4.汽车会“说话”。丰田、日产、宝马、奔驰等绝大多数车厂都意识到，下一个能为改善交通安全带来重要推动力的就是汽车与汽车间的“交流”。这一功能的原理虽然简单，但却非常有效：如果汽车能互相进行信息的沟通，即使危险尚处在下一个弯道甚至远在地平线的另一端，汽车驾驶员也能提前识别到即将发生的危险。支持这项技术的硬件条件，如发射与接收装置等已不是问题，汽车完全可以向500米范围内的所有车辆发送必要的警告信息。但如何打破厂与厂之间的隔阂，建立统一的标准这才是最大挑战。实际上，几乎所有车厂都建立了类似的系统，旗下车型能够互相对话，但不同车厂的车型之间却是“语言不通”。只有所有汽车生产厂商和主管机构共同合作，才能建立一个专为所有交通参与者架设的无线局域网络（WLAN）。只有足够多的车辆装备了这项技术，才可能实现有效的自发无线网络。
5.带排队辅助功能的自适应巡航控制系统。这是一种经过升级的自适应巡航控制系统，在0~200公里/小时之间的车速范围内激活，可以通过隔栅中的雷达传感器监测到前面的车辆并测量与它的距离，系统会自动调整车速以保持与前车的距离。
2.3汽车电子系统将提供更加舒适的配置
现代的汽车设计是要追求人与车协调，要以人为本，围绕人的需求而生产。要使人乘驾汽车感到舒适、方便和不容易疲劳，汽车设计就要符合汽车人体工程学的要求。而且对车内的配置，还要求具备信息、通信电子装置和工作条件，成为流动办公室；还要求具备视听娱乐电子装置，成为舒适休闲娱乐的场所【4】。
1.智能交通系统。汽车智能化相关的技术问题已受到汽车制造商高度重视，其主要技术中“自动驾驶仪”的构想必将依赖于电子技术实现。智能交通系统的开发将与电子、卫星定位等多个交叉学科相结合，它能根据驾驶员提供的目标资料，向驾驶员提供距离最短而且能绕开车辆密度相对集中处的最佳行驶路线。它装有电子地图，可以显示出前方道路、并采用卫星导航。从全球定位卫星获取沿途天气、车流量、交通事故、交通堵塞等各种情况，自动筛选出最佳行车路线。未来的某天，路上行驶的都会是由计算机控制的智能汽车。
2.自动可调式电子避震系统。采用电子无段可调避震系统，可根据不同的路况，行车速度以及负重等驾驶条件主动、自动地调整最适合的避震阻尼力，使车内人员始终享受最舒适的行车过程。另外，电子遥控和预设定技术的使用，使汽车发动机启动、汽车空调启动、座椅预热、位置预调整等人性化功能得以在人坐进汽车前即可实现，从而增加了人们用车的舒适度。这些功能必将在未来广泛使用于各种汽车中。
3.由无线通信、车载电脑、互联网和全球定位GPS技术整合而成的车载无线通信网络系统技术的发展，使汽车的通讯功能已不只限于收听广播和用车载电话通话，汽车已能让你阅读或发送电子邮件和传真，收看天气预报和股市行情，访问互联网，甚至订机票或一束鲜花。在车内能使用办公室的一切，例如数据库、电话号码、通讯录、约会记录、笔记本、参考资料、寻呼机、计算器以及银行业务等，使得汽车不仅成为人们可靠的交通工具，还将成为人际间交往的流动办公室，成为人们舒适的休闲娱乐室，成为人类社会活动中的重要场所。
3．围绕汽车电子发展的三大趋势做同步开发
当前汽车市场的潮流所向是绿色环保、安全和舒适，尤其在舒适性的需求上，汽车已经越来越演化成消费品，具有了和家电等消费电子产品的相似性【5】。
与电子行业的整机、IC同步开发相似，随着汽车产品市场需求的多元化和车型市场生命周期越来越短，整车设计越来越需要在第一时间推出不断调整的市场所需要的车型和产品，这就越来越需要汽车的整体系统设计与整体解决方案。同步开发成为汽车产品开发的主流模式。一方面要求汽车电子零部件供应商融入整车配套体系，理解整车设计的需求，能够完全根据整车厂的时间计划节点配合整车的开发进度，并在第一时间同步推出对应设计和产品。另一方面也是对整车设计的挑战，整车厂商要适应消费市场快速调整的需求，就必须与汽车电子零部件供应商密切合作、同步开发。
参考文献
[1]刘艳梅.电子技术在现代汽车上的发展与应用[J].中国科技信息，2006（01）.
[2]别辉，过学讯.现代电子技术在汽车上的全面应用[J].北京汽车，2006（04）.
[3]危明飞，高伟，包艳，魏辉.电子技术在现代汽车上的应用及发展趋势[J].重型汽车，2005（06）.
