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    IND4电子电器丨汽车电子系统概览1-各

      发布时间:2018-03-25 23:52

      目前汽车产品的创新而言,未来出行的格局已经改变,渐渐呈现出汽车新四化的趋势,就是电动化、网联化、智能化与共享化。电动化可能是对传统燃料汽车产品的颠覆性创新,智能化、网联化是作为一个全新的技术,未来会改变出行方式的产品创新,而共享化具有高效智能的交通出行模式。而在这个四化当中,汽车电子作为一种汽车产品本体与服务的链接走向了前台。

      汽车电子系统是整个汽车内子系统的一部分,是指以汽车电子控制模块为核心,加上传感器、执行器和汽车线束等部分组成的控制环路,它的主要目的是和被控对象一起形成一个汽车的子系统来实现所要求的功能。

      汽车内的传感器主要作用是将物理量转换为可识别的电信号,一般是为收集所需对象的信息和状态。在发动机控制系统、底盘控制系统、娱乐导航系统和车身控制系统等所有涉及的领域都有应用。以物理量来分类有温度、压力、位置和转速、加速度、距离、陀螺仪和车速、方向盘转角、雨量、电流器、胎压等,对于电子控制模块而言,传感器信号是重要的输入信号。

      而在汽车电子控制系统的快速增长的市场需求下,汽车传感器技术不断发展。随着MEMS技术的发展(MEMS Micro Electromechanical System是微型电子机械系统),汽车传感器本身就朝着智能化、微型化、集成化、多功能化方向发展,通过整合传感器、执行器、机械机构、信号处理和控制电路等集成于一体的MEMS,简化了传统汽车电子系统,真正实现了体积小、功耗降低和重量减少,这一分支也成为汽车电子重要的发展方向,如参考文献5所谈的就是MEMS在验证中所注意的事项。

      传统汽车中有着大量的开关,这是由于汽车企业为每个单独的功能设计开启和调整的入口,为汽车电子模块提供车主控制汽车的输入信号,是传统HMI设计师重要的人机接口。根据实际的应用,汽车中的开关可分为旋转式开关、顶杆式开关、翘板式开关、电子型开关、按钮式开关和板柄式开关;从时间特性上来说,针对不同的响应时间,可分为长效开关和短时开关;从开关的电气特性而言,可分为组合开关和单一开关。

      随着手机的发展,人们开始一边倒的习惯于使用触摸屏,以特斯拉为代表的新兴电动汽车企业,都把实体按键往中控屏幕上进行虚拟化;而手势操控和触觉反馈等新技术的导入为开关的未来蒙上了阴影;消费者追求更好的体验,车企追求体验和安全应急之间的平衡。如下图所示,汽车开关可能在未来确实要被逐渐淘汰。

      车用电子控制模块以微为核心,包括各种电源电路、通信电路、输入处理电路和输出功率电路几个重要的组成部分。随着车用电子模块越来越多,传输的数据量越来越大,汽车总线速率在不停地发展,电子模块开始转向多系统集中的方向发展。在控制模块中,MCU是汽车电子中的核心部件;但是随着要求的不断提高,在某些应用中,FPGA和CPLD等逻辑处理器件也登上了汽车电子的舞台,由逻辑控制为主导的部件实现了模块功能的多样性,整个模块的复杂度也在不断提高。

      汽车里的执行器用来执行电子发出的控制信号,对电子模块来说是负载。目前汽车用的执行器多为机电式类型,如电磁阀、压电元件、继电器和直流电机等,这些执行器大部分在电气上具有很大的感性特点。正是由于执行器基本都是由机械器件构成的,因此也就决定了电子控制模块具有机电一体的特性。

      1) 对内:现在各个主要的Tier1零部件企业无不把电子座舱作为一个重要的未来,包括、博世、Denso、佛吉亚和伟世通都要扮演一个系统整合者的角色,这是兵家必争之地;因为通过设计电子座舱可以接近车主,了解其对于汽车的功能的反馈,其使用的体验直接影响到车主对于汽车产品的看法。

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