前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇汽车电子范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
汽车发明至今已逾百年,世界拥有汽车达8亿辆之多,已是一门十分成熟的工业,美国早被称为“建在轮子上的国家”。今天,在内外各种因素的驱动下,汽车工业正迎来巨大变革。
首先,汽车市场转向新兴经济地区。原先生产的汽车大多销往发达国家,但随着全球化的发展,整体经济水平的提高,新兴经济国家或地区买得起汽车的人不断增加,需求殷切。据报道,今后发达国家汽车市场预计年均增长率还不到1%,而中国则达到36%。2009年,中国新车销量超过1300万辆,超过世界第一经济大国――美国(受金融危机影响,当年汽车销量跌破千万辆),成为世界最大的汽车市场,业界震撼。
当今世界每百人拥有的汽车量,美国约80辆,日本60辆,欧洲50~70辆,金砖四国中俄罗斯和巴西为10~20辆,而中国只3.8辆,印度更仅1.5辆,发展潜力很大。只要中、印汽车普及率达到欧美的一半――百人30辆,中印人口总和为2s亿,简单计算即为7.5亿辆,设其使用年限为7~8年,则每年即需约1亿辆。中印度之外,还有约30亿人口的“第三世界”,其中大部分国家的收入水平都高于这两个国家。如此说来,汽车供有所需,前景乐观。日媒预测,当下世界汽车年销量为6000余万辆,到2025年可望增长到2亿辆,年均增长率超过8%,市场可期。
其次,由于矿物能源的日益短缺和对绿色环保的不断追求,汽车将逐渐电动化。外媒议论甚多,资讯公司Roland Berger的一份名为《2025年汽车展望》研究报告预测,到2025年世界电动车(EV)将占新车产销约10%,混合动力车(HEV-Hybrid Electric Vehicle)发展更快,市场占有率将突破40%大关。网媒《技术在线》署名作者预测,2025年新车销量中约1/3将是电动车,数量在6000万辆以上。虽然发达国家的电动车比例也会增加,但原动力是中国和印度。美国页岩气大规模开发成功,欧洲环保意识虽强,但人却保守,认为“电动车缺乏趣味性”,俄罗斯石油丰富,巴西生物乙醇生产繁荣,因而这些国家地区的发动机车估计还会长期存在下去。中国和印度则因人口众多和经济发展迅速,交通工具需求迫切,确保稳定的能源供应已成当务之急。因为电动车价格便宜,运行成本低廉,中国和印度势必将以电动为主轴,迅猛发展电动化以适应社会之需。市调公司Databeans最近报告称,电动车近几年内将快速发展,2011年出货量约200万辆,对比内燃车的6400万辆,仅占3%,而到2016年,电动车和混合电动车将增长到1000万辆以上,可占到汽车总量的14%(表1),2011~16年的年均增长率达39%,其中亚洲和南美市场增长最决,分别达42%和40%。实际出货量也以亚洲居冠,届时超过500万辆,几乎占一半。
德国Robert Bosch公司则预计,2010年世界汽车市场为7100万辆,其中电动车为120.3万辆,占2%,2020年市场将增长到1亿辆,电动车增长到900万辆,占整个汽车市场的9%。《日经电子》报道,2020年世界混合电动车年产约1000万辆,其中插入式混合电动车(PHEV---Plug in HybridElectrical Vehicle)超过100万辆,电动车100万辆以上。本世纪初业界原对燃料电池车(FCV)抱以极大期望,认为是新一代汽车革命之源,但随着时间的推移,人们把注意力转向了电动车,并成主潮流,燃料电池车大大放慢了脚步,预计到2015年才会上市,到2020年也不过10万辆的规模,要到2030年或可能走向普及。
汽车电子迈向第三代
汽车将逐渐失去身份的象征,豪华大型车趋向边缘化而转向电动化、小型化,廉价化,而技术发展的另一关键因素一一汽车电子化却将不断增强,一方面消费电子和通信等进行整合,配备不同规模的电子娱乐和信息设备,一方面是增强通信能力,与外界通信基础设施或其他移动设备实施无缝连接。汽车电子在整车成本中所占比例日益增高,据报道已占到25%左右,在一些豪华轿车上甚至超过了50%,这种趋向特别受到年轻人的青睐,已成为换车的驱动力,推销的热卖点。
汽车电子化始于上世纪70年代,在传统汽车收音机之后最初出现了电子点火装置,而后随着微控制器的应用发展,出现了自动门锁、车辆导航、防抱死系统、撞车预警、胎压监控、故障诊断等等,应用范围不断扩大,至今已大致可分为四大领域:车体与引擎、传动系统、安全系统和娱乐信息通信系统,各司其职,围绕着安全、舒适和环保方向继续前进。最近,欧盟为缩短交通事故的救援时间而开发了一种称为eCall的系统,在发生交通事故时可自动紧急呼叫,内容包括事发时间和精确位置,以便及早救援,欧盟规定2013~1s年间所有新车必须将eCall列为汽车标准配置。
据市场调研公司Strategy Analytlcs的预测,世界汽车电子市场2009年为1250亿美元,2014年将成长到2100亿美元,年均增长率11%,2020年将进一步提高到2440亿美元,在较长时期内的年均增长率也将达到9%,表现不错。汽车电子发展至今已历三代,第一代汽车电子系统的特点是单向沟通,包括救援、防盗、侦察等设备,以安全为核心。第二代进步到双向互动,建立在V2I(Vehide to Infrastructure---汽车到基础设施)的平台上,实现了汽车导航、交通信息更新及音乐下载等。第三代则是汽车电子智能化,也称智能交通系统(ITS-IntelligentTransportation System)时代,具有从v2I扩展到v2v(Vehicleto Vehide)和V2R(Vehide to Road)等特点,通过各种电子技术的应用和运算,加上配置侦测疲劳驾驶感测器和车道偏离报警器等,以保证交通安全,避免事故发生。具体设备包括自动停车、主动车距控制巡航系统(ACc,Active Cruise Control)、车道偏离预警系统(Lane DepartureWarning System)、由陀螺仪、加速度计和胎压传感器三大传感器组成的电子车身稳定系统(ESC-Electronic StabilityControl)等等,实际上,它包括了主动安全、远程信息处理(Telematics)、汽车信息娱乐(infotainment)、绿色环保等各个方面,成为未来新车的标准配备,人在车中不论对办公室还是家庭均可随时随地联系,随意处理各项事务,日欧美等地的新车中都已开始采用这类汽车电子新技术。美国IEEE(电气电子工程师协会)专家表示,未来5年内借助ITS实施“最省油路线规划(eco-routing)”,全球将可减少20~30%的能源消耗和汽车排放量,10年内能避免90%以上的交通事故,令人震奋的同时也使人担心,驾驶人会不会过于依赖技术而变得懒惰起来,一旦技术发
生故障,后果不堪设想。
在汽车电子化发展中,智能手机将扮演万用终端的角色,市调公司IHS iSuppli报告,今年所有车用导航设备中,采用智能手机的将超过一半,并将逐渐取代传统PND(便携导航设备)。此外,有公司如NXP可提供相应API等介面连接智能手机或平板电脑以实施远程诊断、在线升级、语音浏览、被盗追踪、车队管理等服务。 汽车用半导体在半导体业中的地位日见重要,估计其销售值已约占8%,尽管当下经济衰退疑云迷漫,而市调公司Databeans对汽车用半导体市场仍持有信心,预测将从2011年的250亿美元成长到2016年的400亿美元,年均增长率为9%,高出整个半导体业增长率一倍之多(见图1)。
目前欧洲独占汽车用半导体市场的32%,随后依次是日本和亚太地区,像许多其他电子产品一样,未来几年内亚太将是增加最快的地区,年均增长率14%,达到两位数。安全和环保将促使未来新车无论豪华车还是普通车都须装备更多更新的电子设备,诸如集成在线播放(Internate Radio)、导航、气象等。汽车用娱乐信息设备仿佛便携设备,丰田和现代车内装备的综合系统,包括了许多的在线服务,有在线播放、社交网站、文本书写、收发邮件、谷歌地图、第一时间反映紧急事故的自动安全系统等等。据IHS iSuppli公司报告,汽车配置收音机娱乐已有75年的历史,而现时的汽车在线播放服务更将引发革命,掀起。有关设备的销售将从2010年的16.8万台窜升到2018年2600)5台,年均增长率高达84%。经由汽车内的主设备未来可接受云计算服务,并可通过智能手机提供资信、娱乐、远程诊断及导航等服务。美国约有50款车诸如BMW、Ford、Lincoln、Mercedes-Benz、Buick、Chevrolet等已经或在明年即具有在线播放功能,欧洲至今只有BMW和 Mini,而中国却也有4款豪华车即将配置该项功能。
电动车没有发电机供电而为低功率器件创造了应用的机会,最佳NXP公司通过改进CAN联网系统有了巨大的突破,可自动分配各种电源,提高了功效。电动车也为改进的逆变器/换流器系统和大量充电站的生产建设提供了发展空间,用以保证车辆的散热和快速充电。
在政府的强制规定下,汽车安全至关重要,不可或缺。据Gartner公司发表的数据,汽车安全系统用半导体将由2009年的22亿美元,增长到2014年的43亿美元,年均增长率达14.1%。汽车安全系统需大量使用传感器和MEMS,据Databans公司预测,有关产品未来5年的年均增长率可达9%,届时气囊用传感器的销售值近4.3亿美元,仍占40%的最大份额。如按2011年的统计,则气囊用传感器占62%,防抱死系统应用占29%,其他应用占9%。
在本文中,根据汽车电子工作中的相关经验和实践分析,对电子电气架构设计系统需求以及电子电气架构设计措施进行分析,保证为其提出有效的参考意见。因此,在本文中,对汽车电子电气架构设计进行了分析,并为其提出有效的优化措施,以供相关人员参考。
【关键词】
汽车;电子电气;架构设计;优化措施
1汽车电子电气架构系统的需求
对于汽车来说,电子电气架构的设计需要遵循科学、合理的设计原则,能够在总体上降低汽车的20%重量,也能在实际上降低生产成本的30%。因此,对汽车的电子电气架构进行设计,将发挥十分重要的意义。为了对电子电气架构进行合理设计,保证工作实施的更科学,要基于电子电气结构的实际条件,明确其需求因素,为其建立整体平台,保证在该基础条件下,能够实现电子电气系统的完善发展。在该过程中,对存在的需求条件进行研究。在该工作执行期间,才能实现管理工作在工程中的优化分析。基于需求因素的研究,设计人员在工作执行期间还需要根据功能性、非功能性条件的研究,实现合理的分析与研究工作。在主要分析工作中,主要对电子电气架构系统的需求方面进行阐述和思考。
1.1基于电子电气架构系统的需求,研究其存在的可操作性因素
对电子电气架构可靠性的分析和研究,能够保证电子电气架构系统设计工作与开发工作的严格研究,也能在较大程度上满足外部条件。同时,基于电子电气架构可靠性需求条件的分析和研究,还要在几方面进行分析。首先,在多个方面操作工作中,分析电子电气架构系统需求条件。然后,促进需求分析工作以及量化工作的执行,保证在验证工作执行下,符合实际条件下的客户需求。其次,促进假象示例分析图示的构建,在特殊条件下,要对潜在需求、可能存在的潜在需求进行分析,保证运行状态能够满足功能需求,并对存在的硬件故障进行分析与研究。
1.2基于电子电气架构系统的需求,研究其存在的功能性因素
在工作中,根据目标的建立,对系统需求进行分析,保证其符合一定需求,对设计工作的执行和发展具有十分重要的意义,同时,对系统的功能性需求条件研究是十分重要,也具有十分重要的意义。但是,如果无法确定出准确性与完整性,将影响功能性需求模型的构建。所以,需要对功能性模型进行分析,期间,当存在的所有需求为完整,该现象能满足功能的使用需求。还可以对功能需求模型进行合理的调整与更改,相关负责人也能对该系统进行分析,这样才能实现动态性模型的合理形成。所以说,基于功能需求模型的形成,改变了电子电气架构工作中的需求不足,也促进了工作的严格执行,并为其制定出科学、合理的行为准则。
2汽车电子电气架构系统需求的实现
首先,对系统存在的约束条件进行分析与研究,保证电子电气结构在使用期间,能提出合理的实施方案。比如:ECU数量以及ECU通信方式的分析,如图中所示。基于系统的集中约束,分析ECU通信资源以及架构方案。基于多种功能需求条件的分析和研究,实现工作的分部分执行。尤其是对于非功能性需求条件,要对其进行相应的分配工作,保证能够符合安全性、可靠性原则基础上,实现执行工作的可靠执行。在对汽车电子电气架构进行构建期间,需要多个设计方案的执行,并对各个设计方案进行综合分析,促进分析工作与评估工作的执行,这样才能促进汽车电子电气架构评估方案的合理构建,如图1所示。
3汽车电子电气架构系统的优化措施
3.1优化数据库
该工作在实际执行期间,主要表现为两个部分。(1)促进数据库优化的更为标准,通过该数据的建立,对全球内的汽车厂家进行分析,实现多个车型机构的详细分析和信息研究。(2)根据对市场整体发展趋势的分析和研究,对数据库进行了优化,保证能够将全球的汽车数据都充分渗透到工作分析系统中去,并为其制定出科学、合理的设计方案,促进产品的优化设计。(3)实现解决方案数据库的优化工作,随着数据的不断完善,将其与电子电气架构设计数据库进行对比,保证为其建立合理的实施平台。在该执行方式下,对系统进行分析,促进了评估工作的详细性,保证解决方案数据库的完整建立。
3.2合理的优化工具
电子电气系统在使用期间与设计工作过程中,要促进工具使用的优化性。电子电气系统在设计工作中,是采用工具来完成的,所以,在优化工作中,对管理工作进行合理执行,促进设计工作的优化配置。因此,在对电子电气架构进行设计期间,要为其选择出合理的工具,比如:PREEvision。其存在的优势能够具备图形化的用户接口和数据库支持系统。基于设计结果的利用,不仅能对电子电气构建工作进行重新设计,还能促进学习功能的充分展现。
3.3通信网络设计的执行和工具的优化
网络设计、工具的优化选择执行期间,需要选择出更为成熟的工具,比如:VECTOR公司产生的工具,不仅能对整车的结构进行优化设计,还能满足电子电气架构的实施要求。
4汽车电子电气架构的实施流程
当前,国际通用的开发模式为V型开发流程。针对电子电气架构流程的设计,需要根据主要的设计流程,促进电子电气架构整体设计工作和流程的优化性。其中,需要遵循六个程序进行。(1)对汽车的功能需求进行定义。在该阶段实施期间,需要根据市场对汽车的实际需求、客户的具体需求进行分析,并对这些数据进行整理、分析以及统计等工作,保证在初期工作中,能够对整车需求进行统计与评估,也能对电子电气系统需求进行定义,这样才能使电气测试规范的制定满足相关需求。(2)对整个电子电气系统的架构进行设计,保证其制定的合理性。期间,需要根据电子电气系统的实际需求,对各个系统以及电气加工方案进行合理制定,在整体上,保证整车电子电气架构方案物理、逻辑架构的充分设计。(3)对电子电器件进行具体设计。在实际工作执行期间,需要根据一个环节,对电子电气架构方案进行物理、逻辑的优化设计,保证在真正含义能够促进电气电器件解决方案的优化设计。对于电子电气系统,其中存在电气器件、软件、机械等,基于其中的相关需求,促进设计工作的有效执行,保证爱测试的规范性以及操作工作的合理性。(4)电子电器件、相关设备的开发。在该阶段实际执行过程中,需要对电子电器件进行合理研究。基于设计系统硬件、软件、机械系统需求的设计,保证各个分工工作在零件供应商方面进行完成。在工作中还需要注意到:零件供应商的工作阶段,要根据自身测试规范,对电子器件进行合理验证,以保证电子器件的构建满足汽车厂家的设计要求,符合硬件、软件、机械系统的开发。(5)对整车系统架构的设计方案进行验证。在实际验证工作中,要基于相关的测试规范,为其找出适合整车电子电气架构方案验证工作。(6)在对整车电子电气架构设计目标进行验证期间,需要对存在的目标可信性进行思考,保证电子电气架构设计需求目标得以优化实现。
5总结
基于以上的分析和研究,对汽车电子电气架构进行设计,能够为以后工作的执行提供有效意见,促进工作新思路的执行,将其应用到汽车中,促进交通工具更舒适、更安全。同时,汽车电子电气架构的设计还能满足人们的现实需求,保证汽车行业的稳定进步。
参考文献
[1]黄宝健.汽车电子电气架构设计及优化措施[J].黑龙江科学,2016,7(24):34-35.
[2]熊敏.汽车电子电气架构设计及优化措施[J].南方农机,2015,46(12):41-42.
[3]仲小霞.汽车电子电气架构设计与优化措施分析[J].电子世界,2012(19):31-32.
[4]高焕吉.汽车电子电气架构设计与优化[J].汽车电器,2011(06):7-9.
[5]李纯洁.PREEvision在汽车电子电气架构设计中的应用[J].中国电子商务,2011(12):211-212.
[6]冯香枝,胡朝峰,张海涛等.基于PREEvision的汽车电子电气架构设计[J].汽车电器,2013(10):43-46.
【关键词】汽车电子;安全;应用;控制
1.引言
随着近几年电子信息科学与技术的高速发展,智能电子技术已经由传统的家用电器领域向汽车智能控制领域衍进,大大提高了汽车舒适性,可操作性,安全性。自从1886年德国人卡尔·佛里特立奇·本茨发明了世界上第一辆三轮汽车开始,汽车安全与汽车发展便如影随形。当今社会汽车行驶安全性更是消费者最关心的问题。美国伟世通公司曾经做过一项调查,结果显示:汽车行驶安全位于客户对汽车要求的核心。大部分消费者认为,汽车安全性比汽车动力性、舒适性、经济性重要。关注汽车安全,不仅是为了司机和乘客,更为了道路上更多的人。本文将用浅显易懂的文字介绍车载智能电子控制技术对提高汽车安全性能主要控制技术的应用。
2.汽车电子防滑控制系统
汽车电子防滑控制主要包括制动防滑、驱动防滑和转向行驶防滑等三个方面的控制。汽车防滑控制系统是汽车上的一种安全附属装置,可以防止汽车在制动、起步、加速和转向时出现的侧滑、跑偏、丧失转向能力和滑转等,从而起到保护乘客和车辆的作用,大大降低因制动、驱动等而引起交通事故出现的概率。
2.1 制动防抱死系统(Anti-locked Braking System,简称ABS)
汽车在刹车时,由轮胎提供摩擦力让汽车停止运动。又由于静态摩擦力(轮胎转动)远远大于滑动摩擦力(轮胎打滑),所以ABS系统能够让汽车获得更大摩擦力使其更快停止。汽车制动防抱死制动系统(ABS)是汽车在任何路面上紧急制动时,汽车智能电子系统接收到车轮转速传感器信号,自动控制和调节车轮的制动力,使车轮处于转动与滑动的临界状态,防止车轮完全抱死,使车轮获得最大制动摩擦力,获得最佳制动效果。从而避免制动过程中的跑偏、侧滑、和丧失转向操纵能力等,提高了汽车汽车操纵性能和稳定性能(如图1所示)。同时,汽车还能获取最大制动力,缩短30%的制动距离,提高汽车的制动性能,对保证汽车安全具有重要意义。
总之,“人工点刹”的时代已经过去,高智能的ABS在行车安全上给予我们很多保障。缩短30%的刹车距离无疑能够在很多时候成为救命稻草,刹车保证方向可控更是提供了驾车保障。
2.2 驱动防滑系统(Acceleration Slip Regulation,简称ASR)
汽车在起步或加速时,特别是下雨、下雪、冰雹、路冻等摩擦力较小的特殊路面上行驶时,往往会发生驱动轮打滑现象,这在山路上非常危险的。为了保证汽车行驶安全稳定性,控制车轮不出现滑转现象,主要通过汽车车载智能控制单元接收到轮速传感器信号,控制发动机电子点火部分和供油,通常通过改变节气门开度和点火提前角的方式调节发动机的输出转矩,确保车轮与地面之间最大附着力和牵引力,使车轮的滑移率达到最佳范围内(15%~20%)。如果车轮打滑得不到控制,车子就会失控。所以,别以为只有刹车时车轮抱死会出危险,起步时车轮打滑一样会出问题。
2.3 车辆电子稳定系统(Electronic Stability Program,简称ESP)
车辆电子稳定系统(EPS)当车辆在转向、制动或打滑时,电子控制单元ECU接收到包括来自转向角度传感器(检测方向盘的转向角度)、轮速传感器(监测各个车轮的转动速度)、G(侧滑)传感器(监测车体绕垂直轴线转动的状态)、横摆率(横向加速度)传感器(测汽车转弯时的离心力)、减速度传感器,对车辆的的运行状态进行分析、计算和判断然后发出指令,把制动执行器内的压力泵产生的的液压传送到相应的车轮制动器的轮缸。从而实现对前轮侧滑和后轮侧滑的控制,使车辆不偏离正确的行驶轨迹。例如,当汽车后轮出现侧滑时,ESP系统立即把制动力加到正在转弯的外前轮上,迅速制动前轮使汽车产生一种相反的转矩,以保证汽车在原来的车道上行驶;当汽车前轮出现“飘动”现象时。ESP系统把制动力施加到两个后轮上,迅速制动后轮使汽车保持在原来的车道上行驶。不难看出车辆电子稳定系统(EPS)是传统ABS(防抱死刹车系统)、ASR(驱动防滑系统)的进一步扩展,ESP最重要的特点就是它的主动性,如果说ABS是被动地作出反应,那么ESP却可以做到防患于未然。更智能化提升了汽车的稳定性能和安全性能。
2.4 紧急制动辅助系统(Elemental Battle Academy,简称BAS)
由于大度数驾驶员在紧急情况下会优柔寡断,不能有效的采取制动措施。制动系统性能不能有效发挥,制动距离明显延长。为了缩短缩短在紧急制动的情况下的刹车距离,梅赛德斯-奔驰公司研制了制动辅助系统(BAS)。从1997年开始,这个系统成为所有梅赛德斯-奔驰轿车的标准装配。具体的工作流程如图2所示。
梅赛德斯-奔驰对制动辅助系统(BAS)的功能和作用方式已做了详尽的试验。例如:在驾驶模拟器中:在这里,驾驶员会不经警告而遇到危险情况,此时他们必须实施紧急制动。在干燥的路面上,如果没有使用制动辅助系统,大多数测试者最多需要达73米的制动距离,才能把速度为每小时100公里的汽车完全停下。而利用这个系统时,仅仅经过40米后汽车就完全停下了。这相当于制动距离缩短大约45%。装配上这个系统的新车在撞车事故方面,使事故发生的频率降低了百分之八,在行人事故方面,使事故发生的频率降低了百分之三十。
3.安全气囊防护系统(SupplementalInflatableRestraintSystem,简称SRS)
汽车与阻碍物的撞击为第一次碰撞,人与汽车上相应部件的撞击为第二碰撞,一般在第一次碰撞发生的60ms发生碰撞,人的伤亡由第二次碰撞造成。当汽车第一次碰撞发生后,第二次碰撞发生前,传感器感受汽车碰撞强度并将其传给控制器,SRS的ECU接收与处理传感器的信号,当SRS的ECU判断有必要打开气囊时,立即发出点火信号触发气体发生器,气体发生器点火后迅速产生大量气体并快速展开气囊(气囊的整个充气过程大约需要30ms),完成安全气囊整个工作过程,阻挡乘员(主要有正面、侧面、膝部、头部)与车内相应构件之间可能发生的碰撞,通过气囊上的排气节流空的阻尼作用吸收乘员的动能,从而打到保护乘员的目的。
4.汽车电子防撞系统
国家统计局网站公布的2012年统计公报获悉,中国2012年末全国民用汽车保有量达12089万辆(包括三轮汽车和低速货车1145万辆),比上年末增长14.3%。道路上行驶的汽车密度越来越大,碰撞事故与日俱增。为了防止高速行驶车辆之间或者行驶车辆与与路边车辆之间的碰撞,现已研制和开发出一种自动控制的防汽车追尾系统——汽车电子防撞系统。当汽车正常行驶时,该系统处于非工作状态,当后车车头非常接近前车车尾、障碍物时,该系统装有测距传感器,由该传感器利用光线、激光或超声波,测得汽车与障碍物间的距离,将这个距离信号和车速信号以及车轮转角传感器的信号送入ECU,通过计算求出汽车和前方车尾实际距离以及相互接近的相对速度,并向驾驶员发出预告会车、超车的警告,显示前方物体的距离;当快要撞车时,ECU向制动器和节气门控制电路发出控制指令,即可使汽车及时制动,从而有效的避免追尾、撞车。
5.电子驻车制动系统(Electrical Park Brake,简称EPB)
大多驾驶初学者在上坡起步都会面临一件非常棘手的难题——倒溜,有时由于与后车保留的安全距离不足造成不必的擦挂。电子驻车制动系统(EPB)能够有效的预防这样的事故。这个系统在上坡起步时主要通过坡度传感器监测出坡度然后将信号传输到ECU并计算给出准确的驻车力,智能调节制动力,在上坡起动时,驻车控制单元通过离合器距离传感器,离合器捏合速度传感器,油门踏板传感器等提供的信号通过计算,当驱动力大于行驶阻力时自动释放驻车制动,从而使汽车能够平稳起步。能够避免车辆不必要的滑行,简单的说就是车辆不会溜后,保障上坡起步安全。
6.轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitor System,简称TPMS)
也许你会问,爆胎在各种交通事故中的比率真的很高吗?我们通过一组数据来向您证明,1998-2000年之间,广东省交通部门在广深高速公路上共统计2484起交通事故,其中848起交通事故出现爆胎情况,爆胎发生概率达到34.14%,而所有会造成爆胎的因素中胎压不足当为首要原因。所以广大的有车一族,我们要经常检查轮胎胎压力,TPMS就是专门检测轮胎压力保证行车安全的系统。一种是直接式(Pressure-Sensor Based TPMS,简称PSB),顾名思义,这种系统要在每个轮胎里安装压力传感器来直接测量轮胎的气压,利用无线射频发射器将压力信号从轮胎内部发送到中央接收器上,然后对每个轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压低于门限值或漏气时,系统会发出警报。另一种为间接式(Wheel-Speed Based TPMS,简称WSB),这种系统是通过共享汽车ABS系统的轮胎转速传感器信号通过处理器计算,来比较轮胎之间的转速差别,以达到监测胎压的目的。还有一种为复合式(TPMS),该系统是将直接式轮胎压力检测系统(PSB)和间接式轮胎压力监测系统(WSB)结合而成,吸取了前两种系统的优点,提供更安全稳定的胎压数据。
7.结束语
自电子技术在汽车安全方面得到应用后,整车的安全性能便得到很大提高,但是能否安全行车,不仅仅由汽车安全配置的好坏决定,如若酒后违规驾车,麻痹大意,开车打电话,高速飙车等违法驾车行为,即使安全性能再高的汽车,也不能保障行车安全。因此广大车主只有具备了安全意识,坚决不酒后驾驶,不疲劳驾驶,不超速,不抢道,文明驾车才能做到真正意义上的汽车安全。汽车安全为了自己和车上最亲最爱的人,更为了道路上更多的人。
参考文献
[1]冯渊.汽车电子控制技术[M].机械工业出版社,2005.
[2]王正键.现代汽车构造[M].华南理工大学出版社, 2006.
[3]史文库.现代汽车新技术[M].国防工业出版社,2004.
[4]杜瑞丰,李忠凯.汽车底盘构造与维修[M].高等教育出版社,2007.
[5]余超.电子驻车制动系统操作简便、安全性强[EB/OL].中国汽车网,2012-07-06.
[6]PCauto.“飞入寻常百姓家”家用ESP车型导购[EB/OL].太平洋汽车网,2009-12-6.
[7]于进明,于光明.汽车电气设备构造与维修[M].高等教育出版社,2007.
从车主的需求来看,电子通信系统的安全性至少要保证资料的隐秘性与一致性,认证的安全性和技术的可靠性。随着汽车电子通信技术越来越复杂,承担的功能越来越多,包括了移动通信、移动办公、车辆调度、车辆导航、车况检测、智能钥匙等诸多功能。并且随着科技的发展,汽车电子通信系统还会承担更多的功能。所以在这个过程中,要保证数据的传输不被窃取。这就要求电子通信系统要有可靠的认证功能,以确保数据传输的安全性,保证数据在传输过程中,不被恶意复制和篡改。还要保证车辆在发生事故的时候,系统核心功能不能中断,因此数据中心不仅要做好备份,还要提高整个系统硬件的可靠性。
二目前汽车电子通信的技术漏洞
1资料保密度差
汽车电子通信系统在运行过程中,会自动记录车主的通信信息,包括通话记录、上网信息,甚至还会记录车主利用通信系统进行的支付记录。这些信息记录一旦出现泄露,在汽车被盗的情况下,很可能造成车主信息的泄露。目前的汽车通信系统中,数据资料的保密度较差,车主的隐私得不到保障。
2网络平台管理
松散汽车电子通信系统实现了驾驶员之间的信息共享,可以使驾驶员实时了解车辆拥堵信息,避开高峰路段和时段,提高出行效率。但是在这个过程中,目前的网络平台管理松散,虚假车况、路况信息。由于认证机制缺失,造成路况信息的可信度降低。甚至还存在一定程度的恶意散播虚假信息的行为,这就为车主的出行造成了不便。
3信息无法同步
传输信息的同步传输是实现信息共享的重要途径,但是在现阶段由于技术上的漏洞,经常出现网络平台延迟信息传输的情况,导致延误驾驶的现象,网络平台的密钥管理也不健全,有意或者无意的行为,都会导致信息的混乱和泄露,导致车主无法实时获取有用的信息,延误车主出行。
三汽车电子通信的安全技术
1安全协议
由于汽车电子通信系统的开放性,极易遭受其它节点的窃听与监控。目前的安全协议中,主要有Ariadne、SAODV和SRP。Ariadne主要用于验证信息的真实性和完整性,这种单项的消息鉴别认证机制,可以有效的确保节点身份认证的可信度,组织虚假信息发起的攻击行为。SAODV是利数字签名来进行安全验证,可以防范链路被攻击和修改。SRP则是利用安全链接和共享密钥来进行消息的鉴别,确认数据传输的安全级,认证节点身份,阻止服务攻击。
2密钥管理
安全技术加密是确保信息安全的常用手段,也是基本手段之一。电子密钥是数据加密的技术基础,但是传统的密钥管理主要是密钥分发和证书认证,但是对于汽车通信系统并不适用。目前最常用的技术是自发式证书、局部分布式认证和完全分布式认证三种方式。自发式证书不需要授权就可以接入节点自行证书,灵活性和安全性都较高,也是使用最广泛的技术。但是由于缺乏证书撤销机制,容易造成系统冗余。局部分布式认证可以定期更新证书,保证有效性和安全性,但是其离线公钥问题还需要技术上更多的支持,应用并不广泛。完全分布式认证离线反应能力较强,但是其更新较为复杂,影响服务使用。
3入侵检测安全技术
入侵检测技术是通过对技术进行实时分析,检查是否存在违反安全策略的行为,是安全防护的必要补充措施,可以发现系统是否遭受攻击,以便对系统进行实时保护。由于汽车电子通信仅使用无线技术,因此入侵检测技术仅能进行本地检测和局部检测,而对于短暂性故障与真正的入侵分辨,还存在技术上的不足。
四提高汽车电子通信安全的对策
1完善安全机制
车载安全机制首先要从技术的角度进行完善,加强汽车电子通信系统的管理,不断升级系统,实现软件上的革新,弥补信息安全漏洞。政府和企业还要加大在技术创新上的支持,鼓励专业人才发展,实现各个机制系统之间的协调统一。
2提高保密程度
保密程度关系到车辆行驶效率和安全,要提高保密工作,首先要提高资料的隐秘性,防止车辆信息、驾驶员信息等被恶意攻击而泄露。对于车辆信息和路况信息,借助于各种网络手段,实现信息的整合与备份。对于数据加密,要采用最安全的加密手段,不仅要在软件端加密,还要对数据储存和收发的硬件加密,防止数据被复制和盗窃。
3加强网络监管
政府要加强对网络平台的监管,确保信息平台信息的真实性与可靠性。一方面,网络平台要利用自身优势,对路况信息进行整合。另一方面,还要对投放和播报的信息进行甄别,防止恶意信息被投放。此外,还要加强工作人员的管理,提高技术人员的水平,特别是信息的分析和整合能力。
4打击恶意信息
以及经美国汽车协会认证为汽车工业的合格供应商。产品已被广泛地应用于通讯产品、军工产品、航天工业、汽车电子等高可靠性需求的场合。相信在国内汽车电子工业里,道康宁系列硅胶也能为获得出色的高可靠性而提供最佳的解决方案。下面即对汽车电子用硅胶加以介绍。
汽车电子与保护材料
汽车行驶于道路上除了须藉由充沛的动力系统驱动外,更有赖于其灵敏与复杂的操控系统控制,使汽车能安全地在最佳条件下行驶。操控系统是一部汽车的神经中枢,它包含许多复杂而精密的控制机构和控制模块,藉由各种输出、侦测、诊断、反馈等讯息操控系统指导着各部件的运作。随著汽车工业与电子工业的发展与结合,各种电子式控制机构和模块逐渐被导入操控系统中以获得更精准、更敏捷的控制,从而提高汽车的性能。
汽车行驶于道路时必须承受风、砂、雨、雪、高低温、振动等各种地型天候与污染物的侵蚀。因此各种精密的电子式控制模块必须藉由适当的保护材料来保护以确保它的稳定性和可靠性。在汽车电子应用领域中对保护材料的选择除了基本要求绝缘、防潮、防污、防蚀、导热等特性外,特別要求具有低应力和耐热、耐寒等性能。有机硅材料因为同时具备这些性能,因此在汽车电子领域中的应用特別受到重视,在汽车电子中的应用领域也越来越广。
有机硅的特性
有机硅是一种人工合成,结构上以硅原子和氧原子为主链的一种高分子聚合物。由于构成主链的硅-氧结构具有较强的化学键结,因此有机硅高聚物的分子比一般有机高聚物对热、氧稳定得多。尽管有机硅在室温下的力学性能与其它材料差异不大,但其在高温及低温下的物理、力学性能表现卓越,温度在-60到250℃多次交变而其性能不受影响,因而有机硅高聚物可在这个温度区域内长期使用。有些有机硅高聚物更能在低至-100℃下正常使用。又由于有机硅分子内有偶极作用,它能有效缓冲和减弱外部电场的影响,从而对连接在硅原子上的羟基有保护作用,使之不易受物理因素或化学试剂的侵蚀。用聚有机硅氧烷制成的各项产品除基本具有耐腐蚀、耐辐照、耐高低温外,还具有低吸湿性、高绝缘电阻、低介电常数、低应力、减振、环保、低毒性、难燃、和可返修等特性。因此有机硅被制成各式各样的粘接密封剂、灌封胶、绝缘涂料和硅脂等成品应用于各种电子装置中。
有机硅材料在汽车电子上的应用
有机硅应用在汽车电子装置上有:粘接与密封剂、灌封胶、凝胶、绝缘涂料、导热胶等材料。这些材料被用于保护发动机控制模块、点火线圏与点火模块、动力系统模块、制动系统模块、废气排放控制模块、电源系统、照明系统、各种传感器、连接器等等。
粘接与密封剂:使用在各类控制模块中做为对线路板上元器件的粘接固定,或是对大型元器件,例如电容、电感、与线圈做辅固定以防止元器件因受振动而脱落,有固定与减振的功能。另外也用做模块外壳粘接与密封,起到密封、防潮、防污、防蚀的功能。若使用导热性粘接剂则同时具有粘接与散热功能,可以用来固定功率器件或粘接散热板以达到粘接与散热功能。道康宁DC7091在各类控制模块外壳的密封、连接器的粘接处得到了广泛的使用。发动机控制模块中线路板与铝质散热外壳间的粘接则是导热性粘接剂的典型应用,道康宁1-9226导热粘结剂非常受欢迎。
灌封胶:使用于各类控制模块上,对元器件做整体、一般性的灌封,以达到防潮、防污、防腐蚀的基本要求。使用有机硅灌封胶可达到减低应力与承受高低温冲击的功能。对于高功率的控制模块则采用导热性灌封胶,以达到散热的功能。雨刷控制器与电源系统模块等器件广泛的应用了有机硅灌封材料。HID(HighIntensityDischarge)灯模块的灌封就是典型的应用。HID模块包含了点火器和转换器。使用的灌封胶必须具有良好的粘结性能和优异的介电性能,能防尘和防渗水,起到足够的绝缘保护作用;灌封胶必须比较柔软,能防止焊点的脱落;由于模块内部含有一些发热元件,所以灌封胶需要具有一定的导热作用;为了防止挥发性物质在灯管和折射器上发生雾化,灌封胶最好是精炼型的;最后灌封胶必须是UL94V-0阻燃级别。道康宁SE1816CVMA&B双组份灌封胶应用于HID模块中就非常合适。
凝胶:凝胶灌封材料是汽车电子装置中的最主要用胶。功能与灌封胶相似,但提供更进一步的减低应力与减振的功能。对于精细线路在承受振动和承受极低温的情况下的线路保护特別具有功能。有机硅凝胶灌封材料的极低应力与有机硅原有的绝缘、防潮性能使得有机硅凝胶灌封材料成为汽车电子中主要的灌封保护材料。保护发动机控制模块、点火线圏等便是其中典型的应用。而最先进的汽电共享发动机的动力模块更使用了道康宁SE1885MA&B低温有机硅凝胶做为其灌封保护材料。这种灌封材料需要具有优异的防尘和防渗水性能,并且要求柔软度高,可以保护连线不受应力影响,甚至在-55℃环境下依旧保持高柔软度。
绝缘涂料:涂布于各类控制系统或模块中的线路板上或半导体元件上,以达到防潮、防污、防蚀的目的。也可以涂布于电压或电流较高的电极上以防止跳火与短路。通过涂覆,能够使线路板和元件表面形成一绝缘和防潮层,也避免污染物引起短路,减少元器件与环境的接触并延阻腐蚀。并且保护电子装置中的金属接点免受环境的损坏,从而使产品的耐环境可靠性有一个质的飞跃。保护各种模块中的线路板和传感器等是其中典型的应用,例如雨刮器中的线路板就可以使用道康宁3-1953无溶剂型敷形涂料加以保护,起到防水及其它液体的侵蚀。
导热材料:各种电子式控制模块中有许多高功率元器件在使用中会伴随产生大量的热,这会使得模块在工作中温度逐渐升高。为避免温度过高而损坏元器件和线路,必须有适当的散热途经以维持控制模块于适当的温度中工作。无论采用何种散热途经都必须使用导热材料做为介质来减低界面接触热阻,增加散热效能。有机硅材料中包括具有导热性的粘接剂、灌封胶、凝胶灌封材料,其中导热粘接剂被用来粘结固定功率组件与散热片。导热性灌封胶和凝胶被用来做为模块灌封,在发动机控制模块和动力系统模块中便使用了该技术的材料,例如道康宁1-9226导热粘结剂。