汽车电子

汽车电子（精选十篇）

汽车电子 篇1

ADI宣布Fujitsu Ten公司的高级音频放大器采用A D I公司的浮点SHARC DSP架构, 这项被称为“声学空间控制技术”的创新技术由Fujitsu Ten公司研究并实现, 不仅能大幅降低由汽车底盘的振动带来的影响, 同时还可对驾驶室玻璃的声音反射效果及车内装潢所引起的声音吸收现象进行补偿。声学空间控制技术增强并补偿了扬声器的声音局限性, 如频率响应以及扬声器在驾驶室中的物理位置所带来的挑战, 从而在空间上增强了音频体验。

NEC电子推出36款低端车身微控制器产品

汽车电子实习 篇2

就业竞争日益激烈，就业形势日益严峻。在这样的背景下，象牙塔内的大学生们由于对社会了解不足，缺乏实际工作能力，在求职过程中便缺乏优势。实习作为大学生们提早接触社会的途径，显得愈发重要。

实习可以培养大学生的实践工作能力。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”大学生的理论知识不错，但真正工作起来，未必就能胜任岗位职责。实习提供给大学生亲身实践的机会，通过不断摸索解决实际的问题，可以提升大家将理论应用于实践的能力。

实习可以帮助大学生完成心理转换。实习为大学生提供了一个更加深入接触社会，了解社会的平台，作为学校环境和社会环境转换的一个过渡，可以帮助学生更好地适应社会，融入社会。让大学生们提前认识到社会的残酷，为即将到来的职业生涯做好准备。

二：实习的时间及安排

第八周周一上午进行智能车电路知识的普及以及实地跑车的直观认识； 周二到周四上午8点30集合坐车参见校外实地参观实习； 周六开始校内实习-单片机学习

三：校外参观实习

实习注意事项： 1.2.3.4.5.6.早上8：30集合严禁迟到 文明乘车

注意交通安全

听从带队老师以及企业引导人员的安排 参观过程中走绿色通道，不打闹嬉戏 不乱摸设备按钮等

参观企业

1.郑州日产汽车有限公司

郑州日产汽车公司生产民用轿车，多为皮卡与SUV。在整车装配线上，日产运用了半自动的装载工具。

在底盘分装线上机械臂负责把整车底盘运送到传送带上之后有工人们负责固定前后架，安装消音器、组合油管、油箱等零部件。在发动机组装线上，工人在零件集结地将发动机用到的各种零件按照预定位置放在特质的装载小车上，然后由自动巡航运载车在此处将装运车吸附牵引。按照预先设计的信号引导路线向装配线驶去。在前行中如果感应到前方有人或者与前车相距较近，则停下等待行人离去或前车驶离后继续行进。流水线上使用自动运载的设备，当发动机的一个零件完成了组装后，将被机器吊起前往下一个工序完成安装。最后在完成了发动机和变速箱的连接后，如果是四驱车行型的需要再安装分动箱。来自上方运输线路的动力总成由工人们固定到地盘上，之后安装前后传动轴。至此一辆车的整个地盘大致安装完毕。大多数的安装工具都采用气动装置，这样可以有效地保证每一个螺丝上紧所需要的预紧力，保证了统一的标准。在车轮安装完成后，将与来自另一个工序的车壳完成进一步的组装。然后就是玻璃座椅内饰的组装，也都是流水作业完成，大大提升了工作效率。下线前还要对车辆进行最后的检测，技工会对车辆的仪表显示，大灯以及漆面进行最后的检验。之后是进行四轮定位、动平衡检测以及排放检测，在全部技术指标都满足要求后才能够下线。最后进行实际路况的测试，主要是对车辆的加减速，换挡的平顺性进行实际的操作。

实际体验：半个多小时的参观实习，让我对汽车一线的组装流程有了一个深入的了解。上万个零件从零散到最终紧密的组装，要想完成这最后的成品任务，组装中的每一个工序都必须保证近乎完美的操作。一个螺丝的松懈可能都会造成整批车的召回，给企业带来毁灭性的打击。自动化智能化技术的使用，不仅仅是效率上的提升，更深远的具有革命性效果的是“机器造机器”的思维进一步保证了从标准的统一到错误率的极大降低。所以就自动化的程度来讲，郑州日产可能在本地走在前列但是要想谋求更大的市场与利益，除了汽车本身技术的突破外，更多的应当是汽车生产线自动化的进一步推进。可以说这也直接影响了生产汽车质量，更好的对隐形残次零件的检测以及整车的协调组装。

2.河南少林客车股份有限公司

第二天是在河南少林客车公司进行的实地参观实习。少林客车在乡镇客车市场占有一定的份额，还有一些校车的生产。在整车组装车间客车底盘的大多工序在一个地方完成，然后与车壳进一步完成组装。在钣金焊接车间，完成从汽车前后保险杠到车底地板的焊接。车门部分结构采用电火花自动切割设备，金属板材预先放置在工作台上，然后由四自由度机械臂执行内部程序，完成复杂的切割。在车间还有进行混合动力以及电动车的研制。

实际体验：

今天的实习相较郑州日产明显感觉到自动化的程度大大降低。企业自身的技术运用极少，大多从事的是钣金外观的工作，利润可想而知。虽然也想要赶上新能源汽车的浪潮，但是似乎也并没有视为企业的生存之路，无非是顺着潮流前进。我想这也是相较宇通客车，他们举步维艰的原因所在。3.郑州跃博汽车电器有限公司

郑州跃博汽车电器公司，主要研发、生产以及销售汽车电子、车联网、物联网等，与多家车企合作进行产品的开发。在模具车间，有模具的生产设计与产品的浇筑。技工使用UG、Solidworks等三维辅助软件进行产品的三维设计，多是各个车企的开关、钥匙外壳、电路插件等的制作。在电路板制作车间，购进了一整套较为先进的制造流水线设备。从产品的电路设计，到电路板的生产印刷再到电子元器件的焊接，自动设备承担了绝大多数的工作。电路设备含有很多精密电路以及元器件，需要绝对的防尘防静电工人需要穿着统一的服装。工人主要进行电路的检查，走线以及焊盘过孔的设计有无短路等现象。制作完成的电路板紧接着在下一道工序完成插件的放置与焊接。电子元器件被机器自动的抓取并放到预定的电路板上完成焊接，经过层层工序，初步完成过后还需要进一步检查，有问题的被挑出进行检查，以保证产品的质量。实际体验：

分工产生效能，合作产生利益。最核心的产品技术区由于牵扯内部技术，外人免进。可见，最重要的还是自身技术，这是企业的发展深层动力，也是一切的来源。

五：校内实习

5.1：智能车

5.1.1 总述

全国大学生“恩智浦”杯智能车竞赛是由教育部高等自动化专业教学指导分委员会主办，恩智浦半导体公司为协办的一项以智能车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高为获胜者。其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，具有良好的推动作用。

5.1.2整车电路

采用模块化思想，对整车电路各个部分模块化，以方便运用以及减少设计周期，避免各部分电路间串扰。

该智能车以Freescal的MC9S12XS128 MCU为核心控制单元，使用电感线圈作为主传感器、编码器为测速传感器，设计信号采集以及放大电路模块对采集信号处理，结合电机驱动模块为智能车提供动力。配备一块2000mAh 7.2V电池为整车供能。为方便调试，预留蓝牙、OLED等接口。如图1

图1.整体电路模块图

1.单片机供电电路设计

一般低功耗，小电流，但需要稳定电压维持平衡工作，独立供电，避免并联其他负载导致单片机供电不稳。为保证工作的稳定性，使用线性稳压元件TPS7350，电路如图2所示：

图2.单片机供电电路原理图 2.舵机、传感器、编码器以及外部接口供电电路设计

该部分可使用LM2940为各模块供电。电路如图3所示：

图3.LM2940电路原理图

3.驱动方案设计选择、及原理分析 电机的供电较特殊，在智能车运动过程中，电机的速度根据传感器的反馈时时调整。想实现电机调速，依靠玩具车拿那样使用恒定电压

供电无法办到。与舵机工作原理类似，电机也使用脉宽调制（PWM）实现。然而PWM信号电流非常小，无法驱动电机转动，那么就需要一个专门放大模块，放大单片机信号实现对电机驱动。PWM占空比决定电机转速

在竞赛中，智能车速度是取得好的成绩的重要条件，电机是模型车的动力源，由此电机驱动模块的重要性也就不言而喻。直流驱动电机控制直流电机的转速方向和转动速度。

集成驱动芯片在过流 短路 过温和欠压时，芯片自动关闭输入。为了防止车模在运行过程中以为保护芯片保护而停止工作，在设计时要考虑过流保护 散热等情况并采取措施。而B车模电机功率比较大，正常工作电流要大于1A你在瞬间启动与堵转情况下，电流能达到2A甚至更高，很容易造成驱动芯片发热；若散热不好，会影响芯片正常工作，进而影响车模运行。所我们采用半桥驱动芯片IR2104驱动4个LR7843型N沟道MOSFET H桥来驱动电机。MOS：IR2104驱动芯片，MOS管选用LR7843（自身内阻小，最大电流100A以上），升压电路用MC3406搭建，隔离芯片74LVC245 H桥驱动从电路整体原理图（电机和4个N沟道MOSFET）外型上看类似字母H。在给两路PWM情况下（例如PWM1=0V,PWM2=5V）,Q1,Q4导通，Q2,Q3截止，当给相反PWM时，Q2,Q3导通，Q1,Q4截止。但是，在控制四个N沟道MOSFET时，同一桥臂的Q1和Q2，Q3和Q4布恩那个同时导通，否则将造成电源直接短路；在两次状态转换过程中可能出现瞬时短路现象，需要在转换时插入“死区”。在此，采用一片栅极驱动芯片IR2104来驱动同一桥臂上下两个NMOS管。IR2104内部集成升压电路，一个自举二极管和一个自举电容便可以完成自举升压。IR2104内部设置死区时间，存在于在每次状态转换时，可以保证同一桥臂上、下两管的状态相反。

NMOS管是电压驱动型器件，栅极电压高于源极电压即可实现NMOS的饱和导通。电压通断MOS管时，电压应大于10V，而且导通时必须工作在饱和导通状态。IR2104的工作电压位10-20V采用B0512S隔离电源升压模块来供电，IR2104输出电压达到15V左右，可以驱动NMOS。NMOS管栅源极之间时容性结构，栅极回路存在寄生电感，合适的栅极电阻可以迅速衰减栅极回路在驱动芯片驱动脉冲的激励下要产生很强的震荡。LR7843型NMOSFET，VDSS=30V,RDS(OR)=3.3mV,ID=161A.电路见附录1.智能车通过前瞻的电感线圈感应出赛道路况信号，将该微弱信号经过检波放大电路处理后得到稳定的直流信号输入单片机，单片机对该数字信号进行D/A转换后结合算法对路况进行判断，然后发出指令（加减速、转弯、直行）再进行A/D转换后传递给电机与舵机。电机与舵机的反馈信号，形成闭环控制。

5.1.3 PCB设计

1.软件

Altium Designer 是原Protel软件开发商Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。

电路设计自动化 EDA（Electronic Design Automation）指的就是将电路设计中各种工作交由计算机来协助完成。如电路原理图（Schematic）的绘制、印刷电路板（PCB）文件的制作、执行电路仿真（Simulation）等设计工作。随着电子科技的蓬勃发展，新型元器件层出不穷，电子线路变得越来越复杂，电路的设计工作已经无法单纯依靠手工来完成，电子线路计算机辅助设计已经成为必然趋势，越来越多的设计人员使用快捷、高效的CAD设计软件来进行辅助电路原理图、印制电路板图的设计，打印各种报表。

Altium Designer 除了全面继承包括Protel 99SE、Protel DXP在内的先前一系列版本的功能和优点外，还增加了许多改进和很多高端功能。该平台拓宽了板级设计的传统界面，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程设计人员能将系统设计中的FPGA与PCB设计及嵌入式设计集成在一起。由于Altium Designer 在继承先前Protel软件功能的基础上，综合了FPGA设计和嵌入式系统软件设计功能，Altium Designer 对计算机的系统需求比先前的版本要高一些。

2.PCB设计考虑因素

电路设计对智能车的运行稳定性起着至关重要的作用。由于电路中信号的复杂性，存在相互间的干扰以及线路电流承载能力，阻抗以及元器件散热等情况，这就要求在设计电路板时，应当充分考虑到这些问题。

一、基本设计原则（包括PCB布线和PCB总体设计）：（1）加大导线间的距离可以达到抑制干扰和串扰的问题。

（2）布线应使走线尽可能的短，采用双面布线时，应使两面走线垂直交叉。（3）对于容易受干扰的信号线，不应与易产生干扰的线路平行铺设。（4）地线和电源输出线应尽可能采用较宽的线。

（5）带有高电位的元器件之间要有一定的距离，以免元器件放电发生意外短路。（6）各个功能回路的元器件应按原理图的信号流向布局。

（7）对于比较笨重的元器件和工作时易发热的元器件，在布局是应考虑固定支架和需要接地的焊盘。

二、电源与地线抗干扰布线应注意：

（1）地线的宽度应在通过PCB允许电流的三倍以上，如果允许，最好大于2~3mm。同时应布成网状，减小阻抗。（2）接地线应构成闭环回路。

（3）最好将每个功能电路的元器件集中一点接地。

（4）对于耗电较多的元器件，应在其旁边的电源与地线之间并联去耦电容。（5）电源线、地线和数据信号线传递方向应一致。（6）数字地和模拟地要分开，并且分别于电源相连

三、PCB地线设计要点：

（1）设计电路板时，宜将模拟、数字两种电路分开。（2）数字电路和模拟电路共地处理。（3）将接地线构成闭环回路。（4）尽量加粗地线。

（5）通常将大器件组合在一起进行连接。大功率器件需加散热器，散热器必须接地。（4）各元器件散热设计也是关系到设备安全运行的重要措施。

5.2 单片机实践

背景：

单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

单片机在汽车电子中的应用非常广泛，例如汽车中的发动机控制器，基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器、GPS导航系统、abs防抱死系统、制动系统、胎压检测等。

校内实践第二部分为单片机烧写实验，使用freescal公司的MC9S12XF512型开发板为实验平台。实验项目是点亮LED等，蜂鸣器蜂鸣等。通过简单直观的实验的手段，让同学们亲身体验，起到引导作用。

运用配套的codewarry编译环境，因课时有限，本次实习以看为主。所以不可能详细讲解，顾采用更加便捷的PE模式进行代码的编写，简单几行代码便可达到实验目的。CPU电路原理图见附录2，单片机正常工作，还需要外部晶振为其提供时钟，如同提供一个计时器，让单片机有时间概念，在设定的时间内完成各项工作，以及根据各个任务的缓急中断正在进行的工作。电路如图4所示：

图4.晶振电路原理图

LED亮灯实验：

首先，根据电路知道，LED被点亮的条件是两端存在导通压差，一般略高于2V，且为正向导通，此处选用PD0口。由电路知D0正端为5V电压，根据导通逻辑，当PD0口输出低电压时，灯被点亮。且在设置中断定时器后，可以控制LED灯的闪烁。如图5：

图5.LED电路连接图

蜂鸣器演示AD转换与PWM原理： 为直观地感受AD转换的工作过程，通过转动电位计改变电阻值大小，经过CPU采集后进行AD转换，使得输出电压变化，从而控制蜂鸣器的鸣声大小。电路用三极管的开关导通性给蜂鸣器供电。原理图如图6所示：

图6.蜂鸣器链接原理图

6.总结：

本次实习让本来就有志于从事汽车电子方面工作的我有了进一步认识。未来汽车行业更多的创新肯定是发生在电子领域。这包含最大的是车用物联网以及汽车AI的研发，智能车辆是必然的趋势。在参观郑州日产中，生产线上部分运用了自动化的设备，但就其深入度还有很大进步空间。如在发动机装配线上，基本所有的安装还都是靠人工进行，所谓的自动化不过是流水线的移动。而导航运输车也仅仅是在地上铺设一定的信号路径，让车子检测并运行。跟我在学校做的智能车最大的差别不过是吨位上，以及实用化，远非智能化。现在大多数的企业不过是顶着AI的啜头，实际不过是给自己的工厂或者企业加了几个开关罢了。但是很多国外的汽车装配线智能化已经相当成熟了，如特斯拉生产装配线，诺大的工厂几乎看不到几个人。但是他们的工作从材料到成品全部靠智能化的流水线完成。就连发动机的制造、组装到汽车内饰的安装也都很少用到人。而跃博汽车电器的电路板生产倒是智能化更加多了一些，其中的元器件自动焊接智能化程度较高。当自动驾驶取代了最后一个司机就像是司机取代了最后一个马车夫那样的情景，这种跨时代的变革让人不免感慨历史的重现。这不仅仅是操作方式上的变革，更多的是其安全性和伦理道德上的转变。我相信 比较成熟的自动驾驶技术完全可以优于人类司机，就算犯错，他也会以指数级的速度快速成长起来。不会疲倦，不酗酒，没有一时的冲动，是它的优点。当所有的汽车都通过物联网进行连接后，车辆之间便可以进行相互通信，各自的运行路线以及行驶目的地全部共享，那么这种信息的对称性是人类无法做到的。车祸的很大一部分原因就在于行车中与周围的车只能够通过指示灯以及鸣笛示意，这就极大的增加了车祸的发生概率。驾驶员得以从劳累的驾驶中解放出来，可以做别的工作。自然，司机这个职业也会从人类的历史中消失，但是相信也会有别的职业被创造出来。

所以汽车电子行业可能在今后的汽车行业中相当红火。与未来的发展趋势相挂钩，站在时代的浪潮下，个人更加容易实现自身价值。

附录1

较量汽车电子市场 篇3

车展落幕当天，阿尔派社长石黑征三就与东软集团董事长兼CEO刘积仁在大连坐在了一起，签署了成立“东软汽车电子研发中心”的合作协议。与此同时，还发布了合作成立“情报通信研究所”的信息。据称，新成立的研发中心和研究所将分别从事车载音响、车载情报通信系统的尖端技术及核心技术的研究工作。这标志着阿尔派向中国汽车电子市场纵深挺进。

国内外企业蜂拥而入

利润向来就是资本的驱动器。阿尔派的这一投资动向事实上也无法规避这一点。在全球汽车和汽车电子双双保持稳定增长的大背景下，中国汽车市场的井喷增长和汽车电子随之而来的诱人前景不能不让人为之怦然心动。

据赛迪数据统计，2002年世界生产汽车近5700万辆，预计今后将以每年2.4%的速度稳定增长，到2007年，这一数字可望达到6400多万辆。

汽车产业的稳定发展，直接带来了汽车电子的兴起。而随着汽车与电子技术结合程度的提升，汽车里的电子价值含量也正在得到迅速提高。据了解，在汽车发达国家，电子系统的价值已占到一辆高级轿车总成本的70%，普通轿车的30%；一些豪华轿车甚至配置了多达48个微处理器。

汽车产业的发展和汽车上电子应用比例的逐年上升共同有力地推动着全球汽车电子市场的稳步增长。据Strategy Analytics公司预测，从2002年到2007年，全球汽车电子市场的年增长率约为6.7%，到2008年全球汽车电子的总需求将增长到1500亿美元。

在中国，汽车电子产业的发展显得更加突飞猛进。赛迪顾问公司的统计表明，2003年我国市场上共销售汽车电子产品2488万套，销售额达到300.4亿元，同比增长率分别达到33.7%和41.5%，远远高于全球汽车电子市场的年增长率。

而从汽车电子的应用比例来看，我国目前生产和应用的还只是一些技术含量较低的电子产品，目前已经在国外普遍应用的汽车电喷系统、防抱死制动系统和安全气囊等电子产品在我国的生产和应用还刚刚起步，即使是目前应用比例较高的汽车音响、汽车空调等产品，其产品档次和国外相比也较低。我国汽车电子在整车中的应用比例与国际水平相比，无论是在量上还是在质上都存在着相当大的差距，但是其增长速度却高出全球平均增长速度的好几倍。

“中国汽车电子应用比例的增长速度远远高于全球平均增长速度，两者应用比例呈现收敛态势，这也就意味着中国汽车电子市场的潜力相当巨大，很多潜在需求有待于生产企业逐步挖掘和满足。”赛迪顾问股份有限公司高级咨询顾问李东宏说，“中国汽车电子产业将形成巨大的规模经济效应。”

赛迪顾问预测，到2006年，中国汽车电子市场销售量可达到5400万套，销售额可达到780亿元。并且仍将继续保持40%的高速增长。而不少业内人士对它的预测则更乐观。他们认为，在未来3-5年，中国将形成每年1000亿元的汽车电子市场。其中甚至有人认为，根据2005年我国汽车市场销售额将达到10000亿元的预测推算，汽车电子市场的规模大约可以达到2500亿元－3000亿元。

中国，在成为全球利润最高的整车市场的同时，也成为了全球汽车电子市场中最具潜力和吸引力的市场。没有谁能够抵挡住这种来自滚滚财富的强烈诱引。于是，像阿尔派一样，已经进入了这个市场的公司开始纷纷加大投资力度，建立新的生产基地或研发中心，而还没有介入这个市场的众多企业也开始磨刀霍霍、跃跃欲试。

最先来到中国安营扎寨的是一批与外资整车厂商相配套的国际知名汽车零部件厂商，如美国德尔福、日本电装、德国博世等。据统计，2002年，仅这三家公司就占据了我国14%的零部件市场份额。其中，德尔福的销售额达到7亿美元。德尔福曾不无得意地宣称，德尔福为几乎所有的中国汽车厂商供货。而博世在中国的销售也是日益看涨。

紧接着在国际电子领域中享有盛誉的摩托罗拉、西门子等公司也跟了进来。摩托罗拉目前已成为北京吉普、北汽福田、戴姆勒－克莱斯勒、宝马等汽车制造商的电子器件供应商。据统计，目前摩托罗拉在中国汽车电子市场的占有率为10%左右，西门子的市场占有率为15%。而在全球汽车电子市场中，摩托罗拉的市场占有率为13%，比西门子的8%要高出5个百分点。为此，摩托罗拉今年又有新动作，分别在上海设立了研发中心和在天津开始建设新的生产基地，企图将汽车电子这一块业务进一步做大做强。

成为国内汽车电子业主力的日系军团自然也不甘于示弱。丰田汽车的配套企业将陆续进入天津，富士通天也坦言将继续扩大其在天津基地的生产规模，而日前日本家电巨头松下也宣布将斥资2500万美元，在天津打造其在中国的第一个汽车电子开发基地。这是松下电器继日美欧之后创建的第四个汽车电子业务开发基地。

汽车电子的水涨船高同样也刺激着国内的家电、IT企业争相进入这个领地。如文章开头提到的东软集团，就与阿尔派合作成立了东软汽车电子研发中心，将为国产宝马、奔驰等配套生产汽车电子产品。而以碟机、视听、能源、光电显示为主业的广东德赛集团也斥巨资进军汽车音响行业，并计划2－3年内在汽车电子市场打造出自己的强势品牌。此外国内家电企业中的海尔、夏新，通信企业中的中国普天等都已涉足汽车电子产业。家电巨头TCL日前也表示有意进军这一领域。

原有的汽车电子企业早已进入紧张备战的状态，而中外资家电、IT巨头的争相跟进，无疑把本已热火的国内汽车电子市场搅动得愈加热闹非凡。

国外品牌主唱

但是，国内汽车电子企业的市场却并不容国人乐观。

“他们用40％的资本，控制了我们50％的市场，攫取了我们70％的利润。”在谈到国内汽车电子的市场现状时，国家发改委经济研究所王小广博士很无奈地这么说。

目前我国汽车电子的市场份额基本上由国外企业垄断。据统计，目前国内汽车电子市场70％以上的份额被国外企业占据，国内企业的产品所占的市场份额还不到30％，其中还包括不少合资企业。像摩托罗拉与西门子这两家全球最大的汽车电子半导体器件供应商就瓜分了国内四分之一的市场。英飞凌作为亚太地区车载电子产品第三大供应商，在中国市场也有不俗的表现。

汽车电子主要包括两类，一类是车载电子装置，另一类是电子控制系统。汽车电子控制系统包括发动机、底盘、车身电子控制等，如电子燃油喷射、电控点火、自动变速、ABS防抱死等装置，它们的技术含量相当高，都直接影响到整车的性能。而车载电子装置和汽车本身的性能并没有直接关系。它们包括汽车信息系统、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、上网设备等。

我国1000多家汽车电子企业的产品都主要集中在车载电子装置方面。如汽车音响、汽车空调、中控锁、防盗系统以及电动车窗等低附加值产品。而自动变速控制系统、安全气囊、电子组合仪表以及发动机控制系统等高附加值产品仍大量依赖进口。我国在电子控制系统方面的产品可以说仍处于空白。

“这是一个系统工程，技术难度大，需要既懂机械又懂电子的复合型人才。而且资金投入大，市场风险大，开发时间还很长。”针对国内缺乏电控系统产品的现状，清华大学汽车研究所袁大宏教授这么分析。

“为了研究安全气囊的控制算法和控制策略，通用公司每天要撞毁两辆汽车，以获得真实的试验数据。而且仅一个撞击实验场的投入就相当巨大。再如测试排气质量的试验台，需要一次性投资120万美元。这些巨大的投入是国内企业根本无法承担的。”袁教授说。

由于缺乏强大的资金支持，我国往往在研发出样品后而无法付诸于实际的生产。研究与生产脱节，造成我国汽车电子产业还停留在初级阶段，使得大部分电子控制系统仍需依赖进口。例如目前国内高级车用传感器市场基本为国外品牌所占领，每年的进口量达到50万套以上。

而即使在众多国内企业广泛涉足的车载电子装置领域，更出彩的依然是国外品牌。

“市面上销售的中低端产品如倒车雷达、防盗器等多为国内生产，但技术含量较高的中高端产品往往是国外品牌。”一位业内人士说，“即使在选择汽车音响时，人们也通常会选择国外品牌，日本的松下、索尼，美国的来福、雷霆等音响几乎统治了车载音响的中高档市场。”外资品牌占据了国内音响零售市场的大半江山。

据悉，国内汽车音响市场分为两块：一是原厂配套市场。国内企业在这一块表现还不错，基本上与国外品牌平分秋色。该市场80％左右的份额集中在深圳航盛、江苏天宝、西门子VDO、飞利浦等几大企业手里。二是零售市场。这一块却大都为国外品牌所垄断。

据德赛公司视听事业部总经理谭燕兵介绍，目前国内汽车音响零售市场的布局可以概况为一超两强：一超是指日系品牌，如先锋、松下、索尼、阿尔派、JVC、建伍、歌乐等先后进入中国，占据了我国50－60％的音响零售市场份额。两强中的一强是指欧美品牌。早期以飞利浦、西门子VDO、来福等为主。目前，世界顶级品牌美国的麦景图、英国的麦古龙也逐一登陆中国。欧美品牌在我国零售市场的占有率为30％－40％。另一强则是指国内汽车音响企业。但这些企业大多以生产主机为主，90％以上是OEM贴牌加工。

在汽车电子市场一片繁荣的背后，国外品牌独占鳌头的局面凸显出国内汽车电子企业技术薄弱的生存危机。看看今年在市场上十分畅销的几款轿车的卖点，我们就不难发现他们所推崇的都是国外技术。如赛欧天窗版采用的是德国进口的智能一触式电动天窗，西耶那的发动机是进口配件国内组装，丰田威驰安装有DVD语音电子导航系统。国内汽车电子产品与国际水平差距甚大。

国外企业的大肆进入虽然有助于促进我国汽车电子产业技术的进步，但同时也必将给国内汽车电子企业造成极大的冲击。

遭遇产业链瓶颈

“一位合资企业的老总曾经告诉我说，他们公司生产的整车换一个锁都要用国外的。”中国汽车技术研究中心龚进峰博士不无痛心地这么说。

据了解，目前在全球范围内，世界知名的各大整车厂都拥有自己的零配件配套供应商，已形成了较为稳定的产业链。如德尔福是通用汽车的主要供应商，伟世通则是福特公司的最大供应商；而在德国，博世公司是德国大众的最大供应商；排名世界第四大汽配供应商的日本电装则是丰田汽车集团公司下属的最大零部件生产企业。

随着国外汽车厂商进入中国，他们的配套零部件供应商也大都跟着来到了中国。虽然我国的汽车产业政策要求合资企业的零部件国产化必须达到一定的比例，但大多数情况下，整车企业都是在保证核心零部件外购的前提下，才会考虑采购本地的零部件。我国的汽车电子零部件企业要想打入他们原有的产业链中显得异常艰难。而且我国整车企业缺乏自主品牌和核心技术，合资企业的话语权实际上都操控在外方手中，这对我国羸弱的汽车电子企业来说无疑是雪上加霜。

“有些（汽车电子产品）不是我们不能做，而是产业链脱节，合资整车业的外方把其配套零部件带到中国，国内企业没有办法介入，做起来太难。”龚进峰博士这么感叹。

针对国内汽车电子产业链脱节的现象，李东宏这么分析：“一方面，我们国内的市场被国外企业占据，另一方面，国内的汽车配套体系相对封闭。而国内汽车电子企业对研发的投入又少的可怜。于是，整个产业链就无法形成分层次的供货模式。”

我国汽车电子系统的研究起步较晚，主要集中在几个高等院校和一汽、二汽等大型汽车企业集团内部，技术水平和欧美等发达国家存在10-20年的差距。同时由于汽车电子具有开发难度大、周期长、初期投资多的特点，这使我国汽车电子企业根本无法与实力雄厚的跨国汽车电子相匹比。

而且国内对汽车电子控制系统了解不多，汽车电子应用范围也比较窄。国内产业在高附加值产品上的研发和供给极为不足，多类产品大量依赖进口，导致这部分产品的价格持续看涨。一方面，发动机电子控制系统等产品越发供不应求；另一方面，汽车音响和汽车空调等产品却供过于求。产品结构的失衡和民族资本的乏力严重困扰着国内汽车电子企业的生存和发展。

突围之路在何方

面对这种困境，国内汽车电子企业要怎样才能突破国外企业的技术和配套壁垒，掌握核心技术，顺利切入国际汽车电子产业链？对此，业内人士提出了各自不同的看法，可谓是见仁见智。但是在加强企业的技术研发和新产品开发、建立自己的产业链这一点上，他们基本达成一致意见。

“没有自己的产业链，汽车产业就不会真正发展。只有建立自己的产业链，才有筹码在未来的竞争中获得更大的自主权。”王小广博士这么说。

对此，海南汽车技术中心产品部经理丁渭平博士也提出了自己独到的见解。他认为，系统集成配套与协同开发是建立自主产业链的关键。

“一方面由资金、技术实力较强的零部件制造企业与迫切需要技术支持但又不具备独立开发条件的中小整车企业组成联盟，合作进行技术攻关，成果共享；另一方面，加强企业和高校、科研院所的技术交流与合作，而且，自主研发不要一味追求一切从基础做起，而是从现有条件做起，这样既可保证现有功能的实现，也可实现创新性功能。”他说。

中国电子信息产业发展研究院一位专家则指出，由于技术突破在短期内难以实现，我国的前期工作不妨侧重于生产体系与采购体系建设，确保在任何情况下元器件供应畅通无阻。然后再逐步向研发方向倾斜，最终达到完整建构汽车电子产业链的目的。从而从采购、生产、研发三个方面，全面建设自己的产业体系。

除了建立自己的产业链以外，汽车电子产业发展的另一个重要前提是，汽车电子零部件企业必须参与汽车整车的设计，拥有自主的技术研发和新产品开发能力。袁大宏教授指出，汽车电子控制系统的开发是和整车开发同步进行的，不掌握核心技术，就不能进行新车型的开发；而只有建立了中国自己的汽车电子产业，才有可能摆脱受制于人的局面。只有有了自主开发的汽车电子产品，国外产品的价格才可能趋于合理。

对于技术开发突破口的选择，王小广博士认为目前从中高端突破还不大可能，应当从低端切入，发挥性价比优势，在中低端研发上取得突破。

而汽车工业学会理事长张小虞则认为，我国尤其应该尽快掌握和开发动力传动控制系统、底盘电子控制系统和车载电子装备系统的核心技术。

中国电子信息产业发展研究院与清华大学的专家们认为，只要积极跟踪国外先进汽车电子技术，尽快缩短我国与国外先进汽车电子技术的差距，形成自主发展能力，避免低水平重复建设，我国的汽车电子产业将是大有希望的。

从 “八五”规划开始我国逐步加大了对汽车电子的重视。“九五”规划时确立了许多重要汽车电子项目，包括柴油机电控系统、汽车防抱死系统、自动变速箱、信息显示系统等项目。“十五”攻关计划又将“智能交通系统”和“混合动力汽车”等列为重点攻关项目。

同样，为推进汽车电子业的发展，信息产业部也把汽车电子专项列入了电子发展基金，并将重点发展六项汽车电子产品：统一的汽车计算平台、电控燃油喷射系统ECU、汽车行驶监控记录仪、车用音频视频导航系统、汽车用半导体器件及专用芯片、智能交通系统。

各地方政府也相应加大了对汽车电子产业的扶持力度。据悉，上海市已正式启动“汽车电子关键技术研究”项目，该研究将致力于从信息化、节能化、舒适化三方面进行攻关，成果将率先在沪上正在研发的燃料电池汽车上应用，并视条件对传统汽车逐步进行改建。

2003年，深圳市出台了《深圳工业结构调整实施方案》，将汽车电子产业作为今后重点发展的产业，并提出从引进外资、新技术入手，重点发展2－3家大型汽车关键零部件生产企业。此外，北京、天津等地均已把汽车电子产业确立为近期重点发展行业。

到目前为止，我国已初步形成了以上海为中心的长三角产业集群、以广州和深圳为主的珠三角产业集群、以北京和天津为主的环渤海产业集群和以大连与沈阳为主的东北产业集群四大汽车电子产业集群。国内汽车电子产业正在逐渐成长。

“我们承认在技术上我们与国际知名企业存在差距，但是我们在劳动力成本、工程技术人员数量和生产潜力等方面有着发达国家难以企及的优势，我们并不见得在竞争中只会失败。最重要的是我们要发挥好我们的优势。”深圳航盛公司总经理杨洪胸有成竹地说。

汽车电子 篇4

一、电子衡器的结构、主要特点

(一) 电子衡器的结构。

电子衡器主要包括电子汽车衡器、电子轨道衡、定量自动衡器、电子皮带秤等, 一般由秤体、称重传感器、称重显示仪表、机械传力及限位装置等几个主要装置。

(二) 电子衡器与机械杠杆衡器相比, 具有以下特点。

一是结构简单, 容易安装调试, 操作简单, 维护方便, 质量轻;二是计量称重效率高, 计量准确, 由于电子衡器一般都采用了传感器与电子仪表技术, 可以实现快速称重计量与直接显示计量结果, 因此效率得到大大的提高;三是称重能力强, 可以测量到小到几毫克大到几百吨甚至上万吨;四是计量准确度高, 重复性和稳定性好, 电子衡器采用先进的传感技术, 大大提高了计量准确度与稳定性;五是电子衡器可以与计算机和互联网一起配套使用, 可以实现计量、控制、管理等方面的信息化与智能化等。

二、电子汽车衡器常见故障及解决方法

(一) 电子汽车衡器的故障及分类。

电子汽车衡器出现的故障有很多, 比如仪表不显示或显示乱码, 显示数据飘忽不定, 计量不准确等, 归纳起来一般把电子衡器出现的故障分为两大类:机械秤体故障、电气仪表故障。机械秤体故障主要是由于称体钢结构及地基引起的, 主要表现为称体主要受力梁断裂、秤体移位、称体变形、地基下沉、称体被其他物体顶到或卡到等。电气仪表故障主要是由于仪表、传感器、电路出现故障引起的, 主要表现为仪表或传感器损坏、电线被老鼠咬断或电线破损造成接触不良。

(二) 故障查找。

电子汽车衡器在使用过程中出现的故障, 可按照从秤体外到秤体内, 从简单容易到繁杂困难或者按照从秤体到仪表, 再从仪表到传感器的原则来进行查找及排除故障。也就是说要先对汽车衡器的秤体进行查找判断, 然后对电路及仪表进行查找判断, 最后对称重传感器进行检查及测量判断, 逐一有序地对电子汽车衡器出现的故障进行排查判断, 找出原因。当然如果经验丰富, 可以按照经验进行直接查找。比如判断仪表是否正常具体可以按照以下方法来进行, 先切断称重传感器输入端信息, 将模拟传感器接入称重仪表, 观察仪表的显示是否正常, 正常说明故障在仪表之外;不正常说明故障在仪表。该方法可较快地对仪表进行故障排查。

具体的故障排查方法一般有:观察法、仪器测量法、更换法、经验法等。其中观察法就是用眼睛看或用手触摸怀疑的结构, 看其是否有脱焊、虚焊、断裂、装错、烧坏等现象, 直接找到损坏的仪器部件。仪器测量法就是使用万能表等仪器对可能有故障的仪器部件测量, 通过仪器测量来判断其是否正常。更换法就是用正常完好的仪表、电路板、传感器来更换怀疑有可能损坏的部件, 更换后看是否正常。经验法就是根据以往的工作经验来直接判断, 如果汽车衡是在下雨打雷之后, 就不能使用了, 根据经验来判断, 一般情况就是打雷打表头或传感器给打坏了。

(三) 分析故障及解决故障。

1. 显示漂移 (数字跳变) :

仪表显示不稳定, 不停地变动。出现这种现象主要有以下几个原因及解决办法:电源出现故障, 解决办法是用万用表测量仪表的供电电压, 出现电压不正常则更换电源, 必要时配备电压稳压装置;接线盒接线接触不良或受潮, 对应办法有加固接线, 把接线盒取出来放在太阳下晒干或用电吹风吹干;秤体变形或基础下沉对应办法有加固秤体恢复原形或者更换秤体, 加固地基;电线被老鼠咬破咬断接或被磨破磨断造成触不良或断开, 则要查找出破损或断裂的部分电线重新加固电线或者直接更换电线。

2. 称量不准确:

称量误差较大。分析:出现这种现象主要有以下原因及解决办法:秤体底部、四周有异物卡到或顶到, 办法则是找到异物并清除异物;限位器被顶到, 办法是调整限位器使其保持合适的距离, 一般为5~8毫米;部分传感器损坏, 办法则是用万用表测量查找损坏的传感器更换;仪表、秤体安装调试不准确, 办法则是用标准砝码对地磅重新进行校准等。

3. 传感器的故障。

分析:传感器出现故障严重影响着衡器的正常及准确计量, 从而影响用户及顾客等各方的切身利益, 传感器出现的故障一般为传感器的数据线破损或断裂所造成的接触不良及断开, 传感器内部直接损坏。查找传感器故障及解决的具体方法为:在接线盒内用万用表去测量正激励和负激励间电阻值, 其阻值大约为400Ω/传感器数, 测量总输出端的正输出和负输出之间电阻, 其阻值大约为250Ω/载面数。若阻值不对, 则将其断开传感器, 用上述方法测量正负激励端和正负输出端间阻抗值, 查找出损坏的传感器。找出存在故障的传感器后, 分别查找其数据线是否破损或接触不良, 如果存在进行重新焊接或加固;如果损坏进行更换传感器。

三、汽车电子衡器的维护保养及使用注意事项

(一) 电子汽车衡器的维护保养。一是使用人员及管理人员要培训并持证上岗, 经过培训合格的使用、管理人员具有比较专业理论知识的技能, 更有利于衡器的维护及保养。二是做好日常检查及记录, 保持秤体及仪器仪表的清洁卫生, 秤体的四周与地基之间是否有杂物卡到或顶到, 保证秤的的灵活性。三是定期维护传感器, 保持传感器的压头、钢球以及秤台之间的正常正确连接, 要经常检查并涂抹润滑油, 保持紧固。四是定期检查防雷设施, 保证防雷装置的正常工作, 防雷是电子汽车衡器比较重要的保护措施, 汽车衡器中仪表及传感器损坏很多都是因为雷击造成的。五是做好防鼠工作及排水设施, 定期检查清理排水设施, 防止雨水浸泡。六是做好秤体的防锈工作, 定期对秤体进行粉刷油漆, 保护秤的钢结构。七是做好仪表及传感器的维护, 雷雨闪电天气要停止使用, 并关闭及拔下电源插头, 防止因雷击损坏仪表或传感器。八是保持接线盒内干燥, 条件允许时, 可将接线盒放在控制室 (秤房) 内, 防止受潮且方便安装调试。

(二) 电子汽车衡使用的注意事项。一是汽车上下秤台时要匀速, 且速度要小于或等于5km/, 禁止秤台上紧急刹车。二是禁止在安装好登仪表和传感器的秤台上进行电焊作业, 或把秤台作为地线使用。三是仪表长期不用, 使用前要检查电源、更换保险丝等, 并且要通电预热。四是做好的防雷措施, 并且在雷雨天气下要切断电源, 以免造成雷击破坏。五是安装时远离电磁、高压的环境, 避免干扰造成破坏。六是在列入国家强制检定范围的电子汽车衡器, 要定期对衡器进行计量检定工作, 以确保衡器的准确性及合法性。

四、结语

电子衡器的故障总类千差万别, 本文就多年的工作经验, 深入分析电子衡器在使用中出现各种故障的原因, 给出故障的排除、处理、解决方法, 并对电子衡器的日常使用保养给出合理意见, 以供参考。

参考文献

[1]王平.中国衡器实用技术手册[M].北京:中国计量出版社, 2005

汽车电子测量管理论文 篇5

随着汽车工业与电子工业的发展，越来越多的电子技术被应用在现代汽车上。汽车也将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展。由于实时驾驶信息系统及多媒体设备在汽车上普及，汽车更具个性化、通用性、安全性和舒适性。无线及移动电脑技术迅速发展，即使独自驾驶在陌生的土地上，也不会觉得孤独或迷失方向。汽车在人们的生活中不仅仅是代步工具，而逐步成为一种享受生活的方式。在汽车电子领域的研究成为汽车研发中最活跃的一部分，在这方面取得的成果，将在市场上取得更大的回报。

本文针对汽车研发过程中所涉及到的发动机分析、驱动分析、振动分析、环境影响、燃料电池效率分析、CAN总线分析等方面，介绍横河电机提供的各种测试解决方案(图1)。

电动汽车燃料电池的测试

对于从事汽车研发的工程师来说，在测试中如下几方面是影响测试效率和结果的重要因素：

1．各种高频和低频、高功率和低功率的电磁辐射干扰

2．共模电圧、振动、多变的环境

3．数据采集分析的可靠性

4．路试时仪器的供电及能耗

5．便于移动和现场使用

通过和汽车生产研发企业的测试工程师沟通，横河电机不断改进其产品，使其更适应汽车研究发展的需要。譬如为了适应电动汽车燃料电池的研究需要，横河电机在DARWIN系列的`基础上开发出DAQMaster系列MX100。

因为每个电池只输出0.8-1.5VDC，为了输出足够的电力。燃料电池组一般由约一百个单片电池组成，特别是汽车应用，电池组会由六百个单片电池构成。电池电压监视(CVM)系统通过测试电池组结构中每个单片电池的电压可以检测出有问题的电池；分析现场或带负荷长时间运行时的电池性能。

检测电池电压时使用差动输入。虽然单片电池的电压不高，可是差动输入端子对测试仪表地端会产生几百伏的电压。这种电压被称为共模电压。多数数据采集仪器(DAQ)没有绝缘，输入电压限制范围一般是5伏或10伏。另外，非绝缘仪器经常容易受接地环路的影响。为了克服燃料电池CVM系统中高共模电压的问题，要求高电压绝缘。虽然可以使用外部信号变换器或缓存，为了在减小体积和间低成本的同时保证较高的信号分辨率和精度，现在许多的DAQ系统内置缓存。

MX100DAQMaster可以提供最高水准的通道对地，模块间和通道间隔离。另外，它的模块化结构和标准软件使MX100很容易实现最多1200通道的电池电压的监视。

同时实现高电压绝缘和多通道的DAQ系统的设计是一个难题，因为大多数数据采集仪器模块使用单一A-D转换器与前端倍增或扫描组合。高共模电压信号在经过绝缘变压器和A-D转换器实现绝缘和离散化之前一定要通过切换继电器。

MX100在扫描器中使用横河专利技术的高耐压固态半导体继电器，实现了多通道输入信号的切换，这种继电器由高耐压(1500VDC)、低漏电流(3nA)的MOSFET(金属氧半导体场效应晶体管)和电压输出的光电耦合器构成，具有1秒周期内10通道高速扫描、无触点、长寿命、无噪音等优点。

此外，MX100内部的绝缘变压器和积分式A-D转换器也是横河的专利技术。其他使用电磁式继电器提供绝缘的DAQ系统，会产生切换时间，切换稳定性，和日常维护的问题。最后，MX100DAQMaster提供高性能的绝缘和4通道的同期采样，因为4通道模块每个通道的硬件采用互相独立的硬件构成。

对于正确再现波形，采样率非常重要、高速采集可以得到正确数据。为此MX100的最小测量周期10ms,并且一个系统中可以混合使用3种测量周期，测量周期可以对每个模块单独进行设定。MX100支持最大容量2GBytes的CF卡，当通讯故障时开始数据备份当通讯恢复正常时，重新自动开始向PC传送数据。MX100针对燃料电池测试的高速/多通道/高耐压/多周期的特点，帮助测试工程师提高了测试的效率和准确性。

CAN总线分析

在当今汽车中广泛采用了汽车总线技术。汽车总线为汽车内部各种复杂的电子设备、控制器、测量仪器等提供了统一数据交换渠道。汽车上由电子控制单元(ECU)控制的部件数量越来越多，例如电子燃油喷射装置、怠速控制(ISC)、防抱死制动装置(ABS)、安全气囊装置、电控门窗装置、主动悬架等。随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，车上的ECU数量越来越多。于是，一种新的概念--车上控制器局域网络CAN的概念也就应运而生了。CAN最早是由德国BOSCH公司为解决现代汽车中的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种数据通信协议，按照ISO有关标准，CAN的拓扑结构为总线式，因此也称为CAN总线。

随着CAN总线的广泛使用，在汽车的研发、生产、维修的各个环节上总线信号的测试与分析变得越来越重要，特别是噪音信号观测与分析。

由于电缆配线长度、终端阻抗位置而引起的反射噪音等或由连接复数接点时超负荷LEVEL变动等造成的异常现象，可以利用DL7400系列的CAN信号触发，捕获CAN总线信号并显示其波形。根据CAN协议进行的分析以列表的形式和波形信号显示在一起。触发条件能被设置成CAN数据帧(ID,Data,RTRbits,等.)的字段或多字段。触发在错误帧时也能被激活。可在时间轴上对捕获的CAN总线波形数据进行分析，每帧的ID和数据以16进制或二进制符号显示。

ABS工作时的电池电压波动

ABS控制装置通过比较来自附在每个车轮上的速度传感器的信号监测车轮是否被锁上。当ABS控制装置探测到一个轮子被锁上后，它会给ABS传动装置送去一个信号从而打开阀门。ABS传动装置包括螺旋管阀门、泵、马达、制动液箱。打开阀门可以瞬间降低盘式液压，减弱制动力，可以恢复车轮速度。接着再次迅速提高盘式液压，通过ABS传动装置增加制动力。换句话说，可通过增减盘式液压防止制动器被锁上。增加盘式液压也就是用泵将液体压入汽缸，会使泵马达迅速工作。这个快速的马达将影响控制螺旋管阀门的PWM电流信号。一般ABS操作无法得到这是否影响电池电压波动。因此，有必要观察这个电池电压波动。

利用DL750Max.1GW长内存可以高速采样捕捉从开始到结束的所有制动动作过程。也可在捕捉到整体过程后，利用放大功能详细地测试其中某个不规则部分。此功能可自动设定波形参数的自动测试区域，包括放大区域。此放大功能不仅能够准确的测试一个周期中的不规则部分也能够自动测试该放大区域内的波形参数。

动力方向盘控制ECU(含变频器)/电机开发

动力方向盘(EPS)在小型汽车中应用已经比较普及了,但在需大扭矩的大型车中应用时需要采用3相电机.不同于传统的DC机,测试3相交流电机需要功率计测试电力及效率.此外,ECU间采用CAN总线通信,还必须测试CAN总线信号。

DL7400可以对CAN总线上特定的ID/Data触发，实现与其它信号的同步观测。通用示波器DL1640/DL1740，可以测试ECU的CPU信号，使用100MHz差分探头和150A电流探头还可以测试电机的浪涌电流等。DL750最多16ch绝缘输入，适用于变频器输入输出电压/电流及ECU控制信号的长时间观测。WT1600可以评测大型汽车EPS用3相驱动系统变频器的1次端DC、2次端的3相电流/电压/功率,变频器效率。对特定运行模式还可以进行累积功率测试。使用WE7000的时间模块/CAN模块/隔离A/D模块/温度模块等可以实现多通道综合测试。操舵角/消耗电流/电压/温度等多通道长时间同时测试。使用CAN模块可以将CAN总线上的数据同时转化为物理量实现同时测试。

直喷式柴油发动机喷射实验

直喷式柴油发动机可以降低燃料费用和净化废气排放.以下就其开发的关键-高压喷射和电子控制的性能评价方法提出解决方案：

1．机械部分设计值的评价(喷射时间与喷射压力)

测试对象是喷嘴喷射出燃料的喷射压力，发动机转速变化及喷嘴电磁阀开关时间。发动机开发需要进行动态测试(逐步提高发动机转速检查是否符合设计要求)和静态测试(在转速固定状态下检查是否运转稳定)。

2．与ECU控制信号同步测试

与ECU控制信号同步测试,测试ECU正时和实际喷射正时。

本文小结

汽车电子应用大盘点 篇6

当交通事故发生时，OnCall服务可以链接呼叫中心，自动对事故车进行定位并且向急救部门求援。福特、宝马、丰田、通用等也都拥有类似的呼救系统。即使驾驶人受伤、失去意识，系统还是可以自动发送求救信息。

NFC钥匙瞬间定位汽车

作为一种与智能手机配合使用的智能设备，互联钥匙可以让车主在大型车场或者陌生城市轻松找到爱车，并能进行自动个性化汽车设置。同时，互联钥匙也使汽车公司得以简化保养任务，甚至在车主打开发动机罩之前即可获得车辆诊断信息。

第四互联网终端诞生

根据市场研究机构ABI的预测，到2017年，全世界将有60%的汽车能够连接互联网，汽车有望成为继电脑、手机、平板之后的第四个互联网终端。这一趋势正在推动智能汽车的功能被不断扩充。除此之外，驾驶者还可以通过Sensus（多媒体信息交互系统）蓝牙通话、浏览网页、定位导航。

中控成为贴心助理

汽车中控目前已经可以为用户提供更多服务，如疲劳驾驶的提醒、天气预报、行程提醒等。以通用汽车为例，该公司一款应用与美国天气频道（Weather Channel）合作，能够根据汽车的位置显示天气雷达图像。福特也正在开发一款声控应用，播报最新的新闻快讯。此外，该公司还在与BeCouply合作，后者为用户提供约会创意服务。

汽车也能用WiFi

微博、微信、看视频、收发邮件……当我们的工作和生活越来越离不开网络，“WiFi”已经不仅仅是一个技术名词，如果有移动WiFi随车奔走则再好不过。目前，福特S、宝马等车载配件可以直接支持插入手机SIM卡后，把3G或4G信号转换为WiFi信号，目前，国内市场夏利、奇瑞QQ也有移动WiFi武装上身。

不是闹鬼 无人驾驶来了

从早期的定速巡航系统，到如今的车道警示系统、自动泊车辅助系统，再到刹车辅助系统和行车辅助系统，汽车越来越像成年人的超级电子玩具。而Google已经成功实现人控驾驶到自动无人驾驶的转型；美国通用汽车公司计划在2015年前测试无人驾驶汽车技术，2018年左右将无人驾驶汽车推向市场。为了减少交通事故，美国正在推广防止翻车的电子稳定性控制系统，要求2012年推出的新车型必须配备这种技术。（资料整理 本报记者黄柏雪）

汽车电子PCB技术研究 篇7

在现代生活中,汽车已经成为人们生活必不可少的交通工具。同时,汽车工业的发展对整个世界经济的推动作用也十分巨大,甚至可以说从某种程度上正在改变着世界的经济格局。

近年来,随着集成电路的不断发展,汽车电子产业已经成为继计算机产业、通讯产业之后PCB的第三大应用领域。而PCB板作为组成各种汽车电子、电气设备的基本部件。它的市场需求也在快速增长,技术要求也更高。据统计,2006年全球PCB产值为120亿美元,其中汽车电子领域占6.6亿美元。目前,国产汽车成本中,电子产品的比例约为30%,而在国际先进汽车企业的成本中,汽车电子产品比例已达到60%～80%。但是,中国汽车的电子设备产值较低,主要原因是研发能力和可靠性仍需提升。如研发人员时常发现相同CPU安装到两块设计功能相同、器件布局不同的电路板上,其性能指标会有显著差异。此外,工作条件、谐波辐射、抗干扰能力,以及启动时间等诸多因素的变化,都能说明电路板布局在一款成功设计中的重要性。

电路板布局中大多数问题源于以下几个常见原因,我们将对此一一讨论。

1、电感方向

当两个电感(甚至是两条PCB走线)彼此靠近时,将会产生互感。第一个电路中的电流所产生的磁场会对第二个电路中的电流产生激励(图1)。这一过程与变压器初级、次级线圈之间的相互影响类似。当两个电流通过磁场相互作用时,所产生的电压由互感LM决定:

式中,YB是向电路B注入的误差电压,LA是在电路A中的电流。LM对电路间距、电感环路面积(即磁通量)以及环路方向非常敏感。

因此,紧凑的电路布局和降低耦合之间的最佳平衡是正确排列所有电感的方向。

由磁力线可以看出互感的分布与电感排列方向有关。对电路B的方向进行调整,使其电流环路平行于电路A的磁力线。为达到这一目的,尽量使电感互相垂直,参考图2的两种器件布局方式。该电路板上的三个电感(L3、L1和L2)距离非常近,将其方向排列为0°、45°和90°,会有助于降低彼此之间的互感干扰。

图中所示同一功能电路,A,B两种不同的布局方法,可以看出A图元件布局方向不合理(L1、L2、L3),B图的电感布局方向更有利于降低器件的互感影响。

综上所述,电感布局应遵循以下原则:①电感间距应尽可能远;②电感排列方向成直角,使电感之间的串扰降至最小。

2、引线耦合

如同电感排列方向会影响磁场耦合一样,如果引线彼此过于靠近,也会影响耦合。这种布局问题也会产生所谓的互感。RF电路最关心问题之一即为系统敏感部件的走线,例如输入匹配网络、接收器的谐振槽路、发送器的天线匹配网络等。

返回电流通路须尽可能靠近主电流通道,将辐射磁场降至最小。这种布局有助于减小电流环路面积。返回电流的理想低阻通路通常是引线下方的接地区域一将环路面积有效限制在电介质厚度乘以引线长度的区域。但是,如果接地区域被分割开,则会增大环路面积(图3)。对于穿过分割区域的引线,返回电流将被强制通过高阻通路,大大提高了电流环路面积。这种布局还使电路引线更容易受互感的影响。

由图看以看出,引线下方应尽可能保证完整接地,完整的大面积接地有助改善电路性能。

3、接地过孔

RF电路布局的主要问题通常是电路的特征阻抗不理想,包括电路元件及其互联。引线覆铜层较薄,则等效于电感线,并与邻近的其它引线形成分布电容。引线穿过过孔时,也会表现出电感和电容特性。

过孔电容主要源于过孔焊盘侧的覆铜与底层覆铜之间构成的电容,它们之间由一个相当小的圆环隔开。另外一个影响源于金属过孔本身的圆柱。寄生电容的影响一般较小,通常只会造成高速数字信号的边沿变差(本文对此不讨论)。

过孔的最大影响是相应的互联方式所引起的寄生电感。因为RF PCB设计中,大多数金属过孔尺寸与集总元件的尺寸相同,可利用简单的公式估算电路过孔的影响(图5):

其中,LVIA为过孔的集总电感;h为过孔高度,单位为英寸;d为过孔直径,单位为英寸。

该图为PCB横截面示意图,用于估算寄生影响的过孔结构。寄生电感往往对旁路电容的连接影响很大。理想的旁路电容在电源层与地层之间提供高频短路,但是,非理想过孔则会影响地层和电源层之间的低感通路。典型的PCB过孔(d=10mil、h=62.5 mil)大约等效于一个1.34nH电感。给定ISM-RF产品的特定工作频率,过孔会对敏感电路(例如,谐振槽路、滤波器以及匹配网络等)造成不良影响。

如果敏感电路共用过孔,例如π型网络的两个臂,则会产生其它问题。例如,放置一个等效于集总电感的理想过孔,等效原理图则与原电路设计有很大区别(图5)。与共用电流通路的串扰一样,导致互感增大,加大串扰风险。

由此可以看出,电路布局需要遵循以下原则:①确保对敏感区域的过孔电感建模;②滤波器或匹配网络采用独立过孔;③较薄的PCB覆铜会降低过孔寄生电感的影响。

4、接地与填充处理

接地或电源层定义了一个公共参考电压,通过低阻通路为系统的所有部件供电。按照这种方式均衡所有电场,产生良好的屏蔽机制。

直流电流总是倾向于沿着低阻通路流通。同理,高频电流也是优先流过最低电阻的通路。所以,对于地层上方的标准PCB引线,返回电流试图流入引线正下方的接地区域。按照上述引线耦合部分所述,割断的接地区域会引入各种噪声,进而通过磁场耦合或汇聚电流而增大串扰(图6)。尽可能保持地层完整,否则返回电流会引起串扰。

另外,填充地也称为保护线,通常将用于电路中很难铺设连续接地区域或需要屏蔽敏感电路的设计(图7)。通过在引线两端,或者是沿线放置接地过孔(即过孔阵列),增大屏蔽效应。不要将保护线与设计用来提供返回电流通路的引线相混合,这样的布局会引入串扰。

覆铜区域不接地(浮空)或仅在一端接地时,会制约其有效性。有些情况下,它会形成寄生电容,改变周围布线的阻抗或在电路之间产生“潜在”通路,从而造成不利影响。简而言之,如果在电路板上铺设了一块覆铜(非电路信号走线),应尽量确保一致的电镀厚度。覆铜区域应避免浮空,因为它会影响电路的EMC性能。

最后,确保考虑天线附近任何接地区域的影响。任何单极天线都将接地区域、走线和过孔作为系统均衡的一部分,非理想均衡布线会影响天线的辐射效率和方向(辐射模板)。因此,不应将接地区域直接放置在单极PCB引线天线的下方。

综上所述,接地与填充应该遵循以下原则:①尽量提供连续、低阻的接地区域;②填充线的两端接地,并尽量采用过孔阵列。③电路附近不要将覆铜线浮空,电路周围不要铺设铜皮。如果电路板包括多个地层,信号线从一侧过度另一侧时,最好铺设一个接地过孔。

5、总结

综上所述,遵守以上的指导原则,对几种常见的PCB布局陷阱造成EMC设计问题,只要注意电路的非理想特性,完全可避免这些缺陷。通过对一些不希望的影响做出适当的处理,例如元件方向、走线长度、过孔布置,以及接地区域的用法,可明显节省浪费在修正错误方面的时间和金钱。

摘要：随着全球汽车产业规模近年持续攀升,中国已成为世界第二大汽车保有量国家。涉及整车控制、动力驱动、汽车电子配件的中国本土汽车电子企业在顺势崛起,并且发展极为迅速。对应这些控制单元的硬件载体的PCB设计技术,自然越来越受行业重视。文章针对车载PCB板的工作条件,主要讨论电感的放置方向、线路耦合、接地孔以及引线长度、引线电感等问题。

汽车电子控制技术的分类 篇8

关键词：汽车,电子控制技术,分类

1 动力牵引系统控制

这种电子控制技术是汽车产生动力并转化为汽车驱动扭矩的主要原动力。它主要可以分为两种控制技术, 一种是发动机控制技术, 还有一种是传输系统控制技术。发动机控制系统一般分为燃油喷射控制、点火时间控制、怠速运转控制、发动机爆燃控制和其它相应的控制。对于汽油机的电子控制系统具有诸如燃油喷射控制、点火时间控制、怠速运转控制和故障诊断等功能。通过这些功能的执行可使汽油机处于最佳的工作状态。汽油机控制系统是采用多点喷射 (MPI) 的燃油喷射控制方法。即在汽油机的各气缸进气支管中安装燃油喷射器, 通过对各燃油喷射器的控制来控制喷入各气缸的油量。当前在工业发达国家几乎所有新出厂的轿车都无一例外地采用了电子燃油喷射 (EFI) 技术。

针对那些以柴油作为动力的汽车来说, 通常会排放出很多对大气产生污染的气体, 汽车行驶过程中产生的噪音和振动也非常大, 针对这一现象, 电子控制技术主要应用在控制燃油时间、气流的进出时间等, 随着发展的加快, 当前的柴油机喷油泵控制系统也开始普遍采用电子控制技术了。

汽车的电子传输控制系统则是主要针对汽车的车轮产生传动力, 使汽车能够正常行驶, 它的主要工作原理是通过对车辆油门位置和车速进行电子控制及检测, 通过系统控制车辆的最佳行驶扭矩, 保证车辆的正常行驶。此外, 该系统还会在关闭离合器的同时, 像电子控制系统直接发送信号, 这样该系统就会根据发来信号的实际情况对于车辆发动机转速的进行适当的调整, 进而减轻对汽车变速器的撞击。国外一些国家对这项技术的发展也是十分重视的, 他们把先进的发动机电子控制技术和传统的电子控制技术进行科学的结合, 这也就是我们所说的动力牵引控制技术, 这项技术被广泛的应用到汽车工业中。

2 车辆行驶姿态控制

这种系统对于车辆的正常行驶是十分重要的, 主要是通过汽车内部的微电脑进行控制车辆的行驶、刹车、转弯三个部分。电子控制技术在实际汽车工作中的应用对于提高汽车的整体性能起到了很大的促进作用, 尤其是人们所关注的汽车行驶灵敏性, 稳定性, 车辆的舒适程度等方面应用的效果尤为突出, 这个电子控制系统包含几个方面, 下面就一一进行叙述, 希望可以使驾驶员朋友能够更加的了解汽车内部的构造。

2.1 悬挂系统控制是用来改变车身的高低和缓冲弹簧的弹力,

并根据车辆的载荷及路面条件改变吸收冲击力的缓冲弹簧阻尼力的大小。

在进行汽车生产时必须对车辆的高度进行严格的把关, 因为为了使车辆在承受不同荷载时, 都能够保证车身和地面的距离保持出厂设计的高度, 此外, 也可以保证汽车在行驶的过程中为了增强车辆自身的稳定性可以通过降低汽车自身的高度来减少和空气之间的摩擦, 例如雪铁龙汽车应用人工来降低汽车的高度的时间已经很长了。该系统中的电子控制单元可以有效的接收汽车内部车速和自身高度传感器的信号, 通过对这些信息进行处理, 再把结果传送到改变车辆高度的执行器上, 这样就可以保证车辆高度达到所需的最佳值。

汽车在使用过程中都要定期的进行保养, 延长汽车的使用寿命, 增强汽车的使用性能, 维护汽车吸收阻力的能力, 加强汽车在不同情况下的应变能力, 减少汽车因为急刹车而造成的形态的改变。当前的汽车生产过程中, 对于悬挂系统的要求越来越高, 一方面要保证悬挂系统的柔软度, 增强汽车内部的舒适程度, 但是为了增强汽车的操作能力, 就需要较强度较大的悬挂系统。

2.2 驾驶系统控制包括用于操纵动力转向系统转向力的电子控制, 它可以有效的保证汽车在转弯时的平衡力。

该系统会根据汽

车转弯时车速的大小来进行调节汽车的转向力, 速度小, 汽车的转向力就小, 汽车速度快其转向力就大, 以此保证汽车转弯时的稳定性。此外, 使用该系统还可以使驾驶员根据自己转盘的习惯来选择方向盘的操作性能。这项电子控制技术日本早在八十年代就已经应用到汽车生产中了。

2.3 防锁死刹车控制系统 (ABS) 是用来防止汽车在刹车时车轮不被锁死。

采用此控制系统可提高汽车驾驶的稳定性。判断汽车在刹车时车轮是否被锁死, 是通过对车速和轮速的比较来作出的。但实际上在对实际车速的检测中, 由于车轮与地面之间的滑动及其它因素所产生的问题, 一般对车速的测定仍是通过对车轮转速的检测来大约估算的。

恒定车速控制 (又称为自动巡航控制) 是通过控制节气门位置来保持预先设定的车速, 而司机不需脚踩加速踏板。该控制系统是根据车速传感器、定速控制开关及定速取消开关的信号, 通过进气管的负压压力或一台小电机来调节节气门挡板的。汽车维修, 汽车保养, 汽车美容, 维修保养, 修发动机, 维修论坛, 新车展览, 维修专题, 汽修动态, 汽保动态, 维修设备, 维修技术, 汽车诊断, 维修工具, 保养用品!

防滑控制是用来防止汽车在起步和加速时驱动轮打滑。判断车轮是否打滑是通过对车速和轮速的比较来完成。通过对驱动轮的制动及降低发动机的输出功率, 使轮胎和路面的滑移率处于一个最佳的值。这样可使汽车在起步或加速时的驾驶性和稳定性处于最佳的状态。四轮转向 (4WS) 控制是由安装在后悬挂器处, 用于操纵后轮的后轮转向机构及前轮转向机构所组成, 这样前后四个车轮均能进行转向操纵。采用该控制系统的目的是为了提高汽车在低速时的转向性能及在高速行驶时的转向能力。

设计车身控制 (又称车辆内部系统控制) 的目的是为司乘人员提供更为舒适、更为便利及更为安全的环境, 并能够提高整车的市场竞争力。车身控制系统包括如下的电子控制:车用空调控制, 数字化仪表显示, 挡风玻璃的雨刷控制, 车灯控制, 车后障碍检测, 安全保护系统, 多路通讯系统, 门锁控制, 电动车窗控制, 电动坐椅控制, 安全带控制及空气袋控制等。

汽车空调控制系统用来控制车厢内的温度, 使车内温度保持在一设定的舒适温度范围内。该系统控制车内空气温度、空气出口流量、风扇速度、吸人空气或排出空气及空调压缩机的运行等。

多路通讯系统是采用一条通讯线路来传送多路信号, 这样可大大减少线路、线路包覆物及整个通讯系统的重量。并能做到采用同类的传感器在各系统之间进行数据传送, 以便对汽车进行精确的控制。常用的通讯线为光导纤维及扭花双线电缆。

常用的汽车门锁锁定系统是当车速超过预先设定的车速时, 该机构动作, 锁上车门。一种新颖的遥控门锁系统是用一台微型遥控器在车外锁上或打开汽车门锁。目前这种新颖的遥控门锁装置在市面上有售。

综上所述, 对于汽车内部各种电子控制系统的详细阐述, 增强驾驶员对汽车的了解, 更好地使用汽车, 延长汽车的使用寿命。

汽车电子 篇9

目前, 几乎所有的国际汽车电子巨头都在中国市场大量开展业务。国际厂商利用其在核心技术、产品、全球布局以及与国际主要汽车整车生产企业业务紧密合作等方面的优势, 迅速占领了国内汽车电子市场, 在汽车电子控制系统领域占据显著市场优势, 领先于国内相关企业, 这对国内企业的市场空间形成了较大压迫, 国内汽车电子企业开拓市场面临较大挑战。

2012年10月24～25日, 英飞凌第一届汽车电子开发者大会在天津中国汽车技术研究中心新区举行。来自全国各地的近500名代表参加了此次会议。选择在中国汽车技术研究中心举行, 也能看出英飞凌对此次会议做了精心准备。

英飞凌科技 (中国) 有限公司中国区汽车电子业务负责人兼事业部高级总监徐辉认为, 中国汽车产业独具特色, 零部件厂商和汽车厂商存在各自独立、营销渠道缺乏、科研资源不足、缺少技术支持等不足, 而独立的科研院所则具备强大的科研能力、清晰了解中国汽车市场特点、有强大的技术支持等优点, 两者优势可以互补, 但同时却缺乏良好的沟通, 所以英飞凌两年前就在研究如何在中国市场搭建起良好的沟通桥梁。

中国汽车业上下游的合作模式一般是整车厂、零部件厂商和半导体厂商这一自上而下的模式, 但由于中国本土有4000多家零部件厂商和整车厂, 市场极为分散, 并且存在核心技术积累不足、缺乏核心专利以及研发投入不足等问题, 需要外包一些方案。此外, 中国本土科研机构目前拥有较强的研发实力, 开发出了越来越多的科研成果, 但缺乏营销渠道, 难以在市场上推广。

“英飞凌生态圈是连通独立科研机构与零部件厂商和整车厂的一个桥梁。”徐辉在大会发言中介绍说, 中国现在有很多具备汽车电子设计能力的独立汽车科研机构, 英飞凌汽车电子生态圈的搭建, 就是为了打破产业链自下而上的合作模式, 从上至下的打通产业链, 真正创造本土价值。

徐辉表示, 英飞凌搭建的汽车电子生态圈, 只要符合与本土零部件厂商或者整车厂有一个或多个在签或即将签约的产业化项目的独立科研机构都可以加入。凡是加入生态圈的厂商和科研院所, 都可以发布需求和解决方案, 英飞凌会对这些信息进行整理, 为需求方和感兴趣的方案开发方安排直接商谈, 并且还为双方提供相关技术支持, 比如会提供样片和Demo, 邀请参加开发者大会和季度研讨会寻求更多的合作伙伴, 更具吸引力的是, 如果项目成功签约, 英飞凌还会颁发奖金。

“汽车电子生态圈, 致力于为有外包设计需求的零部件厂商和整车厂提供英飞凌所签约的亚太区产业化合作伙伴的电控单元系统方案, 同时, 英飞凌可以为需求方安排与感兴趣的方案开发方进行直接商谈。电控单元系统方案涉及新能源混合动力/纯电动、车身系统、汽车安全以及传统动力总成这四大领域和AUTOSAR软件平台。”徐辉补充道。

在世界汽车工业最近20年的发展中, 汽车性能的提高更多地依赖于汽车电子等技术的进步, 许多汽车产品的技术创新都来自于汽车电子技术, 中国作为全球汽车电子行业增长最快的国家, 涌现了许多优秀的企业, 但是本土企业的市场份额、竞争力依然不能与国外企业相比, 汽车电子生态圈为本土车厂、零部件厂商、科研机构提供了一个平台, 可以寻找解决方案, 寻求合作伙伴以及英飞凌的技术支持。

同时, 徐辉代表英飞凌承诺表示, 预计在两年内合作伙伴数量达到100家, 今后五年通过产业化合作伙伴研发的项目陆续进入批量生产, 将为英飞凌带来高达8000万欧元销售额, 英飞凌会同时给予合作伙伴400万～500万欧元的研发投入赞助及奖励。

据介绍, 于近期上线的汽车电子生态圈, 产业化的在研项目已经有190多个, 724个工程师直接参与到这些项目之中, 已经有超过70个成熟的系统方案在网站发布。

网络时代, 很多资料唾手可得, 但是如何在海量信息中有针对性地提取自己需要的信息也是一个技术活。建立生态系统, 是很多厂商都在努力做的工作, 英飞凌是汽车芯片厂商中最先吃螃蟹的一个, 而且是立足于中国市场, 立志大做本土设计, 这种模式能否达到多赢的结果尚不得而知。

虽然平台搭建好了, 但要真正让产业化落到实处, 整车厂的态度是关键。天津内燃机研究所研究员胡春明对此深有感触地说, 比如某些科研机构虽然开发出了汽车动力总成控制系统, 但进入整车厂的配套体系还存在很多壁垒, 需要整车厂以开放的心态提供一些机会, 这也需产业界通力协作。

国内汽车电子企业和科研机构经过近几年的发展, 对汽车电子硬件的理解与国外差距不是太大, 主要的差距还是体现在软件上。汽车是机电液一体化的产物, 机电液必须充分协调才能更好地工作。目前MCU性能差别不太大, 其他电子产品也是如此, 选择余地也比较大, 但国内汽车电子企业在涉及与软件直接相关的算法时就显得有些力不从心了, 而这也是目前最需要攻克的。

汽车电子系统抗干扰设计 篇10

来自汽车自身的电磁干扰主要有:发动机点火、发动机管理控制系统、各类电动机、继电器以及开关触点之间的火花放电、电路瞬变和电磁藕合等。汽车电器元件和装置产生高频震荡波, 表现形式为电压波动, 其特点是峰值电压高, 频率范围广。干扰电磁波主要通过两种方式传播:一是由于车外因素引起的“辐射干扰”。即以空气作为磁介质传播, 只要干扰无线电接受装置的正常工作, 有时也干扰电控系统的工作;二是车辆本身因素引起的“传导干扰”, 即通过车辆内部附属导线直接干扰, 传导干扰比辐射干扰具有更大的危害性, 有时甚至会产生连贯干扰, 轻则导致系统失控, 重则导致系统误动作, 使控制程序错乱。

干扰主要五种藕合方式:

1.1 直接藕合方式

直接藕合最普遍的方式是干扰信号经过导线直接传导到被干扰的电路中而造成对电路的干扰。

1.2 公共阻抗藕合方式

公共阻抗藕合是由于多个电路共用同一公共线, 其中任何一个电路中的电流波动将会通过公共线的阻抗在其他电阻上产生干扰电压。公共阻抗藕合带来的干扰在电路中是常见的, 也是在电路设计时要特别注意的问题。当多个电路共用同一电源时, 由电源的公共内阻形成的各电路之间的相互干扰, 就是一个典型的公共阻抗藕合干扰的例子, 任何电流都要流过电源内阻, 如果电源的内阻很大, 这种相互影响的干扰可能使系统工作失常。因此, 降低电源内阻成为提高控制系统抗干扰能力的重要措施之一。

1.3 电容藕合方式

此处指电位的变化在干扰源与干扰对象之间引起的静电感应。

1.4 磁感应藕合方式

当高频电流流过导体时, 在该导体周围便产生电力线和磁力线, 并发生高频变化, 从而形成一种在空间传播的电磁波。

1.5 漏电藕合方式

漏电藕合方式是电阻性藕合方式当相邻的元件或导线间的绝缘电阻降低时, 有些电信号便通过这个绝缘电阻藕合到逻辑元件的输入端而形成干扰。

2 产生电磁干扰主要有以下几种原因

2.1 点火系统

汽油机点火系统中的点火线圈、分电器、高压线, 尤其是火花塞是引起高频电磁干扰的主要部件。点火系统实际上是一个电感、电阻、电容、线圈组成的振荡电路, 因此, 当初级电路被切断后, 在初级电路所发生的是一种衰减振荡, 初级线圈最大振幅一般为300~500V, 同时在刺激线圈中所感应的次级电压最大值一般为20000~30000V, 后者足以击穿火花塞的电极间隙, 产生火花放电。在放电过程中伴随有高频振荡, 频率约为106Hz-107Hz, 该高频振荡是汽车电磁干扰的主要原因。

2.2 交流发动机充电系统

首先, 交流发动机采用炭刷与滑环将励磁电流引入转子线圈, 在运转过程中, 只要两者的接触状态稍有变化, 就会产生电火花, 进而产生电磁波。其次, 交流发动机调节器会随着输出电压的高低自动调节励磁电流, 由于电子式调节器采用的调节方式为瞬间断电式, 因而会在磁场线圈中引起频率不等, 峰值不等的自感电势, 该电势也会转化为干扰电磁波。另外, 发电机大负荷、高转速运行过程中, 若蓄电池与发电机间的连线突然脱开, 发动机输出的电压会瞬间上升, 此时脉冲电压可能导致电控系统的误动作。

2.3 电动机

汽车上的电动机基本上都是带有整流子的直流永磁电机, 运转过程中难免产生电火花, 进而引起较强的电磁波。虽然这些电动机一般都有屏蔽效果较好的封闭式金属外壳, 但仍会通过电源线和搭铁线传导出干扰电磁波

2.4 继电器触点

在车身上使用的各种电感式继电器在工作时其触点高速开闭, 会在继电器周围产生电磁波, 通过空气或相关导线辐射。

3 硬件电路电磁兼容性设计

电磁兼容性是指电子装置在预定的工作环境中, 既不受周围电磁场的影响, 也不影响周围环境, 不发生性能变异或误动作, 而按照设计要求正常工作的能力, 即系统在电磁环境中的适应性。控制系统电路的EMC设计主要考虑以下几方面:

3.1 数字电路EMC设计

每个数字电路的供电电源都使用去藕电容电路各门电路频繁导通和中断, 电流变化率很大, 可以产生很大的高频电磁干扰, 但转移的电荷量不大, 去藕电容的作用是充当集成电路的储能电容和消除旁路电路产生的干扰。在数字输入端用RC滤波环节抑制窄脉冲噪声, 同时用上拉电阻提高电平的噪声容限。

3.2 控制电源的EMC设计

控制电源的稳定性对控制电路的稳定工作至关重要。控制电源的电磁兼容性设计采用以下措施:1) 尽可能地缩短输入输出连线, 并相互绞合以减少“天线”效应。2) 尽可能的缩短电源输出端与负载间的距离, 并增大连接导线的截面积以减少连接电阻对负载调整率的影响。3) 在控制电源进线接电源滤波器, 此滤波器采用双L型滤波, 可有效减少由电源进线引入的传导干扰。4) 在模块电源输入端安装维持电容, 其作用是防止在模块出现接入短路故障或其它导致输入电压瞬间跌落的意外时, 维持电容可在一定时间内给模块提供维持电压, 还可吸收模块输入端的电压尖峰。5) 由于电源及其输出配电线都会有一定的输出电阻和输出电感存在, 所以在高速的模拟电路和数字电路的负载上并联去藕电容, 同时在负载上并联旁路电容以获得对中频和高频干扰信号的旁路作用, 从而防止多个负载之间的相互干扰。

3.3 控制电路的接地设计

接地设计有两个目的:消除各支路电流流经公共地线时所产生的噪声电压;避免受磁场和地电位差的影响, 形成地环路。为达到以上目的, 控制电路的接地设计中采取以下措施:1) 采用地线分流, 通过结构措施减少公共地阻抗造成的信号串扰, 根据地线分流原则, 将电地线和弱地线分线, 数字电路地线和模拟电路地线分线, 安全地、信号地和噪声地分线。2) 阻隔地环流, 通过布局来减少交变磁场的感应和辐射所造成的干扰, 电路采用光电隔离来阻隔地环流。3) 直流电源的反馈线和回线应该绞合起来, 以防止其接受并重新辐射外来的射频能量。

3.4 电路PCB线路的EMC设计

系统电路的印刷电路板上有各种不同功能的电路, 如模拟电路、数字电路以及放大电路等, 不同的电路相互之间存在电磁干扰。同时没印制线的电感成分产生的噪声电压也不容忽视。因此, PCB线路的合理设计可以有效地抑制电磁干扰, 提高系统的可靠性。电路PCB的线路设计应遵循以下原则:1) 根据电路功能要求, 按照功率大小, 信号强弱与性质等因素进行分区布置, 以削弱它们之间的相互干扰。2) 本着减小导线的引线电感和导线间分布电容的原则, 尽量减少导线的平行布线。3) 在考虑安全的条件下, 电源线应尽可能靠近地线, 并远离信号线以减少差模辐射的环面积, 也有助于减少电路的交扰。4) 信号线尽量靠近地线, 信号线间布线垂直并远离大电路信号线及电源线。5) 模拟地、数字地和电源地等各自分开走线, 自成系统, 然后辐射状地汇集到一个公共接地点。

摘要：由于汽车上安装的电子、电器装置逐渐增多, 大部分汽车电控装置都是依靠弱电信号作为控制依据, 工作灵敏度极高, 不允许有过大的外来干扰。各种功率执行器在工作时会在电器中产生能力等级不同、持续时间长短不一的瞬变脉冲电压, 并向空间发射电磁波信号, 这样会对汽车上的电子控制装置工作的可靠性产生不利影响。电磁干扰会破坏车身控制系统的正常运行, 直接影响汽车的各项性能, 因此提高系统硬件电路的抗干扰性能, 对提供系统工作的可靠性和耐久性都有很大意义。

关键词：电路干扰,抗干扰,汽车

参考文献

[1]高成.我国汽车电子行业发展新机遇新挑战新思路概述.中国军转民, 2003.

[2]蓝标成.分布式车身控制模块将引领发展潮流.中国电子报, 2008.