引論：我們?yōu)槟砹?篇智能汽車論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

智能汽車論文:人工智能汽車制造論文

1人工智能在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用

概述制造業(yè)是國家的經(jīng)濟(jì)命脈，而汽車制造又是戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)，它包括了整車、各種零配件廠等生產(chǎn)商，也包括了各地經(jīng)銷企業(yè)和銷售企業(yè)。近年來，我國汽車行業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，原材料、生產(chǎn)、物流成本上漲、利潤下降，以及國際經(jīng)濟(jì)形勢的影響。因此，汽車企業(yè)可以運(yùn)用具有智能分析功能的商務(wù)智能系統(tǒng)，通過分析歷史數(shù)據(jù)快捷、及時地輸出各類報告，預(yù)測未來的客戶需求和銷售趨勢，在宏觀上為企業(yè)管理人員提供決策依據(jù)。計算機(jī)人工智能技術(shù)發(fā)展到了今天，已經(jīng)開始使用龐大的知識庫來有效地取代人類器官或機(jī)構(gòu)的記憶方法，近些年來很多的專家決策系統(tǒng)在考慮一定規(guī)則的基礎(chǔ)上對人類的診斷和經(jīng)驗(yàn)上的分析都能夠做出很好的判斷，甚至處于主導(dǎo)地位。這個系統(tǒng)可以很好地利用知識庫，并從中挖掘出我們想要的問題答案、成功地尋找到其中的關(guān)聯(lián)性，并提取相應(yīng)的模式等。而實(shí)際上，這樣的專家系統(tǒng)已經(jīng)在很多領(lǐng)域都有了非常不錯的應(yīng)用，幫助很多企業(yè)在很短的時間內(nèi)就做出相應(yīng)的生產(chǎn)計劃、調(diào)度計劃、運(yùn)輸計劃等，非常有效率，而且可以大大地增加收益，并很好地控制企業(yè)的人力成本。我國工業(yè)機(jī)器人是從20世紀(jì)80年代開始起步。經(jīng)過二十年余年的努力已經(jīng)形成了一些具有競爭力的工業(yè)機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)。先后研發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。近幾年，我國工業(yè)機(jī)器人及含工業(yè)機(jī)器人的自動化生產(chǎn)線相關(guān)產(chǎn)品的年產(chǎn)銷額已突破十億元。目前國內(nèi)市場年需求量在3000臺左右，年銷售額在20億元以上。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示中國市場上工業(yè)機(jī)器人總共擁有量近萬臺，占全球總量的0.56%，其中國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)內(nèi)規(guī)模比較大的前三家工業(yè)機(jī)器人企業(yè)，行業(yè)集中度占30%左右。其余都是從日本、美國、瑞典、德國、意大利等20多個國家引進(jìn)的。國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人目前主要以國內(nèi)市場應(yīng)用為主，年出口量為100臺左右，年出口額為0.2億以上。多年來我國汽車零部件生產(chǎn)一直是手工焊、專機(jī)焊占據(jù)焊接生產(chǎn)的主導(dǎo)地位、勞動強(qiáng)度大、作業(yè)環(huán)境惡劣、焊接質(zhì)量不易保障，而且生產(chǎn)的柔性也很差，無法適應(yīng)現(xiàn)代汽車生產(chǎn)的需要。

1.1搬運(yùn)機(jī)器人在汽車制造業(yè)中應(yīng)用

汽車橋箱類零件具有精度高、加工工序多、形狀復(fù)雜、重量重的特點(diǎn)。為提高其加工精度及生產(chǎn)效率，各重型汽車生產(chǎn)廠家紛紛采用數(shù)控加工中心來加工此類零部件。而在使用數(shù)控加工中心加工工件時，要求工件在工作臺上具有非常高的定位精度，且需要保障每次上料的一致性。由于人工上料此類的工件具有勞動強(qiáng)度高、上料精度不好控制等缺點(diǎn)現(xiàn)在正逐步被工業(yè)機(jī)器人或?qū)C(jī)進(jìn)行上下料所取代。工業(yè)機(jī)器人具有重復(fù)定位精度高、性高、生產(chǎn)柔性化、自動化程度高等、突出的優(yōu)勢，與人工相比，能夠大幅度提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，與專機(jī)相比具有可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化、投資規(guī)模小等特點(diǎn)。機(jī)器人智能化自動搬運(yùn)系統(tǒng)作為減速器殼體加工的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，雖然已經(jīng)在國內(nèi)重型汽車廠內(nèi)取得成功的應(yīng)用，但依然尚未普及。在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展的進(jìn)程中，重型載重汽車的生產(chǎn)能力及生產(chǎn)力水平亟待有一個質(zhì)的飛躍，而工業(yè)機(jī)器人即是提升生產(chǎn)力水平的強(qiáng)力推進(jìn)器。

1.2焊接機(jī)器人在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用

汽車行業(yè)的發(fā)展水平，代表了一個國家的綜合技術(shù)水平，汽車工業(yè)的發(fā)展將會帶動其他行業(yè)的發(fā)展。各廠商為了在日漸激烈的競爭中立于不敗之地，必須率先實(shí)現(xiàn)焊接自動化。因此，今后除了如汽車、摩托車這樣的大批量生產(chǎn)行業(yè)。一些產(chǎn)品多樣化的企業(yè)，為了提高焊接質(zhì)量，也將會考慮使用焊接機(jī)器人，如鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)，與此同時，對焊接機(jī)器人的要求也必然會逐步提高，如說對焊道的自動跟蹤系統(tǒng)的需求會逐步加大等。作為焊接機(jī)器人和焊接機(jī)的專業(yè)生產(chǎn)廠家，OTC公司將繼續(xù)為提高中國的高速、高效、自動化焊機(jī)做出自己的貢獻(xiàn)。對于在汽車工業(yè)中的點(diǎn)焊應(yīng)用來說，目前已廣泛采用電驅(qū)動的伺服焊槍。日本豐田公司已決定將這種技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)來裝備其日本國內(nèi)和海外的所有點(diǎn)焊機(jī)器人。

1.3裝配機(jī)器人在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用

在國內(nèi)外各大汽車公司裝配生產(chǎn)線上被廣泛采用的裝配機(jī)器人。一方面使汽車裝配自動化水平大大提高，目前，國外某些大批量生產(chǎn)的轎車的裝配自動化程度已達(dá)50%~65%。另一方面，有效地減輕了工人的勞動強(qiáng)度，提高了裝配質(zhì)量并明顯地提高了生產(chǎn)率。在汽車整車裝配中，機(jī)器人不僅用于擋風(fēng)玻璃的密封濟(jì)涂覆、安裝和車輪備胎、儀表盤總成、后懸梁、車門、蓄電池等部件的安裝。

1.4噴涂機(jī)器人在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用

噴涂機(jī)器人在汽車制造業(yè)中可噴涂形態(tài)復(fù)雜的汽車工件而且生產(chǎn)效率和很高。多用于汽車車體的噴涂作業(yè)，如噴漆、噴釉等。除了上述機(jī)器人以外，汽車制造業(yè)中應(yīng)用的機(jī)器人還有用于特殊加工的激光加工機(jī)器人用于部件形狀測量、裝配檢查和產(chǎn)品缺陷檢查的檢測機(jī)器人，抑制塵埃粒子大小及數(shù)量的水切割機(jī)器人和凈化機(jī)器人等。

2人工智能在汽車制造業(yè)中的進(jìn)展分析

隨著中國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，機(jī)器人在先進(jìn)汽車制造中的重要性也越來越凸顯。機(jī)器人的產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，覆蓋焊接、物料搬運(yùn)、裝配、噴涂、精加工、拾料、包裝、貨盤堆垛、機(jī)械管理等領(lǐng)域。在汽車行業(yè)的應(yīng)用主要分為以下五大部分。車身系統(tǒng)中，采用虛擬仿真等手段，主要針對車身覆蓋件不斷開發(fā)出新的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化解決方案，動力總成系統(tǒng)中，提供了涵蓋汽車傳動系統(tǒng)核心部件，發(fā)動機(jī)、變速箱和傳動軸的全套裝配測試系統(tǒng)。在沖壓自動化系統(tǒng)方面從卷材與堆垛到零件的碼垛，從提供控制系統(tǒng)到企業(yè)ERP，從設(shè)計到生產(chǎn)支持與效率優(yōu)化，擁有的工程能力，涂裝自動化系統(tǒng)方面，以高柔性高精度的噴涂機(jī)器人來幫助客戶提升涂裝質(zhì)量，減少生產(chǎn)廢料，而在焊接自動化系統(tǒng)中，機(jī)器人比較典型的應(yīng)用是電阻點(diǎn)焊、電弧焊，其近期一代機(jī)器人配套提供一系列高度人性化的軟件工具。汽車工業(yè)的較大特點(diǎn)是產(chǎn)量大，生產(chǎn)節(jié)拍快，產(chǎn)品一致化程度高。消費(fèi)者對汽車質(zhì)量要求越來越高，是促使機(jī)器人應(yīng)用越來越普遍的一個重要原因。機(jī)器人本身只是集裝箱里的一個貨物，隨機(jī)器人的設(shè)備功能越來越精細(xì)，客戶的思維在這時候逐漸走向成熟，在采購時不再單單考慮某生產(chǎn)工位的瓶頸，而更多地考慮到長期戰(zhàn)略因素，如維護(hù)成本加入的高低，長期投資回報是否劃算，服務(wù)涵蓋地域是否廣泛，響應(yīng)是否及時，全球技術(shù)支持能力有多強(qiáng)，中期后期不同階段解決問題的能力有多大等等。這時，產(chǎn)品本身的價格和意義相對弱化而長期的價值越發(fā)凸顯。

3結(jié)束語

人類智能主要包括三個方面——“感知能力”、“思維能力”和“行為能力”。而人工智能是指由人類利用人腦特有的智力表現(xiàn)制造出來的“機(jī)器”所表現(xiàn)出來的智能。人工智能主要包括“感知能力”、“思維能力”和“行為能力”。人工智能在汽車制造工業(yè)方面的應(yīng)用體現(xiàn)在問題求解,邏輯推理,自然語言理解,自動程序設(shè)計,專家系統(tǒng)等方面,這些方面就體現(xiàn)了自動化的特征,表達(dá)了一個共同的主題,即提高機(jī)械人類意識能力,強(qiáng)化控制自動化,因此人工智能在汽車制造領(lǐng)域?qū)笥凶鳛椤?

作者：韓旭萍單位：陜西職業(yè)技術(shù)學(xué)院

智能汽車論文:多元智能理論汽車英語課程設(shè)計論文

21世紀(jì)是創(chuàng)新的時代，隨著經(jīng)濟(jì)全球化步伐的加快，英語課程在指導(dǎo)思想、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、練習(xí)、實(shí)踐、操作方法和手段的選擇等方面都必須不斷推陳出新。我國為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化的目標(biāo)，對汽車技術(shù)應(yīng)用型人才的需要更趨多樣化。而良好的外語溝通能力已成為汽車人才的需要具備能力。汽車英語課程設(shè)計是各類學(xué)校重點(diǎn)關(guān)注的課程，如何把知識和能力結(jié)合的更好，是體現(xiàn)其創(chuàng)造力和競爭力的重要表現(xiàn)。因此，本文把多元智能理論引入汽車英語課程設(shè)計，為探討其可行性及策略開辟新的視角，提供新的思路和方法。

一、多元智能理論

多元智能理論（MultipleIntelligencesTheory）由美國哈佛大學(xué)發(fā)展心理學(xué)家、教育學(xué)家霍華德?加德納教授于1983年在《智能的結(jié)構(gòu)》一文中提出后，在世界范圍內(nèi)引發(fā)了教育的“革命性”變革。我國于20世紀(jì)90年代引進(jìn)多元智能理論，國內(nèi)有專家認(rèn)為，多元智能理論無疑是我們長期以來一直在努力推崇的“素質(zhì)教育的好全釋”；還有人指出：多元智能理論與建構(gòu)主義理論一道，構(gòu)成了我國新課程改革的強(qiáng)大理論支撐。多元智能理論指出人類內(nèi)涵的能力至少有八種：包括語文智能；音樂智能；邏輯—數(shù)學(xué)智能；空間智能；肢體—運(yùn)作智能；人際智能；自省智能；自然觀察智能。加德納認(rèn)為，相對于過去的一元智力理論，多元智能理論能夠更地描繪和評價人類的智力能力。加德納還指出，人類智能還包含有次級智能和多種次級構(gòu)成要素。

二、基于多元智能理論的汽車英語課程設(shè)計

（一）汽車英語課程設(shè)計的基本條件

Posner（1994）認(rèn)為，課程設(shè)計的基本條件包括：了解學(xué)生的需求、興趣、能力、知識水平等例如：學(xué)生需要什么、需要的原因、已有的能力、待補(bǔ)的能力、已有的基礎(chǔ)或條件，缺乏什么等等。熟悉課程情況例如，有能力識別和解釋該課程的基本概念和技能，和細(xì)致的有關(guān)知識，目前這個課程的開設(shè)情況等。擅長聽說讀寫譯五項(xiàng)必備能力，具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，而不是簡單的拼湊、復(fù)制、模仿依據(jù)以上課程設(shè)計的基本條件，做好高職英語課程設(shè)計就要求教師進(jìn)行問卷調(diào)查或訪談學(xué)生已經(jīng)完成的課程標(biāo)準(zhǔn)或已經(jīng)具備的語言知識，要求通過參考有關(guān)著作、論文、同類課程、教材等，與同行交流，收集積累案例或經(jīng)驗(yàn)等等。

（二）汽車英語課程設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)Furey提出的標(biāo)準(zhǔn)，高職英語課程設(shè)計必須把握下列標(biāo)準(zhǔn)：

1.是否有足夠的理論依據(jù)英語課程設(shè)計必須基于什么樣的科學(xué)理論基礎(chǔ)，是否遵照其本身的科學(xué)性和社會性？

2.是否適合學(xué)生目標(biāo)在從事高職英語教學(xué)中，教師要因材施教。不但熟悉、掌握學(xué)生的自身學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)興趣，也注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際效果性。

3.是否具有成功實(shí)施的可能性和效果的可評性在從事高職英語教學(xué)中，教師要不斷自評課程設(shè)計的真實(shí)效果。

（三）汽車英語課程設(shè)計的內(nèi)容

汽車英語課程設(shè)計的內(nèi)容取決于授課的理念。針對英語語言，如果認(rèn)為語言是符號系統(tǒng)，課程設(shè)計就由語音、詞匯、語法、句型構(gòu)成，強(qiáng)調(diào)語言形式的正確性；如果視語言為交際工具，課程設(shè)計要考慮的是交際的人，交際發(fā)生的條件、交際的目的等。英語課程設(shè)計關(guān)注的不僅是語言形式的正確性，還有社交的適當(dāng)性。在教學(xué)研究過程中，在多元智能理論的指導(dǎo)下，根據(jù)調(diào)研結(jié)果對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行逐步更新，教材從最初的純英文閱讀形式的到單獨(dú)開發(fā)學(xué)生的專業(yè)英語閱讀能力，從聽、說、讀、寫等能力的平行拓展，汽車專業(yè)英語校本教材內(nèi)容新穎，圖文并茂，根據(jù)主題確定教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)及難點(diǎn)，融專業(yè)英語聽、說、讀、寫訓(xùn)練于一體，重點(diǎn)突出，實(shí)用性強(qiáng)，有利于開發(fā)學(xué)生的多元英語語言智能，改善課堂教學(xué)氛圍，提高教學(xué)效果。

三、多元智能理論下汽車英語課程設(shè)計需注意的問題

首先，汽車英語以提高口語交際能力為本位，突出應(yīng)用性本課程在對汽車企業(yè)英語應(yīng)用能力需求深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，按確定工作任務(wù)模塊、同時突出語言技能的要求制訂教學(xué)大綱和授課計劃，明確了教學(xué)應(yīng)達(dá)到的知識標(biāo)準(zhǔn)和技能標(biāo)準(zhǔn)。其次，課程體系整合突出性、邏輯性、典型性和實(shí)用性本課程以國際汽車行業(yè)近期的知識體系為基礎(chǔ)，以市場為導(dǎo)向，將傳統(tǒng)汽車英語課程的以訓(xùn)練專業(yè)英語閱讀能力為主體的教學(xué)內(nèi)容，整合成為汽車構(gòu)成的4大部分分別為發(fā)動機(jī)、底盤、車身、電氣設(shè)備以及發(fā)動機(jī)的兩大機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)和底盤的傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)等各個任務(wù)模塊以系統(tǒng)的知識主題構(gòu)成課程內(nèi)容體系。，教學(xué)手段優(yōu)化，突出多元英語智能培養(yǎng)在教學(xué)實(shí)踐中，注重將互動教學(xué)、角色扮演、案例教學(xué)、多媒體聽力、課件加視頻等教學(xué)手段相結(jié)合，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其用英語分析和理解專業(yè)知識的能力和用英語進(jìn)行專業(yè)領(lǐng)域的交際能力，并結(jié)合具體課程內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行延伸性思考，以增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生多元智能的發(fā)展。

總結(jié)

多元智能理論可以說是治療教學(xué)中片面性的一劑特效藥，也是尋求教學(xué)策略的一個突破口。它對于激發(fā)課堂活力、激活學(xué)生智能起著舉足輕重的作用，為廣大教師改革教學(xué)方法、創(chuàng)新教學(xué)途徑、提高教學(xué)質(zhì)量指明了方向。在汽車英語課程設(shè)計方面，還將繼續(xù)改進(jìn)整體規(guī)劃，加強(qiáng)課程結(jié)構(gòu)分析和學(xué)習(xí)領(lǐng)域設(shè)計，優(yōu)化教材內(nèi)容、形式和課程考核方式，豐富教學(xué)情境設(shè)計與課堂教學(xué)活動，將專業(yè)英語教學(xué)改革推向一個新的階段，提高學(xué)生多元英語智能培養(yǎng)的實(shí)效性。

作者：宋敏 單位：長春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校公共教學(xué)部外語教培室

智能汽車論文:電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車智能舒適論文

編者按：本文主要從電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用；電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車中的發(fā)展趨勢；結(jié)束語進(jìn)行論述。其中，主要包括：隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,車輛中的電子自動化程度越來越高、汽車電子技術(shù)主要包括硬件和軟件方面的內(nèi)容、把汽車電子產(chǎn)品歸納為兩類、在發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用、現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)的基本功能沒有根本變化、噴油泵在同一時間射出所有燃油、在底盤上的應(yīng)用、自動變速器主要由液力變矩器和行星齒輪變速器組成、通用、福特、豐田等等大廠商采用的自動變速器電子控制系統(tǒng)、整車控制技術(shù)、集中綜合控制、目前汽車電子技術(shù)向集中綜合控制方向發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)化、汽車上的電子電器裝置數(shù)量急劇增多等，具體請詳見。

[摘要]電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車上應(yīng)用越來越廣泛,電子技術(shù)的應(yīng)用對于改進(jìn)汽車性能、提高行駛安全、降低污染、節(jié)約能源有著非常重要的作用。文章就現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)展趨勢及應(yīng)用前景進(jìn)行了綜述。

[關(guān)鍵詞]電子技術(shù)微處理器電子控制裝置汽車傳感器

隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,車輛中的電子自動化程度越來越高?？梢哉f,機(jī)械技術(shù)構(gòu)成了現(xiàn)代車輛的筋骨,電子技術(shù)則構(gòu)成了現(xiàn)代車輛的神經(jīng)中樞。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(biāo)志,是用來開發(fā)新車型,改進(jìn)汽車性能最重要的技術(shù)措施。增加汽車電子設(shè)備的數(shù)量、促進(jìn)汽車電子化是汽車制造商奪取未來汽車市場的重要的有效手段。

汽車電子技術(shù)主要包括硬件和軟件方面的內(nèi)容:硬件包括微處理器及其接口、執(zhí)行部件、傳感器等;軟件主要是以匯編語言及其他高級語言編制的各種數(shù)據(jù)采集、計算判斷、報警、程控、優(yōu)化控制、監(jiān)控、自診斷系統(tǒng)等程序。

特別是微處理器的出現(xiàn)給汽車的電子自動化程度帶來了革命性的變化,車輛上微處理器的使用數(shù)量激增,電子裝置在整個汽車制造成本中所占的比例越來越大。例如,一些豪華轎車上,使用單片微型計算機(jī)的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到50個左右,電子產(chǎn)品占到整車成本的50%以上,微處理機(jī)將更廣泛地應(yīng)用于汽車安全、環(huán)保、發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、速度控制和故障診斷中,目前電子技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到汽車所有的系統(tǒng)。

一、電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用

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(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行配合使用,即所謂“機(jī)電結(jié)合”的汽車電子裝置;它們包括發(fā)動機(jī)、底盤、車身電子控制。例如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死控制、防滑控制、牽引力控制、電子控制懸架、電子控制自動變速器、電子動力轉(zhuǎn)向等,另一類是車載汽車電子裝置,車載汽車電子裝置是在汽車環(huán)境下能夠獨(dú)立使用的電子裝置,它和汽車本身的性能并無直接關(guān)系。它們包括汽車信息系統(tǒng)(行車電腦)、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設(shè)備等。

1.在發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用

現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)的基本功能沒有根本變化,但引入了大量的電子控制裝置,極大地改進(jìn)了車輛的排放性能、燃油經(jīng)濟(jì)性和耐用性。發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)包括很多電子控制裝置,電子燃油噴射和點(diǎn)火裝置是其重要組成部分,除此外,還有自適應(yīng)控制裝置、智能控制裝置及自診斷操作裝置等。

現(xiàn)代汽車上,電子控制燃油噴射裝置,因其優(yōu)越的性能,已得到普及。這種新型燃油噴射裝置可以自動保障發(fā)動機(jī)始終工作在狀態(tài);電子點(diǎn)火裝置(ElectronicSparkAdvance,ESA)由計算機(jī)、傳感器及其接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分構(gòu)成。該裝置可根據(jù)傳感器送來的發(fā)動機(jī)各種參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算、判斷,然后進(jìn)行點(diǎn)火時刻調(diào)節(jié)。在輸出一定功率的條件下較大限度地節(jié)約燃油和凈化空氣。

各公司相繼研制成功了多種新技術(shù),并且投入了使用,取得了很好的效果。例如,由RobertBosch公司制造的計算機(jī)控制系統(tǒng)使用嵌入式微處理器技術(shù)實(shí)時監(jiān)測發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況,確保噴射燃油量恰到好處,使燃油噴射量剛好滿足要求,對清潔這些發(fā)動機(jī)大有幫助。

特別是電控直接噴射和共軌燃油系統(tǒng)兩項(xiàng)技術(shù)的突破,催生了具有優(yōu)良性能的新型柴油機(jī)的出現(xiàn)。這些新型柴油機(jī)電控、加速性良好、氣味不濃也不產(chǎn)生煙塵、行程大并且耐用。

在通常的柴油機(jī)中,噴油泵在同一時間射出所有燃油,其結(jié)果就是產(chǎn)生柴油機(jī)標(biāo)志性的乓乓的敲擊聲。在直接噴射時,燃料射入之前先有一小部分先行射入,這樣當(dāng)燃料射入時產(chǎn)生的敲擊聲會變得柔和。與此同時也可以降低燃燒溫度,減少NOx(氮氧化物)的排放量。

共軌燃油系統(tǒng)的作用則在于它可以更好地控制燃油數(shù)量和噴射定時。共軌系統(tǒng)有一個高壓泵,當(dāng)噴油嘴開啟時,高壓使燃油產(chǎn)生很好的薄霧使得燃燒更加充分,同時還減少了尾氣排放。

現(xiàn)代汽車的各種性能(燃油經(jīng)濟(jì)性、排放、駕駛性能和功率等)越來越好,而使這一切成為現(xiàn)實(shí)的正是電子技術(shù)與計算機(jī)輔助設(shè)計的結(jié)合。

2.在底盤上的應(yīng)用

底盤電子控制系統(tǒng)包括很多電子控制裝置,電子控制自動變速器(Electronic-C0ntrolledAutomaticTransmission,ECAT)是其重要組成部分?，F(xiàn)在許多轎車的自動變速器是電子控制的,電子控制也就是微處理器控制。

自動變速器主要由液力變矩器和行星齒輪變速器組成,微處理器根據(jù)傳感器輸入信號和開關(guān)信號,通過電磁閥控制換檔和變矩器鎖止這兩個工作過程,達(dá)到自動變檔的控制精度。發(fā)動機(jī)曲軸與變矩器渦輪之間通過離合器接合的裝置也稱為變矩器鎖止,其作用是減輕變矩器渦輪與葉輪之間的打滑現(xiàn)象,改善燃油經(jīng)濟(jì)性。ECAT優(yōu)點(diǎn)是加速性能好、靈敏度高、能地反映車輛行駛負(fù)荷和道路條件等。

自動變速器的電子控制裝置是由信號輸入系統(tǒng)、計算系統(tǒng)和控制信號輸出系統(tǒng)這三部分組成。信號輸入系統(tǒng)有:變速器輸入速度傳感器、變速器輸出速度傳感器、發(fā)動機(jī)冷卻溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速傳感器、潤滑油溫度傳感器、歧管壓力開關(guān)、制動開關(guān)等信號。這些信號反饋到ECU(在通用汽車上稱為PCM-動力傳動控制組件),在ECU進(jìn)行計算然后輸出控制信號,通過換檔電磁閥、離合器電磁閥等控制換檔和鎖止動作。微處理器接到傳感器反饋信號后,根據(jù)程序計算的結(jié)果發(fā)出控制信號接通變矩器的離合器電磁閥電源,驅(qū)使電磁閥啟動,使離合器接合;如果切斷離合器電磁閥電源則離合器分離。ECU是根據(jù)汽車行駛狀態(tài)來操縱電磁閥通電開關(guān)開啟或關(guān)閉的。當(dāng)汽車速度比較慢或停止時,ECU不啟動電磁閥,當(dāng)汽車速度達(dá)到一定值時,ECU就會啟動電磁閥使離合器接合。微處理器接到傳感器反饋信號后,根據(jù)汽車車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及工作溫度、節(jié)氣門位置、歧管真空度、選檔位置等輸入信號參數(shù)選擇換檔。ECU根據(jù)即時變速桿的位置,對照參數(shù)計算選擇的檔位位置,發(fā)出控制信號驅(qū)動換檔電磁閥,令變速器換檔。

通用、福特、豐田等等大廠商采用的自動變速器電子控制系統(tǒng),根據(jù)與其連接的變速器和發(fā)動機(jī)的不同型號而不同,每個系統(tǒng)中的元件和系統(tǒng)的工作過程也隨著不同的變速器而有所變化,但其基本的工作方式及基本部件還是一樣的。

除此外,還有電子穩(wěn)定智能控制裝置(ElectronicStabilitvPro-gram,ESP)、電控懸架操作裝置等。ESP將多種功能整合在一起,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展。與其他牽引力控制系統(tǒng)比較,電子穩(wěn)定控制程序不但控制汽車驅(qū)動輪,而且可控制從動輪。通過安裝在車輛上的輪速傳感器、側(cè)向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器,電子穩(wěn)定控制程序能對車輛的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控,當(dāng)感應(yīng)到輪胎與地面失去附著力,車輛存在側(cè)滑危險時,電子穩(wěn)定控制程序會快速而有選擇地對需要制動的車輪實(shí)施獨(dú)立操作或降低發(fā)動機(jī)輸出,以使車輛行駛方向盡可能保持與駕駛員的預(yù)期相一致,從而提升車輛在各種工況下的方向穩(wěn)定性及可控性。

目前電控懸架,汽車的懸架系統(tǒng)一般是彈簧剛度和減振器阻尼特性不能改變的被動懸架,它不能根據(jù)使用工況和路面輸入的變化進(jìn)行控制和調(diào)整,故難以滿足平順性和操縱穩(wěn)定性的更高要求5近年來,隨著電控和隨動液壓技術(shù)的發(fā)展,彈簧剛度和減振器阻尼特性參數(shù)可調(diào)的電控主動和半主動懸架,在汽車上逐步得到應(yīng)用和發(fā)展。

3.整車控制技術(shù)

整車控制技術(shù)包括車身電子控制、駕駛電子控制等系統(tǒng)。汽車車身電子控制技術(shù)所涉及的內(nèi)容很多,主要包括對汽車照明燈和轉(zhuǎn)向信號燈的電子控制、對電動座椅、電動門窗、電動門鎖、自動雨刮等的電子控制以及多媒體系統(tǒng)等。目的是保障視野性、方便性、舒適性、娛樂性、通信功能等。目前車身電控技術(shù)呈現(xiàn)如下的發(fā)展趨勢:進(jìn)一步滿足用戶個性化的需求;先進(jìn)的駕駛和乘坐信息系統(tǒng),如車輛遙控檢測、智能型防盜、乘座適應(yīng)性控制、42V電子系統(tǒng)、環(huán)保設(shè)計系統(tǒng)等等。

傳統(tǒng)的機(jī)械和液力駕駛控制系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)的原因(間隙、運(yùn)動慣量等),從控制指令發(fā)出到指令執(zhí)行會有一定的延遲,這在極限情況下是不能允許的。電控駕駛控制系統(tǒng)是沒有機(jī)械和液力后備系統(tǒng)的,電控駕駛控制系統(tǒng)主要由三部分組成:控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的功能是根據(jù)駕駛員的意圖和車輛行駛狀況,對執(zhí)行器給出執(zhí)行的設(shè)定值。執(zhí)行系統(tǒng)的功能是在控制系統(tǒng)的控制下,完成具體的執(zhí)行動作(轉(zhuǎn)向、制動等)。駕駛電子控制技術(shù)在現(xiàn)代汽車中,已大量使用,取代傳統(tǒng)的機(jī)械和液力駕駛控制系統(tǒng)是必然趨勢。

4.主被動安全系統(tǒng)

汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性是衡量汽車性能的重要指標(biāo)。電子控制技術(shù)的引入為汽車的穩(wěn)定性和安全性提供了保障。

提高汽車的操縱穩(wěn)定性,過去一直局限于通過改進(jìn)輪胎、懸架、轉(zhuǎn)向與傳動系的性能來實(shí)現(xiàn)。隨著計算機(jī)、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的迅速發(fā)展,研發(fā)了各種顯著改善操縱穩(wěn)定性和安全性的電子控制系統(tǒng)如防抱死制動系統(tǒng)(Anti-LockBrakingSystem,簡稱ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TractionControlSystem,簡稱TCS,也稱ASR)、四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(4WS)、車輛動力學(xué)控制系統(tǒng)(VehicleDynamicControl,簡稱VDC,也稱VSC、ESP)。其中,VDC是在ABS和TCS的基礎(chǔ)上,增加轉(zhuǎn)向行駛時橫擺運(yùn)動的角速度傳感器,通過ECU控制各個車輪的驅(qū)動力和制動力,確保汽車行駛的橫向穩(wěn)定性,防止轉(zhuǎn)向時車輛被推離彎道或從彎道甩出。

輪胎壓力檢測系統(tǒng)(TirePressureM0nit0ringSystem,簡稱TPMS)是在每一個輪眙上安裝高靈敏度的傳感器,在行車狀態(tài)下實(shí)時監(jiān)視輪胎的各種數(shù)據(jù),通過無線方式發(fā)射到接收器,并在顯示器上顯示各種數(shù)據(jù),任何原因(如鐵針扎入輪胎、氣門芯漏氣)等導(dǎo)致的輪胎漏氣、溫度升高,系統(tǒng)都會自動報警,從而確保行駛中的安全,延長輪胎的使用壽命。

為了保障行車安全,安全氣囊和座椅安全帶控制系統(tǒng)是必不可少的。安全氣囊的合理觸發(fā)以及座椅安全帶的及時束緊,需要安全系統(tǒng)對行駛狀況的及時監(jiān)測和判斷。安全氣囊和座椅安全帶控制系統(tǒng)將采用越來越多的先進(jìn)電子傳感器、控制芯片以及電子控制裝置。

二、電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車中的發(fā)展趨勢

隨著高性能傳感器、微處理器的研制成功以及網(wǎng)絡(luò)、總線技術(shù)的完善,汽車電子技術(shù)將向集中綜合控制和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

1.集中綜合控制

目前汽車電子技術(shù)向集中綜合控制方向發(fā)展。例如,將發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)和自動變速器控制系統(tǒng),集成為動力傳動系統(tǒng)的綜合控制(PCM);將制動防抱死控制系統(tǒng)(ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)和驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)(ASR)綜合在一起進(jìn)行制動控制;通過中央底盤控制器,將制動、懸架、轉(zhuǎn)向、動力傳動等控制系統(tǒng)通過總線進(jìn)行連接。控制器通過復(fù)雜的控制運(yùn)算,對各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào),將車輛行駛性能控制到水平,形成一體化底盤控制系統(tǒng)(UCC)。汽車的機(jī)械結(jié)構(gòu)還將發(fā)生重大的變化,汽車的各種操縱系統(tǒng)向電子化和電動化發(fā)展,實(shí)現(xiàn)“線操控”。用導(dǎo)線代替原來的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu),例如“導(dǎo)線制動”、“導(dǎo)線轉(zhuǎn)向”、“電子油門”等。

隨著汽車電子裝置越來越多,消耗的電能正在大幅度地增加。現(xiàn)有的12伏動力電源,已滿足不了汽車上所有電氣系統(tǒng)的需要,汽車12伏供電系統(tǒng)需向42伏轉(zhuǎn)化。今后將采用集成起動機(jī)-發(fā)電機(jī)42伏供電系統(tǒng),發(fā)電機(jī)較大輸出功率將會由目前的1千瓦提高到8千瓦左右,發(fā)電效率將會達(dá)到80%以上。42伏汽車電氣系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,將會使汽車電器零部件的設(shè)計和結(jié)構(gòu)發(fā)生重大的變革,機(jī)械式的繼電器、熔絲式保護(hù)電路將被淘汰。

2.網(wǎng)絡(luò)化

汽車上的電子電器裝置數(shù)量急劇增多,為了減少連接導(dǎo)線的數(shù)量和重量,網(wǎng)絡(luò)、總線技術(shù)十分重要。集中綜合控制要求有一個龐大而復(fù)雜的信息交換與控制系統(tǒng),車用計算機(jī)的容量要求更大,計算速度要求更高。采用高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)日益顯得必要。光導(dǎo)纖維可為此傳輸網(wǎng)絡(luò)提供傳輸介質(zhì),以解決電子控制系統(tǒng)防電磁干擾的問題。通訊線將各種汽車電子裝置連接成為一個網(wǎng)絡(luò),通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送和接收信息。電子裝置除了獨(dú)立完成各自的控制功能外,還可以為其他控制裝置提供數(shù)據(jù)服務(wù)。由于使用了網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計,簡化了布線,減少了電氣節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和導(dǎo)線的用量,使裝配工作更為簡化,同時也增加了信息傳送的性。通過數(shù)據(jù)總線可以訪問任何一個電子控制裝置,讀取故障碼對其進(jìn)行故障診斷,使整車維修工作變得更為簡單。

三、結(jié)束語

汽車電子技術(shù)的應(yīng)用將使汽車更加智能化和舒適。智能汽車裝備有多種傳感器,能夠充分感知駕車者和乘客的狀況,交通設(shè)施和周邊環(huán)境的信息,判斷乘員是否處于狀態(tài),車輛和人是否會發(fā)生危險,并及時采取對應(yīng)措施。今天,社會進(jìn)入了信息網(wǎng)絡(luò)時代,汽車已不僅僅是一種代步工具,人們已可以在汽車上收聽廣播,打電話,上互聯(lián)網(wǎng),處理工作。隨著數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步,具有信息處理、通訊、導(dǎo)航、防盜、語言識別、圖像顯示和娛樂等功能的車載計算機(jī)多媒體系統(tǒng)的開發(fā),汽車也將步入多媒體時代?？梢灶A(yù)見到的將來,汽車裝置自動導(dǎo)航和輔助駕駛系統(tǒng),駕駛員可把行車的目的地輸入到汽車電腦中,汽車就會沿著行車路線行駛到達(dá)目的地。人們可以通過語言識別系統(tǒng)操縱著車內(nèi)的各種設(shè)施,一邊駕駛著汽車,一邊欣賞著音樂電視,還可上網(wǎng)預(yù)定飯桌、機(jī)票等。

智能汽車論文:汽車智能管理系統(tǒng)中現(xiàn)代電子技術(shù)的應(yīng)用論文

[論文關(guān)鍵詞]汽車電子技術(shù)汽車智能管理系統(tǒng)智能化集成傳感器多通道傳輸技術(shù)

[論文摘要]汽車是當(dāng)前重要的交通工具，汽車的發(fā)明和汽車相關(guān)技術(shù)的發(fā)展極大地改變了人們的出行方式，加快了商品和人員的流通。

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(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，汽車電子化的程度也越來越高。汽車技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合催生出汽車電子技術(shù)概念。電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車工業(yè)中的廣泛應(yīng)用加快了電子汽車的發(fā)展趨勢，推動了汽車功能的多元化和便捷化。

一、汽車電子技術(shù)

現(xiàn)代電子技術(shù)與汽車工業(yè)的結(jié)合促成了電子汽車概念的誕生和實(shí)現(xiàn)，概括地來說當(dāng)前的汽車電子技術(shù)主要包括：智能化集成傳感器：提供用于模擬和處理的信號，而且還能對信號作坊大處理。同時，他還能自動進(jìn)行時漂、溫漂和非線性的自動校正，具有較強(qiáng)的抵抗外部電磁干擾的能力，保障傳感器信號的質(zhì)量不受影響；嵌入式微處理機(jī)已廣泛地應(yīng)用與安全、環(huán)保、發(fā)動機(jī)、傳動系、速度控制和故障診斷中。軟件技術(shù)：隨著汽車電子技術(shù)應(yīng)用的增加，對有關(guān)控制軟件的需求也相應(yīng)增加，并可能要求進(jìn)一步計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。因此，要求使用多種語言，并開發(fā)出通用的高水平軟件，以滿足多種硬件的要求。轎車上多通道傳輸網(wǎng)絡(luò)將大大地依賴于軟件；多通道傳輸技術(shù)，多通道傳輸技術(shù)的采用，對電子控制集成化的實(shí)現(xiàn)是十分必要和有效的。采用這種技術(shù)后，使各個數(shù)據(jù)線成為一個網(wǎng)絡(luò)，以便分享汽車中心計算機(jī)的信息。汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)：汽車電子設(shè)備發(fā)展的一個重要趨勢是大量使用微處理機(jī)來改善汽車的性能。隨著電控器件在汽車上越來越多的應(yīng)用，車載電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信變得越來越重要。為了進(jìn)一步提高行使的經(jīng)濟(jì)性，溫度及車速等信息必須在不同控制單元間交換。由此，以分布式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是很有必要的。集成化技術(shù)：汽車電子技術(shù)的一個發(fā)展趨向是功能集成化，從而實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)、更有效以及可診斷的數(shù)據(jù)中心。光導(dǎo)纖維：汽車電子技術(shù)的進(jìn)步，已使各系統(tǒng)控制走向集中，形成整車控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)除了中心電腦外，甚至包括多達(dá)23個微處理器及大量傳感器和執(zhí)行部件，組成一個龐大而復(fù)雜的信息交換與控制系統(tǒng)等。

二、國內(nèi)汽車電子技術(shù)發(fā)展

電子技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用加快了汽車技術(shù)的升級和突破，自20世紀(jì)80年代以來，汽車工業(yè)的長足發(fā)展，也是以電子技術(shù)（特別是計算機(jī)、集成電路技術(shù)）為動力而實(shí)現(xiàn)的。采用電子技術(shù)是解決汽車所面臨的諸多技術(shù)問題的方案。因此一國電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平及其在汽車工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況決定了其在未來軌跡汽車行業(yè)競爭中的地位和影響力。目前，國產(chǎn)汽車的電子技術(shù)應(yīng)用多數(shù)還處于初級階段。只有少數(shù)廠家，主要集中在一些中外合資和國內(nèi)較為先進(jìn)的汽車生產(chǎn)廠家，開始將電子控制裝置應(yīng)用在汽車工業(yè)中。國內(nèi)現(xiàn)在采用的電子裝置主要包括發(fā)動機(jī)的燃油噴射、電子點(diǎn)火控制、汽車安全性方面的安全氣囊，ABS等領(lǐng)域，而且多數(shù)為直接引進(jìn)國外產(chǎn)品組裝，國內(nèi)科研院所目前有關(guān)汽車電子技術(shù)應(yīng)用的研究也主要集中在發(fā)動機(jī)控制、電控懸架、ABS系統(tǒng)等幾個方面，在汽車的電子網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、GPRS導(dǎo)航及智能交通系統(tǒng)的研究等方面與國外還有一定差距。

三、現(xiàn)代電子技術(shù)促進(jìn)汽車智能管理的發(fā)展

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民群眾對汽車工業(yè)要求的逐步提高，當(dāng)前的電子技術(shù)在汽車工業(yè)領(lǐng)域里得到了很好較快較好的應(yīng)用。汽車智能管理系統(tǒng)就是這一應(yīng)用的重要體現(xiàn)。車輛智能管理儀（以下簡稱管理儀）硬件構(gòu)成主要由CPU，數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展電路、IC卡接口電路、GPS接收電路、光電隔離的輸入、輸出電路、數(shù)碼相機(jī)控制電路、指示燈、蜂鳴器及電源部分組成。采用GPS接收機(jī)接收衛(wèi)星的信號，經(jīng)過計算后可得出車輛所處的經(jīng)緯度、行駛速度、行駛方向等參數(shù)。管理儀還能夠采集與司機(jī)操作有關(guān)的數(shù)據(jù)，如剎車、遠(yuǎn)光燈、近光燈、左右轉(zhuǎn)向燈、喇叭、霧燈、制動氣壓、車門開關(guān)等參數(shù)。管理儀根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時間間隔和特殊事件的觸發(fā)，將有關(guān)數(shù)據(jù)保存入IC（IntelligentCard）卡中。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，車輛管理部門就可以對車輛的歷史運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查、管理，以確定車輛是否按照規(guī)定的要求運(yùn)行。管理儀還能夠?qū)ψ罱?5次停車前，每次停車前50秒的所有信息進(jìn)行詳細(xì)記錄，GPS數(shù)據(jù)的采集速度受GPS系統(tǒng)的限制，每秒鐘記錄1次，其他參數(shù)每隔0.2秒記錄一次。管理儀還具有數(shù)碼照相機(jī)的控制接口，可以根據(jù)外部觸發(fā)信號，對車內(nèi)的情景拍照。

汽車工業(yè)是高科技工業(yè)，汽車性能的每一步提升都伴隨著新技術(shù)、新工藝的運(yùn)用。電子技術(shù)是21世紀(jì)推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會變革的重要技術(shù)之一，電子技術(shù)的發(fā)展及其在汽車工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用將有效提升汽車工業(yè)的發(fā)展水平。

智能汽車論文:智能傳感器汽車電子分析論文

現(xiàn)代汽車電子從所應(yīng)用的電子元器件到車內(nèi)電子系統(tǒng)的架構(gòu)均已進(jìn)入了一個有本質(zhì)性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器。

一、汽車電子操控和安全系統(tǒng)談起

近幾年來我國汽車工業(yè)增長迅速，發(fā)展勢頭很猛。因此評論界出現(xiàn)了一些專家的預(yù)測：汽車工業(yè)有可能超過IT產(chǎn)業(yè)，成為中國國民經(jīng)濟(jì)最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。其實(shí)，汽車工業(yè)的增長必將包含與汽車產(chǎn)業(yè)相關(guān)的IT產(chǎn)業(yè)的增長。例如，雖然目前在我國一汽的產(chǎn)品中電子產(chǎn)品和技術(shù)的價值含量只占10%—15%左右，但國外汽車中電子產(chǎn)品和技術(shù)的價值含量平均約為22%，中、品質(zhì)轎車中汽車電子已占30%以上，而且這個比例還在、不斷地快速增長，預(yù)期很快將達(dá)到50%。

電子信息技術(shù)已經(jīng)成為新一代汽車發(fā)展方向的主導(dǎo)因素，汽車（機(jī)動車）的動力性能、操控性能、安全性能和舒適性能等各個方面的改進(jìn)和提高，都將依賴于機(jī)械系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)和電子產(chǎn)品、信息技術(shù)間的結(jié)合。汽車工程界專家指出：電子技術(shù)的發(fā)展已使汽車產(chǎn)品的概念發(fā)生了深刻的變化。這也是最近電子信息產(chǎn)業(yè)界對汽車電子空前關(guān)注的原因之一。但是，必須指出的是，除了一些車內(nèi)音響、視頻裝備，車用通信、導(dǎo)航系統(tǒng)，以及車載辦公系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等車內(nèi)電子設(shè)備的本質(zhì)改變較少外，現(xiàn)代汽車電子從所應(yīng)用的電子元器件（包括傳感器、執(zhí)行器、微電路等）到車內(nèi)電子系統(tǒng)的架構(gòu)均已進(jìn)入了一個有本質(zhì)性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器（智能執(zhí)行器、智能變送器）。

實(shí)際上，汽車電子已經(jīng)經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段：從分立電子元器件搭建的電路監(jiān)測控制，經(jīng)過了電子元器件或組件加微處理器構(gòu)筑的各自獨(dú)立的、專用的、半自動和自動的操控系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了采用高速總線（目前至少有5種以上總線已開發(fā)使用），統(tǒng)一交換汽車運(yùn)行中的各種電子裝備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)綜合、智能調(diào)控的新階段。新的汽車電子系統(tǒng)由各個電子控制單元（ECU）組成，可以獨(dú)立操控，同時又能協(xié)調(diào)到整體運(yùn)行的狀態(tài)。例如為使發(fā)動機(jī)處于工作狀態(tài)，就需要從吸入汽缸的空氣流量、進(jìn)氣壓力的測定開始，再根據(jù)水溫、空氣溫度等工作環(huán)境參數(shù)計算出基本噴油量，同時還要通過節(jié)氣門位置傳感器檢測節(jié)氣門的開度，確定發(fā)動機(jī)的工況，進(jìn)而控制，調(diào)整噴油量，還需要通過曲軸的角速度傳感器監(jiān)測曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，最終計算出并發(fā)出點(diǎn)火時機(jī)的指令。這個發(fā)動機(jī)燃油噴射系統(tǒng)和點(diǎn)火綜合控制系統(tǒng)還可以與廢氣排放的監(jiān)控系統(tǒng)和起動系統(tǒng)等組合，構(gòu)筑成可使汽車發(fā)動機(jī)功率和扭矩較大化，而同時燃油消耗和廢氣排放低化的智能系統(tǒng)。

還可以舉一個安全駕駛方面的例子，出于平穩(wěn)、安全駕駛的需要，僅只針對四個輪子的操控上，除了應(yīng)用大量壓力傳感器并普遍安裝了剎車防抱死裝置（ABS）外，許多轎車，包括國產(chǎn)車，已增設(shè)了電子動力分配系統(tǒng)（EBD），ABS+EBD可以較大限度的保障雨雪天氣駕駛時的穩(wěn)定性。現(xiàn)在，國內(nèi)外的一些汽車進(jìn)一步加裝了緊急剎車輔助系統(tǒng)（EBA），該系統(tǒng)在發(fā)生緊急情況時，自動檢測駕駛者踩制動踏板時的速度和力度，并判斷緊急制動的力度是否足夠，如果需要，就會自動增大制動力。EBA的自控動作必須在極短時間（例如百萬分之一秒級）內(nèi)完成。這個系統(tǒng)能使200km/h高速行駛車輛的制動滑行距離縮短極其寶貴的20多米。針對車輪的還有分別監(jiān)測各個車輪相對于車速的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而為每個車輪平衡分配動力，保障在惡劣路面條件下各輪間具有良好的均衡抓地能力的“電子牽引力控制”（ETC）系統(tǒng)等。

從以上列舉的兩個例子可以清楚看到，汽車發(fā)展對汽車電子的一些基本要求：

1．電子操控系統(tǒng)的動作必須快速、正確、。傳感器（+調(diào)理電路）+微處理器，然后再通過微處理器（+功率放大電路）+執(zhí)行器的技術(shù)途徑已經(jīng)不再能滿足現(xiàn)代汽車的要求，需要通過硬件集成、直接交換數(shù)據(jù)和簡化電路，并提高智能化程度來確?？刂茊卧獎幼鞯恼_性、性和適時性。

2．現(xiàn)在幾乎所有的汽車的機(jī)械結(jié)構(gòu)部件都已受電子裝置控制，但汽車車體內(nèi)的空間有限，構(gòu)件系統(tǒng)的空間更是極其有限。理想的情況當(dāng)然是，電子控制單元應(yīng)與受控制部件緊密結(jié)合，形成一個整體。因此器件和電路的微型化、集成化是不可回避的道路。

3．電子控制單元必須具有足夠的智能化程度。以安全氣囊為例，它在關(guān)鍵時刻必須要能及時、正確地瞬時打開，但在極大多數(shù)時間內(nèi)氣囊是處在待命狀態(tài)，因此安全氣囊的ECU必須具有自檢、自維護(hù)能力，不斷確認(rèn)氣囊系統(tǒng)的可正常運(yùn)作的性，確保動作的“萬無一失”。

4．汽車的各種功能部件都有各自的運(yùn)動、操控特性，并且，對電子產(chǎn)品而言，大多處于非常惡劣的運(yùn)行環(huán)境中，而且各不相同。諸如工作狀態(tài)時的高溫，靜止待命時的低溫，高濃度的油蒸汽和活性（毒性）氣體，以及高速運(yùn)動和高強(qiáng)度的沖擊和振動等。因此，電子元器件和電路必須要有高穩(wěn)定、抗環(huán)境和自適應(yīng)、自補(bǔ)償調(diào)整的能力。

5．與上述要求同樣重要，甚至有時是關(guān)鍵性的條件是，汽車電子控制單元用的電子元器件、模塊必須要能大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，并能將成本降低到可接受的程度。一些微傳感器和智能傳感器就是這方面的典范。例如智能加速度傳感器，它不僅能較好地滿足現(xiàn)代汽車的各項(xiàng)需要，而且因?yàn)榭梢栽诩呻娐窐?biāo)準(zhǔn)硅工藝線上批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本較低（幾美元至十幾或幾十美元），所以在汽車工業(yè)中找到了自己較大的應(yīng)用市場，反過來也有力地促進(jìn)了汽車工業(yè)的電子信息化。

二、智能傳感器：微傳感器與集成電路融合的新一代電子器件

微傳感器、智能傳感器是近幾年才開始迅速發(fā)展起來的新興技術(shù)。在我國的報刊雜志上目前所使用的技術(shù)名稱還比較含混，仍然籠統(tǒng)地稱之為傳感器，或者含糊地歸納為汽車半導(dǎo)體器件，也有將智能傳感器（或智能執(zhí)行器、智能變送器）與微系統(tǒng)、MEMS等都?xì)w入了MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）名稱下的。這里介紹當(dāng)前一些歐美專著中常用的技術(shù)名詞的定義和技術(shù)內(nèi)涵。

首先必須說明的是，在絕大多數(shù)情況下，本文大小標(biāo)題及全文中所說的傳感器其實(shí)是泛指了三大類器件：將非電學(xué)輸入?yún)⒘哭D(zhuǎn)換成電磁學(xué)信號輸出的傳感器；將電學(xué)信號轉(zhuǎn)換成非電學(xué)參量輸出的執(zhí)行器；以及既能用作傳感器又能用作執(zhí)行器，其中較多的是將一種電磁學(xué)參量形式轉(zhuǎn)變成另一種電磁學(xué)參量形態(tài)輸出的變送器。就是說，關(guān)于微傳感器、智能傳感器的技術(shù)特性可以擴(kuò)大類推到微執(zhí)行器、微變送器-傳感器（或執(zhí)行器、或變送器）的物理尺度中至少有一個物理尺寸等于或小于亞毫米量級的。微傳感器不是傳統(tǒng)傳感器簡單的物理縮小的產(chǎn)物，而是基于半導(dǎo)體工藝技術(shù)的新一代器件：應(yīng)用新的工作機(jī)制和物化效應(yīng)，采用與標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝兼容的材料，用微細(xì)加工技術(shù)制備的。因此有時也稱為硅傳感器?？梢杂妙愃频亩x和技術(shù)特征類推描述微執(zhí)行器和微變送器。

它由兩塊芯片組成，一是具有自檢測能力的加速度計單元（微加速度傳感器），另一塊則是微傳感器與微處理器（MCU）間的接口電路和MCU。這是一種較早期（1996年前后）的，但已相當(dāng)實(shí)用的器件，可用于汽車的自動制動和懸掛系統(tǒng)中，并且因微加速度計具有自檢能力，還可用于安全氣囊。從此例中可以清楚看到，微傳感器的優(yōu)勢不僅是體積的縮小，更在于能方便地與集成電路組合和規(guī)模生產(chǎn)。應(yīng)該指的是，采用這種兩片的解決方案可以縮短設(shè)計周期、降低開發(fā)前期小批量試產(chǎn)的成本。但對實(shí)際應(yīng)用和市場來說，單芯片的解決方案顯然更可取，生產(chǎn)成本更低，應(yīng)用價值更高。

智能傳感器（SmartSensor）、智能執(zhí)行器和智能變送器-微傳感器（或微執(zhí)行器，或微變送器）和它的部分或全部處理器件、處理電路集成在一個芯片上的器件（例如上述的微加速度計的單芯片解決方案）。因此智能傳感器具有一定的仿生能力，如模糊邏輯運(yùn)算、主動鑒別環(huán)境，自動調(diào)整和補(bǔ)償適應(yīng)環(huán)境的能力，自診斷、自維護(hù)等。顯然，出于規(guī)模生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本的要求，智能傳感器的設(shè)計思想、材料選擇和生產(chǎn)工藝必須要盡可能地和集成電路的標(biāo)準(zhǔn)硅平面工藝一致?？梢栽谡９に嚵鞒痰耐镀?，或流程中，或工藝完成后增加一些特殊需要的工序，但也不應(yīng)太多。

在一個封裝中，把一只微機(jī)械壓力傳感器與模擬用戶接口、8位模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（SAR）、微處理器（摩托羅拉69HC08）、存儲器和串行接口（SPI）等集成在一個芯片上。其前端的硅壓力傳感器是采用體硅微細(xì)加工技術(shù)制作的。制備硅壓力傳感器的工序既可安排在集成CMOS電路工藝流程之前，亦可在后。這種智能壓力傳感器的技術(shù)和市場都已成熟，已廣泛用于汽車（機(jī)動車）所需的各式各樣的壓力測量和控制單元中，諸如各種氣壓計、噴嘴前集流腔壓力、廢氣排氣管、燃油、輪胎、液壓傳動裝置等。智能壓力傳感器的應(yīng)用很廣，不局限于汽車工業(yè)。目前，生產(chǎn)智能壓力傳感器的廠商已不少，市售商品的品種也很多，已經(jīng)出現(xiàn)激烈的競爭。結(jié)果是智能壓力傳感器體積越來越小，隨之控制單元所需的外圍接插件和分立元件越來越少，但功能和性能卻越來越強(qiáng)，而且生產(chǎn)成本降低很快（現(xiàn)在約為幾美元一只）。

順便需要說說的是，在一些中文資料中，尤其是一些產(chǎn)品宣傳性材料中，籠統(tǒng)地將SmartSensor(或device)和Intelligentsensor（或device）都稱之為智能傳感器，但在歐美文獻(xiàn)中是有所差別的。西方專家和公眾通常認(rèn)為，Smart（智能型）傳感器比Intelligent(知識型)的智慧層次和能力更高。當(dāng)然，知識型的內(nèi)涵也在不斷進(jìn)化，但那些只能簡單響應(yīng)環(huán)境變化，作一些相應(yīng)補(bǔ)償、調(diào)整工作狀態(tài)的，特別是不需要集成處理器的器件，其知識等級太低，一般不應(yīng)歸入智能器件范疇。

相信大多數(shù)讀者能經(jīng)常接觸到的，最貼近生活的智能傳感器可能要算是用于攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、手機(jī)攝像中的CCD圖像傳感器了。這是一種非智能型傳感器莫屬的情況，因?yàn)镃CD陣列中每個硅單元由光轉(zhuǎn)換成的電信號極弱，必須直接和及時移位寄存、并處理轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的圖像格式信號。還有更復(fù)雜一些的，在中、品質(zhì)長焦距（IOX）光學(xué)放大數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)上裝備的電子和光學(xué)防抖系統(tǒng)，特別是高端產(chǎn)品中的真正光學(xué)防抖系統(tǒng)。它的核心是雙軸向或3軸向的微加速度計或微陀螺儀，通過它監(jiān)測機(jī)身的抖動，并換算成鏡頭的各軸向位移量，進(jìn)而驅(qū)動鏡頭中可變角度透鏡的移動，使光學(xué)系統(tǒng)的折射光路保持穩(wěn)定。

微系統(tǒng)（Microsystem）和MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）-由微傳感器、微電子學(xué)電路（信號處理、控制電路、通信接品等）和微執(zhí)行器構(gòu)成一個三級級聯(lián)系統(tǒng)、集成在一個芯片上的器件稱之為微系統(tǒng)。如果其中擁有機(jī)械聯(lián)動或機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)等微機(jī)械部件的器械則稱之為MEMS。

MEMS芯片的左側(cè)給出的是制備MEMS芯片需要的基本工藝技術(shù)。它的右側(cè)則為主要應(yīng)用領(lǐng)域列舉。很明顯，MEMS的好解決方案也是選用與硅工藝兼容的材料及物理效應(yīng)、設(shè)計理念和工藝流程，也即采用常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝與二維、三維微細(xì)加工技術(shù)相結(jié)合的方法，其中也包括微機(jī)械結(jié)構(gòu)件的制作。

微傳感器合乎邏輯的發(fā)展延伸是智能傳感器，智能傳感器自然延伸則是微系統(tǒng)和MEMS，MEMS的進(jìn)一步發(fā)展則是能夠自主接收、分辨外界信號和指令，進(jìn)而能獨(dú)立、正確動作的微機(jī)械（Micromachines）?，F(xiàn)在，開發(fā)成功、并已有商業(yè)產(chǎn)品的MEMS品種已不少，涵蓋圖4所示的各大領(lǐng)域。其中包括全光光通信和全光計算機(jī)的關(guān)鍵部件之一的二維、三維MEMS光開關(guān)。

通過控制芯片上的微反射鏡陣列，實(shí)現(xiàn)光輸入/輸出的交叉互聯(lián)。這是目前全光交換技術(shù)的成熟的方案。市場上可買到的MEMS光開關(guān)已達(dá)1296路，開關(guān)轉(zhuǎn)換時間約為20ms。

微機(jī)械（也稱為納米機(jī)械）則尚處于開發(fā)試驗(yàn)階段，但已有許多很重要的實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品涌現(xiàn)，如著名的納米電機(jī)、微昆蟲、微直升機(jī)和潛水艇等。技術(shù)產(chǎn)業(yè)界普遍認(rèn)為，它們的開發(fā)成功和投入實(shí)際應(yīng)用將對工業(yè)技術(shù)和生活質(zhì)量產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

智能汽車論文:智能傳感器汽車電子管理論文

現(xiàn)代汽車電子從所應(yīng)用的電子元器件到車內(nèi)電子系統(tǒng)的架構(gòu)均已進(jìn)入了一個有本質(zhì)性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器。

一、汽車電子操控和安全系統(tǒng)談起

近幾年來我國汽車工業(yè)增長迅速，發(fā)展勢頭很猛。因此評論界出現(xiàn)了一些專家的預(yù)測：汽車工業(yè)有可能超過IT產(chǎn)業(yè)，成為中國國民經(jīng)濟(jì)最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。其實(shí)，汽車工業(yè)的增長必將包含與汽車產(chǎn)業(yè)相關(guān)的IT產(chǎn)業(yè)的增長。例如，雖然目前在我國一汽的產(chǎn)品中電子產(chǎn)品和技術(shù)的價值含量只占10%—15%左右，但國外汽車中電子產(chǎn)品和技術(shù)的價值含量平均約為22%，中、品質(zhì)轎車中汽車電子已占30%以上，而且這個比例還在、不斷地快速增長，預(yù)期很快將達(dá)到50%。

電子信息技術(shù)已經(jīng)成為新一代汽車發(fā)展方向的主導(dǎo)因素，汽車（機(jī)動車）的動力性能、操控性能、安全性能和舒適性能等各個方面的改進(jìn)和提高，都將依賴于機(jī)械系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)和電子產(chǎn)品、信息技術(shù)間的結(jié)合。汽車工程界專家指出：電子技術(shù)的發(fā)展已使汽車產(chǎn)品的概念發(fā)生了深刻的變化。這也是最近電子信息產(chǎn)業(yè)界對汽車電子空前關(guān)注的原因之一。但是，必須指出的是，除了一些車內(nèi)音響、視頻裝備，車用通信、導(dǎo)航系統(tǒng)，以及車載辦公系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等車內(nèi)電子設(shè)備的本質(zhì)改變較少外，現(xiàn)代汽車電子從所應(yīng)用的電子元器件（包括傳感器、執(zhí)行器、微電路等）到車內(nèi)電子系統(tǒng)的架構(gòu)均已進(jìn)入了一個有本質(zhì)性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器（智能執(zhí)行器、智能變送器）。

實(shí)際上，汽車電子已經(jīng)經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段：從分立電子元器件搭建的電路監(jiān)測控制，經(jīng)過了電子元器件或組件加微處理器構(gòu)筑的各自獨(dú)立的、專用的、半自動和自動的操控系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了采用高速總線（目前至少有5種以上總線已開發(fā)使用），統(tǒng)一交換汽車運(yùn)行中的各種電子裝備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)綜合、智能調(diào)控的新階段。新的汽車電子系統(tǒng)由各個電子控制單元（ECU）組成，可以獨(dú)立操控，同時又能協(xié)調(diào)到整體運(yùn)行的狀態(tài)。例如為使發(fā)動機(jī)處于工作狀態(tài)，就需要從吸入汽缸的空氣流量、進(jìn)氣壓力的測定開始，再根據(jù)水溫、空氣溫度等工作環(huán)境參數(shù)計算出基本噴油量，同時還要通過節(jié)氣門位置傳感器檢測節(jié)氣門的開度，確定發(fā)動機(jī)的工況，進(jìn)而控制，調(diào)整噴油量，還需要通過曲軸的角速度傳感器監(jiān)測曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，最終計算出并發(fā)出點(diǎn)火時機(jī)的指令。這個發(fā)動機(jī)燃油噴射系統(tǒng)和點(diǎn)火綜合控制系統(tǒng)還可以與廢氣排放的監(jiān)控系統(tǒng)和起動系統(tǒng)等組合，構(gòu)筑成可使汽車發(fā)動機(jī)功率和扭矩較大化，而同時燃油消耗和廢氣排放低化的智能系統(tǒng)。

還可以舉一個安全駕駛方面的例子，出于平穩(wěn)、安全駕駛的需要，僅只針對四個輪子的操控上，除了應(yīng)用大量壓力傳感器并普遍安裝了剎車防抱死裝置（ABS）外，許多轎車，包括國產(chǎn)車，已增設(shè)了電子動力分配系統(tǒng)（EBD），ABS+EBD可以較大限度的保障雨雪天氣駕駛時的穩(wěn)定性?，F(xiàn)在，國內(nèi)外的一些汽車進(jìn)一步加裝了緊急剎車輔助系統(tǒng)（EBA），該系統(tǒng)在發(fā)生緊急情況時，自動檢測駕駛者踩制動踏板時的速度和力度，并判斷緊急制動的力度是否足夠，如果需要，就會自動增大制動力。EBA的自控動作必須在極短時間（例如百萬分之一秒級）內(nèi)完成。這個系統(tǒng)能使200km/h高速行駛車輛的制動滑行距離縮短極其寶貴的20多米。針對車輪的還有分別監(jiān)測各個車輪相對于車速的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而為每個車輪平衡分配動力，保障在惡劣路面條件下各輪間具有良好的均衡抓地能力的“電子牽引力控制”（ETC）系統(tǒng)等。

從以上列舉的兩個例子可以清楚看到，汽車發(fā)展對汽車電子的一些基本要求：

1．電子操控系統(tǒng)的動作必須快速、正確、。傳感器（+調(diào)理電路）+微處理器，然后再通過微處理器（+功率放大電路）+執(zhí)行器的技術(shù)途徑已經(jīng)不再能滿足現(xiàn)代汽車的要求，需要通過硬件集成、直接交換數(shù)據(jù)和簡化電路，并提高智能化程度來確?？刂茊卧獎幼鞯恼_性、性和適時性。

2．現(xiàn)在幾乎所有的汽車的機(jī)械結(jié)構(gòu)部件都已受電子裝置控制，但汽車車體內(nèi)的空間有限，構(gòu)件系統(tǒng)的空間更是極其有限。理想的情況當(dāng)然是，電子控制單元應(yīng)與受控制部件緊密結(jié)合，形成一個整體。因此器件和電路的微型化、集成化是不可回避的道路。

3．電子控制單元必須具有足夠的智能化程度。以安全氣囊為例，它在關(guān)鍵時刻必須要能及時、正確地瞬時打開，但在極大多數(shù)時間內(nèi)氣囊是處在待命狀態(tài)，因此安全氣囊的ECU必須具有自檢、自維護(hù)能力，不斷確認(rèn)氣囊系統(tǒng)的可正常運(yùn)作的性，確保動作的“萬無一失”。

4．汽車的各種功能部件都有各自的運(yùn)動、操控特性，并且，對電子產(chǎn)品而言，大多處于非常惡劣的運(yùn)行環(huán)境中，而且各不相同。諸如工作狀態(tài)時的高溫，靜止待命時的低溫，高濃度的油蒸汽和活性（毒性）氣體，以及高速運(yùn)動和高強(qiáng)度的沖擊和振動等。因此，電子元器件和電路必須要有高穩(wěn)定、抗環(huán)境和自適應(yīng)、自補(bǔ)償調(diào)整的能力。

5．與上述要求同樣重要，甚至有時是關(guān)鍵性的條件是，汽車電子控制單元用的電子元器件、模塊必須要能大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，并能將成本降低到可接受的程度。一些微傳感器和智能傳感器就是這方面的典范。例如智能加速度傳感器，它不僅能較好地滿足現(xiàn)代汽車的各項(xiàng)需要，而且因?yàn)榭梢栽诩呻娐窐?biāo)準(zhǔn)硅工藝線上批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本較低（幾美元至十幾或幾十美元），所以在汽車工業(yè)中找到了自己較大的應(yīng)用市場，反過來也有力地促進(jìn)了汽車工業(yè)的電子信息化。

二、智能傳感器：微傳感器與集成電路融合的新一代電子器件

微傳感器、智能傳感器是近幾年才開始迅速發(fā)展起來的新興技術(shù)。在我國的報刊雜志上目前所使用的技術(shù)名稱還比較含混，仍然籠統(tǒng)地稱之為傳感器，或者含糊地歸納為汽車半導(dǎo)體器件，也有將智能傳感器（或智能執(zhí)行器、智能變送器）與微系統(tǒng)、MEMS等都?xì)w入了MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）名稱下的。這里介紹當(dāng)前一些歐美專著中常用的技術(shù)名詞的定義和技術(shù)內(nèi)涵。

首先必須說明的是，在絕大多數(shù)情況下，本文大小標(biāo)題及全文中所說的傳感器其實(shí)是泛指了三大類器件：將非電學(xué)輸入?yún)⒘哭D(zhuǎn)換成電磁學(xué)信號輸出的傳感器；將電學(xué)信號轉(zhuǎn)換成非電學(xué)參量輸出的執(zhí)行器；以及既能用作傳感器又能用作執(zhí)行器，其中較多的是將一種電磁學(xué)參量形式轉(zhuǎn)變成另一種電磁學(xué)參量形態(tài)輸出的變送器。就是說，關(guān)于微傳感器、智能傳感器的技術(shù)特性可以擴(kuò)大類推到微執(zhí)行器、微變送器-傳感器（或執(zhí)行器、或變送器）的物理尺度中至少有一個物理尺寸等于或小于亞毫米量級的。微傳感器不是傳統(tǒng)傳感器簡單的物理縮小的產(chǎn)物，而是基于半導(dǎo)體工藝技術(shù)的新一代器件：應(yīng)用新的工作機(jī)制和物化效應(yīng)，采用與標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝兼容的材料，用微細(xì)加工技術(shù)制備的。因此有時也稱為硅傳感器?？梢杂妙愃频亩x和技術(shù)特征類推描述微執(zhí)行器和微變送器。

它由兩塊芯片組成，一是具有自檢測能力的加速度計單元（微加速度傳感器），另一塊則是微傳感器與微處理器（MCU）間的接口電路和MCU。這是一種較早期（1996年前后）的，但已相當(dāng)實(shí)用的器件，可用于汽車的自動制動和懸掛系統(tǒng)中，并且因微加速度計具有自檢能力，還可用于安全氣囊。從此例中可以清楚看到，微傳感器的優(yōu)勢不僅是體積的縮小，更在于能方便地與集成電路組合和規(guī)模生產(chǎn)。應(yīng)該指的是，采用這種兩片的解決方案可以縮短設(shè)計周期、降低開發(fā)前期小批量試產(chǎn)的成本。但對實(shí)際應(yīng)用和市場來說，單芯片的解決方案顯然更可取，生產(chǎn)成本更低，應(yīng)用價值更高。

智能傳感器（SmartSensor）、智能執(zhí)行器和智能變送器-微傳感器（或微執(zhí)行器，或微變送器）和它的部分或全部處理器件、處理電路集成在一個芯片上的器件（例如上述的微加速度計的單芯片解決方案）。因此智能傳感器具有一定的仿生能力，如模糊邏輯運(yùn)算、主動鑒別環(huán)境，自動調(diào)整和補(bǔ)償適應(yīng)環(huán)境的能力，自診斷、自維護(hù)等。顯然，出于規(guī)模生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本的要求，智能傳感器的設(shè)計思想、材料選擇和生產(chǎn)工藝必須要盡可能地和集成電路的標(biāo)準(zhǔn)硅平面工藝一致?？梢栽谡９に嚵鞒痰耐镀?，或流程中，或工藝完成后增加一些特殊需要的工序，但也不應(yīng)太多。

在一個封裝中，把一只微機(jī)械壓力傳感器與模擬用戶接口、8位模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（SAR）、微處理器（摩托羅拉69HC08）、存儲器和串行接口（SPI）等集成在一個芯片上。其前端的硅壓力傳感器是采用體硅微細(xì)加工技術(shù)制作的。制備硅壓力傳感器的工序既可安排在集成CMOS電路工藝流程之前，亦可在后。這種智能壓力傳感器的技術(shù)和市場都已成熟，已廣泛用于汽車（機(jī)動車）所需的各式各樣的壓力測量和控制單元中，諸如各種氣壓計、噴嘴前集流腔壓力、廢氣排氣管、燃油、輪胎、液壓傳動裝置等。智能壓力傳感器的應(yīng)用很廣，不局限于汽車工業(yè)。目前，生產(chǎn)智能壓力傳感器的廠商已不少，市售商品的品種也很多，已經(jīng)出現(xiàn)激烈的競爭。結(jié)果是智能壓力傳感器體積越來越小，隨之控制單元所需的外圍接插件和分立元件越來越少，但功能和性能卻越來越強(qiáng)，而且生產(chǎn)成本降低很快（現(xiàn)在約為幾美元一只）。

順便需要說說的是，在一些中文資料中，尤其是一些產(chǎn)品宣傳性材料中，籠統(tǒng)地將SmartSensor(或device)和Intelligentsensor（或device）都稱之為智能傳感器，但在歐美文獻(xiàn)中是有所差別的。西方專家和公眾通常認(rèn)為，Smart（智能型）傳感器比Intelligent(知識型)的智慧層次和能力更高。當(dāng)然，知識型的內(nèi)涵也在不斷進(jìn)化，但那些只能簡單響應(yīng)環(huán)境變化，作一些相應(yīng)補(bǔ)償、調(diào)整工作狀態(tài)的，特別是不需要集成處理器的器件，其知識等級太低，一般不應(yīng)歸入智能器件范疇。

相信大多數(shù)讀者能經(jīng)常接觸到的，最貼近生活的智能傳感器可能要算是用于攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、手機(jī)攝像中的CCD圖像傳感器了。這是一種非智能型傳感器莫屬的情況，因?yàn)镃CD陣列中每個硅單元由光轉(zhuǎn)換成的電信號極弱，必須直接和及時移位寄存、并處理轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的圖像格式信號。還有更復(fù)雜一些的，在中、品質(zhì)長焦距（IOX）光學(xué)放大數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)上裝備的電子和光學(xué)防抖系統(tǒng)，特別是高端產(chǎn)品中的真正光學(xué)防抖系統(tǒng)。它的核心是雙軸向或3軸向的微加速度計或微陀螺儀，通過它監(jiān)測機(jī)身的抖動，并換算成鏡頭的各軸向位移量，進(jìn)而驅(qū)動鏡頭中可變角度透鏡的移動，使光學(xué)系統(tǒng)的折射光路保持穩(wěn)定。

微系統(tǒng)（Microsystem）和MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）-由微傳感器、微電子學(xué)電路（信號處理、控制電路、通信接品等）和微執(zhí)行器構(gòu)成一個三級級聯(lián)系統(tǒng)、集成在一個芯片上的器件稱之為微系統(tǒng)。如果其中擁有機(jī)械聯(lián)動或機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)等微機(jī)械部件的器械則稱之為MEMS。

MEMS芯片的左側(cè)給出的是制備MEMS芯片需要的基本工藝技術(shù)。它的右側(cè)則為主要應(yīng)用領(lǐng)域列舉。很明顯，MEMS的好解決方案也是選用與硅工藝兼容的材料及物理效應(yīng)、設(shè)計理念和工藝流程，也即采用常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝與二維、三維微細(xì)加工技術(shù)相結(jié)合的方法，其中也包括微機(jī)械結(jié)構(gòu)件的制作。

微傳感器合乎邏輯的發(fā)展延伸是智能傳感器，智能傳感器自然延伸則是微系統(tǒng)和MEMS，MEMS的進(jìn)一步發(fā)展則是能夠自主接收、分辨外界信號和指令，進(jìn)而能獨(dú)立、正確動作的微機(jī)械（Micromachines）。現(xiàn)在，開發(fā)成功、并已有商業(yè)產(chǎn)品的MEMS品種已不少，涵蓋圖4所示的各大領(lǐng)域。其中包括全光光通信和全光計算機(jī)的關(guān)鍵部件之一的二維、三維MEMS光開關(guān)。

通過控制芯片上的微反射鏡陣列，實(shí)現(xiàn)光輸入/輸出的交叉互聯(lián)。這是目前全光交換技術(shù)的成熟的方案。市場上可買到的MEMS光開關(guān)已達(dá)1296路，開關(guān)轉(zhuǎn)換時間約為20ms。

微機(jī)械（也稱為納米機(jī)械）則尚處于開發(fā)試驗(yàn)階段，但已有許多很重要的實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品涌現(xiàn)，如著名的納米電機(jī)、微昆蟲、微直升機(jī)和潛水艇等。技術(shù)產(chǎn)業(yè)界普遍認(rèn)為，它們的開發(fā)成功和投入實(shí)際應(yīng)用將對工業(yè)技術(shù)和生活質(zhì)量產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

智能汽車論文:汽車換檔智能輔助決策系統(tǒng)的設(shè)計

摘要：根據(jù)發(fā)動機(jī)工作特性及汽車換檔特性，利用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計了汽車換檔智能決策輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)時獲得的車輛運(yùn)行狀態(tài)幫助駕駛員正確地?fù)Q檔，從而使車輛以狀態(tài)運(yùn)行，更好地發(fā)揮汽車的經(jīng)濟(jì)性和動力性。 關(guān)鍵詞：換檔規(guī)律 燃料經(jīng)濟(jì)性 單片機(jī) 智能決策

在不降低汽車動力性的條件下改善燃料經(jīng)濟(jì)性是汽車研究的一個主要方面，經(jīng)濟(jì)性換檔規(guī)律能夠保障發(fā)動機(jī)工作在經(jīng)濟(jì)性工作區(qū)，減少汽車的燃油消耗量，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性1～2。對于手動換檔的汽車，如果在其行駛過程中實(shí)時地將發(fā)動機(jī)的工作線和換檔時的發(fā)動機(jī)工作點(diǎn)清晰地顯示出來，同時根據(jù)該車的換檔規(guī)律給出換檔提示，就可以使駕駛員了解車輛行駛中發(fā)動機(jī)的工作狀況從而進(jìn)行正確操作，也有利于駕駛員改正不良的操作習(xí)慣并糾正錯誤操作，以充分發(fā)揮汽車的經(jīng)濟(jì)性和動力性。本文根據(jù)汽車的發(fā)動機(jī)特性、換檔特性及車載電子設(shè)備的設(shè)計要求，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了嵌入式汽車智能換檔輔助決策系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)設(shè)計原理

1．1 發(fā)動機(jī)工作線計算

發(fā)動機(jī)工作線包括發(fā)動機(jī)動力性工作線和經(jīng)濟(jì)性工作線。

1．1．1 發(fā)動機(jī)動力性工作線的計算

發(fā)動機(jī)動力性工作點(diǎn)為發(fā)動機(jī)的等功率曲線與發(fā)動機(jī)扭矩曲線的切點(diǎn)，也就是扭矩曲線上功率較大的點(diǎn)。

發(fā)動機(jī)功率為：Pe＝Mene／9549

發(fā)動機(jī)扭矩為：M＝a＋bn＋cn＋dn，其中系數(shù)a、b、c、d可以由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到。

根據(jù)發(fā)動機(jī)動力性工作點(diǎn)的定義，構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)：

Pe＝Mene／9549＝an＋bn＋cn＋dn／9549

發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為：n≤n≤n

圖2 油耗特性曲線 圖3 Fcon1下的經(jīng)濟(jì)性換檔點(diǎn)

此為條件極值問題，即在給定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)求目標(biāo)函數(shù)的極大值點(diǎn)，然后根據(jù)發(fā)動機(jī)功率公式計算出發(fā)動機(jī)扭矩，這樣就可以求出發(fā)動機(jī)動力性工作點(diǎn)（ne，Me）。

依次可以求出一系列油門開度下發(fā)動機(jī)動力性工作點(diǎn)，將這些工作點(diǎn)用曲線連接起來即得到發(fā)動機(jī)動力性工作線。

1．1．2 發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性工作線的計算

發(fā)動機(jī)的扭矩曲線為Me＝f（ne）

發(fā)動機(jī)的油耗曲線為Qt＝g（ne）

根據(jù)發(fā)動機(jī)的扭矩曲線和油耗曲線可以得到發(fā)動機(jī)負(fù)荷特性曲線。由發(fā)動機(jī)的負(fù)荷特性曲線可以得到發(fā)動機(jī)的等油耗曲線。發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性工作點(diǎn)即為等油耗曲線與等功率曲線的切點(diǎn)。用求解發(fā)動機(jī)動力性工作點(diǎn)的方法可以求得發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性工作點(diǎn)，從而得到發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性工作線。

1．2 汽車換檔規(guī)律的計算

汽車換檔規(guī)律分為動力性換檔規(guī)律和經(jīng)濟(jì)性換檔規(guī)律。

1．2．1 汽車動力性換檔規(guī)律的計算

在汽車驅(qū)動力圖上，動力性換檔點(diǎn)為同一油門開度下相鄰兩檔的驅(qū)動力曲線的交點(diǎn)。圖1所示為相鄰兩檔的動力性換檔點(diǎn)。求出這些換檔點(diǎn)后，將其轉(zhuǎn)換到油門開度a和車速va坐標(biāo)圖上，并把這些點(diǎn)連成曲線，就得到該相鄰兩檔的動力性換檔規(guī)律升檔曲線。給出一定的降檔速差，就可求出動力性換檔規(guī)律的降檔曲線，這樣就求出了動力性換檔規(guī)律。

1．2．2 汽車經(jīng)濟(jì)性換檔規(guī)律的計算

在相鄰兩檔不同節(jié)氣門開度下的牽引力特性圖上，按等牽引力條件，設(shè)定克服道路阻力F的牽引力為某一常數(shù)Fcon1，根據(jù)其和相鄰兩檔不同節(jié)氣門開度下的牽引力特性曲線的交點(diǎn)，可求出對應(yīng)節(jié)氣門開度下的車速；根據(jù)相應(yīng)檔位下的汽車燃油消耗Q和車速va之間的關(guān)系（如圖2所示）可求出相應(yīng)車速下該檔位與節(jié)氣門開度下的油耗Q；再根據(jù)不同牽引力曲線的交點(diǎn)可求出相鄰兩檔的不同油耗點(diǎn)，其連線為相鄰兩檔的油耗線，其油耗線的交點(diǎn)為Fcon1下的相鄰兩檔低油耗換檔點(diǎn)，如圖3所示。同理可以求出不同牽引力常數(shù)Fconi下的相鄰兩檔的低油耗換檔點(diǎn)，其換檔點(diǎn)的連線為相鄰兩檔的經(jīng)濟(jì)性換檔線。用此方法可得到其它相鄰兩檔的經(jīng)濟(jì)性換檔線。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2．1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

系統(tǒng)的硬件設(shè)計如圖4所示。CPU采用Atmel 89C55WD單片機(jī)，它具有20K的ROM和256Byte的RAM。

由于該系統(tǒng)需要存儲車輛的各相關(guān)參數(shù)、發(fā)動機(jī)特性等數(shù)據(jù)，因此需要大量的存儲空間。為了滿足這一要求，同時使該系統(tǒng)適合在其它車型上擴(kuò)展，采用了靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器28F256 Flash。它具有32K的存儲空間，可以存儲車輛的基本參數(shù)以及發(fā)動機(jī)特性等數(shù)據(jù)，可以滿足要求。

LCD（液晶顯示器）采用的是top－view公司的型號為STN3224－II的顯示儀。其分辨率是320×240，制式為STN，支持256色，自帶控制器。它的特點(diǎn)是接口簡單、編程控制容易。

A／D轉(zhuǎn)換器采用MAX1092，為十位模／數(shù)轉(zhuǎn)換器。當(dāng)MAX1092的HBEN腳為低電平時讀低8位，當(dāng)其為高電平時讀高兩位。

傳感器有節(jié)氣門傳感器、車速傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器等。節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門軸的尾端，采用滑線變阻器的型式，節(jié)氣門關(guān)閉時，傳感器輸出電壓為0V；節(jié)氣門打開時，輸出電壓為5V；當(dāng)節(jié)氣門不斷開大時，其輸出電壓隨之線性增加。對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和車速的測量采用霍爾傳感器，傳感器輸出的脈沖信號經(jīng)處理后作為外部中斷信號輸入到單片機(jī)，同時配合定時器的中斷服務(wù)，就可以由軟件計算出發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和車速。

2．2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件根據(jù)功能可分為：程序初始化模塊、初始數(shù)據(jù)的處理模塊、信息采集和處理模塊、顯示模塊，這四個模塊的功能是相互獨(dú)立的，但模塊之間又有數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟糠郑唧w傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以由系統(tǒng)軟件主程序流程看出。圖5所示為系統(tǒng)的主程序流程圖。

圖5 換檔決策子程序流程圖

程序初始化模塊包括硬件的驅(qū)動和數(shù)據(jù)的輸入。硬件驅(qū)動指直接驅(qū)動各種硬件資源，主要包括單片機(jī)資源和液晶顯示器。數(shù)據(jù)的輸入主要有汽車相關(guān)參數(shù)以及發(fā)動機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

初始數(shù)據(jù)的處理模塊主要功能是根據(jù)初始數(shù)據(jù)計算汽車的發(fā)動機(jī)工作線和換檔規(guī)律。

信息的采集和處理模塊主要功能是從傳感器采集數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后計算發(fā)動機(jī)的工作點(diǎn)、當(dāng)前檔位并判斷換檔情況。圖6所示為判斷車輛換檔子程序的流程圖。

顯示模塊的功能是將上面計算得到的車輛數(shù)據(jù)實(shí)時地顯示在LCD上。

以Santana2000轎車及其發(fā)動機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果證明該系統(tǒng)能夠在車輛行駛過程中正確、實(shí)時地顯示車輛的發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)、車輛的檔位、油門開度，并能夠根據(jù)輸入的換檔規(guī)律實(shí)時判斷升檔、降檔還是保持當(dāng)前檔位行駛。該系統(tǒng)對駕駛員正確操作車輛具有指導(dǎo)作用。

智能汽車論文:對智能傳感器與汽車電子的分析

摘要:現(xiàn)代汽車電子從所應(yīng)用的電子元器件到車內(nèi)電子系統(tǒng)的架構(gòu)均已進(jìn)入了一個有本質(zhì)性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器。

關(guān)鍵詞:智能傳感器

1 汽車電子操控和安全系統(tǒng)談起

近幾年來我國汽車工業(yè)增長迅速,發(fā)展勢頭很猛。因此評論界出現(xiàn)了一些專家的預(yù)測:汽車工業(yè)有可能超過IT產(chǎn)業(yè),成為中國國民經(jīng)濟(jì)最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。其實(shí),汽車工業(yè)的增長必將包含與汽車產(chǎn)業(yè)相關(guān)的IT 產(chǎn)業(yè)的增長。例如,雖然目前在我國一汽的產(chǎn)品中電子產(chǎn)品和技術(shù)的價值含量只占10%—15%左右,但國外汽車中電子產(chǎn)品和技術(shù)的價值含量平均約為22%,中、品質(zhì)轎車中汽車電子已占30%以上,而且這個比例還在不斷地快速增長,預(yù)期很快將達(dá)到50%。

電子信息技術(shù)已經(jīng)成為新一代汽車發(fā)展方向的主導(dǎo)因素,汽車(機(jī)動車)的動力性能、操控性能、安全性能和舒適性能等各個方面的改進(jìn)和提高,都將依賴于機(jī)械系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)和電子產(chǎn)品、信息技術(shù)間的結(jié)合。汽車工程界專家指出:電子技術(shù)的發(fā)展已使汽車產(chǎn)品的概念發(fā)生了深刻的變化。這也是最近電子信息產(chǎn)業(yè)界對汽車電子空前關(guān)注的原因之一。但是,必須指出的是,除了一些車內(nèi)音響、視頻裝備,車用通信、導(dǎo)航系統(tǒng),以及車載辦公系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等車內(nèi)電子設(shè)備的本質(zhì)改變較少外,現(xiàn)代汽車電子從所應(yīng)用的電子元器件(包括傳感器、執(zhí)行器、微電路等)到車內(nèi)電子系統(tǒng)的架構(gòu)均已進(jìn)入了一個有本質(zhì)性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器(智能執(zhí)行器、智能變送器)。

實(shí)際上,汽車電子已經(jīng)經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段:從分立電子元器件搭建的電路監(jiān)測控制,經(jīng)過了電子元器件或組件加微處理器構(gòu)筑的各自獨(dú)立的、專用的、半自動和自動的操控系統(tǒng),現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了采用高速總線(目前至少有5種以上總線已開發(fā)使用),統(tǒng)一交換汽車運(yùn)行中的各種電子裝備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)綜合、智能調(diào)控的新階段。新的汽車電子系統(tǒng)由各個電子控制單元(ECU)組成,可以獨(dú)立操控,同時又能協(xié)調(diào)到整體運(yùn)行的狀態(tài)。

還可以舉一個安全駕駛方面的例子,出于平穩(wěn)、安全駕駛的需要,僅只針對四個輪子的操控上,除了應(yīng)用大量壓力傳感器并普遍安裝了剎車防抱死裝置(ABS)外,許多轎車,包括國產(chǎn)車,已增設(shè)了電子動力分配系統(tǒng)(EBD),ABS+EBD可以較大限度的保障雨雪天氣駕駛時的穩(wěn)定性。現(xiàn)在,國內(nèi)外的一些汽車進(jìn)一步加裝了緊急剎車輔助系統(tǒng)(EBA),該系統(tǒng)在發(fā)生緊急情況時,自動檢測駕駛者踩制動踏板時的速度和力度,并判斷緊急制動的力度是否足夠,如果需要,就會自動增大制動力。EBA的自控動作必須在極短時間(例如百萬分之一秒級)內(nèi)完成。這個系統(tǒng)能使200km/h高速行駛車輛的制動滑行距離縮短極其寶貴的20多米。針對車輪的還有分別監(jiān)測各個車輪相對于車速的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而為每個車輪平衡分配動力,保障在惡劣路面條件下各輪間具有良好的均衡抓地能力的“電子牽引力控制”(ETC)系統(tǒng)等。

從以上列舉的兩個例子可以清楚看到,汽車發(fā)展對汽車電子的一些基本要求:

1.1 電子操控系統(tǒng)的動作必須快速、正確、。傳感器(+調(diào)理電路)+微處理器,然后再通過微處理器(+功率放大電路)+執(zhí)行器的技術(shù)途徑已經(jīng)不再能滿足現(xiàn)代汽車的要求,需要通過硬件集成、直接交換數(shù)據(jù)和簡化電路,并提高智能化程度來確保控制單元動作的正確性、性和適時性。

1.2 現(xiàn)在幾乎所有的汽車的機(jī)械結(jié)構(gòu)部件都已受電子裝置控制,但汽車車體內(nèi)的空間有限,構(gòu)件系統(tǒng)的空間更是極其有限。理想的情況當(dāng)然是,電子控制單元應(yīng)與受控制部件緊密結(jié)合,形成一個整體。因此器件和電路的微型化、集成化是不可回避的道路。

1.3 電子控制單元必須具有足夠的智能化程度。以安全氣囊為例,它在關(guān)鍵時刻必須要能及時、正確地瞬時打開,但在極大多數(shù)時間內(nèi)氣囊是處在待命狀態(tài),因此安全氣囊的ECU 必須具有自檢、自維護(hù)能力,不斷確認(rèn)氣囊系統(tǒng)的可正常運(yùn)作的性,確保動作的“萬無一失”。

1.4 汽車的各種功能部件都有各自的運(yùn)動、操控特性,并且,對電子產(chǎn)品而言,大多處于非常惡劣的運(yùn)行環(huán)境中,而且各不相同。諸如工作狀態(tài)時的高溫,靜止待命時的低溫,高濃度的油蒸汽和活性(毒性)氣體,以及高速運(yùn)動和高強(qiáng)度的沖擊和振動等。因此,電子元器件和電路必須要有高穩(wěn)定、抗環(huán)境和自適應(yīng)、自補(bǔ)償調(diào)整的能力。

1.5 與上述要求同樣重要,甚至有時是關(guān)鍵性的條件是,汽車電子控制單元用的電子元器件、模塊必須要能大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn),并能將成本降低到可接受的程度。一些微傳感器和智能傳感器就是這方面的典范。例如智能加速度傳感器,它不僅能較好地滿足現(xiàn)代汽車的各項(xiàng)需要,而且因?yàn)榭梢栽诩呻娐窐?biāo)準(zhǔn)硅工藝線上批量生產(chǎn),生產(chǎn)成本較低(幾美元至十幾或幾十美元),所以在汽車工業(yè)中找到了自己較大的應(yīng)用市場,反過來也有力地促進(jìn)了汽車工業(yè)的電子信息化。

2 智能傳感器:微傳感器與集成電路融合的新一代電子器件

微傳感器、智能傳感器是近幾年才開始迅速發(fā)展起來的新興技術(shù)。在我國的報刊雜志上目前所使用的技術(shù)名稱還比較含混,仍然籠統(tǒng)地稱之為傳感器,或者含糊地歸納為汽車半導(dǎo)體器件,也有將智能傳感器(或智能執(zhí)行器、智能變送器)與微系統(tǒng)、MEMS等都?xì)w入了MEMS (微機(jī)電系統(tǒng))名稱下的。這里介紹當(dāng)前一些歐美專著中常用的技術(shù)名詞的定義和技術(shù)內(nèi)涵。

首先必須說明的是,在絕大多數(shù)情況下,本文大小標(biāo)題及全文中所說的傳感器其實(shí)是泛指了三大類器件:將非電學(xué)輸入?yún)⒘哭D(zhuǎn)換成電磁學(xué)信號輸出的傳感器;將電學(xué)信號轉(zhuǎn)換成非電學(xué)參量輸出的執(zhí)行器;以及既能用作傳感器又能用作執(zhí)行器,其中較多的是將一種電磁學(xué)參量形式轉(zhuǎn)變成另一種電磁學(xué)參量形態(tài)輸出的變送器。就是說,關(guān)于微傳感器、智能傳感器的技術(shù)特性可以擴(kuò)大類推到微執(zhí)行器、微變送器-傳感器(或執(zhí)行器、或變送器)的物理尺度中至少有一個物理尺寸等于或小于亞毫米量級的。微傳感器不是傳統(tǒng)傳感器簡單的物理縮小的產(chǎn)物,而是基于半導(dǎo)體工藝技術(shù)的新一代器件:應(yīng)用新的工作機(jī)制和物化效應(yīng),采用與標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝兼容的材料,用微細(xì)加工技術(shù)制備的。因此有時也稱為硅傳感器?？梢杂妙愃频亩x和技術(shù)特征類推描述微執(zhí)行器和微變送器。

它由兩塊芯片組成,一是具有自檢測能力的加速度計單元(微加速度傳感器),另一塊則是微傳感器與微處理器(MCU)間的接口電路和MCU。這是一種較早期(1996年前后)的,但已相當(dāng)實(shí)用的器件,可用于汽車的自動制動和懸掛系統(tǒng)中,并且因微加速度計具有自檢能力,還可用于安全氣囊。從此例中可以清楚看到,微傳感器的優(yōu)勢不僅是體積的縮小,更在于能方便地與集成電路組合和規(guī)模生產(chǎn)。應(yīng)該指出的是,采用這種兩片的解決方案可以縮短設(shè)計周期、降低開發(fā)前期小批量試產(chǎn)的成本。但對實(shí)際應(yīng)用和市場來說,單芯片的解決方案顯然更可取,生產(chǎn)成本更低,應(yīng)用價值更高。

智能傳感器(Smart Sensor)、智能執(zhí)行器和智能變送器-微傳感器(或微執(zhí)行器,或微變送器)和它的部分或全部處理器件、處理電路集成在一個芯片上的器件(例如上述的微加速度計的單芯片解決方案)。因此智能傳感器具有一定的仿生能力,如模糊邏輯運(yùn)算、主動鑒別環(huán)境,自動調(diào)整和補(bǔ)償適應(yīng)環(huán)境的能力, 自診斷、自維護(hù)等。顯然,出于規(guī)模生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本的要求,智能傳感器的設(shè)計思想、材料選擇和生產(chǎn)工藝必須要盡可能地和集成電路的標(biāo)準(zhǔn)硅平面工藝一致?？梢栽谡９に嚵鞒痰耐镀?或流程中,或工藝完成后增加一些特殊需要的工序,但也不應(yīng)太多。

在一個封裝中,把一只微機(jī)械壓力傳感器與模擬用戶接口、8位模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(SAR)、微處理器(摩托羅拉69HC08)、存儲器和串行接口 (SPI)等集成在一個芯片上。其前端的硅壓力傳感器是采用體硅微細(xì)加工技術(shù)制作的。制備硅壓力傳感器的工序既可安排在集成 CMOS 電路工藝流程之前,亦可在后。這種智能壓力傳感器的技術(shù)和市場都已成熟,已廣泛用于汽車(機(jī)動車)所需的各式各樣的壓力測量和控制單元中,諸如各種氣壓計、噴嘴前集流腔壓力、廢氣排氣管、燃油、輪胎、液壓傳動裝置等。智能壓力傳感器的應(yīng)用很廣,不局限于汽車工業(yè)。目前,生產(chǎn)智能壓力傳感器的廠商已不少,市售商品的品種也很多,已經(jīng)出現(xiàn)激烈的競爭。結(jié)果是智能壓力傳感器體積越來越小,隨之控制單元所需的外圍接插件和分立元件越來越少,但功能和性能卻越來越強(qiáng),而且生產(chǎn)成本降低很快。

順便需要說說的是,在一些中文資料中,尤其是一些產(chǎn)品宣傳性材料中,籠統(tǒng)地將Smart Sensor(或device)和Intelligent sensor(或device)都稱之為智能傳感器,但在歐美文獻(xiàn)中是有所差別的。西方專家和公眾通常認(rèn)為,Smart(智能型)傳感器比Intelligent(知識型)的智慧層次和能力更高。當(dāng)然,知識型的內(nèi)涵也在不斷進(jìn)化,但那些只能簡單響應(yīng)環(huán)境變化,作一些相應(yīng)補(bǔ)償、調(diào)整工作狀態(tài)的,特別是不需要集成處理器的器件,其知識等級太低,一般不應(yīng)歸入智能器件范疇。

相信大多數(shù)讀者能經(jīng)常接觸到的,最貼近生活的智能傳感器可能要算是用于攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、手機(jī)攝像中的CCD圖像傳感器了。這是一種非智能型傳感器莫屬的情況,因?yàn)镃CD 陣列中每個硅單元由光轉(zhuǎn)換成的電信號極弱,必須直接和及時移位寄存、并處理轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的圖像格式信號。還有更復(fù)雜一些的,在中、品質(zhì)長焦距(IOX)光學(xué)放大數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)上裝備的電子和光學(xué)防抖系統(tǒng),特別是高端產(chǎn)品中的真正光學(xué)防抖系統(tǒng)。它的核心是雙軸向或3軸向的微加速度計或微陀螺儀,通過它監(jiān)測機(jī)身的抖動,并換算成鏡頭的各軸向位移量,進(jìn)而驅(qū)動鏡頭中可變角度透鏡的移動,使光學(xué)系統(tǒng)的折射光路保持穩(wěn)定。

微系統(tǒng)(Microsystem)和MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))-由微傳感器、微電子學(xué)電路(信號處理、控制電路、通信接品等)和微執(zhí)行器構(gòu)成一個三級級聯(lián)系統(tǒng)、集成在一個芯片上的器件稱之為微系統(tǒng)。如果其中擁有機(jī)械聯(lián)動或機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)等微機(jī)械部件的器械則稱之為MEMS。

MEMS芯片的左側(cè)給出的是制備MEMS芯片需要的基本工藝技術(shù)。它的右側(cè)則為主要應(yīng)用領(lǐng)域列舉。很明顯,MEMS 的好解決方案也是選用與硅工藝兼容的材料及物理效應(yīng)、設(shè)計理念和工藝流程,也即采用常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的CMOS 工藝與二維、三維微細(xì)加工技術(shù)相結(jié)合的方法,其中也包括微機(jī)械結(jié)構(gòu)件的制作。

微傳感器合乎邏輯的發(fā)展延伸是智能傳感器,智能傳感器自然延伸則是微系統(tǒng)和MEMS,MEMS 的進(jìn)一步發(fā)展則是能夠自主接收、分辨外界信號和指令,進(jìn)而能獨(dú)立、正確動作的微機(jī)械(Micromachines)。現(xiàn)在,開發(fā)成功、并已有商業(yè)產(chǎn)品的MEMS品種已不少,涵蓋各大領(lǐng)域。其中包括全光光通信和全光計算機(jī)的關(guān)鍵部件之一的二維、三維MEMS光開關(guān)。

通過控制芯片上的微反射鏡陣列,實(shí)現(xiàn)光輸入/輸出的交叉互聯(lián)。這是目前全光交換技術(shù)的成熟的方案。市場上可買到的MEMS光開關(guān)已達(dá)1296路,開關(guān)轉(zhuǎn)換時間約為20ms。

微機(jī)械(也稱為納米機(jī)械)則尚處于開發(fā)試驗(yàn)階段,但已有許多很重要的實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品涌現(xiàn),如著名的納米電機(jī)、微昆蟲、微直升機(jī)和潛水艇等。技術(shù)產(chǎn)業(yè)界普，！遍認(rèn)為,它們的開發(fā)成功和投入實(shí)際應(yīng)用將對工業(yè)技術(shù)和生活質(zhì)量產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響

智能汽車論文:關(guān)于智能傳感器與汽車電子的分析

摘要： 現(xiàn)代 汽車 電子 從所應(yīng)用的電子元器件到車內(nèi)電子系統(tǒng)的架構(gòu)均已進(jìn)入了一個有本質(zhì)性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器。

關(guān)鍵詞：智能傳感器

1 汽車電子操控和安全系統(tǒng)談起

近幾年來我國汽車 工業(yè) 增長迅速， 發(fā)展 勢頭很猛。因此評論界出現(xiàn)了一些專家的預(yù)測：汽車工業(yè)有可能超過it產(chǎn)業(yè)，成為

它由兩塊芯片組成，一是具有自檢測能力的加速度計單元（微加速度傳感器），另一塊則是微傳感器與微處理器（mcu）間的接口電路和mcu。這是一種較早期（1996年前后）的，但已相當(dāng)實(shí)用的器件，可用于汽車的自動制動和懸掛系統(tǒng)中，并且因微加速度計具有自檢能力，還可用于安全氣囊。從此例中可以清楚看到，微傳感器的優(yōu)勢不僅是體積的縮小，更在于能方便地與集成電路組合和規(guī)模生產(chǎn)。應(yīng)該指出的是，采用這種兩片的解決方案可以縮短設(shè)計周期、降低開發(fā)前期小批量試產(chǎn)的成本。但對實(shí)際應(yīng)用和市場來說，單芯片的解決方案顯然更可取，生產(chǎn)成本更低，應(yīng)用價值更高。

智能傳感器（smart sensor）、智能執(zhí)行器和智能變送器-微傳感器（或微執(zhí)行器，或微變送器）和它的部分或全部處理器件、處理電路集成在一個芯片上的器件（例如上述的微加速度計的單芯片解決方案）。因此智能傳感器具有一定的仿生能力，如模糊邏輯運(yùn)算、主動鑒別環(huán)境，自動調(diào)整和補(bǔ)償適應(yīng)環(huán)境的能力，自診斷、自維護(hù)等。顯然，出于規(guī)模生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本的要求，智能傳感器的設(shè)計思想、材料選擇和生產(chǎn)工藝必須要盡可能地和集成電路的標(biāo)準(zhǔn)硅平面工藝一致?？梢栽谡９に嚵鞒痰耐镀埃蛄鞒讨校蚬に囃瓿珊笤黾右恍┨厥庑枰墓ば?，但也不應(yīng)太多。

在一個封裝中，把一只微機(jī)械壓力傳感器與模擬用戶接口、8位模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（sar）、微處理器（摩托羅拉69hc08）、存儲器和串行接口 （spi）等集成在一個芯片上。其前端的硅壓力傳感器是采用體硅微細(xì)加工技術(shù)制作的。制備硅壓力傳感器的工序既可安排在集成 cmos 電路工藝流程之前，亦可在后。這種智能壓力傳感器的技術(shù)和市場都已成熟，已廣泛用于汽車（機(jī)動車）所需的各式各樣的壓力測量和控制單元中，諸如各種氣壓計、噴嘴前集流腔壓力、廢氣排氣管、燃油、輪胎、液壓傳動裝置等。智能壓力傳感器的應(yīng)用很廣，不局限于汽車 工業(yè) 。目前，生產(chǎn)智能壓力傳感器的廠商已不少，市售商品的品種也很多，已經(jīng)出現(xiàn)激烈的競爭。結(jié)果是智能壓力傳感器體積越來越小，隨之控制單元所需的外圍接插件和分立元件越來越少，但功能和性能卻越來越強(qiáng)，而且生產(chǎn)成本降低很快。

順便需要說說的是，在一些中文資料中，尤其是一些產(chǎn)品宣傳性材料中，籠統(tǒng)地將smart sensor(或device)和intelligent sensor（或device）都稱之為智能傳感器，但在歐美 文獻(xiàn) 中是有所差別的。西方專家和公眾通常認(rèn)為，smart（智能型）傳感器比intelligent(知識型)的智慧層次和能力更高。當(dāng)然，知識型的內(nèi)涵也在不斷進(jìn)化，但那些只能簡單響應(yīng)環(huán)境變化，作一些相應(yīng)補(bǔ)償、調(diào)整工作狀態(tài)的，特別是不需要集成處理器的器件，其知識等級太低，一般不應(yīng)歸入智能器件范疇。

相信大多數(shù)讀者能經(jīng)常接觸到的，最貼近生活的智能傳感器可能要算是用于攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、手機(jī)攝像中的ccd圖像傳感器了。這是一種非智能型傳感器莫屬的情況，因?yàn)閏cd 陣列中每個硅單元由光轉(zhuǎn)換成的電信號極弱，必須直接和及時移位寄存、并處理轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的圖像格式信號。還有更復(fù)雜一些的，在中、品質(zhì)長焦距（iox）光學(xué)放大數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)上裝備的 電子 和光學(xué)防抖系統(tǒng)，特別是高端產(chǎn)品中的真正光學(xué)防抖系統(tǒng)。它的核心是雙軸向或3軸向的微加速度計或微陀螺儀，通過它監(jiān)測機(jī)身的抖動，并換算成鏡頭的各軸向位移量，進(jìn)而驅(qū)動鏡頭中可變角度透鏡的移動，使光學(xué)系統(tǒng)的折射光路保持穩(wěn)定。

微系統(tǒng)（microsystem）和mems（微機(jī)電系統(tǒng)）-由微傳感器、微電子學(xué)電路（信號處理、控制電路、通信接品等）和微執(zhí)行器構(gòu)成一個三級級聯(lián)系統(tǒng)、集成在一個芯片上的器件稱之為微系統(tǒng)。如果其中擁有機(jī)械聯(lián)動或機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)等微機(jī)械部件的器械則稱之為mems。

mems芯片的左側(cè)給出的是制備mems芯片需要的基本工藝技術(shù)。它的右側(cè)則為主要應(yīng)用領(lǐng)域列舉。很明顯，mems 的好解決方案也是選用與硅工藝兼容的材料及物理效應(yīng)、設(shè)計理念和工藝流程，也即采用常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的cmos 工藝與二維、三維微細(xì)加工技術(shù)相結(jié)合的方法，其中也包括微機(jī)械結(jié)構(gòu)件的制作。

微傳感器合乎邏輯的 發(fā)展 延伸是智能傳感器，智能傳感器 自然 延伸則是微系統(tǒng)和mems，mems 的進(jìn)一步發(fā)展則是能夠自主接收、分辨外界信號和指令，進(jìn)而能獨(dú)立、正確動作的微機(jī)械（micromachines）。現(xiàn)在，開發(fā)成功、并已有商業(yè)產(chǎn)品的mems品種已不少，涵蓋各大領(lǐng)域。其中包括全光光通信和全光 計算 機(jī)的關(guān)鍵部件之一的二維、三維mems光開關(guān)。

通過控制芯片上的微反射鏡陣列，實(shí)現(xiàn)光輸入/輸出的交叉互聯(lián)。這是目前全光交換技術(shù)的成熟的方案。市場上可買到的mems光開關(guān)已達(dá)1296路，開關(guān)轉(zhuǎn)換時間約為20ms。

微機(jī)械（也稱為納米機(jī)械）則尚處于開發(fā)試驗(yàn)階段，但已有許多很重要的實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品涌現(xiàn)，如著名的納米電機(jī)、微昆蟲、微直升機(jī)和潛水艇等。技術(shù)產(chǎn)業(yè)界普遍認(rèn)為，它們的開發(fā)成功和投入實(shí)際應(yīng)用將對工業(yè)技術(shù)和生活質(zhì)量產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

智能汽車論文:論現(xiàn)代電子技術(shù)在汽車智能管理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

[論文關(guān)鍵詞]汽車電子技術(shù) 汽車智能管理系統(tǒng) 智能化集成傳感器 多通道傳輸技術(shù)

[論文摘要]汽車是當(dāng)前重要的交通工具，汽車的發(fā)明和汽車相關(guān)技術(shù)的發(fā)展極大地改變了人們的出行方式，加快了商品和人員的流通。

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(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，汽車電子化的程度也越來越高。汽車技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合催生出汽車電子技術(shù)概念。電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車工業(yè)中的廣泛應(yīng)用加快了電子汽車的發(fā)展趨勢，推動了汽車功能的多元化和便捷化。

一、汽車電子技術(shù)

現(xiàn)代電子技術(shù)與汽車工業(yè)的結(jié)合促成了電子汽車概念的誕生和實(shí)現(xiàn)，概括地來說當(dāng)前的汽車電子技術(shù)主要包括：智能化集成傳感器：提供用于模擬和處理的信號，而且還能對信號作坊大處理。同時，他還能自動進(jìn)行時漂、溫漂和非線性的自動校正，具有較強(qiáng)的抵抗外部電磁干擾的能力，保障傳感器信號的質(zhì)量不受影響；嵌入式微處理機(jī)已廣泛地應(yīng)用與安全、環(huán)保、發(fā)動機(jī)、傳動系、速度控制和故障診斷中。軟件技術(shù)：隨著汽車電子技術(shù)應(yīng)用的增加，對有關(guān)控制軟件的需求也相應(yīng)增加，并可能要求進(jìn)一步計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。因此，要求使用多種語言，并開發(fā)出通用的高水平軟件，以滿足多種硬件的要求。轎車上多通道傳輸網(wǎng)絡(luò)將大大地依賴于軟件；多通道傳輸技術(shù)，多通道傳輸技術(shù)的采用，對電子控制集成化的實(shí)現(xiàn)是十分必要和有效的。采用這種技術(shù)后，使各個數(shù)據(jù)線成為一個網(wǎng)絡(luò)，以便分享汽車中心計算機(jī)的信息。汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)：汽車電子設(shè)備發(fā)展的一個重要趨勢是大量使用微處理機(jī)來改善汽車的性能。隨著電控器件在汽車上越來越多的應(yīng)用，車載電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信變得越來越重要。為了進(jìn)一步提高行使的經(jīng)濟(jì)性，溫度及車速等信息必須在不同控制單元間交換。由此，以分布式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是很有必要的。集成化技術(shù)：汽車電子技術(shù)的一個發(fā)展趨向是功能集成化，從而實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)、更有效以及可診斷的數(shù)據(jù)中心。光導(dǎo)纖維：汽車電子技術(shù)的進(jìn)步，已使各系統(tǒng)控制走向集中，形成整車控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)除了中心電腦外，甚至包括多達(dá)23個微處理器及大量傳感器和執(zhí)行部件，組成一個龐大而復(fù)雜的信息交換與控制系統(tǒng)等。

二、國內(nèi)汽車電子技術(shù)發(fā)展

電子技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用加快了汽車技術(shù)的升級和突破，自20世紀(jì)80年代以來，汽車工業(yè)的長足發(fā)展，也是以電子技術(shù)（特別是計算機(jī)、集成電路技術(shù)）為動力而實(shí)現(xiàn)的。采用電子技術(shù)是解決汽車所面臨的諸多技術(shù)問題的方案。因此一國電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平及其在汽車工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況決定了其在未來軌跡汽車行業(yè)競爭中的地位和影響力。目前，國產(chǎn)汽車的電子技術(shù)應(yīng)用多數(shù)還處于初級階段。只有少數(shù)廠家，主要集中在一些中外合資和國內(nèi)較為先進(jìn)的汽車生產(chǎn)廠家，開始將電子控制裝置應(yīng)用在汽車工業(yè)中。國內(nèi)現(xiàn)在采用的電子裝置主要包括發(fā)動機(jī)的燃油噴射、電子點(diǎn)火控制、汽車安全性方面的安全氣囊，abs等領(lǐng)域，而且多數(shù)為直接引進(jìn)國外產(chǎn)品組裝，國內(nèi)科研院所目前有關(guān)汽車電子技術(shù)應(yīng)用的研究也主要集中在發(fā)動機(jī)控制、電控懸架、abs系統(tǒng)等幾個方面，在汽車的電子網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、gprs導(dǎo)航及智能交通系統(tǒng)的研究等方面與國外還有一定差距。

三、現(xiàn)代電子技術(shù)促進(jìn)汽車智能管理的發(fā)展

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民群眾對汽車工業(yè)要求的逐步提高，當(dāng)前的電子技術(shù)在汽車工業(yè)領(lǐng)域里得到了很好較快較好的應(yīng)用。汽車智能管理系統(tǒng)就是這一應(yīng)用的重要體現(xiàn)。車輛智能管理儀（以下簡稱管理儀）硬件構(gòu)成主要由cpu，數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展電路、ic卡接口電路、gps接收電路、光電隔離的輸入、輸出電路、數(shù)碼相機(jī)控制電路、指示燈、蜂鳴器及電源部分組成。采用gps接收機(jī)接收衛(wèi)星的信號，經(jīng)過計算后可得出車輛所處的經(jīng)緯度、行駛速度、行駛方向等參數(shù)。管理儀還能夠采集與司機(jī)操作有關(guān)的數(shù)據(jù)，如剎車、遠(yuǎn)光燈、近光燈、左右轉(zhuǎn)向燈、喇叭、霧燈、制動氣壓、車門開關(guān)等參數(shù)。管理儀根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時間間隔和特殊事件的觸發(fā)，將有關(guān)數(shù)據(jù)保存入ic（intelligent card）卡中。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，車輛管理部門就可以對車輛的歷史運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查、管理，以確定車輛是否按照規(guī)定的要求運(yùn)行。管理儀還能夠?qū)ψ罱?5次停車前，每次停車前50秒的所有信息進(jìn)行詳細(xì)記錄，gps數(shù)據(jù)的采集速度受gps系統(tǒng)的限制，每秒鐘記錄1次，其他參數(shù)每隔0.2秒記錄一次。管理儀還具有數(shù)碼照相機(jī)的控制接口，可以根據(jù)外部觸發(fā)信號，對車內(nèi)的情景拍照。

汽車工業(yè)是高科技工業(yè)，汽車性能的每一步提升都伴隨著新技術(shù)、新工藝的運(yùn)用。電子技術(shù)是21世紀(jì)推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會變革的重要技術(shù)之一，電子技術(shù)的發(fā)展及其在汽車工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用將有效提升汽車工業(yè)的發(fā)展水平。

智能汽車論文:智能汽車設(shè)計攝像頭研究

摘要:

智能汽車作為當(dāng)今科技時代下的新興產(chǎn)物,集中運(yùn)用了計算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、自動控制、人工智能及通訊等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),是未來汽車發(fā)展的重要方向。本文詳細(xì)介紹了基于攝像頭傳感器的智能競速汽車控制器的設(shè)計方案,分別介紹了智能車的硬件組成、路徑的檢測識別方法和智能車的控制策略。利用攝像頭傳感器采集、識別道路信息,規(guī)劃路徑,采用PID控制算法控制電機(jī)和舵機(jī)實(shí)現(xiàn)自動控制。

關(guān)鍵詞:

攝像頭；智能汽車；設(shè)計方案

本設(shè)計是基于MK60DN512ZVLL10單片機(jī)開發(fā)實(shí)現(xiàn)的,該系統(tǒng)采用攝像頭采集、識別道路兩旁或者中央的引導(dǎo)線,在此基礎(chǔ)上利用合理閉環(huán)的算法控制智能車運(yùn)動,從而實(shí)現(xiàn)智能車快速穩(wěn)定的尋跡行駛。

1智能車整體結(jié)構(gòu)的選型與設(shè)計

1.1圖像傳感器的選擇

圖像傳感器,即數(shù)字?jǐn)z像頭。目前市場主流的兩種攝像頭傳感器:以金屬氧化物半導(dǎo)體元件為感光材料的CMOS攝像頭和以電荷耦合元件為感光材料的CCD攝像頭。綜合兩種攝像頭解析度、靈敏度、成本、功耗比、模塊電路、體積、重量,CMOS攝像頭可以滿足于4米/秒速度以下智能車行駛,并且CMOS攝像頭功耗低,工作電壓只需3.3V-7V,可以由智能車穩(wěn)壓后得到,穩(wěn)定經(jīng)濟(jì),所以選擇CMOS攝像頭中的OV7725攝像頭。

1.2起跑線檢測傳感器選擇

起跑用的是發(fā)車燈塔控制方式,發(fā)車燈塔不僅發(fā)出起跑信號,而且發(fā)出終點(diǎn)信號。我們使用基于使用HS0038B傳感器的基礎(chǔ)電路作為接收燈塔光信號一個基礎(chǔ)電路,OUT口接MK60的C5。

1.3速度檢測傳感器選擇

一個完整的控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制的,所以需要測速裝置,用以精準(zhǔn)反映智能車實(shí)時速度。我們采用了由歐姆龍公司研制的一款200線的小型編碼器。

1.4車模選型

本次設(shè)計采用由飛思卡爾半導(dǎo)體公司贊助的G768型車模,即為競賽中的C車模。

2智能車硬件電路設(shè)計

2.1硬件設(shè)計方案

本設(shè)計方案采用模塊化方式完成總設(shè)計,模塊化設(shè)計使思路清晰,在使用出現(xiàn)錯誤時容易修理。

2.2電路設(shè)計方案

本次設(shè)計將智能車系統(tǒng)電路分成兩個主要部分,以MK60N512ZVLQ10為核心的控制電路和以電源為核心的驅(qū)動電路?？紤]到MK60最小系統(tǒng)電路板比較大,所以將整個系統(tǒng)電路分為兩塊規(guī)則PCB板(主控板和驅(qū)動板)。

2.3控制電路

以MK60為核心的單片機(jī)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計主要包括以下幾個部分:電源電路、時鐘電路、JTAG接口、復(fù)位電路。

2.4驅(qū)動電路

因?yàn)楸敬伪荣悢z像頭組使用的電機(jī)是RS-380SH直流電機(jī),小車驅(qū)動芯片決定選用集成的高電流半橋電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用BTN7971B,它的輸出電流足以帶動電機(jī)轉(zhuǎn)動并且較穩(wěn)定。

2.5電源模塊

比賽使用飛思卡爾專用電池,2000mAh的鎳鎘電池1塊,標(biāo)準(zhǔn)電壓7.2V。

3智能車軟件算法設(shè)計

3.1軟件控制整體設(shè)計

本次設(shè)計所用的軟件調(diào)試工具支持C語言和匯編語言混合編程的IAREmbeddedWorkbench軟件,由于C語言操作簡單,可修改和移植性強(qiáng),所以本次軟件設(shè)計大部分程序都使用C語言編寫,只有在某些地方加入了匯編語句。

3.2主程序結(jié)構(gòu)

在系統(tǒng)初始化方面,我們所用到的底層硬件資源進(jìn)行初始化和上層模塊初始化。在方案選擇及參數(shù)設(shè)定上,我們在主板上設(shè)置了一組四位的撥碼開關(guān)和三個按鍵結(jié)合OLED顯示屏實(shí)現(xiàn)的方案和參數(shù)的可調(diào),以在比賽時對車作適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。在圖像獲取上,對于Ov7725數(shù)字?jǐn)z像頭,使用場中斷加高速DMA傳輸?shù)姆绞絹慝@取圖像。圖像處理則采用黑線提取和中心線提取。

3.3控制算法

控制算法是智能車的靈魂,為了使小車能以穩(wěn)定的速度通過跑道,的速度控制是關(guān)鍵,采用速度閉環(huán)控制方案。

4智能車開發(fā)與調(diào)試

4.1軟件開發(fā)環(huán)境

系統(tǒng)編譯下載是在IARIDE開發(fā)環(huán)境下完成的,EmbeddedWorkbenchforARM是IARSystems公司為ARM單片機(jī)開發(fā)的一個集成開發(fā)環(huán)境,這一開發(fā)環(huán)境使用方便、入門容易和代碼簡明緊湊。此外,由于在IAR軟件中進(jìn)行編寫,調(diào)用,修正函數(shù)比較復(fù)雜繁瑣,所以使用了Sourceinsight3軟件進(jìn)行輔助編寫小車程序。

4.2硬件開發(fā)環(huán)境

本次畢業(yè)設(shè)計所用的硬件開發(fā)平臺為著名硬件開發(fā)公司Altium公司的AltiumDesigner10,這已開發(fā)環(huán)境在板級設(shè)計特性、軟設(shè)計特性、數(shù)據(jù)管理特性、通用特性都較有優(yōu)勢。

4.3軟件調(diào)試

軟件調(diào)試主要包括:程序在線仿真調(diào)試,上位機(jī)調(diào)試。在線調(diào)試主要使用的是IAR中的調(diào)試器IARC-SPY。上位機(jī)調(diào)試主要是通過藍(lán)牙模塊將智能車運(yùn)行過程中的狀態(tài)和SD卡采集的圖像及時地反饋到PC機(jī)上。

4.4現(xiàn)場調(diào)試

現(xiàn)場的調(diào)試包括攝像頭調(diào)焦以及固定、PID參數(shù)整定、速度控制算法的參數(shù)整定、智能車運(yùn)行狀態(tài)等方面的調(diào)試。

5結(jié)語

在此次設(shè)計中,通過不斷不斷嘗試,不斷整改,發(fā)現(xiàn)問題,整改問題,最終達(dá)到我們預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。在算法方面,首次采用閉環(huán)系統(tǒng)控制智能車,采用改進(jìn)PID控制算法,對智能車速度及方向進(jìn)行調(diào)整,使智能車較之前的開環(huán)狀態(tài)更加穩(wěn)定,最終完成了智能車的制作,實(shí)現(xiàn)了攝像頭采集識別,閉環(huán)控制等的功能。

作者：吳偉鴻 單位：嘉興學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院

智能汽車論文:智能自動化技術(shù)在汽車工程的應(yīng)用

摘要：在人工智能及自動控制這些學(xué)科的基礎(chǔ)上，新興起一個交叉學(xué)科，那就是智能控制。將智能自動化技術(shù)應(yīng)用于汽車工程上，可以推動汽車工業(yè)的快速發(fā)展，同時控制理論也得到發(fā)展。汽車在市場經(jīng)濟(jì)中處于重要地位，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對于交通工具的要求也越來越高。作為交通工具的汽車，不僅要具有交通性和安全性，同時還要具有人性化和舒適性。所以，不僅要研制出智能車鎖，同時還要研制出一些智能門窗和智能剎車。

關(guān)鍵詞：智能控制；汽車工程；自動化技術(shù)

將智能控制技術(shù)應(yīng)用于汽車工程上，可以有效調(diào)整汽車后視鏡的位置，同時我們還可以運(yùn)用模糊控制的方法，提升汽車的整體性能。通過智能自動化技術(shù)，操作人員可以對實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和直觀感覺進(jìn)行形式化描述，同時還可以進(jìn)行條理化表達(dá)。

一、智能控制基本知識及智能控制系統(tǒng)概述

智能控制也可以稱為自動控制，其中還融合了人工智能和運(yùn)籌學(xué)兩個方面的專業(yè)知識，可以算是三個學(xué)科的結(jié)合物。這種觀點(diǎn)有以下含義，它指出了智能控制產(chǎn)生的背景或條件，即人工智能理論與技術(shù)的發(fā)展及其向控制領(lǐng)域的滲透，我們需要將智能控制拓展到每一個領(lǐng)域。在拓展的過程中我們要運(yùn)用大量的定量優(yōu)化方法，對每一個目標(biāo)的優(yōu)化都要實(shí)行線性規(guī)劃。同時還必須將智能控制維持在一定的范圍之內(nèi)，智能控制本身就融合了理論和技術(shù)兩個方面。智能控制簡單來說也可以算是一種信息反饋，智能控制具有許多基本的要素，比如智能反饋、智能決策和智能信息。信息雖然不是一種具體的物質(zhì)，也不是虛無縹緲的能量，但是在智能控制中占據(jù)著非常重要的地位。在某種意義上來說信息是知識的載體，可以更好地將信息所包含的內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)化的傳達(dá)。當(dāng)我們對智能進(jìn)行固定化的闡述時，我們就會對智能的載體有一個較為模糊的認(rèn)識，不利于我們了解智能化。在識別信息特征后，我們可以非常便捷地獲得一些智能信息，根據(jù)自身對于信息的一些需求，我們可以對智能信息進(jìn)行一些微處理和加工。在對信息進(jìn)行微處理和加工的過程中，我們就會逐漸消除信息所帶來的一些不確定的因素。為了更好地控制信息，我們可以將反饋設(shè)置為智能信息中最重要的環(huán)節(jié)。反饋在智能自動化技術(shù)的應(yīng)用過程中是非常重要的，它可以更加便捷地反饋信息，不同的汽車工程會具有不同的系統(tǒng)控制特點(diǎn)，通過不同的特點(diǎn)我們可以對信息進(jìn)行獨(dú)特的反饋和負(fù)反饋。反饋和負(fù)反饋可以較好地闡述智能信息，同時我們還可以根據(jù)自身發(fā)展的特點(diǎn)去調(diào)整負(fù)反饋的強(qiáng)弱，智能信息在某種程度上來說具有仿人的特點(diǎn)，所以才稱為智能反饋信息自動化技術(shù)。智能決策也是智能控制決策，這種決策在定量的限制上非常薄弱，為了使整套自動化技術(shù)更加完整，可以將定性綜合集成應(yīng)用到其中。這樣可以使智能自動化技術(shù)更好地模仿人腦的決策，在作決策的過程中同時也提高了智能技術(shù)。

二、智能監(jiān)測技術(shù)在車輛設(shè)備中的其他應(yīng)用

1.汽車駐車智能剎車系統(tǒng)將智能監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用于車輛設(shè)備中，可以更好地對汽車駐車智能剎車系統(tǒng)進(jìn)行研究，同時在汽車上可以安裝許多的自動變速箱，目的是方便初學(xué)駕駛者學(xué)習(xí)，這樣就會減少換擋的操作，同時還不需要在上坡的過程中進(jìn)行停車和剎車。但是在整體的駕駛過程中，自動變速箱對于汽油的使用量比較大。高污染、高消耗已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代的綠色消費(fèi)需求，所以市場需求已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)向于手動變速汽車。將智能自動化技術(shù)應(yīng)用于汽車工程上，可以擴(kuò)展剎車的功能，實(shí)現(xiàn)上坡停車制動的自動化。2.汽車后視鏡位置的智能控制位置隨動控制也可以稱為位置全服控制，為了更好地對汽車后視鏡的位置進(jìn)行智能控制，我們可以將信號和反饋信號進(jìn)行兩類規(guī)劃。首先我們要對后視鏡的位置進(jìn)行模擬控制，引入數(shù)字位置控制系統(tǒng)。在微處理和加工信息的過程中，我們就會逐漸消除信息所帶來的一些不確定的因素，同時也要將位置控制拓展到每一個領(lǐng)域。在人們所熟悉的辦公自動化中，也應(yīng)用了大量的智能自動化技術(shù)，比如說復(fù)印機(jī)、磁盤的磁頭位置控制，這些都運(yùn)用了數(shù)控機(jī)床定位控制。

三、結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能控制技術(shù)已經(jīng)拓展到了各個領(lǐng)域，同時已經(jīng)形成了產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向。智能儀表、機(jī)械制造、汽車工業(yè)和石油化工，都廣泛應(yīng)用智能自動化技術(shù)。模糊控制也是智能自動化技術(shù)中的一種，在汽車工程中也得到了廣泛的應(yīng)用，模糊控制可以多方位監(jiān)控控制的對象。在汽車工程發(fā)展的過程中，我們需要對每一個控制領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)學(xué)模型描述，這樣才可以改進(jìn)制造工藝。為了減少智能自動化技術(shù)中存在的偏差，我們需要多方位監(jiān)測非線性和不確定系統(tǒng)，同時還要提高模糊控制技術(shù)的質(zhì)量。

作者：賈東升 單位：德州科技職業(yè)學(xué)院

智能汽車論文:無線電傳輸技術(shù)對汽車智能儀表的應(yīng)用

摘要：汽車制造商將無線電傳輸技術(shù)在汽車智能儀表設(shè)計中應(yīng)用，不僅能夠達(dá)到滿足廣大汽車消費(fèi)者對汽車儀表外觀的要求，還能夠有效的節(jié)約汽車儀表系統(tǒng)制作成本。這樣的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)逐漸的被汽車工業(yè)所廣泛應(yīng)用，將無線電傳輸技術(shù)應(yīng)用到汽車智能儀表設(shè)計中，已經(jīng)成為了我國汽車產(chǎn)業(yè)未來的必要發(fā)展趨勢。本文將對無線電傳輸技術(shù)在汽車智能儀表設(shè)計應(yīng)用，做出簡要分析，旨在于更好的提高汽車系統(tǒng)應(yīng)用效益，為汽車產(chǎn)業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：無線電；傳輸技術(shù)；汽車技能儀表；設(shè)計應(yīng)用

汽車制造商應(yīng)采取全新的設(shè)計理念，將無線電傳輸技術(shù)應(yīng)用到汽車智能儀表中，全新設(shè)計理念的智能儀表，不僅在外觀上有顯著的改善，在應(yīng)用中也有良好的效果，必定成為汽車產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。

1無線傳輸技術(shù)的汽車智能儀表功能設(shè)計

在傳統(tǒng)的汽車儀表設(shè)計中，汽車儀表多數(shù)采用機(jī)械式儀表，機(jī)械式儀表不僅鏈接復(fù)雜，對汽車儀表的美觀也有一定的影響，所以，汽車產(chǎn)業(yè)生在逐步的將無線傳輸技術(shù)，應(yīng)用到汽車智能儀表功能設(shè)計中。汽車智能儀表是通過液晶屏的顯示方式，將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、檔位、行駛車速、水溫、油量等重要的信息集合在一起，通過液晶顯示屏顯示出來。這樣的設(shè)計理念不僅改變了傳統(tǒng)儀表的復(fù)雜性，并且智能儀表能夠有效的節(jié)省空間，具有較強(qiáng)的使用價值。在汽車智能儀表的實(shí)際應(yīng)用中，無線傳輸技術(shù)的智能儀表，由兩個模塊組成分別是：“發(fā)射機(jī)儀表”和“接收機(jī)儀表”。在發(fā)射機(jī)儀表和接收機(jī)儀表的使用原理中，發(fā)射機(jī)儀表是安裝在汽車上的，而接收機(jī)儀表則是安裝在汽車的方向盤上，發(fā)射機(jī)儀表通過接收發(fā)動機(jī)發(fā)出的信息，然后傳輸?shù)浇邮諜C(jī)儀表中，再通過液晶顯示屏顯示出來。另外，通過無線電傳輸技術(shù)的智能儀表，想要代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線傳輸，還需要安裝一個較小的控制系統(tǒng)，這個無線傳輸?shù)牟僮飨到y(tǒng)由無線傳輸射頻芯片、數(shù)字儀表等其他電子元件組成?？刂葡到y(tǒng)的安裝首先要將一個最小的控制系統(tǒng)安裝在汽車上，來作為控制系統(tǒng)的接收端，再通過無線發(fā)射頻芯片輸送到發(fā)送端，這樣的無線系統(tǒng)設(shè)計能夠成功的代替，傳統(tǒng)機(jī)械儀表中的有線傳輸。將無線傳輸系統(tǒng)有效的應(yīng)用到汽車智能儀表中，從根本上改變了傳統(tǒng)的機(jī)械操作系統(tǒng)，對改造汽車儀表美觀感有極好的效果。

2智能儀表數(shù)據(jù)采集設(shè)計

在無線傳輸智能儀表系統(tǒng)操作中，智能儀表數(shù)據(jù)采集是一項(xiàng)比較重要的環(huán)節(jié)，無線傳輸智能儀表采集系統(tǒng)包括，上位機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)、智能儀表和其他傳感器。其中上位機(jī)的主要作用是，在系統(tǒng)中采集語言編寫控制程序，并且通過系統(tǒng)中的模塊利用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街悄軆x表。這樣的無線傳輸系統(tǒng)能夠更加的將汽車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、檔位、水溫、油量等重要信息，的采集并且顯示在液晶顯示屏中，能夠有效的提升汽車儀表的視覺感。另外，在智能儀表數(shù)據(jù)采集中，還有一項(xiàng)較為重要的部分，就是應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的無線數(shù)據(jù)通信設(shè)備，只有無線數(shù)據(jù)通信設(shè)備達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，才能夠更加的傳輸有效數(shù)據(jù)，并且具有著良好的抗干擾能力。

3智能儀表軟件模塊設(shè)計

在無線傳輸智能儀表的應(yīng)用中，除了過硬的硬件系統(tǒng)以外，性能良好的軟件系統(tǒng)也有著同樣重要的作用。無線傳輸智能儀表的軟件設(shè)計采用語言編寫程序，具有調(diào)試方便、運(yùn)用靈活等優(yōu)勢，軟件系統(tǒng)采用模塊化的思想對軟件系統(tǒng)進(jìn)行連接，模塊化的軟件思想對于軟件程序的調(diào)試有非常大的作用。汽車無線智能儀表軟件系統(tǒng)中的主模塊程序在軟件系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，主模塊的主要作用是對軟件系統(tǒng)中的子模塊進(jìn)行調(diào)度，讓各子模塊能夠充分的體現(xiàn)其自身的實(shí)際功能，所以，主模塊在軟件系統(tǒng)中起到的操作性是尤為重要的。另外，在無線傳輸智能儀表軟系統(tǒng)中，總線通訊模塊的作用也是不容小覷的，總線通訊模塊的主要作用是對汽車數(shù)據(jù)采集點(diǎn)與汽車儀表之間的傳輸作用。其主要將汽車的行駛里程，對液晶顯示模塊進(jìn)行傳輸，并通過液晶顯示器實(shí)時顯示，對整個系統(tǒng)的運(yùn)行有著重要的作用。其次，在汽車無線智能儀表軟件中，還包括脈沖信號采集模塊，脈沖信號采集模塊的主要作用是對汽車的檔位、行駛車速、油量、水溫等重要信息的采集和計算，并通過總線模塊傳送到汽車智能儀表系統(tǒng)中，并且及時的通過液晶顯示屏顯示。

4結(jié)束語

綜上所述，對于無線傳輸系統(tǒng)操控下的智能儀表，還有著高精度、高、高適應(yīng)、低消耗等優(yōu)勢。智能儀表用過的操作系統(tǒng)，不僅提高了儀表盤的程度，還有效的降低了汽車儀表的制造成本，是一項(xiàng)值得汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的操作系統(tǒng)。所以，將無線電傳輸技術(shù)在汽車智能儀表設(shè)計應(yīng)用，對汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要的作用。

作者：盛吉照 單位：保定長安客車制造有限公司

智能汽車論文:汽車自動變速系統(tǒng)智能控制方法

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，汽車已成為我們?nèi)粘Ｉ钪兄匾慕煌üぞ?，怎樣改進(jìn)、優(yōu)化汽車已成為我們共同關(guān)注的話題，也是人們對汽車行業(yè)提出的要求。汽車自動變速系統(tǒng)智能控制便是現(xiàn)代汽車發(fā)展中重要的技術(shù)之一，自動變速智能控制系統(tǒng)是汽車智能化的標(biāo)志。將智能控制技術(shù)與汽車的自動變速控制系統(tǒng)相結(jié)合是提高汽車控制性和靈活性的重要舉措。筆者針對汽車自動變速系統(tǒng)智能控制技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的研究。

關(guān)鍵詞：自動變速；智能控制；人工控制

引言

在近幾年來，信息技術(shù)快速發(fā)展，信心技術(shù)的發(fā)展帶動了自動化的發(fā)展，自動化應(yīng)用在各個領(lǐng)域，尤其是汽車上有許多系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化。人工控制的自動化相較于傳統(tǒng)控制方法具有邏輯清晰、策略靈活、工作精準(zhǔn)、反應(yīng)快捷等優(yōu)點(diǎn)，人工控制智能化的優(yōu)勢是傳統(tǒng)方法所不能比擬的。因此，自動控制領(lǐng)域的許多專家學(xué)者把模擬人類大腦運(yùn)作的智能化控制看做自己不斷研究的目標(biāo)。

一、汽車自動變速系統(tǒng)智能控制的研究現(xiàn)狀

就目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，汽車自動變速器主要有電控液力機(jī)械式自動變速器AT、連續(xù)可變傳動比自動變速器CVT和電控機(jī)械式自動變速器AMT三種類型。自微型計算機(jī)從上世紀(jì)80年代開始發(fā)展以來，許多自動變速器開始嘗試著使用微機(jī)控制，從而減小傳統(tǒng)控制中出現(xiàn)的誤差，提高控制性能。微機(jī)技術(shù)的發(fā)展不僅僅推動了自動化的發(fā)揮，同時還影響了傳統(tǒng)手動變速器的發(fā)展。我國是吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院最早對電控機(jī)械式自動變速器進(jìn)行研究的單位，該學(xué)院于1985年著手于電控機(jī)械式自動變速器AMT的研究，在1989年的時候，該學(xué)院成功將電控機(jī)械式自動變速器AMT應(yīng)用于汽車上，并進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，從而獲得了初步的研究成果。在此之后，逐漸開始出現(xiàn)研究汽車智能化控制的公司，如1991年重慶歐翔汽車電子有限公司開始著手于電控機(jī)械式自動變速器AMT的研究，并于1998年在國產(chǎn)紅旗轎車上進(jìn)行了成功的試驗(yàn)。此時的國外，電控機(jī)械式自動變速器AMT經(jīng)過多年的研究后已經(jīng)能夠正式進(jìn)入使用階段，如德國生產(chǎn)的BMW-M3和瑞典生產(chǎn)的SAAB轎車等。

二、智能控制相關(guān)理論

1、智能控制的基本概念

雖然智能化控制技術(shù)成為許多專家學(xué)者研究的重點(diǎn)，但是智能控制技術(shù)至今沒有一個統(tǒng)一的概念，也沒有一個確切的系統(tǒng)描述，本文展示了大多數(shù)學(xué)者認(rèn)可的關(guān)于智能控制的基本概念：（1）智能控制具有一定的適用范圍，其使用對象應(yīng)是一個不確定模型，且控制較為復(fù)雜；（2）智能控制是模擬人類大腦運(yùn)轉(zhuǎn)的，必須具備人類的環(huán)境感知能力、學(xué)習(xí)能力、適應(yīng)能力、聯(lián)想能力及記憶能力等，同時應(yīng)該具有計算機(jī)嚴(yán)密的邏輯思維能力和推理能力，能夠?qū)?fù)雜困難的任務(wù)進(jìn)行分析、組織和協(xié)調(diào)；（3）智能控制不是一門與其他知識無關(guān)的學(xué)科，它恰恰是一種可以應(yīng)用在多方面、多領(lǐng)域的學(xué)科，是可以促進(jìn)各類學(xué)科相互交流的交叉學(xué)科。

2、智能控制的體系結(jié)構(gòu)

智能控制不是理論上的空談，它是技術(shù)與理論相結(jié)合的應(yīng)用型技術(shù)，是能夠直接作用在實(shí)際對象上的實(shí)用型技術(shù)。在本文的研究中，給出了智能控制技術(shù)體系結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，如下所示:智能控制技術(shù)體系并不只是上圖中那么簡單，它是一個具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)體系，隨著知識和技術(shù)的不斷更新，新的智能控制技術(shù)會不斷涌現(xiàn)，智能控制技術(shù)體系結(jié)構(gòu)也將會不斷壯大。

三、智能控制中存在的問題

1、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性

在智能控制技術(shù)發(fā)展的過程中遇到了許多的問題，其中穩(wěn)定性分析是智能控制技術(shù)發(fā)展中遇到的一個難題，也是眾多專家學(xué)者較為關(guān)注的問題之一。在一個工程系統(tǒng)中，穩(wěn)定性是其最基本、最重要的一個要求，穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo)會嚴(yán)重影響工程體系的質(zhì)量。對于穩(wěn)定性的分析，人們習(xí)慣采用Lyapunov直接分析法來分析，直接分析法對建立數(shù)學(xué)模型不是非常依賴，其關(guān)鍵在于找到系統(tǒng)中客觀存在的一個標(biāo)量函數(shù)V（x，t），但是往往尋找標(biāo)量函數(shù)是非常困難的。在智能控制系統(tǒng)中，被控制的對象非常復(fù)雜，一般不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行建模，且多為非線性、參數(shù)多變的，要分析出其穩(wěn)定性是非常困難的。但是在人工控制的過程中，控制著可以將系統(tǒng)輸出額度不穩(wěn)定性特征進(jìn)行收集，并做出相應(yīng)的預(yù)測判斷，采取有效措施將可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定性扼殺在搖籃里，以此來保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2、學(xué)習(xí)控制的收斂性

在學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)的過程中，其收斂性是影響學(xué)習(xí)控制的主要因素，在學(xué)習(xí)算法不收斂的情況下，學(xué)習(xí)控制幾乎不可能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。如下圖所示：將學(xué)習(xí)控制的過程作圖為三維的坐標(biāo)，其中k軸為學(xué)習(xí)軸，下圖即為時間軸連續(xù)與學(xué)習(xí)軸離散的綜合過程，每次發(fā)生離散事件必是沿時間控制，由此，據(jù)收斂性可得，在最終一次沿時間軸連續(xù)即一次離散事件中都有e(t)=0，t∈[0,T]。

四、本文所研究智能控制的方法

所有智能化控制的出發(fā)點(diǎn)都是模擬人類控制的某種行為，每種智能化控制都具有自己的特色。所以，在實(shí)際使用智能化控制中，模擬人類的哪些控制特征是根據(jù)被控制對象的特點(diǎn)、屬性及控制目標(biāo)和要求來制定的。筆者希望能夠?qū)⑵囎兯傧到y(tǒng)與智能化控制更好的相結(jié)合，為車輛自動變速的研究提供幫助，以促進(jìn)AMT車輛的變速自動控制的發(fā)展，使其具有更高的性能，使人們能夠更加滿意。不同于實(shí)驗(yàn)，汽車在實(shí)際行駛過程中會遇到各種各樣的環(huán)境，而汽車自動變速系統(tǒng)依賴于外界的環(huán)境和汽車本身的狀態(tài)，所以，在實(shí)際操作中要根據(jù)汽車運(yùn)行的具體條件對控制性能進(jìn)行不同的改進(jìn)。五、結(jié)語隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車上使用的電子技術(shù)越來越多，自動化變速技術(shù)也受到了廣泛的重視，將汽車變速系統(tǒng)與自動化智能控制相結(jié)合符合時展的需要，符合人們對汽車發(fā)展的要求。對電控機(jī)械式自動變速器AMT進(jìn)行研究不僅能夠促進(jìn)自動化控制技術(shù)的發(fā)展，還能夠促進(jìn)我國汽車行業(yè)的發(fā)展，有效提高汽車的性能、實(shí)用性和汽車的使用價值。由此可見，研究汽車自動化變速系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)對于新時代汽車行業(yè)發(fā)展的必要性。

作者：童玉正 單位：安徽蚌埠鐵龍汽車維修有限公司

智能汽車論文:談汽車整車智能考核系統(tǒng)設(shè)計

1汽車整車智能考核系統(tǒng)通信模式

汽車整車智能考核系統(tǒng)中PC與智能主控板之間通過USR-WIFI232模塊進(jìn)行WIFI網(wǎng)絡(luò)通信，智能主控板與USR-WIFI232模塊通過RS-232通訊，智能主控板中多塊電路板采用TWI總線通信，TWI總線通信最多可連接128個設(shè)備。汽車整車智能考核系統(tǒng)通信框圖如圖1所示。

2汽車整車智能考核系統(tǒng)硬件設(shè)計

汽車整車智能考核系統(tǒng)硬件部分由電源模塊、RS-232通信接口、AD基準(zhǔn)電壓模塊、故障設(shè)置模塊、電壓采集模塊、電阻測量模塊和TWI通信接口模塊組成，汽車整車智能考核系統(tǒng)硬件框圖如圖2所示。（1）電源模塊電源模塊采用LM2576穩(wěn)壓電路，輸入電壓12V，輸出電壓5V，輸出電流3A，電源輸入較高電壓為40V。電源模塊電路圖如圖3所示。（2）RS-232通信接口模塊用單片機(jī)和PC機(jī)通過串口進(jìn)行通信，盡管單片機(jī)有串行通信的功能，但單片機(jī)提供的信號電平和RS-232的標(biāo)準(zhǔn)不一樣，單片機(jī)邏輯電平：邏輯1為5V、邏輯0為0V，而RS-232邏輯電平：邏輯1為-3V～-15V、邏輯0為+3V～+15V。因此需要通過MAX232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。MAX232芯片電平轉(zhuǎn)換電路圖如圖4所示。（3）AD基準(zhǔn)電壓模塊為保障AD采集電壓的穩(wěn)定性，需提供一個穩(wěn)定獨(dú)立的基準(zhǔn)電壓源，從而保障AD采集電壓的性，智能主控板中采用TL431并聯(lián)穩(wěn)壓集成電路提供穩(wěn)定的5V基準(zhǔn)電壓。TL431基準(zhǔn)電壓電路圖如圖5所示。（4）故障設(shè)置模塊故障設(shè)置模塊采用ULN2803達(dá)林頓管驅(qū)動器，驅(qū)動繼電器，通過控制繼電器，從而實(shí)現(xiàn)斷路故障、虛接故障和短路故障，在汽車線路中串接繼電器的常閉觸電，當(dāng)繼電器不動作時，線路正常，當(dāng)繼電器動作時，可設(shè)置汽車線路的斷路故障；在斷路故障中控制斷路故障繼電器不定時斷開或接通來實(shí)現(xiàn)虛接故障；在汽車線路中的傳感器輸出信號線中在不斷開線路的基礎(chǔ)上，通過繼電器的常開觸電把信號線與GND連接，當(dāng)繼電器不動作時，線路正常，當(dāng)繼電器動作時，可設(shè)置汽車傳感器信號線的短路故障。智能主控板故障設(shè)置電路圖，如圖6所示，其中K1為斷路故障繼電器，K2為短路故障繼電器。（5）電壓采集模塊電壓采集模塊采用ATmega16單片機(jī)自帶的10位ADC模塊，由于汽車電路采用的是12V電源，在發(fā)動機(jī)發(fā)動后較高電壓可達(dá)到14.8V，通過電阻分壓電路是AD采集電源在0～5V的范圍內(nèi)，選用200kΩ和100kΩ電阻串聯(lián)，分壓后的電壓為被測電路的1/3。電壓采集模塊電路圖如圖7所示。

3汽車整車智能系統(tǒng)軟件設(shè)計

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需求，軟件部分能夠真實(shí)地實(shí)現(xiàn)20名以上學(xué)員同時進(jìn)行車輛高技術(shù)系統(tǒng)的維修診斷實(shí)訓(xùn)，解決車輛及場地不足的問題；可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，將復(fù)雜的汽車電路，形象地顯示出來，便于學(xué)生理解；系統(tǒng)實(shí)時地采集車輛各種電器線路的電壓數(shù)據(jù)，學(xué)員只需要在電腦上即可完成各種電壓和電阻的測量，大大地提高了實(shí)訓(xùn)的效率；智能化的考試管理功能，方便教師進(jìn)行考試試卷設(shè)計，以及學(xué)員考試完后成績的統(tǒng)計，實(shí)現(xiàn)考試網(wǎng)絡(luò)管理；網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)訓(xùn)管理，系統(tǒng)可以隨時控制每一位學(xué)員的工作狀態(tài)，教師對學(xué)員實(shí)訓(xùn)管理的網(wǎng)絡(luò)化。本系統(tǒng)適用于中高等職業(yè)技術(shù)院校、普通教育類學(xué)院和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)對整車電器理論和維修實(shí)訓(xùn)的教學(xué)需要。汽車整車智能系統(tǒng)軟件界面如圖8所示。

作者：王志海 單位：廣東省機(jī)械高級技工學(xué)校

智能汽車論文:從CES展看智能汽車趨勢

從某種程度上看，亞洲消費(fèi)電子展（CES Asia）似乎正在變得越來越“汽車化”，汽車科技，特別是代表汽車發(fā)展未來的“自動駕駛”技術(shù)受到了前所未有的關(guān)注。在上海新國際博覽中心的N3館里，不但聚集著奔馳、寶馬、本田、現(xiàn)代、NEVS等整車企業(yè)、各級供應(yīng)商、服務(wù)商，還有百度等互聯(lián)網(wǎng)科技公司。占據(jù)了展館面積半壁江山的傳統(tǒng)汽車企業(yè)與百度等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都在現(xiàn)場也展示著關(guān)于自動駕駛、智能交通等汽車的未來技術(shù)。

汽車企業(yè)也越來越顯示出“主場”的熱情，越來越多的車企開始在這里“秀肌肉”，亮出自己在汽車電子領(lǐng)域的黑科技，顯示自己對于汽車未來發(fā)展“詩和遠(yuǎn)方的情懷”。首次參展的現(xiàn)代汽車向中國市場了其Connected Mobility 、Freedomin Mobility和Clean Mobility三大未來Mobility 戰(zhàn)略。寶馬將BMW i未來概念座艙帶到現(xiàn)場試圖向中國市場展示寶馬對于汽車在實(shí)現(xiàn)自動駕駛和高度互聯(lián)后乘坐者對于車內(nèi)休息、辦公或娛樂需求的理解。這個以“數(shù)字化的私人移動空間”為理念設(shè)計的汽車內(nèi)部空間里搭載的BMW HoloActive觸控系統(tǒng)展示著人機(jī)交互技術(shù)的未來趨勢。而奔馳在現(xiàn)場所展示的“Fit&Healthy智能健康概念車”不但詮釋了其“瞰思未來”（C.A.S.E.）戰(zhàn)略中“智能互聯(lián)（Connected）”，而且將中國元素展現(xiàn)得淋漓盡致，受到了極大關(guān)注。不僅僅是展會現(xiàn)場的靜態(tài)展示，奔馳還大手筆地在CES Asia開展前夕、在場館之外，舉辦了一場以“健行?見未來”為主題的媒體科技日活動，把今年的CES Asia變成了一個熱鬧的派對PARTY，一場盛大的狂歡和一次奔馳對于未來交通夢想的啟程。

奔馳為此在黃浦江邊專門打造了一個類似智能健身館的“科技日展館”，在兩個具有未來感的“天穹體驗(yàn)館”中，通過兩款概念車及一系列互動體驗(yàn)環(huán)節(jié)，展示著奔馳對于未來出行發(fā)展前景的理解。北京梅賽德斯-奔馳銷售服務(wù)有限公司執(zhí)行副總裁、負(fù)責(zé)銷售與市場營銷的段建軍還在現(xiàn)場練起了瑜伽，大“秀”功夫茶道。

除了洲消費(fèi)電子展（CES Asia）之外，在中國的外資品牌汽車企業(yè)正在匆匆趕往另一個“陌生”的展會――“GSMA世界移動大會”。在參展商名單上，戴姆勒、大眾、豐田等跨國巨頭汽車企業(yè)都赫然在列?！?017GSMA世界移動大會（上海）”開幕當(dāng)天，大眾宣布其所開發(fā)的“智能手機(jī)鏡像科技”與MirrorLink、百度CarLifeTM、Apple Car Play以及Android AutoTM系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)車載無縫連接，并在現(xiàn)場展示了這個技術(shù)的應(yīng)用場景，這是大眾首次在公開場合展示該技術(shù)。而豐田能夠出現(xiàn)在“世界移動大會”的現(xiàn)場則多少讓人有些驚訝。這家低調(diào)的日本企業(yè)一直奉行“少說多做”的行事原則，此前幾乎不主動對外“智能”、“互聯(lián)”等有關(guān)于汽車未來和前瞻性的“夢想”規(guī)劃。這次他們展出的是基于Smart Device Link（以下簡稱“SDL”）開源平臺研發(fā)的連接智能手機(jī)和車載終端的5個不同類型的應(yīng)用程序。在搭載了SDL平臺的車輛中，駕駛者能夠通過車載終端以及語音，更安全、更方便地使用自己的智能手機(jī)應(yīng)用程序。豐田宣布力爭在2018年推出搭載SDL的產(chǎn)品，為此，他們正在大力推動與各廠商、合作伙伴及應(yīng)用程序開發(fā)商的協(xié)作。目前，國內(nèi)已有15個應(yīng)用程序支持SDL，豐田表示今后還會繼續(xù)與SDL聯(lián)盟內(nèi)的其他組織成員一起為消費(fèi)者提供更優(yōu)異的第三方應(yīng)用程序。時代也許是一次“逆襲”的機(jī)會？但是從目前來看，傳統(tǒng)汽車巨頭企業(yè)已經(jīng)開始在智能、互聯(lián)領(lǐng)域快速地排兵布陣，提前實(shí)施了一系列“落地”的劃。因此如何有效抓住機(jī)遇，在這一輪變革中獲得勝利，也需要本土品牌汽車企業(yè)積極應(yīng)對。

智能汽車論文:基于K60競賽用智能汽車的路徑識別系統(tǒng)研究

摘 要 智能車技術(shù)的研究是一項(xiàng)綜合性的研究，其中包括機(jī)械、傳感器檢測、電機(jī)控制、模式識別、圖像分析、信號處理、嵌入式系統(tǒng)等多個學(xué)科融合。本文以智能車控制系統(tǒng)的圖像信號采集與圖像處理為研究對象，分析了圖像傳感器OV7620的工作原理，并且提出了圖像信號采集與圖像處理的方法，圖像處理中使用了二值化和中值濾波算法，在提取黑線上采用邊沿提取法。

關(guān)鍵詞 圖像傳感器OV7620 二值化 中值濾波 邊沿提取法

1圖像傳感器OV7620的工作原理

攝像頭 OV7620 是一款數(shù)字的 CMOS 型、NTSC 制式的攝像頭，每秒能夠輸出 30 幀圖像，OV7620 攝像頭是隔行掃描圖像的，即在每行掃描點(diǎn)數(shù)不變的情況下，將圖像分成奇偶兩場分別傳送，奇場圖像傳送 1、3、5、7……奇數(shù)行，偶場圖像則傳送與之相對應(yīng)的偶數(shù)行，這兩場圖像的效果是一樣的。圖像在低電平的時候傳輸給的單片機(jī)，采用下降沿捕捉，既在每場圖像開始時候采集，采用這種方法采集的圖像更為些。行中斷的周期為 63.6us，圖像在高電平時輸出像素點(diǎn)，低電是換行時間，所以一定要捕捉上升沿將來觸發(fā)行中斷，因?yàn)橄陆笛睾蟮臄?shù)據(jù)是無效的。

要操作攝像頭，首先進(jìn)行初始化，傳統(tǒng)的中斷觸發(fā)方式都是上升沿觸發(fā)，而本文研究的行、場中斷都是下降沿觸發(fā)，在這里需要解釋一下。由于OV7620的圖像大小是640'480，而單片機(jī)不需要這么多的列，由于使用了DMA功能，而DMA只能連續(xù)采集，因此我們選用硬件四分頻，因此實(shí)際采集到的列數(shù)為640/4=160列，而行數(shù)我們采用隔行采集的思想。

做攝像頭信號采集一定要做好時序的分析工作，一幀分為兩場圖像，即奇場和偶場，將圖像處理放在偶場進(jìn)行處理，而奇場進(jìn)行采集圖像。其中AcqAryy[50]中存入需要采集的行，由于攝像頭一幀有480行，一場有240行，因此，需要在這240行中挑選50行，具體操作為在賽道上放一根黑條，每2cm采集一次（理論距離為250=100cm，但實(shí)際最遠(yuǎn)端的行采集不清楚，不得不每兩行采集一次，調(diào)整一次黑條，也可在賽道上粘50根黑條，直接采集240行圖像，發(fā)送到上位機(jī)上，從中挑選50行，最終能夠達(dá)到圖1的圖像效果。

3.1二值化處理

將圖像導(dǎo)入matlab進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)原始圖像像素值均在0-255內(nèi)，而白色區(qū)域像素值一般在 160以上，黑色區(qū)域一般在 70以下。為了提取出黑線，檢測像素值的跳變是最直觀的方案，但是實(shí)際中一般黑白線邊沿的像素值不是突然跳變的，而有一個過渡過程。所以，將原始圖像進(jìn)行二值化處理不但有清晰邊沿線的功能，還能方便后續(xù)路徑識別部分算法的設(shè)計與處理。

二值化處理就是對于輸入圖像的各個像素，先確定某個亮度值，當(dāng)像素的亮度超過該閾值時，則將對應(yīng)輸出圖像的像素值設(shè)為 1，否則為 0，原理公式如下：

其中， f （ x， y）， g （ x， y）分別為處理前 、處理后的圖像中處于（ x， y）位置上的某個像素的濃度值，t為閾值 。圖 2為二值化后的效果， 0為黑點(diǎn)， 1為白點(diǎn) 。

二值化后的賽道狀況已經(jīng)非常明了，但是仍有干擾存在，這樣對賽道的識別及接下來的算法設(shè)計會造成一定的困難。 因而，選擇對圖像進(jìn)行中值濾波。該方法是一種局部平均的平滑技術(shù)， 對脈沖干擾和椒鹽噪聲的抑制效果好，能有效保護(hù)圖像的邊緣 。

1x3窗口中值濾波是非常簡單的一種去噪方法，是將某個像素點(diǎn)和相鄰兩個像素點(diǎn)的像素值按大小順序排列，取出中間值作為該點(diǎn)的像素值。這種方法能夠有效地抑制隨機(jī)噪聲，并且計算量相比去噪常用的 3x3模板要小得多 。減小計算量能夠有效地提高單片機(jī)識別道路的速度，這一點(diǎn)對時間要求較高的實(shí)時處理是非常重要的。

為了說明此方案的適用性，隨機(jī)在圖像數(shù)組中加入噪聲點(diǎn)，如圖3。為了使接下來的驗(yàn)證過程更為方便，設(shè)計中將實(shí)際圖像用matlab進(jìn)行二值化，導(dǎo)出一個二維數(shù)組，在驗(yàn)證算法時不同的道路狀況只需修改數(shù)組中的值即可。

3.2黑線提取

這里的黑色引導(dǎo)線以白色為襯底，因黑線和白色底板存在很多大灰度比，在圖像信號上會形成相應(yīng)高低不同的電壓值。當(dāng)檢測到黑線時，圖像信號中將形成一個“ 凹”形槽，凹槽處即是黑線在一行數(shù)據(jù)中的相對位置。

對圖像每行數(shù)據(jù)的處理將得到每行圖像中黑線的相對位置，即下面的行數(shù)據(jù)處理；而對每行圖像中黑線的位置的綜合分析將再現(xiàn)黑線的形狀，即下面的幀數(shù)據(jù)處理。本設(shè)計將采集的模擬量數(shù)據(jù)存放在一個二維數(shù)組中，當(dāng)完成對一行數(shù)據(jù)的采集后，就可以對該行的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即提取黑線的算法。 在提取黑線上采用邊沿提取法。該算法具有對黑線反應(yīng)靈敏、度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

圖4表示的是光線比較好的情況下，A/D采集一幀中一行像的數(shù)值結(jié)果，即二維數(shù)組中的某一行數(shù)據(jù)。小圓點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示 A/D采集值，橫坐標(biāo)表示采集點(diǎn)在二維數(shù)組該行中的相對位置。

邊沿提取法，即通過程序檢測到上述圖形的上升沿和下降沿 ，然后通過上升沿和下降沿的位置求出黑線的位置。邊沿提取算法流程，其提取流程如圖5所示：

通過判斷下降沿位置和上升沿位置，來計算黑線的相對位置，并通過判斷上升沿之后的數(shù)據(jù)是否滿足相差不大于閾值來減小誤差，以計算黑線的相對位置。

智能汽車論文:淺議智能汽車技術(shù)及汽車動力學(xué)控制系統(tǒng)

【摘 要】汽車動力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（DSC）是汽車主動安全電控系統(tǒng)的重要研究前沿，是繼ABS之后需要進(jìn)行重點(diǎn)突破的汽車主動安全控制系統(tǒng)。要求汽車具有更好的可控性和更高的行駛安全性。因此，汽車的操縱穩(wěn)定性日益受到重視，成為現(xiàn)代汽車研究的重點(diǎn)。本文通過對國內(nèi)外關(guān)于DSC的研究文獻(xiàn)和開發(fā)的產(chǎn)品進(jìn)行收集整理，為DSC研發(fā)提供參考。

【關(guān)鍵詞】汽車 動力 控制系統(tǒng)

汽車動力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（DSC）是汽車電控研究前沿。這一系統(tǒng)目前沒有統(tǒng)一的命名，Bosch公司稱之為汽車電子穩(wěn)定程序（ESP）；豐田公司稱之汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（VSC）或汽車穩(wěn)定性輔助系統(tǒng)（VSA），汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESC）；寶馬公司稱之汽車動力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（DSC）。名稱不盡相同，但在設(shè)計目標(biāo)，控制策略，追求的性能上大體是相同的。

1 智能型汽車的特點(diǎn)

智能車又稱為無人駕駛汽車，屬于輪式移動機(jī)器人的一種，是一個集環(huán)境感知、路徑規(guī)劃、自動駕駛等多功能于一體的綜合系統(tǒng)。智能汽車技術(shù)將許多領(lǐng)域聯(lián)系在一起，如計算機(jī)科學(xué)、人工智能、圖像處理、模式識別和控制理論等。智能汽車與一般所說的自動駕駛有所不同，它更多指的是利用GPS和智能公路技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車自動駕駛。這種汽車不需要人去駕駛，因?yàn)樗b有相當(dāng)于人的“眼睛”、“大腦”和“腳”的電視攝像機(jī)、電子計算機(jī)和自動操縱系統(tǒng)之類的裝置，這些裝置都裝有非常復(fù)雜的電腦程序，所以這種汽車能和人一樣會“思考”、“判斷”、“行走”，可以自動啟動、加速、剎車，可以自動繞過地面障礙物。

2 智能汽車操縱穩(wěn)定性研究的目的及意義

汽車動力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（DSC）是汽車電控的研究前沿。這一系統(tǒng)目前沒有統(tǒng)一的命名，Bosch公司稱之為汽車電子穩(wěn)定程序（ESP）；豐田公司稱之汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（VSC）或汽車穩(wěn)定性輔助系統(tǒng)（VSA），汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESC）；寶馬公司稱之汽車動力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（DSC）。名稱不盡相同，但在設(shè)計目標(biāo)，控制策略，追求的性能上大體是相同的。隨著高速公路的發(fā)展和汽車技術(shù)的進(jìn)步，公路交通呈現(xiàn)出行駛高速化、車流密集化的趨勢?，F(xiàn)代轎車的設(shè)計較高時速一般都大于200km/h，有的運(yùn)動型轎車甚至超過300km/h。汽車在高速公路上的行駛速度通常也都在lOOkm/h，其次駕駛員的非職業(yè)化發(fā)展趨勢，使得車輛在高速行駛時出現(xiàn)了各種各樣的穩(wěn)定性問題。要求汽車具有更好的可控性和更高的行駛安全性。因此，汽車的操縱穩(wěn)定性日益受到重視，成為現(xiàn)代汽車研究的重點(diǎn)。

3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外發(fā)達(dá)越來越多的車型已將電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)作為其標(biāo)準(zhǔn)配置2005年大約40%的新注冊車輛配備了ESP，在品質(zhì)車上，ESP已經(jīng)成為了標(biāo)準(zhǔn)配置，中檔車上的裝配率也迅速提高，在緊湊型車上裝配率稍低。國內(nèi)對汽車操縱穩(wěn)定性控制的研究起步較晚，目前仍然處于研究開發(fā)的初期，沒有具備自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的裝配率還比較低，以往通常只在品質(zhì)車上才裝配ESP，2006年上市的東風(fēng)雪鐵龍的凱旋、一汽大眾的速騰和上海通用的君越都配有ESP，但是裝備的都是國外公司的產(chǎn)品，國內(nèi)還沒有自己的實(shí)際開發(fā)系統(tǒng)的能力，大多數(shù)學(xué)者只是基于理論的研究。

4 車輛操縱穩(wěn)定性控制的基本原理及分析

汽車電子穩(wěn)定控制的基本思想是通過對臨界穩(wěn)態(tài)工況的控制，來阻止汽車進(jìn)入不可控的非穩(wěn)態(tài)，此時汽車的質(zhì)心側(cè)偏角往往較大，車輪的側(cè)向力已接近輪胎與路面的附著極限，此時方向盤轉(zhuǎn)角控制對車輛穩(wěn)定性的改善并不明顯，所以一般不使用方向盤轉(zhuǎn)角控制，可以采用通過縱向力匹配來產(chǎn)生橫擺力矩的控制方法來改善車輛穩(wěn)定性。本文采用橫擺力矩控制來保障車輛穩(wěn)定性，使車輛的實(shí)際運(yùn)動狀態(tài)與期望狀態(tài)一致。首先由傳感器檢測出汽車運(yùn)行狀態(tài)如橫擺角速度、整車側(cè)偏角、側(cè)向加速度以及左右輪速差等實(shí)際值，然后根據(jù)理想狀態(tài)模型計算出汽車運(yùn)動狀態(tài)的名義橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角的值，當(dāng)實(shí)際變量值與名義變量值之差超過某一極通過一定的控制邏輯和算法計算出所需要控制的橫擺力矩，這里所采用的控制邏輯和算法是具有較強(qiáng)魯棒性的模糊邏輯控制器，通過控制汽車的橫擺力矩來達(dá)到改善汽車操縱穩(wěn)定性的目的。

5 車輛動力學(xué)模型的建立

建立的整車模型，是進(jìn)行系統(tǒng)仿真的關(guān)鍵。兩輪模型參數(shù)簡單，能夠考慮縱向、橫向運(yùn)動控制，是動力學(xué)控制系統(tǒng)開發(fā)常用模型?；谠撃Ｐ停_發(fā)了側(cè)偏角估算算法，側(cè)向速度估算算法。但在進(jìn)行環(huán)仿真分析過程中，一般采用四輪多自由度汽車仿真分析模型，可以考慮懸架、輪胎、車身的非線性，以及汽車的動態(tài)非線性，能夠較為地反映汽車的動態(tài)特征。

6 模糊邏輯控制器的設(shè)計

模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計算機(jī)數(shù)字控制。模糊控制的基本思想是將操作人員的控制經(jīng)驗(yàn)用具有模糊含義的語言變量加以描述，用一組條件語句構(gòu)成控制規(guī)則以及相應(yīng)的模糊推理，最終通過模糊決策得到的控制量，使復(fù)雜系統(tǒng)做出合乎實(shí)際的、符合人類思維方式的處理成為可能。模糊控制系統(tǒng)對于無法得到被控對象的數(shù)學(xué)模型或系統(tǒng)具有較強(qiáng)非線性的控制過程將會取得較好的控制效果。

7 汽車穩(wěn)定性系統(tǒng)的聯(lián)合仿真的建立

ADAMS是一種多剛體動力學(xué)軟件，其中的ADAMS/Car模塊可以的建立整車虛擬樣機(jī)多自由度模型。ADAMS本身可以進(jìn)行的控制方式有兩種：一、輸入、輸出變量的設(shè)置和對控制函數(shù)的定義。二、利用ADAMS自帶的控制工具箱（Controls Toolkit）?？刂乒ぞ呦涮峁┝撕唵蔚木€性控制模塊和濾波模塊，可以方便地實(shí)現(xiàn)前置濾波、PID控制和其它連續(xù)時間單元的模擬仿真。利用此工具箱可以直接在ADAMS樣機(jī)模型中添加控制模塊，解決一些簡單的控制問題，很難實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制聯(lián)合仿真。