1、電子技術在車載信息系統的應用未來的車載信息系統平臺將全面超越傳統汽車儀表的現有功能，系統主要功能包括：全圖形化數字儀表、GPS導航、車載多媒體影音娛樂、整車狀態顯示、遠程故障診斷、無線通信、網絡辦公、信息處理、智能交通輔助駕駛等等。未來的車載信息平臺是人、車、環境的充分交互，集電子、通信、網絡、嵌入式等技術為一體的高端車載綜合信息顯示平臺。車載信息系統平臺的主要功能至少應該包括以下方面： 1.儀表顯示主要包含傳統儀表的所有功能。以液晶屏（LCD）作為顯示終端，所需的大量、復雜的信息能夠以圖形方式，靈活、準確地顯示在LCD屏幕上。基本的要求是高亮度顯示圖形，高實時性響應，能夠接收來自CAN總線和

2、傳感器的信號。 2.車輛監控及遠程故障診斷 通過收集的信息進行車輛信息的診斷和分析，更加智能的監控車輛的性能和狀況，并給予用戶提示，同時通過車載信息平臺的GPRS模塊將診斷分析數據與診斷服務中心實時雙向傳遞。通過外連GPS模塊和通訊模塊，并通過監控中心，進行車輛防盜監控和遠程控制。 3.無線上網 通過覆蓋全國的GSM/CDMA/GPRS信號，隨時隨地無線上網，最高速率可達153.6Kbps，可實現E-Mail、FTP、網上聊天、瀏覽信息、網絡游戲、圖片下載、移動辦公、電子商務等網絡功能。速度快、性能穩定、安全可靠。   4.導航信息  實現完善的導航功能。通過GPS全球定位

3、系統，無論用戶在世界的任何角落，都能即時定位和連續定位，除了提供自主導航、信息查詢、最佳行車路徑計算、軌跡記錄和回放等功能之外，還提供交通堵塞預測、停車場停車向導、可與網絡連接的地圖數據實時更新等高級功能。導航信息系統的顯示限于局部區域，應不影響儀表系統的同時顯示。 5.車載電話 采用CDMA無線通信或VOIP網絡電話，車載免提與無線耳機無縫切換，保證車主在通話過程中的駕駛安全。   6.車載娛樂 車載娛樂系統已經由以前的收音機和一個卡帶機或CD機進化成可以通過用戶和其它車輛通訊，擁有多種娛樂和信息的系統。比許多其它的音頻/視頻應用，如家電的A / V系統應用要求更豐富。滿足人們對汽

4、車娛樂性、舒適性的要求，可進行衛星數字廣播接收、車載數字電視接收、CD/DVD播放等，并具有MP3/MP4/IPOD/USB等多媒體播放功能。音視頻文件可以通過無線下載，徹底免去使用碟片的種種麻煩。前置中控臺或頭枕式真彩顯示屏和高保真車載音響，更是為用戶提供了專業級視聽享受。   7.輔助安全駕駛 主要包括：駕駛員疲勞監視，前、后方測距雷達系統，碰撞分析、剎車控制、安全報警系統以及輔助倒車后視系統。駕駛員監視器安置于方向盤下方，用于拍攝駕駛員的面部，并自動分析眼皮開度，經分析后如果發現有疲勞駕駛，會自動發出警報；同時，前方測距雷達和車后的測距雷達系統會自動測量前、后方車距，并將此信息

5、發送至碰撞分析單元。如果有碰撞危險，會發出警報，同時自動剎車或控制安全帶的驅動電機，使乘員在碰撞發生前處在一個提前設計的最佳姿勢，使事故的后果減小到最低。 其輔助倒車后視功能主要是通過撥倒檔，便可從高清晰液晶顯示屏上看到車后的全彩影像，輔助倒車、后視攝像頭具備防眩和夜視的功能，便于保證車主夜間倒車的安全。 8.新型智能交通系統的車載信息采集系統 獲得實時、可靠的交通信息一直是智能交通系統發展的瓶頸問題，建立智能交通車載信息采集系統，可以為智能交通系統中駕駛行為特性的研究、交通數據采集、現場測試等提供良好的輔助測試、驗證平臺，還可以作為一個輔助檢測手段，為我國智能交通系統多功能實驗車的建設和發展

6、提供強有力的技術支持，從而加速我國智能交通系統相關技術的研究和開發。 車載信息平臺包括多方面技術，下面僅將其中涉及到的幾項關鍵技術簡單介紹如下：     基于嵌入式技術的Telematics系統Telematics是一個由通信和信息科學組成的合成詞，通常稱為車載遠程信息處理。它綜合了汽車制造和IT技術，包括計算機、移動通信、數字廣播等；同時，又依托于ITS的“3S”，從而迅速發展成為融合技術與服務的新業務。Telematics通過無線信道連接車載終端機與服務中心，以構成提供信息服務的通信鏈路。通過安裝于車內的終端系統，分析汽車內與車外發生的各種狀況，收集駕駛和行車

7、所必需的各種信息，同時執行一系列的必要控制，為駕駛員和乘客提供方便、安全和娛樂。 Telamatics的技術特征充分表現了現代科技的大融合。它應用5種主要技術：衛星定位技術（GPS）；無線接入技術；蜂窩通信技術（2G/3G）；專用短程通信的窄帶網絡技術（DSRC）；數字廣播和多媒體廣播技術（DMB），融合成為4類主要功能： （1）基于衛星定位技術（GPS+GIS）的地面導航。根據道路狀態引導車輛以最佳路線抵達目的地。 （2)基于ITS數字廣播(GPS+GIS+LBS+CDMB）的智能交通。典型應用為對路面實時狀況的領航。它不同于以地理信息為基礎的導航，而是在導航的基礎上，以路面上發生的實時位置

8、信息（Location Based Services，LBS），引導車輛不僅選擇最佳地理路由，而且選擇所需時間最短的優化路由。通過ITS信息中心發布的路面狀況實時多媒體信息，以廣播形式傳送語音、分析和測算處理的結果，以數據形式將遙感測量的地理數據合成為引導實時駕駛的領航圖，及時提醒駕駛員避開交通堵塞或突發事件的路段，給出最佳修改行車路線，以最短時間到達目的地。 （3）基于無線移動通信技術（2 G/3G+DSRC+WLAN）的遠程信息服務。一方面以WLAN形式構建車內的微微網，以通用的信息平臺實現網絡化通信和信息服務，這與手機通信和無線上網的功能基本一致；另一方面以RFID溝通標簽與讀取器，再以

9、DSRC互聯服務中心，以信息平臺方式，既將ECU收集的發動機溫度、尾氣、輪胎、汽油及行車狀況等的汽車信息送到服務中心的維修站，以實現遠程車輛故障診斷和求助；將過路的計費信息和服務的費用信息送到服務中心的結算站，服務中心可據此分析和判斷車輛有無故障、有無可能出現的失控、失盜等緊急情況，既能及時告知駕駛員，又能指令汽車減速、停止運行或無法啟動。同時，準確記賬并自動收費。 （4）基于數字廣播技術（CDMB-T/CMMB+ITS）的車載文化娛樂。它不僅要在車上顯示電視節目、路面狀況、MTV、電子游戲等，還要顯示和管理個人節目信息資源（數據廣播），并隨時經廣播寬帶下載地理、地貌、地圖等信息，還能顯示如E

10、-Mail接收的互聯網信息。隨著更加先進的傳感器、快速響應的執行器、高性能ECU、先進的控制策略、計算機網絡技術、雷達技術、第3代移動通訊技術在汽車上的廣泛應用，現代汽車正朝著更加智能化、自動化和信息化的機電一體化產品方向發展，以達到“人汽車環境”的完美協調。 2.1傳感器     隨著汽車電子化發展，自動化越高，對傳感器的依賴程度也就越大。汽車用傳感器的種類多樣化和使用數量的增加，使得傳感器朝著多功能化、集成化、智能化和微型化方向發展。這些將使未來的智能化集成傳感器不僅能提供用于模擬和處理的信號，而且還能對信號作放大等處理；同時它還能自動進行時漂、溫漂

11、和非線性的自校正，具有較強的抵抗外部電磁干擾的能力，保證傳感器信號的質量不受影響，即使在特別嚴酷的使用條件下仍能保持較高的精度；另外，它還具有結構緊湊、安裝方便的優點，從而免受機械特性的影響。         2.2微處理器(ECU)     自從1976美國通用汽車公司成功的將ECU應用到汽車發動機的控制系統中后，汽車電子控制系統進入到了新的高速發展階段，隨后ECU被應用到動力傳動、車身、安全等控制系統中。由于汽車用ECU對可靠性、信息處理能力、實時控制能力及成本上的特殊要

12、求，基于通用芯片開發出的ECU已經很難滿足汽車電子控制系統的要求，因此，開發出具有多路同步實時控制、自帶A/D與D/A、自我診斷、高輸入/輸出等功能的汽車專用ECU系統具有很高的現實意義。隨著汽車電子控制日趨集中化，ECU需要處理的信息量不斷增加，因此，16位和32位ECU將成為未來汽車用ECU的首選，預計在今后幾年內需求量將增加50%以上，逐步成為車用ECU的主流。         2.3執行器     目前汽車上所使用的執行器主要有電磁式、電動式和氣動/液動式。電磁和電動

13、式的執行器是以電為動力的操作機構，具有體積小、重量輕、響應速度快、耗能小的特點，但是，與氣動/液動式執行器相比，輸出驅動能力則不足，無法滿足未來汽車控制領域大驅動輸出的需要。但是，隨著新材料、新工藝、新機構設計的采用，電磁和電動式執行器將逐漸取代氣動/液動執行器，尤其是在未來汽車普遍更換42V新型電源系統之后，輸出驅動能力將大幅度提升，完全可以取代傳統的氣動/液動系統。         2.4控制策略     目前在汽車電子控制系統中廣泛采用的是PID控制理論，是一種使用于單

14、輸入/輸出、線性定常系統的經典控制理論，但是，由于汽車中需要控制的對象往往具有很強的時變和非線性，控制系統的輸入和輸出參數也越來越多，采用以狀態空間為基礎、適用于多輸入/輸出、非線性時變系統的現代控制理論已成必然，如最優控制、自適應控制、模糊控制等。         2.5總線技術     利用總線技術將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表等聯接起來，從而構成汽車內部局域網，實現各系統間的信息資源共享。其優點主要有：大大減少線束數量、連接點及體積，提高系統的可靠性和可維護

15、性；采用通用傳感器，達到數據信息共享的目的；改善系統的靈活性，即通過系統的軟件可實現系統功能的變化。根據側重功能的不同，SAE將總線劃分為A、B、C三大類：A類是面向傳感器和執行器的一種低速網絡，主要用于后視鏡調整、燈光照明控制、電動車窗等控制等，目前A類的主流是LIN；B類是應用于獨立模塊間的數據共享中速網絡，主要用于汽車舒適性、故障診斷、儀表顯示及四門中央控制等，其目前主流是低速CAN(又稱動力CAN)；C類是面向高速、實時閉環控制的多路傳輸網絡，主要用于發動機、ABS和自動變速器、安全氣囊等的控制，目前C類主流是高速CAN(又稱動力CAN)，但是隨著下一代高速、具有容錯能力的時間觸發方式

16、的“XbyWire線控技術的發展，將逐漸代替高速CAN在C類網中的位置，力求在未來510年之內使傳統的汽車機械系統變成通過高速容錯通訊總線與高性能CPU相連的百分之百的電控系統，完全不需要后備機械系統的支持，其主要代表有TTP/C和FlexRay。而在多媒體與通訊系統中，MOST、IDB1394和“藍牙”技術成為了今后的發展主流。另外，光纖憑借其高傳輸速率和抗干擾能力，越來越廣泛的用作高速信號傳輸介質。       2.6新型42V供電電源    隨著汽車電控技術的不斷發展，使汽車電子裝置在整車

17、中所占比例和相應的耗電量不斷提高，使現有的12V電源系統供電能力趨于飽和或不足，無法滿足下一代汽車設計中新增電子設備的需求，如無凸輪軸電磁式電控配氣相位機構、飛輪復合式起動發電機系統、電加熱三效催化轉化器以及新型電力制動和電力轉向系統等，它們在傳統的12V電源系統中難于實現，而這些新技術又是公認的未來汽車技術發展的重要方向。因此，采用更高供電電壓的電源系統成為必然趨勢。         2.7安全技術     從近兩年召開的一些大型國際汽車技術研討會和展會(如“2004國際I

18、TS會議”、“Convergence2004國際汽車電子展等”)可以看出，未來汽車電子控制的重要發展方向是汽車安全領域。主要有以下幾個方向：利用雷達技術和車載攝像技術開發各種自動避撞系統；利用近紅外技術開發各種能監測司機行為的安全系統；高性能的輪胎綜合監測系統；自適應自動駕駛系統；駕駛員身份識別系統；安全氣囊和ABS/ASR，以及車身動態控制系統將更加完善。         2.8多媒體娛樂與智能通訊系統     隨著第3代移動通訊技術和計算機網絡技術的不斷發展，未來汽車正朝

19、著移動力、公室、家庭影院方向發展，為司機和乘客提供進行中的實時通訊和娛樂信息，并把汽車和道路及其它遠程服務系統結合起來，構建未來的智能交通系統(1TS)。具體功能：提供豐富的多媒體設施環境，利用GPS、GSM網絡實現導航、行車指南、無線因特網以及汽車與家庭等外部環境的互動。具備遠程汽車診斷功能，緊急時能夠引導救援服務機構趕到故障或事故地點。      電子技術在發動機上的應用 應用電噴技術和火花塞，電磁脈沖點火來為發動機提供精確的供油和點火，甚至應用更高科技的壓燃汽油電子技術，這樣使得汽車動力性能更強，油耗更省，可靠性更高1.電子燃油噴射控制系

20、統（EFI） 在現代汽車上，機械式或機電混合式燃油噴射系統已趨于淘汰，電控燃油噴射裝置因其性能優越而得到了日益普及。電子噴油裝置可以自動地保證發動機始終工作在最佳狀態，使其在輸出一定功率的條件下最大限度地節油和凈化空氣。經過實驗并修正得到發動機最佳工況時的供油控制規律、事先把這些客觀規律編成程序存在微機的存儲器中，當發動機工作時，根據各傳感器測得的空氣流量、排氣管中含氧量、進氣溫度、發動機轉速及工作溫度等參數，按預先編好的運算程序進行運算、然后和內存中的最佳工況的參數進行比較和判斷再調整供油量。這樣就能夠使發動機一直處于最優工作條件下運行，從而使發動機的綜合性能得到提高。 2電子點火裝置（ES

21、A） 它由微機、傳感器及其接口、執行機構等幾部分構成。該裝置可根據傳感器送來的發動機各種參數進行運算、判斷，然后進行點火時刻的調節，這樣可以節約燃料，減少空氣污染。此外，新型發動機電子控制裝置還有自適應控制、智能控制及自診斷操作等。一般認為，發動機電子控制裝置的節能效果在15%以上，而效果更明顯的則是在環境保護方面。 除此之外，在發動機部分利用電子技術的內容還有：廢氣再循環（EGR）、怠速控制（ISC）、電動油泵、發電機輸出、冷卻風扇、發動機排量、節氣門正時、二次空氣噴射、發動機增壓、油汽蒸發及系統自我診斷功能等，它們在不同的車型上都或多或少地被應用。3.智能可變氣門正時技術（VVT-I）為了

22、使發動機獲得最佳的空然比，使發動機在不同轉速能得到不同的燃油供應，豐田的智能可變氣門正時技術相當又代表性。 VVTi系統由傳感器、ECU和凸輪軸液壓控制閥、控制器等部分組成。ECU儲存了最佳氣門正時參數值，曲軸位置傳感器、進氣歧管空氣壓力傳感器、節氣門位置傳感器、水溫傳感器和凸輪軸位置傳感器等反饋信息匯集到ECU并與預定參數值進行對比計算，計算出修正參數并發出指令到控制凸輪軸正時液壓控制閥，控制閥根據ECU指令控制機油槽閥的位置，也就是改變液壓流量，把提前、滯后、保持不變等信號指令選擇輸送至VVTi控制器的不同油道上。4.車載自動診斷系統（OBD）系統將從發動機的運行狀況隨時監控汽車是否尾氣超

23、標，一旦超標，會馬上發出警示。當系統出現故障時，故障(MIL)燈或檢查發動機(Check Engine)警告燈亮，同時動力總成控制模塊(PCM)將故障信息存入存儲器，通過一定的程序可以將故障碼從PCM中讀出。根據故障碼的提示，維修人員能迅速準確地確定故障的性質和部位。電子技術在底盤上的應用電控自動變速器(ECT) ECT可以根據發動機的載荷、轉速、車速、制動器工作狀態及駕駛員所控制的各種參數，經過計算機的計算、判斷后自動地改變變速桿的位置，從而實現變速器換擋的最佳控制，即可得到最佳擋位和最佳換擋時間。它的優點是加速性能好、靈敏度高、能準確地反映行駛負荷和道路條件等。傳動系統的電子控制裝置，能自

24、動適應瞬時工況變化，保持發動機以盡可能低的轉速工作。電子氣動換擋裝置是利用電子裝置取代機械換擋桿及其與變速機構間的連接，并通過電磁閥及氣動伺服閥汽缸來執行。它不僅能明顯地簡化汽車操縱，而且能實現最佳的行駛動力性和安全性。 2.防抱死制動系統（ABS）通過控制防止汽車制動時車輪的抱死來保證車輪與地面達到最佳滑動率（15-20%），一套電子傳感器和電磁油壓閥門。傳感器測量車速，輪速，通過計算機電腦來計算制動力，命令電磁油壓剎車系統對各個車輪施加不同大小，頻率的制動力。從而使汽車在各種路面上制動時，車輪與地面都能達到縱向的峰值附著系數和較大的側向附著系數，以保證車輛制動時不發生抱死拖滑、失去轉向能力

25、等不安全的工況，提高汽車的操縱穩定性和安全性，減小制動距離。3.驅動防滑系統(ASR）在ABS上加裝可膨脹液壓裝置、增壓泵、液壓壓力筒、第四個車輪速度傳感器，復雜的電子系統和帶有其自身控制器的電子加速系統。它的主要目的是防止汽車驅動輪在加速時出現打滑。它的功能一是提高牽引力；二是保持汽車的行駛穩定。行駛在易滑的路面上，沒有 ASR的汽車加速時驅動輪容易打滑；如是后驅動的車輛容易甩尾，如是前驅動的車輛容易方向失控。有ASR時，汽車在加速時就不會有或能夠減輕這種現象。在轉彎時，如果發生驅動輪打滑會導致整個車輛向一側偏移，當有ASR時就會使車輛沿著正確的路線轉向;最重要的是車輛轉彎時，一旦驅動輪打滑

26、就會全車一側偏移，這在山路上極度危險的，有ASR的車都一般不會發生這種現象。4.牽引力控制系統(TCS）又稱循跡控制系統。根據驅動輪的轉數及傳動輪的轉數來判定驅動輪是否發生打滑現象，當前者大于后者時，進而抑制驅動輪轉速的一種防滑控制系統。它與ABS作用模式十分相似，兩者都使用感測器及剎車調節器。但是區別在于，ABS是利用感測器來檢測輪胎何時要被抱死，再減少該輪的剎車力以防被抱死，它會快速的改變剎車力，以保持該輪在即將被抱死的邊緣，而TCS主要是使用引擎點火的時間、變速箱擋位和供油系統來控制驅動輪打滑。5.電子制動力分配(EBD)自動調節前、后軸的制動力分配比例，提高制動效能（在一定程度上可以縮

27、短制動距離），并配合ABS提高制動穩定性。汽車制動時，如果四只輪胎附著地面的條件不同，比如，左側輪附著在濕滑路面，而右側輪附著于干燥路面，四個輪子與地面的摩擦力不同，在制動時(四個輪子的制動力相同)就容易產生打滑、傾斜和側翻等現象。EBD實際上是ABS的輔助功能，它可以改善提高ABS的功效。所以在安全指標上，汽車的性能又多了“ABS+EBD”。6.EDS，又稱為EDL。它是ABS的一種擴展功能。當電子控制單元判斷出某一側驅動輪打滑時，EDS通過液壓控制單元對該車輪進行適當強度的制動，從而提高另一側驅動輪的附著利用率，提高車輛的通過能力。7.緊急制動力輔助系統(EBA)通過駕駛員踩踏制動踏板的速

28、率來理解它的制動行為，如果它察覺到制動踏板的制動壓力恐慌性增加，EBA會在幾毫秒內啟動全部制動力，其速度要比大多數駕駛員移動腳的速度快得多。EBA可顯著縮短緊急制動距離并有助于防止在停停走走的交通中發生追尾事故。EBA系統靠時基監控制動踏板的運動。8.電子助力動力轉向系統( EPS) 在機械轉向機構的基礎上，增加信號傳感器、電子控制單元和轉向助力機構。動式EPS 是利用電動機作為助力源，根據車速和轉向參數等因素，由電子控制單元完成助力控制，其原理可概括如下：當操縱轉向盤時，裝在轉向盤軸上的轉矩傳感器不斷地測出轉向軸上的轉矩信號，該信號與車速信號同時輸入到電子控制單元。電控單元根據這些輸入信號，確定助力轉矩的大小和方向，即選定電動機的電流和轉動方向，調整轉向輔助動力的大小。電動機的轉矩由電磁離合器通過減速機構減速增矩后，加在汽車的轉向機構上，使之得到一個與汽車工況相適應的轉向作用力。9.防潛保護系