畢業(yè)論文-汽車新技術(shù)與未來發(fā)展趨勢

1、<p>　　汽車的未來發(fā)展趨勢及汽車電子化</p><p><b>　　一、引言</b></p><p>　　1886年，世界上第一輛裝有發(fā)動機(jī)的汽車問世。自此，人類告別了“馬車時代”，跨入了“汽車時代”。人類的行走藝術(shù)由此賦予了新的內(nèi)涵。此舉不僅改變了人們的生活方式，也變革了世界經(jīng)濟(jì)、文化，滲透到了人類生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域，直接影響著人類的發(fā)展進(jìn)程。人們不

2、禁驚呼：汽車是改變世界的機(jī)器，是貫穿20世紀(jì)最具影響力的重大發(fā)明。</p><p>　　汽車，這個由幾萬個零部件組合的行走機(jī)器，正如陶器、石器、青銅器、蒸氣機(jī)代表著人類文明的一個時代一樣，它所迸發(fā)出的文化意念，凝結(jié)著人類智慧的結(jié)晶，閃耀著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)、造型藝術(shù)的光芒，詮釋著今日人類的文明與驕傲。　 </p><p><b>　　二、汽車發(fā)展特點</b></p&g

3、t;<p>　　美國通用汽車公司研發(fā)與規(guī)劃副總裁伯恩斯說：“未來的汽車將具有以下七大特點：安全、價廉、環(huán)保、實用、高效、省時以及提供與外部世界的聯(lián)系。這就意味著汽車行業(yè)必須圍繞低價位、實用性、設(shè)計和技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新?！碑?dāng)今，在這個網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動的日子里，數(shù)字化應(yīng)用正在以前所未有的速度和方式進(jìn)行整合，將汽車的設(shè)計、工程、采購和制造業(yè)務(wù)集成起來，這使我們能夠縮短汽車的開發(fā)時間，并以更快的速度將新款汽車推向市場。最主要的有以下兩個方面：

4、</p><p>　　一是在汽車設(shè)計方面。由于越來越多地采用計算機(jī)工具，從而能在更短的時間開發(fā)出更多的款式、車型。 由于越來越多地采用數(shù)學(xué)模型，從而能實現(xiàn)驗證模擬設(shè)計，并確認(rèn)汽車空氣動力學(xué)、耐沖撞性能、可制造性，大大從而縮短開發(fā)時間。同時汽車廠商越來越多地采用虛擬汽車概念，從而無需制作物理原型，就能組裝、觀察、模擬汽車的性能及制造工藝，并且越來越多地開展廠家、院所、政府、供應(yīng)商間的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系進(jìn)一步加快了汽車開發(fā)

5、時間。 </p><p>　　由于消費(fèi)者的生活方式主導(dǎo)汽車設(shè)計的潮流，將誕生出新的汽車種類，進(jìn)而滿足消費(fèi)者越來越多的需求。這些新產(chǎn)品將在不同程度上組合轎車、旅行車、皮卡車、越野車的特點，同時也將促成汽車市場進(jìn)一步分化。 </p><p>　　二是在汽車動力方面。專家預(yù)測，在今后10年中，內(nèi)燃機(jī)將繼續(xù)擔(dān)當(dāng)汽車動力的主要來源。但是，汽車動力系統(tǒng)將來的主要發(fā)展方向是越來越多地采用稀燃汽油發(fā)動機(jī)、

6、柴油發(fā)動機(jī)技術(shù)，優(yōu)化的燃油發(fā)動機(jī)組合，以及更好地催化技術(shù)。 </p><p>　　汽車動力系統(tǒng)的配置將有改變。電動和燃油混合動力型汽車、燃料電池汽車等多種動力技術(shù)將日趨普及。這些尖端技術(shù)可望在將來減少或消除汽車尾氣排放及其對環(huán)境的污染。 </p><p>　　此外，未來的汽車，機(jī)械系統(tǒng)將大量地被電子系統(tǒng)所取代。這將大大提高轎車的駕駛性能及行駛的安全性。其特色功能如：語言識別、無鑰匙點火等。

7、 </p><p>　　可以說，新一代汽車一個突出特點是：車內(nèi)將配置更多的電子器件、計算機(jī)功能并接入因特網(wǎng)。車上配有：交通信息功能、路線規(guī)劃與導(dǎo)航設(shè)備、高級導(dǎo)航設(shè)備、車載娛樂信息設(shè)備等。所以，汽車將變?yōu)榭膳c消費(fèi)者家庭、辦公單位交換信息的信息、通信、娛樂中心。 在汽車安全方面：為了保護(hù)車內(nèi)駕乘人員的安全，汽車制造廠家將在車上設(shè)置新一代的安全帶、能量吸收結(jié)構(gòu)、前端和側(cè)面安全氣囊、觸發(fā)氣囊的智能傳感器、發(fā)生緊急情況的求

8、救信號等。 </p><p>　　三、車輛動力學(xué)控制 </p><p>　　車輛動力學(xué)控制(Vehicle Dynamics Cotrol)的縮寫是VDC，該系統(tǒng)的作用是保持汽車在行駛(包括制動和驅(qū)動)時的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的ABS(防抱死制動系統(tǒng))和TCS(牽引控制系統(tǒng))主要是對車輪上的制動力和驅(qū)動力進(jìn)行控制，防止車輪出現(xiàn)過大的縱向滑移率，以獲得最大的附著力，既可產(chǎn)生最大的減(加)速度，又可防

9、止出現(xiàn)側(cè)滑。</p><p>　　車輛動力學(xué)控制系統(tǒng)雖然也是控制車輪的制動力與驅(qū)動力，但它們與ABS/TCS有很大的不同，其主要表現(xiàn)是可實現(xiàn)左右縱向力的差動控制，以直接對汽車提供橫擺力矩，抵消汽車的不穩(wěn)定運(yùn)動(如在滑路上甩尾時的矯正作用)。該系統(tǒng)通過在汽車上安裝的各種傳感器，檢測到汽車的速度、角速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角以及其它的汽車運(yùn)動姿態(tài)，根據(jù)需要主動地對某側(cè)車輪進(jìn)行制動，來改變汽車的運(yùn)動狀態(tài)，使汽車達(dá)到最佳的行駛狀態(tài)

10、和操縱性能，增加了車輪的附著性和汽車的操縱性和穩(wěn)定性。</p><p>　　汽車智能速度控制系統(tǒng)的功用是在某些特殊路段或特殊行駛條件下對車速進(jìn)行強(qiáng)制限制。汽車智能速度控制系統(tǒng)主要由電子控制單元和執(zhí)行器組成。該控制系統(tǒng)工作時，需首先設(shè)定限制速度。例如某區(qū)域的限速為80km/h，我們可以將該速度設(shè)定為限速值。當(dāng)車速未達(dá)到80km/h時，汽車智能速度控制系統(tǒng)不起作用。當(dāng)車速接近80km/h時，電子控制單元啟動執(zhí)行器，限

11、制加速踏板的行程，使汽車不能繼續(xù)加速。當(dāng)車速低于80km/h時，電子控制單元解除對執(zhí)行器的控制，駕駛員又可以自由地踏下加速踏板使汽車加速。</p><p>　　智能速度控制系統(tǒng)限速值的設(shè)定，可以用選擇開關(guān)設(shè)定，也可以通過接受無線信號設(shè)定(即接收道路速度無線信號切換或電子地圖信號切換) ：可以只設(shè)定一個值，也可以根據(jù)不同的路況，有多個擋位供設(shè)定。</p><p>　　四、線控技術(shù)(contr

12、ol by wire)</p><p>　　汽車的各種操縱系統(tǒng)正向電子化、自動化方向發(fā)展，在未來的5～10年里，傳統(tǒng)的汽車機(jī)械操縱系統(tǒng)將變成通過高速容錯通信總線與高性能CPU相連的電氣系統(tǒng)。如汽車將采用電氣馬達(dá)和電控信號來實現(xiàn)線控駕駛(steer by wire)、線控制動(brake by wire)、線控油門(throttle by wire)和線控懸架(suspension by wire)等，采用這些線控

13、系統(tǒng)將完全取代現(xiàn)有系統(tǒng)中的液壓和機(jī)械控制。　　在新一代雅閣V6轎車上采用的DBW就是新技術(shù)之一。DBW是線控油門的英文縮寫，也可稱之為電控油門，即發(fā)動機(jī)的油門是通過電子控制的。傳統(tǒng)的油門控制方式是駕駛員通過踩油門踏板，由油門拉索直接控制發(fā)動機(jī)油門的開合程度，從而決定加速或減速，駕駛員的動作與油門動作之間是通過拉索的機(jī)械作用聯(lián)系的。而DBW將這種機(jī)械聯(lián)系改為電子聯(lián)系。駕駛員仍然通過踩油門踏板控制拉索。但拉索并不是直接連接到油門，而是連著

14、一個油門踏板位置傳感器，傳感器將拉索的位置變化轉(zhuǎn)化為電信號傳送至汽車的大腦ECU(電子控制器)，ECU將收集到的相關(guān)傳感器信號經(jīng)過處理后發(fā)送命令至油門作動器控制模塊，油門作動器控制模塊再發(fā)</p><p>　　使用線控技術(shù)的優(yōu)點很多，比如使用線控制動無需制動液，保護(hù)生態(tài)，減少維護(hù)；質(zhì)量輕；性能高(制動響應(yīng)快)；制動磨最小(向輪胎施力更均勻)；安裝測試更簡單快捷(模塊結(jié)構(gòu))；更穩(wěn)固的電子接口；隔板間無機(jī)械聯(lián)系；簡單

15、布置就能增加電子控制功能；踏板特性一致；比液壓系統(tǒng)的元件更少等。</p><p>　　由于至今仍沒有一個通信網(wǎng)絡(luò)可以滿足未來汽車的所有成本和性能要求，因此，汽車OEM制造商仍將采用多種聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(包括CAN、LIN和MOST、1394等)。</p><p>　　隨著電控單元在汽車中的應(yīng)用越來越多，車載電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信變得越來越重要，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

16、的。大量數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及廉價性是對汽車電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求。在該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，各處理機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，控制改善汽車某一方面的性能，同時在其它處理機(jī)需要時提供數(shù)據(jù)服務(wù)。汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成主要依靠總線傳輸技術(shù)。</p><p>　　汽車總線傳輸是通過某種通訊協(xié)議將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表等聯(lián)接起來，從而構(gòu)成的汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。其優(yōu)點有：</p><p>　　1.減少了線束的數(shù)量和線

17、束的容積，提高了電子系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。</p><p>　　2.采用通用傳感器，達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的。</p><p>　　3.改善了系統(tǒng)的靈活性，即通過系統(tǒng)的軟件可以實現(xiàn)系統(tǒng)功能的變化。</p><p>　　CAN總線是德國博世公司在20世紀(jì)80年代初開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。它的短幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、非破壞性總線仲裁技術(shù)以及靈活的通訊方式使CAN總線具有很高的可靠

18、性和抗干擾性，滿足了汽車對總線的實時性和可靠性的要求。</p><p>　　目前，國外的汽車總線技術(shù)已經(jīng)十分成熟，并已在汽車上推廣應(yīng)用。國內(nèi)引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的奧迪A 6車型已于2000年起采用總線替代原有線束，帕薩特B5、寶來、波羅、菲亞特的派立奧、西耶那、哈飛賽馬等車型都不同程度地使用了CAN總線技術(shù)。此外，部分高檔客車、工程機(jī)械也都開始應(yīng)用總線技術(shù)。預(yù)計到2005年CAN將會占據(jù)整個汽車網(wǎng)絡(luò)協(xié)議市場的63％。在歐

19、洲，基于CAN的網(wǎng)絡(luò)也占有了大約88%的市場。</p><p>　　目前使用CAN總線網(wǎng)絡(luò)的汽車大多具有兩條或兩條以上總線，一條是動力CAN總線，主要包括發(fā)動機(jī)、ABS和自動變速器三個節(jié)點，通信速率一般為500kbps；另一條是舒適CAN總線，主要包括中央控制器和四個門模塊，通信速率一般為62.55kbps或100kbps。</p><p>　　五、電子巡航控制系統(tǒng)(簡稱CCS)</

20、p><p>　　它是汽車在行駛中為了達(dá)到所希望的速度，駕駛員不必踩踏油門調(diào)整車速，只需通過操縱調(diào)整開關(guān)，汽車就能以設(shè)定的車速進(jìn)行定速行駛的裝置。這個裝置的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：當(dāng)在高速公路上長時間行駛時，能夠減輕駕駛員的疲勞；且對緊急情況動作解除的可靠性與對排除裝置故障等安全性方面作了充分的考慮。</p><p>　　寶馬新一代豪華轎車745i和735i所用的發(fā)動機(jī)是新式的進(jìn)氣系統(tǒng)參數(shù)可調(diào)式V8發(fā)動

21、機(jī)。該發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)的3個主要參數(shù)(排氣閥開啟時間、進(jìn)氣閥升程和進(jìn)氣道長度)都可隨發(fā)動機(jī)工況的改變而自動調(diào)節(jié)。其中，進(jìn)氣道長度可調(diào)技術(shù)為世界首創(chuàng)。西門子公司為該發(fā)動機(jī)配套提供了伺服閥、中間偏心軸的位置傳感器以及與發(fā)動機(jī)微機(jī)連接的閥門升程控制器。</p><p>　　奔馳SL轎車特有的動態(tài)操縱控制系統(tǒng)，包括一個電子液壓制動系(EHB)，稱之為感應(yīng)控制系統(tǒng)(SBC)。該系統(tǒng)的主要特點是通過傳感器建立了運(yùn)動狀態(tài)、制動

22、壓力的動態(tài)監(jiān)測和危險工況的預(yù)警。SBC增加了制動管路的壓力控制和制動準(zhǔn)備功能，一旦踩下制動踏板，汽車即以最大的壓力、最快的響應(yīng)實施制動，前后制動壓力比會隨路況的不同而變化，從而提高彎道制動時的安全性。其優(yōu)點(也是技術(shù)難點)在于提高了制動的舒適性并能提前做出響應(yīng)，而不是象傳統(tǒng)的ABS在制動后通過信號反饋進(jìn)行控制；此外，可以實現(xiàn)完全的干式制動，在潮濕的氣候或路面條件下，制動盤表面也不會形成水膜，保證了汽車快速響應(yīng)。</p>&

23、lt;p>　　設(shè)計的發(fā)展必然隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步而日新月異，眾多設(shè)計師的藝術(shù)風(fēng)格也會更廣泛更強(qiáng)烈地體現(xiàn)在汽車設(shè)計之中，而給予人們更加廣泛的選擇。高科技下，個性鮮明、更加人性化的汽車將是21世紀(jì)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然，因為它符合人類對文化、個性的追求和需要。因此，加大對概念汽車的設(shè)計的重視和投入，將對我國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到極大的推進(jìn)作用。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></

24、p><p>　　[1] 朱志彬:情感營銷思路初探[J].湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2002，09，54-57</p><p>　　[2] 牟曉莉:新型汽車營銷模式探討[J].重慶石油高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2002，04，39-41</p><p>　　[3] 潘浩:新形式下汽車營銷的創(chuàng)新思路[J].汽車工業(yè)研究，2006，02，45-48</p><p>