汽车电子的发展简介和V型开发模式
一、汽车电子技术的发展
1、发展历史
(1)1971年以前
汽车上的电子技术主要是交流发电机、电压调节器等设备。
(2)1974年--1990年
以16位以下的微处理器在汽车上的应用为标志
(3)1991年--2005年
以16位微处理器的应用变得成熟可靠为标志
(4)2005年开始
32位微处理器在汽车电子设备上的应用,使用数字处理设备处理数据、多处理器协同控制。
2、汽车电子的应用领域
(1)动力总成控制,比如发动机
(2)汽车底盘控制,比如ABS模块
(3)安全舒适性控制,比如安全气囊
(4)CAN网络与OBD系统
(5)娱乐和通信系统,比如:DVD、收音机、导航系统
3、汽车电子的发展历程
(1)机械替代
例如:机械部件被电子元件逐渐替代
(2)反馈控制
例如:控制空燃比为:14.7
(3)多目标综合控制
例如:控制空燃比实时变化
(4)多控制器联网控制
例如:自动泊车
二、汽车电子的基本问题,汽车电子产品的特征
1、功能:满足各种复杂的使用要求
2、产量:大量生产,装车成本低
3、性能:性能稳定,寿命长,可靠性好
4、工作环境:车载使用环境恶劣(电噪声、电压波动、温度、湿度、振动)
三、汽车电子控制系统的共性问题
汽车电子控制系统的模块:
(1)动态建模 (2)传感装置 (3)执行机构 (4)控制算法 (5)电子控制装置ECU
四、系统建模
(1)动态模型:防抱死制动模型、驱动控制模型、整车动力学模型
(2)静态模型:电动机输出特性模型、发动机数据模型、电磁阀输出特性模型
(3)模型获取方法:理论推导、实验标定,系统辨识
五、汽车电子控制的标定
1、为什么要标定?
为了对理论推导进行验证。
2、标定的步骤(以起步离合器为例)
(1)基本标定
确定离合器的控制量——压力变化规律的基本数据表
(2)修正环境变化
包括温度和坡度两个因素
(3)对系统元件老化特性的修正
修正压力曲线随时间的变化规律,电磁阀随使用寿命的变化。
六、汽车电子产品的开发平台和V型开发模式
1、开发平台:便于集中精力解决问题
(1)dSPACE作为软件的开发测试环境,配置MicroAutobox或AutoBox构成硬件在环的模拟测试环境。
(2)ETAS公司的ASCET构成软件开发、代码生成及测试环境,配置LABCAR或者ES1000/ES910构成硬件在环的模拟测试环境。
(3)以Matlab/Simulink Real Time Workshop为核心,自行开发标定硬件在环的模拟测试环境。
2、V型开发
3、V型开发流程中的几个专用术语
(1)模型在环(MIL,Model in the loop)是将控制模型和虚拟对象模型放在同一个实时处理器中运行,对控制模型的逻辑进行测试仿真。
(2)快速原型:利用开发平台提供的辅助工具, 将模型化程序转换为代码并自动下载到一个中间的硬件平台上,在ECU硬件系统未完成之前,就可以对系统各项功能进行测试。
(3)软件在环(SIL,Soft-in the loop)将控制模型和虚拟对象模型放置在不同的实时处理器中运行,通过ETK或CAN通信,对被测控制模型的功能进行测试。
(4)硬件在环(Hardware-in-the-loop)是进行实车测试评估的最后环节,由ECU与模拟受控对象组成。模拟受控对象在仿真器里按实时状态运行,通过I/O接口与被测的EC连接,对被测的ECU进行全方面、系统的测试和算法优化。
七、自主开发汽车电子产品面临的问题
需要突破两个门槛:(1)技术门槛(2)市场门槛
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