简述汽车电子产品开发的难点
  经过数十年的迅速发展,汽车电子产品日益完善。为了满足口趋严格的排放标准、逐渐提高的安全性能要求及用户对舒适性的要求,汽车电子产品的功能变得越来越多,控制单元模件也越来越复杂。如今,汽车电子控制系统已朝着集成化综合系统的方向发展。例如,传统的发动机控制单元模件、变速器控制单元模件将组合成动力传动综合管理系统。网络技术也日益广泛地应用到汽车上。以CAN总线为基础的局域网现在已普遍应用到汽车电气系统中。更简单、经济的局部连接网络及数据传输速率更高的FlexRay网络也逐渐进入实用阶段。在豪华型轿车上,已有多达50个控制单元通过网络相互连接。控制系统之间的交互作用变得越来越复杂,对整车控制系统的可靠性要求也越来越高。

  汽车电子产品开发发展的另一个重要万向是机电一体化。由电子系统控制机械系统的传统布局正在逐步向机电合一的设计思路转变。如变速器控制单元模件的电子元器件、传感器及电磁线圈可以完全嵌入变速器内。变速器仅需要提供电源、网络信号接头与整车的电气系统相连。传统的变频器控制单元模件已不再存在。这样的设计对电子元器件的抗振动、耐高温提出极高的要求。专用集成电路也逐渐将智能嵌入传统的分立式传感器、执行器中。这种智能化传感器、执行器可以直接与网络连接,从而大幅度地改善系统组合的灵活性。例如采用这种智能化传感器、执行器设计的车门控制系统,可将原来的20几根连线接头减少到4根。与此同时,系统的可靠性大大提高。今后智能化传感器、执行器将越来越广泛地进入实用阶段。

  随着市场对汽车性能的要求进一步提高,越来越复杂的控制算法应用到控制系统。汽车电子控制系统的复杂程度体现在对计算能力的需求和对软件存储容量的需求上。以发动机控制单元模件为例。CPU的主频从20世纪80年代初的数兆赫发展到今天的200MHz以上。内存容量也从数十千字节(KB)增长到6兆字节(6MB)。控制系统的开发难点日益聚焦在开发高可靠性的控制软件上。由于控制软件的复杂程度迅速提高,其开发周期变得越来越长,开发成本迅速上升。控制软件的开发形成,汽车电子控制系统开发的瓶颈。为降低成本,各大汽车制造商逐步将部分控制软件的开发转移到低成本的国家和地区。

  汽车控制系统的软件及控制算法已使控制单元变成了高技术含量、高附加值的汽车零部件。据美国汽车工程杂志的估算,2003年汽车控制系统的软件附加值已占到整车价值的5%。预计到2010年,这一比例将达到15%。控制系统的软件及独特的控制算法成为汽车制造商严格保护的知识产权,成为了产品的卖点。许多零部件供应商也立足于某项核心技术,开发出具有垄断性的主流产品(如安全气囊、ABS)。纵观汽车电子产品,控制算法及控制系统软件越复杂的产品,其附加值也就越高。下面将以汽车电子控制单元为例来探讨汽车电子开发所涉及的内容。

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2017.02.03
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