作系統(tǒng)(OS)是管理基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有硬件和軟件的必需,是汽車行業(yè)的關(guān)鍵軟件平臺(tái)。本文的重點(diǎn)是提供教程信息和一些關(guān)于汽車OS策略的觀點(diǎn)。
每種OS在功能、程序大小、復(fù)雜性、開(kāi)發(fā)工作量、硬件要求以及生命周期維護(hù)、支持工作量和成本方面都有很大的差異。一個(gè)OS可以是幾千行代碼的簡(jiǎn)單控制程序,也可以是用于Linux、macOS、iOS和Windows等主流OS的數(shù)千萬(wàn)行代碼。Linux內(nèi)核代碼的大小因發(fā)行公司而異,GitHub版本大約有2800萬(wàn)行代碼。
維基百科是OS的歷史、技術(shù)和產(chǎn)品的一個(gè)很好的信息來(lái)源。雖然有關(guān)于OS技術(shù)的詳細(xì)數(shù)據(jù),但大部分內(nèi)容集中在從大型機(jī)和PC到智能手機(jī)和平板電腦的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上。有關(guān)于領(lǐng)先的汽車OS的一般信息,如Linux和QNX,但很少有關(guān)于汽車OS使用的上下文和信息。
操作系統(tǒng)概述
OS是計(jì)算機(jī)硬件和應(yīng)用程序之間的接口。這限制了一個(gè)應(yīng)用程序通過(guò)遵循編入OS的規(guī)則和程序來(lái)使用硬件。OS還包括簡(jiǎn)化應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)和執(zhí)行的服務(wù)。這些服務(wù)包括管理應(yīng)用程序?qū)⑹褂玫乃杏布Y源(將程序加載到內(nèi)存中)與傳感器和執(zhí)行器通信,存儲(chǔ)結(jié)果,以及許多其他功能。
還有許多額外的軟件功能被認(rèn)為是OS的一部分,包括所謂的中間件、庫(kù)和其他系統(tǒng)軟件。
OS的能力和生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于開(kāi)發(fā)軟件定義汽車所需的應(yīng)用程序和軟件平臺(tái)也很重要。換句話說(shuō),最好的OS選擇需要一個(gè)龐大的生態(tài)系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)支持未來(lái)不斷增長(zhǎng)的軟件定義汽車。
下表總結(jié)了汽車OS的要求。
OS的許多特性決定了它的能力。單任務(wù)OS在同一時(shí)間只能運(yùn)行一個(gè)程序,而多任務(wù)OS可以運(yùn)行多個(gè)程序。單用戶OS沒(méi)有區(qū)分用戶的工具,但可以允許多個(gè)程序同時(shí)運(yùn)行。
多用戶OS擴(kuò)展了多任務(wù)處理,以運(yùn)行來(lái)自多個(gè)用戶的程序。這需要跟蹤每個(gè)用戶正在使用的硬件和軟件資源。系統(tǒng)允許多個(gè)用戶同時(shí)與系統(tǒng)交互。
OS內(nèi)核
OS內(nèi)核(kernel)包括管理硬件和軟件的所有關(guān)鍵功能。有兩種主要的組織內(nèi)核的方法:?jiǎn)蝺?nèi)核或微內(nèi)核OS。單內(nèi)核架構(gòu)包括內(nèi)核空間中的所有核心OS功能,所有系統(tǒng)調(diào)用和OS服務(wù)都在一個(gè)地方。Linux是一種領(lǐng)先的單內(nèi)核OS。
微內(nèi)核OS擁有能夠提供實(shí)現(xiàn)OS所需機(jī)制的幾乎最小數(shù)量的軟件。其他OS服務(wù)被組織為分層服務(wù),可以根據(jù)需要由微內(nèi)核激活。這意味著微內(nèi)核OS具有模塊化架構(gòu)。
其優(yōu)點(diǎn)是微內(nèi)核的代碼空間小,且比單內(nèi)核OS更安全。模塊化OS結(jié)構(gòu)更適合大多數(shù)汽車ECU。QNX是一種領(lǐng)先的微內(nèi)核OS。
Hypervisor OS
Hypervisor是用于管理多個(gè)OS平臺(tái)及其應(yīng)用程序的小型軟件平臺(tái)。它也可以被稱為虛擬機(jī)(VM)監(jiān)視器,是運(yùn)行VM的軟件。
自20世紀(jì)60年代以來(lái),虛擬化技術(shù)就應(yīng)用于計(jì)算機(jī)行業(yè),是IT數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵技術(shù)。Hypervisor對(duì)于將信息娛樂(lè)和功能安全功能結(jié)合起來(lái)很重要。
功能安全OS
許多ECU都需要具有功能安全認(rèn)證的OS。這意味著要通過(guò)ISO 26262認(rèn)證,并獲得各種ASILs(Automotive Safety Integrity Levels)等級(jí)。ASIL從低到高有四種等級(jí):ASIL A、B、C、D。
所有基于AUTOSAR的OS(如Vector的Microsar OS、ETAS的RTA-OS和Elektrobit的EB Tresos Safety OS)都有功能安全評(píng)級(jí)。其他三款產(chǎn)品也被普遍用于汽車ECU,Green Hills Integrity RTOS、Wind River VxWorks和BlackBerry QNX。
功能安全OS無(wú)法管理諸如信息娛樂(lè)系統(tǒng)、新興領(lǐng)域的ADAS/AD ECU等大型復(fù)雜軟件代碼的ECU。唯一的例外是QNX,它是信息娛樂(lè)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,在ADAS和AV領(lǐng)域ECU的定位很好。
信息娛樂(lè)系統(tǒng)對(duì)高性能OS的需求為L(zhǎng)inux版本打開(kāi)了大門,使其成為近5年來(lái)全球最受歡迎的信息娛樂(lè)OS(中國(guó)除外)。Linux的一個(gè)缺點(diǎn)是缺乏功能安全認(rèn)證。當(dāng)功能安全應(yīng)用程序需要作為基于Linux的ECU的一部分時(shí),hypervisor OS一直是Linux的解決方案。
看起來(lái)Linux在不久的將來(lái)至少會(huì)有一個(gè)功能安全的版本。2022年5月,通用宣布將使用Red Hat的Linux版本,該版本正在獲得功能安全認(rèn)證。通用計(jì)劃在2023年推出產(chǎn)品。目前還不清楚Red Hat是否已經(jīng)獲得了功能安全認(rèn)證,但其他Linux供應(yīng)商很可能會(huì)嘗試獲得功能安全認(rèn)證。Google的信息娛樂(lè)OS正在快速發(fā)展,看起來(lái)是功能安全的候選者。
OS生態(tài)系統(tǒng)支持
OS成功的關(guān)鍵是一個(gè)龐大的生態(tài)系統(tǒng)的支持。支持一個(gè)OS的軟件平臺(tái)越多,它就越成功。同樣重要的是,該OS可以運(yùn)行在領(lǐng)先的微處理器平臺(tái)和特定的MCU實(shí)現(xiàn)上。然而,由于汽車ECU主要是基于Arm的微處理器,這一要求很容易滿足。
所有的MCU應(yīng)用軟件都必須通過(guò)OS運(yùn)行,這意味著一個(gè)成功的OS必須有良好的軟件開(kāi)發(fā)支持。
OS成本因素
決定使用OS成本的因素有很多。本文假設(shè)OS是由汽車OEM購(gòu)買的,而不是開(kāi)發(fā)的。
第一個(gè)因素是OS的許可成本,其中包括OS內(nèi)核、中間件和庫(kù)軟件(如數(shù)學(xué)、浮點(diǎn)、圖形等)。Linux內(nèi)核OS是一個(gè)開(kāi)源的免費(fèi)軟件平臺(tái)。在大多數(shù)情況下,Linux中間件和一些庫(kù)需要支付許可費(fèi)。
OS的大小將影響運(yùn)行軟件及其應(yīng)用程序所需的硬件數(shù)量。總代碼大小影響所需的最大永久存儲(chǔ)大小。在磁盤時(shí)代,這并不是一個(gè)重要的因素,因?yàn)榇蠖鄶?shù)硬盤驅(qū)動(dòng)都足夠大。今天,永久存儲(chǔ)主要是NAND芯片或eMMC模塊,這通常會(huì)增加OS大小的額外成本。
OS的占用空間是運(yùn)行OS及其應(yīng)用程序所需的RAM。同樣,OS占用空間的大小會(huì)影響系統(tǒng)的內(nèi)存成本。
另一個(gè)因素是硬件成本,OS可能會(huì)影響MCU的成本。一個(gè)大的OS可能會(huì)增加所需的MCU性能,這可能會(huì)增加硬件成本。
本文的討論是為了權(quán)衡所有潛在的OS成本因素。人們很容易認(rèn)為,Linux的免費(fèi)OS內(nèi)核將提供足夠的成本節(jié)約,超過(guò)大型OS將產(chǎn)生的潛在額外成本。
ECU軟件開(kāi)發(fā)
ECU軟件開(kāi)發(fā)對(duì)汽車行業(yè)至關(guān)重要,其復(fù)雜性和工作量也在不斷增加。傳統(tǒng)的ECU軟件開(kāi)發(fā)最初是通過(guò)多個(gè)供應(yīng)商提供的SDK完成的。SDK已經(jīng)被IDE所取代,后者具有更好的功能,并已擴(kuò)展為基于web的IDE系統(tǒng)。Eclipse IDE已經(jīng)成為汽車和許多其他行業(yè)最流行的軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。Eclipse是由Eclipse Foundation管理的,Eclipse Foundation是IBM在2001年創(chuàng)建的一個(gè)非營(yíng)利性組織。
以web為中心的軟件開(kāi)發(fā)正在迅速發(fā)展,Amazon AWS尤其活躍。AWS正在建立合作伙伴關(guān)系,以滿足更好的軟件開(kāi)發(fā)需求,包括SaaS功能。微軟Azure和其他公司也在經(jīng)歷類似的增長(zhǎng)。
提供專注于功能安全應(yīng)用程序的軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)也是一種趨勢(shì)。Apex.AI是這一趨勢(shì)的一個(gè)典型例子。
新興ECU的需求
OS還需要包含對(duì)新興技術(shù)需求的支持。網(wǎng)絡(luò)安全是最重要的,所有OS都將安全作為核心功能。額外的硬件、軟件和基于云的網(wǎng)絡(luò)安全正在成為軟件定義汽車的標(biāo)準(zhǔn),需要盡可能多的支持,包括來(lái)自O(shè)S的支持。
OTA軟件更新也越來(lái)越重要,可以使用OS服務(wù)的額外支持。OTA平臺(tái)在嵌入式軟件和云功能方面的能力都在增加。
ECU數(shù)據(jù)提取是網(wǎng)聯(lián)汽車擴(kuò)展功能的第三種類型。它還可以受益于OS服務(wù)和新功能。
OS戰(zhàn)略視角
所有的汽車ECU都需要一個(gè)控制程序或OS來(lái)管理各種程序,以控制硬件組件和每個(gè)ECU設(shè)計(jì)完成的應(yīng)用。隨著ECU復(fù)雜度的增加,OS的復(fù)雜度也隨之增加。整車廠將需要多個(gè)OS,以覆蓋ECU的大范圍能力和功能。
對(duì)于簡(jiǎn)單的ECU,OEM似乎更喜歡基于AUTOSAR的OS。AUTOSAR的能力有所提高,但無(wú)法處理高端ECU的復(fù)雜性,如信息娛樂(lè)和大多數(shù)域控制器。Green Hills和Wind River都擁有優(yōu)秀的OS,安全性和安全性評(píng)級(jí)都很高,都是不錯(cuò)的選擇。
高端ECU主要使用QNX或Linux版本作為OS,當(dāng)需要功能安全時(shí),QNX是首選。Linux已經(jīng)超越QNX成為最受歡迎的信息娛樂(lè)操作系統(tǒng)。QNX正在成為域控制器的首選,至少ADAS和AV域控制器是如此。
有許多媒體報(bào)道稱,包括大眾和奔馳在內(nèi)的幾家車廠正在討論開(kāi)發(fā)自己的OS。這是否意味著他們正在考慮自己開(kāi)發(fā)而不是購(gòu)買?這種策略并非沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)。
開(kāi)發(fā)一個(gè)OS是一個(gè)艱難的任務(wù),OS可能有30-40年的生命周期,并定期更新和持續(xù)的技術(shù)改進(jìn)。Linux已經(jīng)發(fā)展了大約30年,而QNX已經(jīng)發(fā)展了近40年。
開(kāi)發(fā)一款汽車OS需要大量的專業(yè)技術(shù),而這些技術(shù)目前有限,而且需要多年的開(kāi)發(fā)時(shí)間。
通用的策略是使用具有功能安全認(rèn)證的Red Hat Linux,這是為復(fù)雜的ECU開(kāi)發(fā)自己內(nèi)部OS的更好方法。
什么是最好的長(zhǎng)期OS策略?最好的做法是從兩個(gè)ECU類別(低復(fù)雜性和高復(fù)雜性)最安全的OS開(kāi)始。為什么?因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題將是汽車行業(yè)幾十年來(lái)面臨的最棘手的問(wèn)題,而OS將發(fā)揮重要作用。
對(duì)于低復(fù)雜度的ECU,Green Hills擁有最高的安全和安全認(rèn)證,包括FAA的飛機(jī)使用認(rèn)證。
對(duì)于高端ECU,QNX擁有比Linux版本更高的安全和安全認(rèn)證,并且很可能保持這一排名(即使一些Linux版本獲得了ISO 26262認(rèn)證)。QNX的微內(nèi)核架構(gòu)使OS更加安全。AVs的新標(biāo)準(zhǔn)(ISO 21448、UL 4600和IEEE P2851)可以在OS中使用一些有用的功能,QNX可能會(huì)首先開(kāi)發(fā)這些功能。
近發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題,就是很多客戶買車、用車,但是車子的有幾大塊組成,出現(xiàn)了故障打電話咨詢的時(shí)候都說(shuō)不清楚哪里出了問(wèn)題。
我在國(guó)家三包網(wǎng)找到了這塊知識(shí),今天跟大家分享一下:
一臺(tái)車總共分為十大塊,他們分別是:
空調(diào)的循環(huán)系統(tǒng)是由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)箱等主要部件組成的循環(huán)系統(tǒng)。
制冷劑在循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán),在蒸發(fā)箱中通過(guò)熱傳遞的原理帶走汽車室內(nèi)的熱量,以達(dá)到降低溫度的作用。
空調(diào)壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷效果,所以也會(huì)出現(xiàn)開(kāi)空調(diào)后,發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降的弊病。
暖風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)是兩個(gè)不同的工作原理,暖風(fēng)是采用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的冷卻液的溫度,通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)把暖風(fēng)小水箱的熱量傳遞到室內(nèi),也是由于熱傳遞的原理使駕駛室內(nèi)變暖。
開(kāi)暖風(fēng)時(shí),不需要開(kāi)空調(diào),也就是說(shuō),要關(guān)閉空調(diào)壓縮機(jī),因此,開(kāi)暖風(fēng)是不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力與燃油消耗的。
汽車在道路上行駛,就要使車輪轉(zhuǎn)動(dòng),負(fù)責(zé)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳送到車輪并使之轉(zhuǎn)動(dòng)讓汽車發(fā)揮行駛功能的裝置就是傳動(dòng)系統(tǒng)。
動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括:離合器、扭力轉(zhuǎn)換器、傳動(dòng)軸、半軸等。
在一般前置前驅(qū)的汽車上,傳動(dòng)系統(tǒng)的配置如圖所示,發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱及差速器是連接在一起的,連接左右半軸后,將動(dòng)力直接傳遞至左右車輪,以驅(qū)動(dòng)汽車行駛。
動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)一般由離合器、變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置、主減速器、差速器和半軸等組成。
變速器是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的主要組成之一,是進(jìn)行動(dòng)力轉(zhuǎn)換的機(jī)械或液壓設(shè)備;
常見(jiàn)的變速器有手動(dòng)變速器(MT ),自動(dòng)變速器(AT ),無(wú)極變速器(CVT) ,雙離合變速器(DSG )等。
發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟,為汽車提供動(dòng)力,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),發(fā)動(dòng)機(jī)就是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),即將汽油或柴油的熱能,通過(guò)在汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生氣體膨脹,推動(dòng)活塞作功,轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能并對(duì)外輸出動(dòng)力,這是發(fā)動(dòng)機(jī)最基本的原理。
發(fā)動(dòng)機(jī)常用參數(shù)配置:
排量( L )、最大功率 (kW)、最大扭矩 (N·m)、燃料(汽油或者柴油)、供油方式(化油器式、單點(diǎn)電噴式、多點(diǎn)電噴式和直噴式)、進(jìn)氣形式(自然吸氣、渦輪增壓、機(jī)械增壓和雙增壓)、氣缸排列形式(主要有直列、V 型、水平對(duì)置還有W 型)。
發(fā)動(dòng)機(jī)組成:曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)。
用來(lái)改變或保持汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng);汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向。
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)汽車的行駛安全非常重要,因此汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零件都稱安全件;汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)都是汽車安全必須要重視的兩個(gè)系統(tǒng)。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有以下兩種形式:液壓助力動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)助力動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
轉(zhuǎn)向傳動(dòng)系統(tǒng)一般由轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向拉桿、轉(zhuǎn)向柱、液壓助力泵、電機(jī)、方向盤、電子控制單元等組成。
安全氣囊的作用是為了減輕乘員的傷害程度,當(dāng)發(fā)生碰撞事故時(shí),避免乘員發(fā)生二次碰撞,或車輛發(fā)生翻滾等危險(xiǎn)情況下被拋離座位;
大部分車輛安裝有前方(正副駕駛位),側(cè)方(車內(nèi)前排和后排)和車頂三個(gè)方向的安全氣囊。
安全氣囊由碰撞傳感器、氣囊電腦、安全氣囊指示燈、氣體發(fā)生器和氣囊、座椅安全帶、安全帶預(yù)緊器等部件組成。
碰撞傳感器和氣囊電腦用以判斷撞車程度,傳遞及發(fā)送信號(hào);氣體發(fā)生器根據(jù)信號(hào)指示產(chǎn)生點(diǎn)火動(dòng)作,點(diǎn)燃固態(tài)燃料并產(chǎn)生氣體向氣囊充氣,大約需要0.03 秒,使氣囊迅速膨脹。
同時(shí)氣囊設(shè)有安全閥,當(dāng)充氣過(guò)量或囊內(nèi)壓力超過(guò)一定值時(shí)會(huì)自動(dòng)泄放部分氣體,避免將乘客擠壓受傷,安全氣囊所用的氣體多是氮?dú)饣蛞谎趸?/strong>。
安全氣囊打開(kāi)需要合適的速度和碰撞角度,為了保證安全氣囊在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候打開(kāi),廠家都規(guī)定了氣囊的起爆條件,從理論上講,只有車輛的正前方左右大約60 °之間位置撞擊在固定的物體上,速度高于30公里/小時(shí),這時(shí)正面安全氣囊才可能打開(kāi),如果達(dá)不到安全氣囊爆炸的條件,氣囊還是不會(huì)打開(kāi)。
汽車電器設(shè)備的應(yīng)用使汽車的功能更加趨向完善;汽車電器設(shè)備不同于普通的家用電器設(shè)備,直流、低壓、負(fù)極搭鐵是汽車電路的顯著特點(diǎn)。
汽車電器設(shè)備的組成包括了蓄電池、發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器、起動(dòng)機(jī)、點(diǎn)火系統(tǒng)、儀表和指示系統(tǒng)、照明與信號(hào)系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、車載多媒體、輔助電器設(shè)備、線束等。
正是這些設(shè)備構(gòu)成了整個(gè)汽車電氣系統(tǒng),使汽車運(yùn)行與駕駛更加簡(jiǎn)單,更加可靠,安全。
附件也叫汽車用品 ( 汽車裝飾品 ),是指汽車在使用過(guò)程中延伸的產(chǎn)品系列:
主要包括汽車電子、電器產(chǎn)品 ( 如車載導(dǎo)航儀、車載影音、車載冰箱等 )、汽車安全系統(tǒng) ( 后裝防盜器、倒車?yán)走_(dá)等 )、汽車美容養(yǎng)護(hù)用品 ( 潤(rùn)滑油、車蠟等 )、及汽車飾品 ( 輪轂、 座椅座墊、汽車香水、裝飾類工藝品等 ) 。
車身結(jié)構(gòu)是汽車的形體語(yǔ)言,其設(shè)計(jì)好壞將直接影響到汽車的性能。車身結(jié)構(gòu)可以分為兩廂型轎車,三廂轎車,掀背轎車, 旅行車,硬頂敞篷車,軟頂敞篷車, 跑車, MPV,SUV 。
汽車車身結(jié)構(gòu)形式按照受力情況主要分為以下三種:非承載式車身、承載式車身、半承載式車身。
為確保汽車安全行駛,讓駕駛員根據(jù)需要使汽車減速或在最短的距離內(nèi)停車,并保證汽車停放可靠,在各種汽車上都設(shè)有專用制動(dòng)機(jī)構(gòu);這樣的一系列專門裝置即稱為制動(dòng)系統(tǒng)。
汽車制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)汽車的行駛安全非常重要,因此汽車制動(dòng)系統(tǒng)的零件都稱安全件。制動(dòng)系統(tǒng)按照其作用可分為行車制動(dòng)系統(tǒng)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)、應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)和輔助制動(dòng)系統(tǒng)等。
上述各制動(dòng)系統(tǒng)中,行車制動(dòng)系統(tǒng)和駐車制動(dòng)系統(tǒng)是每一輛汽車都必須具備的。
制動(dòng)系統(tǒng)由制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)、盤式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器、剎車片、剎車油管、制動(dòng)總泵、制動(dòng)分泵、助力器、防抱死系統(tǒng)等一系列零件組成。
懸掛系統(tǒng)是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱,其功能是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力矩,并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力,并衰減由此引起的震動(dòng),以保證汽車平順行駛。
汽車的懸掛系統(tǒng)分為非獨(dú)立懸掛和獨(dú)立懸掛兩種
非獨(dú)立懸掛的車輪裝在一根整體車軸的兩端,當(dāng)一邊車輪跳動(dòng)時(shí),另一側(cè)車輪也相應(yīng)跳動(dòng),使整個(gè)車身振動(dòng)或傾斜;
獨(dú)立懸掛的車軸分成兩段,每只車輪由 螺旋彈簧 獨(dú)立安裝在車架下面,當(dāng)一邊車輪發(fā)生跳動(dòng)時(shí),另一邊車輪不受影響,兩邊的車輪可以獨(dú)立運(yùn)動(dòng),提高了汽車的平穩(wěn)性和舒適性。
我只是把大體的框架給摘抄了出來(lái),像發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車變速器兩大塊,三包網(wǎng)還有更詳細(xì)的解釋,有需要的朋友可以上去看看;這個(gè)我大概整理了一下,所以看起來(lái)可能會(huì)比較好理解,大家也可以先收藏起來(lái);
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、現(xiàn)代汽車微機(jī)控制系統(tǒng)的基本組成
現(xiàn)代汽車上采用的微機(jī)控制系統(tǒng),通常由安裝在各相應(yīng)部位上反映發(fā)動(dòng)機(jī)或其它總成工況信息的傳感器,如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度、大氣壓力及車速等,提供給微機(jī),由微機(jī)根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)人存儲(chǔ)器中的控制程序,計(jì)算出相應(yīng)的控制參數(shù),如最佳點(diǎn)火時(shí)刻、最佳噴油時(shí)刻和噴油量、廢氣再循環(huán)量等,并將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂浦噶睿刂葡鄳?yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),如點(diǎn)火器、噴油器、繼電器、電磁閥等。因此汽車微機(jī)控制系統(tǒng)一般由傳感器、控制模塊(ECM)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三大部分組成。
二、開(kāi)環(huán)與閉環(huán)控制
1.開(kāi)環(huán)控制
發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制只依據(jù)絕對(duì)壓力傳感器(MAP)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器(ECT)、進(jìn)氣歧管溫度傳感器等信號(hào)來(lái)控制空燃比,而沒(méi)有氧傳感器的反饋控制信號(hào)。
在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或溫度未達(dá)到規(guī)定溫度時(shí),以及發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥全開(kāi)時(shí),都按開(kāi)環(huán)控制。
在這種情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊根據(jù)節(jié)流閥位置傳感器或啟動(dòng)信號(hào),確定是啟動(dòng)狀態(tài)或是節(jié)流閥全開(kāi)狀態(tài),控制模塊將按開(kāi)環(huán)運(yùn)行,由控制模塊按進(jìn)氣歧管的真空度、進(jìn)氣溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算進(jìn)氣量,并確定噴油脈沖寬度。
2.閉環(huán)控制
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速或常速條件下,工作溫度達(dá)到規(guī)定溫度時(shí),控制模塊根據(jù)氧傳感器的反饋信號(hào)來(lái)修正噴油脈沖寬度,以控制空燃比在理論空燃比(14.7:1)附近,發(fā)動(dòng)機(jī)處于閉環(huán)控制狀態(tài)。
三、汽車微機(jī)的組成和功用汽車微機(jī)系統(tǒng)的功能
(一)汽車微機(jī)的功用
汽車微機(jī)系統(tǒng)也稱為電子控制單元(Electronic Control Unit,ECU),簡(jiǎn)稱控制模塊。它所具備的基本功能如下:
1.接受傳感器或其它裝置輸入的信息;給傳感器提供參考(基準(zhǔn))電壓,一般為5V、9V和12V;將輸入的信息轉(zhuǎn)變?yōu)槲C(jī)所能接受的信號(hào);
2.存儲(chǔ)、計(jì)算、分析處理信息;計(jì)箅出輸出值所用的程序;存儲(chǔ)該車型的控制參數(shù);存儲(chǔ)運(yùn)算中的數(shù)據(jù)(隨存隨取)、存儲(chǔ)故障信息;
3.運(yùn)算分析。根據(jù)信息參數(shù)求出指令數(shù)值;將輸出的信息與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比,查出故障;
4.輸出執(zhí)行命令。把弱信號(hào)變?yōu)閺?qiáng)的執(zhí)行命令;輸出故障信息;
5.具有自適應(yīng)功能。
(二) 汽車微機(jī)系統(tǒng)的組成
圖1-2-1所示是ECU的組成框圖,它由輸入回路、A/D轉(zhuǎn)換器(模/數(shù)轉(zhuǎn)換器)、微型計(jì)算機(jī)和輸出回路四個(gè)部分組成。
1.輸入回路
輸入回路的作用是將系統(tǒng)中各傳感器檢測(cè)到的信號(hào),經(jīng)過(guò)I/O(輸入/輸出)接口送人微機(jī),完成在汽車運(yùn)行過(guò)程中對(duì)其工況狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)。
2.A/D轉(zhuǎn)換器
3.微處理器(CPU)
4.輸出回路
5.控制軟件
(三) 汽車微機(jī)系統(tǒng)的工作原理
汽車微機(jī)中儲(chǔ)存汽車出廠時(shí)已被確定指令程序,微機(jī)工作時(shí)接受到車速傳感器和燃油箱液位傳感器的信號(hào),它將這些輸入信息和存儲(chǔ)器中的指令程序相對(duì)照,根據(jù)對(duì)照結(jié)果指示執(zhí)行元件采取相應(yīng)的動(dòng)作,這一過(guò)程是分批進(jìn)行的。
現(xiàn)代汽車的微機(jī)系統(tǒng),以8000b/s以上的速率交流信息。由于汽車微機(jī)系統(tǒng)要采集多種工況信息,所以需要采用多路傳輸信息采樣系統(tǒng)。汽車微機(jī)在檢查和處理不同情況的信息時(shí),它是按可編程只讀存儲(chǔ)器中編定的程序來(lái)進(jìn)行處理的。多數(shù)汽車微機(jī)系統(tǒng)使用獨(dú)立的供電系統(tǒng)(一般為5~7V),供應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)和車身微機(jī)及其它有關(guān)電路和傳感器用電。這種供電系統(tǒng)應(yīng)盡可能避免干擾,為此其供電和搭鐵接頭通 常是和蓄電池主供電系統(tǒng)的接頭分開(kāi)的。