发布时间：2023-03-20 16:15:13
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的汽车电子技术论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
[论文摘要]汽车是当前重要的交通工具，汽车的发明和汽车相关技术的发展极大地改变了人们的出行方式，加快了商品和人员的流通。
随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越广泛，汽车电子化的程度也越来越高。汽车技术与电子技术相结合催生出汽车电子技术概念。电子技术在现代汽车工业中的广泛应用加快了电子汽车的发展趋势，推动了汽车功能的多元化和便捷化。
一、汽车电子技术
现代电子技术与汽车工业的结合促成了电子汽车概念的诞生和实现，概括地来说当前的汽车电子技术主要包括：智能化集成传感器：提供用于模拟和处理的信号，而且还能对信号作坊大处理。同时，他还能自动进行时漂、温漂和非线性的自动校正，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，保证传感器信号的质量不受影响；嵌入式微处理机已广泛地应用与安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。软件技术：随着汽车电子技术应用的增加，对有关控制软件的需求也相应增加，并可能要求进一步计算机联网。因此，要求使用多种语言，并开发出通用的高水平软件，以满足多种硬件的要求。轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件；多通道传输技术，多通道传输技术的采用，对电子控制集成化的实现是十分必要和有效的。采用这种技术后，使各个数据线成为一个网络，以便分享汽车中心计算机的信息。汽车车载电子网络：汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。随着电控器件在汽车上越来越多的应用，车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。为了进一步提高行使的经济性，温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。由此，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。集成化技术：汽车电子技术的一个发展趋向是功能集成化，从而实现更经济、更有效以及可诊断的数据中心。光导纤维：汽车电子技术的进步，已使各系统控制走向集中，形成整车控制系统。这一系统除了中心电脑外，甚至包括多达23个微处理器及大量传感器和执行部件，组成一个庞大而复杂的信息交换与控制系统等。
二、国内汽车电子技术发展
电子技术在汽车工业中的应用加快了汽车技术的升级和突破，自20世纪80年代以来，汽车工业的长足发展，也是以电子技术（特别是计算机、集成电路技术）为动力而实现的。采用电子技术是解决汽车所面临的诸多技术问题的最佳方案。因此一国电子产业的发展水平及其在汽车工业领域的应用情况决定了其在未来轨迹汽车行业竞争中的地位和影响力。目前，国产汽车的电子技术应用多数还处于初级阶段。只有少数厂家，主要集中在一些中外合资和国内较为先进的汽车生产厂家，开始将电子控制装置应用在汽车工业中。国内现在采用的电子装置主要包括发动机的燃油喷射、电子点火控制、汽车安全性方面的安全气囊，ABS等领域，而且多数为直接引进国外产品组装，国内科研院所目前有关汽车电子技术应用的研究也主要集中在发动机控制、电控悬架、ABS系统等几个方面，在汽车的电子网络化技术、GPRS导航及智能交通系统的研究等方面与国外还有一定差距。
三、现代电子技术促进汽车智能管理的发展
随着经济的快速发展和人民群众对汽车工业要求的逐步提高，当前的电子技术在汽车工业领域里得到了很好较快较好的应用。汽车智能管理系统就是这一应用的重要体现。车辆智能管理仪（以下简称管理仪）硬件构成主要由CPU，数据存储器扩展电路、IC卡接口电路、GPS接收电路、光电隔离的输入、输出电路、数码相机控制电路、指示灯、蜂鸣器及电源部分组成。采用GPS接收机接收卫星的信号，经过计算后可得出车辆所处的经纬度、行驶速度、行驶方向等参数。管理仪还能够采集与司机操作有关的数据，如刹车、远光灯、近光灯、左右转向灯、喇叭、雾灯、制动气压、车门开关等参数。管理仪根据预先设定的时间间隔和特殊事件的触发，将有关数据保存入IC（IntelligentCard）卡中。根据这些数据，车辆管理部门就可以对车辆的历史运行状况进行检查、管理，以确定车辆是否按照规定的要求运行。管理仪还能够对最近15次停车前，每次停车前50秒的所有信息进行详细记录，GPS数据的采集速度受GPS系统的限制，每秒钟记录1次，其他参数每隔0.2秒记录一次。管理仪还具有数码照相机的控制接口，可以根据外部触发信号，对车内的情景拍照。
汽车工业是高科技工业，汽车性能的每一步提升都伴随着新技术、新工艺的运用。电子技术是21世纪推动经济发展和社会变革的重要技术之一，电子技术的发展及其在汽车工业领域的广泛应用将有效提升汽车工业的发展水平。
参考文献：
[1]高艳青：《现代电力电子及电源技术的发展趋势》，载《电脑与电信》2007，1.
[2]张庆湘：《浅析电子技术在现代汽车工业中的发展与应用》，载《企业技术开发》2007，6.
[3]李卫东：《浅谈电子技术在现代汽车工业领域中的应用》，载《中国职工教育》2005，9.
[4]陈长军、张敏、马红岩、林希峰、闫文清，《激光技术在汽车工业上的应用》，载《机械工程师》2007，9.
Keywords:automotiveelectronics,reconfigurablecomputing,reconfigurable-logicdevice,dynamicreconfigurabletechnology.
1引言
汽车历经百余年的发展，其机械结构已经达到了近乎完美的程度，业界对汽车机械性能的改善已经很难再有更大的提升空间。为了提高汽车的可靠性、功能性和舒适性，电子技术在汽车上被广泛应用。电子技术与机械结构的结合，被认为是当前汽车技术发展过程中的一次“革命”。
汽车电子技术是汽车设计中的核心技术。汽车电子化的程度是衡量一个国家汽车工业发展水平的重要标志。汽车的设计者利用汽车电子技术开发新的车型，把它作为改善和提高汽车整体水平所采用的最重要的技术方案；汽车制造商则通过加快汽车电子化的进程，把增加汽车电子装置的数量等措施作为汽车的新卖点和夺取未来汽车市场的最重要手段。目前在国际上的中、高档轿车的设计中，汽车电子产品平均已经占到了汽车制造成本的27。这个数字还在不断创造新高。据英飞凌（Infineon）公司预测，到2010年用于轿车上的汽车电子装置的支出平均将占到整车制造成本的50。而在我国，每辆汽车的平均汽车电子设备应用比例要比国际水平低5.5倍[1>。汽车电子技术的发展与应用是目前我国汽车产业进步所面临的一大契机和挑战。
可重构计算技术成形于上个世纪九十年代中期[2>。如图1所示，其主要思想是利用可重构逻辑器件（如FPGA）的可重构特性，通过不同的器件配置文件来改变器件实现的功能，从而能够以硬件的性能灵活实现多种应用。可重构计算技术避免了微处理器计算模式因为取指、译码等步骤导致的性能损失，同时也消除了专用集成电路（ASIC）计算模式因为前期设计制造的复杂过程带来的高代价和不可重用等缺陷。可重构计算技术目前已经应用在了很多领域，如目标匹配、大数值运算等等，都取得了非常好的效果。
图1：微处理器、可重构计算、专用集成电路等三种计算模式的比较
汽车电子产品有着很多特殊的需求，而可重构计算作为一项新兴的技术，具有的高性能、高灵活性、低开发周期、低成本等特征非常适合于汽车电子领域的应用。
2汽车电子领域的需求分析
从1950年美国通用公司开创了将半导体技术应用于汽车制造领域的先河—将晶体管收音机安装在汽车上开始，汽车电子产业历经50多年的发展，目前已经形成了功能多样化、技术一体化、系统集成化、通信网络化、技术标准化等技术特征。当前，汽车电子技术已经进入了优化人-汽车-环境的整体关系的研究阶段。汽车在满足安全、节能、环保的同时，将进一步满足人们生活的需要，向舒适、便利、高效、数字化、信息化和智能化方向发展。
汽车电子技术主要有两个大的应用领域：一个是汽车电子控制系统，另一个是车载汽车电子装置[3>。其中，汽车电子控制系统是机械和电子相结合的汽车电子产品，它的工作状况会直接影响到汽车的性能。而车载汽车电子装置则是可以在汽车环境下独立使用的电子装置，它的性能好坏并不影响汽车的性能。相比之下，汽车电子控制系统的设计与开发涉及到了机械和电子两个学科领域，这两部分的研发要协同进行，所以整个过程比较复杂。车载电子装置是IT行业中的应用在汽车领域的扩展，种类较多，例如遥控中央门锁、车载电话、后座娱乐系统、GPS导航系统、车载计算机等等。这些产品因和整车的性能无关，可以独立地进行开发，所以和汽车电子控制系统相比，在开发的环节上比较简单。
汽车电子领域对电子技术发展的主要需求有如下几个方面：
·性能高。目前在汽车电子产品中对性能要求最高的部分是车内的信息娱乐系统。一个信息娱乐系统可能包括多通道音频系统、DVD播放器、GPS导航系统以及免提移动电话等等。这些子系统中涉及到的功能（如视频处理等操作）需要强大的信号处理能力，对性能要求极高。另外，随着汽车主动安全理念的深入人心，新的汽车安全系统开始采用图像、视频和雷达处理，同时引擎和刹车控制系统也将采用更复杂的计算控制策略，计算量庞大的实时运算将在应付突发事件的时候发挥重要作用。这也给相关的汽车电子产品的处理能力提出了挑战。
·灵活性强。汽车的设计者和制造商都面临的一个严峻问题是必须保证汽车电子设备的寿命与汽车的寿命相匹配。汽车电子设备的生命周期很短，不断出现的新兴的汽车标准以及标准本身的不断变化进一步导致选择标准时必须考虑到其寿命、灵活性以及被接受的广泛程度。为了保证汽车电子产品能够紧跟汽车产业的发展，就要求汽车电子产品具有相当的灵活性使其能够根据需求做适时的改动。在当前各种新的技术标准层出不穷，而业界又缺乏占据有绝对优势的标准的时候，对汽车电子技术的这一需求显得尤其重要。
·可靠性高。汽车作为一类特殊的产品，经常会工作在恶劣的环境下，这对应用在其中的电子产品的可靠性提出了严格要求。电子产品的精密性使它成为影响整车可靠性、安全性的重要因素。特别是在汽车电子控制系统中，高温的工作环境往往会给电子产品带来损伤，这极大地增加了整车的危险性。这就要求电子产品能够抵御住恶劣工作环境的干扰，同时具有适当的容错能力，能够在受到部分损伤的时候将其造成的影响降到最低。
·开发时间短。尽量缩短新车型新产品的研发时间是汽车设计者和制造商追求的目标之一。图2显示出在汽车电子产品方面的新技术研发周期是非常短的。这就要求汽车电子技术的研发需要有方便快捷的开发平台，并且在技术研发上有延续性和可复用性，尽量缩短开发时间。特别是在车载汽车电子装置的研发中，因为它们与汽车本身的性能无关，所以更可以不受到整车其它部分研发进展的约束，需要在尽量短的时间内开发出适合需要的产品。
·成本低。汽车产业对价格的影响十分敏感。价格是决定汽车产品竞争力的重要因素之一。选用合适的技术、材料和器件对汽车工业的发展起着举足轻重的作用。随着汽车电子产品在整车成本中所占份额的增加，尽量降低这部分电子产品的成本是一个极为关键的问题。
图2：汽车领域项目创新周期和开发时间示意图[4>
以上我们讨论了在汽车电子领域对电子产品技术的一些基本需求。除此之外汽车电子产品还需要尽量降低能耗以及减少占据的空间等。
3可重构计算技术在汽车电子领域的应用前景
在当前的汽车电子产品中，大量使用了微处理器和专用集成电路实现关键功能。可重构计算技术的出现为汽车电子产品提供了另一个高效灵活的选择。
可重构计算技术的发展主要依赖于可重构逻辑器件技术和动态重构技术的发展。随着半导体技术的进步，目前商用的可重构逻辑器件在单片上已经可以集成数以百万计的基本逻辑门单元和其它各种复杂的计算逻辑，甚至有的高端器件上已经集成了多个微处理器核进一步加强器件的计算能力[5>。这为原来只是用于实现简单的胶合逻辑和原形系统设计的可重构逻辑器件能够逐步占领计算系统的核心地位提供了基本支持。动态重构是当前可重构计算技术的研究热点之一，它是指在不影响当前系统正常运行的前提下，将可重构逻辑器件上的部分资源配置为新的功能，从而提高资源利用率和增加系统性能。动态重构是可重构技术的发展方向，目前主要集中在如何减少器件重构开销、优化资源调度等方面的研究上。
与传统的采用微处理器和专用集成电路的汽车电子产品相比较，利用可重构计算技术的汽车电子产品具有以下优点：
·可重构计算技术能够高效实现特定功能。可重构逻辑器件上都是硬连线逻辑，它是通过改变器件的配置来改变功能的。器件的配置信息一旦被加载，整个系统就可以以硬件的性能大大加快功能的实现。汽车电子产品中那些计算量庞大的功能，典型的例子如视频处理，其核心算法是定点数据上的算术密集型信号处理操作。经过研究发现，这些操作是适合在可重构逻辑器件上高效实现的。将可重构逻辑器件用于加速核心算法的执行，再补充另外的微处理器与之耦合用于执行辅助功能，如输入、输出等操作，是很好的可重构计算系统的构建方式。目前已经有多个利用可重构计算技术的高效的视频处理系统，并已经在汽车电子领域广泛使用[6>。
·可重构计算技术能够通过动态改变器件配置来灵活满足多种功能需求。动态可重构特性使得同一可重构逻辑器件能够满足不同的设计需求，这一点是传统的专用集成电路计算模式不能够达到的。汽车电子产品不同于一般的电子产品，它受到了很多因素的束缚。例如车型的限制，采用相同基本设计的同一款汽车会有经济型、标准型和豪华型等不同型号。这就要求针对不同的型号都要有相应的电子产品支持。为每个型号的汽车都分别设计专门的计算核心单元和电路的代价是高昂的，可重构计算技术就可以消除这个障碍。汽车设计者可以仅开发出一款运用了可重构逻辑器件的原型系统，然后根据不同的车型要求灵活地将可重构逻辑器件配置为相应的功能。另外，由于在业界缺少占有绝对优势的标准，采用何种技术标准也是设计者必须解决的难题。例如，当前车上总线就有LIN、CAN、MOST等多种标准共存，不同标准的技术参数都有很大差异，为了使这些总线标准间不发生冲突，就可以考虑利用可重构逻辑器件作为各标准间的桥接逻辑。
·可重构计算技术适合恶劣工作环境下的应用。当前的可重构计算技术已经经受住了很多极端工作环境的考验，例如NASA的“勇气”号和“机遇”号火星车上就使用了大量可重构逻辑器件。在汽车应用领域，温度会给汽车电子产品带来最大的损伤。业界最高的节点温度是150摄氏度，而用于恶劣环境下的可重构逻辑器件的特殊封装足够保证系统在此情况下的正常运行。利用可重构逻辑器件的另一个优势是不需要微处理器必需的散热系统，大大减少了电子产品占据的空间。另外可重构逻辑器件具有的大量的冗余可重构逻辑资源，使得当器件的某些区域被破坏的时候，系统可以使用动态重构技术自动避开这些区域同时利用周边的其它逻辑资源组合替代该区域被破坏的功能。
·可重构计算技术具有强大的技术支持来加速产品开发。不同于专用集成电路的设计，可重构计算技术不需要大量的NRE（Non-RecurringEngineering）工作。器件厂商会配合不同的可重构逻辑器件提供相应的开发工具和流程，同时还会提供大量参考设计和IP核以减少设计者的重复劳动并提高设计的可靠性。还有很多技术已经成熟的仿真工具和验证工具可以在设计的各个阶段用于保证设计的正确性，减少了出错返工导致的时间浪费。
·可重构计算技术的使用能够大大降低系统成本。系统成本的降低主要体现在两个部分：一个是在设计过程中，另一个是在运行过程中。目前的车用可重构逻辑器件的单价最低已经降至1.5美元，而且利用它实现应用的开发成本又远远低于专用集成电路。可重构逻辑器件的灵活性使得它不必像专用集成电路一样，一个细微的修改就会导致整个电路的重新设计与制作。同时，在系统运行的时候经过分析可以确定有的功能不会同时被使用，那么设计者就可以考虑利用动态重构技术在不同的需求时段里分别实现这两个功能，做到“一片多用”，节省了资源、空间和成本。
从上面的讨论可以看出，将可重构计算技术应用于汽车电子领域有着很大的优势，是切实可行的技术方案。当前，业界也已经注意到了可重构计算技术的应用前景。
4可重构计算技术在汽车电子领域面临的问题
虽然可重构计算技术当前已经在多个领域取得了长足进展，但是在汽车电子领域具体应用的时候，还会面临很多问题。下面列举几个最典型的问题：
·可重构逻辑器件的选型。目前生产商用可重构逻辑器件的几大厂商：Xilinx，Actel，Altera和Lattice等都已经开始关注汽车电子领域并陆续有产品推出。这些产品的硬件结构、处理能力和市场价格等都各不相同。如何针对应用进行合适的器件选型是一个非常重要的问题。当前的可重构逻辑器件基本都是基于SRAM、Flash或者反熔丝技术。这三种技术各有千秋，其中主流的基于SRAM的器件目前已经具有非常强大的处理能力；基于Flash的器件较少但是性价比较高；基于反熔丝技术的器件不具有多次重构的能力但是可靠性较好。所以针对不同的应用场合进行器件选型需要在对应用和器件信息都非常熟悉的基础上进行。
·可重构逻辑器件上应用的实现。虽然目前已经有多种方法简化了利用可重构计算技术实现应用的开发过程。但是用硬件描述语言或者硬件原理图来设计由可重构逻辑器件执行的应用程序对于大部分应用开发者来说还是陌生和困难的。为了排除软件设计者在软件算法的硬件化实现中碰到的困难，已经有多种类高级语言的硬件描述语言被开发出来，但是这些技术还并不成熟。由EDA软件厂商推出的各种硬件应用设计软件，也还存在着一些局限和缺陷，而且不能够完全发挥出可重构计算技术的威力。这就要求汽车电子产品的设计者务必掌握利用可重构计算技术的设计思想并将其渗透到产品的设计中去。
·可重构逻辑器件的可靠性保证。不同于传统的微处理器和专用集成电路计算模式，可重构逻辑器件是通过改变器件配置来改变功能的。特别是基于SRAM的器件，是由存储在器件上的配置信息来控制器件中各逻辑单元间的硬连线的。因此通过配置端口输入其它的配置信息就可能改变甚至损坏器件的功能，而在以前则不会出现类似情况。为了防范这些问题，就需要在关键电子设备上采用基于反熔丝技术的只能一次重构的可重构逻辑器件或者使用对配置信息加密等方法。
·动态重构技术的研发与使用。虽然动态重构技术在理论上已经有了很大发展，并且有很多原型系统已经被开发。但是由于技术条件限制，目前缺乏具有普适性的研发方法，真正使用在产品上的技术也还有一些不足。这需要业界和学术界协作，针对汽车电子领域的关键应用进行攻关，尽量多地将当前已经成熟的动态重构技术应用在汽车电子产品上，带来高效率、高资源利用率等优势。同时开展对动态重构技术的方法学的研究，为将动态重构技术更广泛地应用在电子产品领域提供技术保障。
论文关键词：汽车电子技术，同步开发，节能环保，安全舒适
1．引言
汽车电子是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称。车体汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用，即所谓“机电结合”的汽车电子装置，包括发动机、底盘、车身电子控制。例如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制、防滑控制、牵引力控制电子控制自动变速器、电子动力转向等；车载汽车电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置，它和汽车本身的性能并无直接关系，包括汽车信息系统、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等【1】。
汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命，汽车电子化的程度被看作是现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。汽车制造商增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。汽车电子产品市场将在汽车产业发展的保障下稳步发展，各类汽车电子产品在汽车中的普及率将持续提高，随着未来汽车市场的快速发展和汽车电子的价值含量迅速提高，汽车电子产业将形成巨大的经济规模效应，汽车电子产品占汽车的成本将进一步提高。汽车电子系统的发展趋势主要来自三个方面的驱动因素：一是绿色性，也是环保的要求；二是生产更安全的汽车，即安全性的要求；三是满足驾乘人员更舒适的连通性和对信息娱乐的要求。
2．汽车电子系统发展的重要技术趋势
汽车电子在汽车中占据了越来越重要的地位，汽车已经进入电子控制时代，汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品发展，成为所谓的“电子汽车”。
2.1绿色环保成为汽车电子领域的热点
最终改变汽车行业的不是豪华气派的车身和时尚潮流的色彩，而是用于车轮、底盘以及仪表板那些微小的电子测量、控制和驱动元件。电子技术实现绿色环保的关键领域分为三个部分，无论哪一部分，传感器都是功不可没的【2】。
第一部分是胎压。驾驶时轮胎适当充气不仅具有重要的安全意义，而且还可以节约燃料。由于胎压不足，每天有四百万加仑的燃料白白浪费掉。胎压监测传感器正日益成为新型汽车的标准配置。
第二部分是车载网络。一辆典型的新型汽车有多达一百个电子控制模块（如ABS、ESP、自动车窗、为儿童设计的后座娱乐系统等），所有模块都通过铜线实现相互通信。用于宝马新款的FlexRay网络及类似技术通过单个总线系统来运行，完全摒弃了铜线，从而使车体重量大幅减轻，并将每箱燃料的行驶里程增加五英里，如果将此技术应用于全球所有车辆，每年可减少向大气排放1500万吨的二氧化碳。
第三部分是引擎。油箱中燃料所生成的百分之七十五的能量会因引擎和动力传动系统的低效及空转而损失掉。当今汽车的电子控制单元可实现控制和提供实时信息，以便计算机操控引擎的排量状态。汽车的电子控制单元可读取位于引擎曲轴和凸轮轴处的传感器，从而调节燃料流量和相应进气量，甚至可调整各种转速和引擎负荷情况下的打火时间。在引擎内部的恶劣条件下，对耐高温精密测量系统的设计是极为复杂的，不过一旦应用此系统即可显著节约燃料。
2.2汽车电子系统智能安全的新科技
近年来世界各国政府都加大制定安全法规的力度，我国也相继出台多项有关汽车安全的强制性国家标准，对汽车的安全性提出了越来越严格的要求，促使各汽车制造商采取各种措施满足法规要求。为贯彻执行这些法规使汽车更加安全可靠，同时也为提高自己产品的市场竞争能力，汽车厂商和零部件供应商开发出先进的汽车电子技术，不断推出新的汽车电子装置来提高汽车的主动、被动安全性能，生产更安全的车辆【3】。
1.全力自动刹车功能的碰撞警示系统。这套系统采用的是一种极为精确的警示系统，即平视显示视觉警告。当与前车距离过近或路中间有行人时，会通过类似于刹车灯的警示灯亮起，提醒驾驶者注意。如果驾驶者未能对警告作出反应，该系统判定即将发生碰撞时，汽车会自动激活全力自动刹车。该系统可以使驾驶者在车速与行人的相对速度小于20公里/小时，以及与汽车的相对速度小于25公里/小时，完全避免碰撞。如果相对速度高于25公里/小时，碰撞速度将会被减小20公里/小时，尽可能减小碰撞时的车速，降低碰撞造成的损害。
2.驾驶员警示控制系统。该系统由一个摄像头、若干传感器和一个控制单元组成。摄像头装在风挡和车内后视镜之间，不断测量汽车与车道标志之间的距离；传感器记录汽车的运动；控制单元储存该信息并计算是否有失去对汽车控制的危险。如果评估的结果是高风险，即通过声音信号向司机发出警示。在仪表盘上还显示一段文字信息，用一个咖啡杯的符号提示司机休息一会儿。在车速超过60公里/小时，该系统激活；当车速超过65公里/小时，系统便开始进行干预。通过中控台上的一个按钮可以激活车道偏离警示系统，如果驾驶员在行车过程中跨越其他车道，但没有转向操作（如打转向灯），该系统会发出轻微的警示音。该系统也是通过一台摄像机监测车辆在车道线之间的位置，当车速超过60公里/小时，该系统激活；当车速超过65公里/小时，系统便开始进行干预。
3.车内智能安全网络。该网络最大特点能及时提醒并消除驾驶者的各种失误，如当驾驶者昏昏欲睡或与前行车未保持足够的安全距离时，该系统的就会自动发出预警信号，提醒司机。如未有反应，会主动降低车速；通过方向盘监测驾驶者脉搏，发现驾驶员疲劳驾驶时，便启动警告系统；最初，它只是摇晃驾驶座位，当驾驶者仍无反应时，系统就会自动熄灭而强行停车。
4.汽车会“说话”。丰田、日产、宝马、奔驰等绝大多数车厂都意识到，下一个能为改善交通安全带来重要推动力的就是汽车与汽车间的“交流”。这一功能的原理虽然简单，但却非常有效：如果汽车能互相进行信息的沟通，即使危险尚处在下一个弯道甚至远在地平线的另一端，汽车驾驶员也能提前识别到即将发生的危险。支持这项技术的硬件条件，如发射与接收装置等已不是问题，汽车完全可以向500米范围内的所有车辆发送必要的警告信息。但如何打破厂与厂之间的隔阂，建立统一的标准这才是最大挑战。实际上，几乎所有车厂都建立了类似的系统，旗下车型能够互相对话，但不同车厂的车型之间却是“语言不通”。只有所有汽车生产厂商和主管机构共同合作，才能建立一个专为所有交通参与者架设的无线局域网络（WLAN）。只有足够多的车辆装备了这项技术，才可能实现有效的自发无线网络。
5.带排队辅助功能的自适应巡航控制系统。这是一种经过升级的自适应巡航控制系统，在0~200公里/小时之间的车速范围内激活，可以通过隔栅中的雷达传感器监测到前面的车辆并测量与它的距离，系统会自动调整车速以保持与前车的距离。
2.3汽车电子系统将提供更加舒适的配置
现代的汽车设计是要追求人与车协调，要以人为本，围绕人的需求而生产。要使人乘驾汽车感到舒适、方便和不容易疲劳，汽车设计就要符合汽车人体工程学的要求。而且对车内的配置，还要求具备信息、通信电子装置和工作条件，成为流动办公室；还要求具备视听娱乐电子装置，成为舒适休闲娱乐的场所【4】。
1.智能交通系统。汽车智能化相关的技术问题已受到汽车制造商高度重视，其主要技术中“自动驾驶仪”的构想必将依赖于电子技术实现。智能交通系统的开发将与电子、卫星定位等多个交叉学科相结合，它能根据驾驶员提供的目标资料，向驾驶员提供距离最短而且能绕开车辆密度相对集中处的最佳行驶路线。它装有电子地图，可以显示出前方道路、并采用卫星导航。从全球定位卫星获取沿途天气、车流量、交通事故、交通堵塞等各种情况，自动筛选出最佳行车路线。未来的某天，路上行驶的都会是由计算机控制的智能汽车。
2.自动可调式电子避震系统。采用电子无段可调避震系统，可根据不同的路况，行车速度以及负重等驾驶条件主动、自动地调整最适合的避震阻尼力，使车内人员始终享受最舒适的行车过程。另外，电子遥控和预设定技术的使用，使汽车发动机启动、汽车空调启动、座椅预热、位置预调整等人性化功能得以在人坐进汽车前即可实现，从而增加了人们用车的舒适度。这些功能必将在未来广泛使用于各种汽车中。
3.由无线通信、车载电脑、互联网和全球定位GPS技术整合而成的车载无线通信网络系统技术的发展，使汽车的通讯功能已不只限于收听广播和用车载电话通话，汽车已能让你阅读或发送电子邮件和传真，收看天气预报和股市行情，访问互联网，甚至订机票或一束鲜花。在车内能使用办公室的一切，例如数据库、电话号码、通讯录、约会记录、笔记本、参考资料、寻呼机、计算器以及银行业务等，使得汽车不仅成为人们可靠的交通工具，还将成为人际间交往的流动办公室，成为人们舒适的休闲娱乐室，成为人类社会活动中的重要场所。
3．围绕汽车电子发展的三大趋势做同步开发
当前汽车市场的潮流所向是绿色环保、安全和舒适，尤其在舒适性的需求上，汽车已经越来越演化成消费品，具有了和家电等消费电子产品的相似性【5】。
与电子行业的整机、IC同步开发相似，随着汽车产品市场需求的多元化和车型市场生命周期越来越短，整车设计越来越需要在第一时间推出不断调整的市场所需要的车型和产品，这就越来越需要汽车的整体系统设计与整体解决方案。同步开发成为汽车产品开发的主流模式。一方面要求汽车电子零部件供应商融入整车配套体系，理解整车设计的需求，能够完全根据整车厂的时间计划节点配合整车的开发进度，并在第一时间同步推出对应设计和产品。另一方面也是对整车设计的挑战，整车厂商要适应消费市场快速调整的需求，就必须与汽车电子零部件供应商密切合作、同步开发。
参考文献
[1]刘艳梅.电子技术在现代汽车上的发展与应用[J].中国科技信息，2006（01）.
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[3]危明飞，高伟，包艳，魏辉.电子技术在现代汽车上的应用及发展趋势[J].重型汽车，2005（06）.
关键词：电子节气门，执行器
汽车电子节气门技术(Electronic Throttle Control，ETC)是伴随汽车电子驱动理念(Drive-by-Wire)而诞生的。论文格式。它摒弃了传统节气门踏板采用钢丝绳或杠杆机构与发动机节气门间的直接的机械连接，通过增加相应的传感器和电控单元，实时精确控制节气门开度。ETC可实现发动机扭矩控制和精确空燃比控制，有助于提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性以及降低排放污染，备受业内人士重视。目前，ETC被广泛地运用于汽车的驱动防滑控制(ASR)、巡航控制(CCS)、车辆稳定性控制(VSC)及自动变速控制(AMT)等汽车动力控制系统中，并逐渐成为高档轿车的标准配置。
一、发展的制约因素
1)控制系统复杂，精确控制困难。ETC系统与ASR、CCS及VSC等多种系统相连，需要控制的参数多，控制逻辑复杂。论文格式。ETC系统本身存在非线性阻尼特性，进气扰流阻力矩不稳定等因素，传感器等工作部件在使用过程中存在机械磨损和可靠性变差等问题。
2)在进行多种控制功能集成时，各控制系统之间需采用信息融合技术，即将ASR、CCS及VSC系统所需要的各传感器信号有机地融合起来，实现资源共享，各个系统间的相互关系，提高控制系统的稳定性和可靠性。
3)ETC设计需要充分考虑不同驾驶员的驾驶个性和车辆的行驶环境。目前对汽车的减速、怠速、定速和加速控制还存在一定难度，这个问题的解决还需依靠驾驶行为学理论、神经网络控制理论(人工智能)和汽车电子技术的进一步发展来共同解决。
4)驾驶员主观偏见与成本居高不下也是阻碍ETC广泛应用的瓶颈。驾驶员习惯于人工操纵节气门，有的误认为机械连接操纵节气门更为理想，安全可靠。ETC采用了传感器、控制单元、驱动器以及冗余设计，使之成本较高，使得ETC目前只装配在高档轿车上。所以降低ETC产品的价格是当前研究的重要任务之一。
二、发展的关键技术
1)由单一功能向多种功能的集成发展集成化不仅是ETC系统的发展方向，也是各种汽车电子控制系统的发展方向。它有助于降低成本，增强各系统间的内在联系，充分利用车辆各种信息，从而进一步提高系统的稳定性和可靠性。最初的ETC设计是为了发动机扭矩控制和空燃比控制，现代的ETC系统已经向多功能集成化方向发展，如集成了怠速控制、牵引力控制、减少换档冲击控制、节气门回位控制、巡航控制及车辆稳定性控制等多种功能。
2)综合多种控制策略，为提高节气门的控制精度及反应速度，采取多种控制方法进行综合控制。目前的发展方向是从经典的PID控制发展到采用PID与现代控制方法相结合的控制算法，从线性控制发展到非线性控制，从单一模式控制发展到多模式控制。有些学者将多模态控制、模糊神经网络控制及滑模变结构控制等方法引入到ETC控制中，但是这些理论本身还有待完善和发展。
3)系统设计注重安全可靠性，具有自诊断和失效保护功能节气门是发动机控制的关键部件，因此在提高控制精度和进行集中控制的同时，必须注重ETC系统的安全可靠性，提高系统的故障自诊断和容错能力。如采取冗余设计的软／硬件控制器，能在系统出现故障时自动启用故障安全保护模式，使汽车在安全模式下能正常工作。因此，采用冗余设计，提供及时的故障隔离及系统重构功能，将是今后ETC系统发展的必然趋势。
4)控制器局域网CAN的应用，随着ETC等电控系统在汽车上的广泛应用，车载ECU与传感器数量越来越多，导致整车电路繁琐复杂、线束多、重量大及成本高。汽车局域网CAN总线，只用两根信号线就可与其它带有CAN的电子设备相连接，能以共享方式传送多种控制信息，实现真正意义上的数据共享。论文格式。因此，将CAN总线应用于ETC系统设计也是今后的发展方向。
三、电机式汽车节气门执行器的工作原理
电子节气门一方面执行来自电控单元的指令调节节气门开度以控制进气量，同时还可以输出反映节气门位置的信号，供系统监控节气门的实际开度。
电子节气门有两个电位器作为位置传感器，其电阻值随节气门位置的改变而变化。当加入+5V电压后，转化为与电阻值相应变化的电压输出。这两个电位器连同加速踏板上监控踏板运动行程的两个电位器，构成了整个电子节气门监控功能的一部分，能提供系统控制所期望的冗余度。
与拉线式节气门总成相比较，电子节气门开启角度不再由节气门踏板拉索控制。节气门踏板通过拉索控制节气门踏板位置传感器，该传感器只是以电压信号反映车主的力矩指令，而不是节气门的实际开度。电子节气门轴上的双轨道节气门电位计用来检测节气门的准确开度，此开度与车主的意图（加速、减速）并不完全一致。此外，怠速调节阀也被取消，由电子节气门直接进行怠速调节。
计算机精确控制电子节气门的开启以便满足空调、自动变速箱、平稳性动态控制、车速调节、发动机冷却等功能的需要。这是一种新的发动机负荷管理系统，可以最好地管理发动机的力矩。节气门位置由发动机各项功能的需求来确定，当各项功能需求同时出现时，计算机按照内部的各种优先级别决定，并由计算机来控制打开到某一开度，以满足优先级别最高的这项功能的需求。
四、电机式节气门执行器的优点
在传统汽车发动机节气门系统中，节气门踏板和节气门之间是刚性连接，操纵机构是通过拉索(软钢丝)或者拉杆，一端连接加速踏板．另一端连接节气门连动板而工作。这种传统机械式节气门开度完全受控于加速踏板开度，即取决于驾驶员的操作，所以并不总是在最佳运行状态，它的应用也受到了很多限制，并且缺乏精确性。在汽车电子技术和计算机技术飞速发展的情况下，电子节气门应运而生。与传统节气门相比，电子节气门明显的优点是可以用线束来代替拉索或者拉杆，在节气门旁边安装一只微型直流电动机，用电动机来驱动节气门开度，即所谓的“导线驾驶”．用导线代替了原来的机械传动机构，可以根据加速踏板移动量及其变化率解析驾驶意图，获取节气门转角的基本期望值，并且通过采集各种传感器信号，得到当前发动机工况参数信息，经过控制器的运算和处理，发出指令，驱动电子节气门，使节气门开度在各种工况下处于最佳状态．由此获得优良的发动机性能。
电机式节气门执行器的优点在于克服了原先在机械节气门时，发动机控制系统只能对怠速和定速巡航进行控制的局限性，转而成为对发动机全工况进行控制，也就是说原先由于驾驶员踩住了节气门踏板，控制系统无法按照所接收到的扭矩信号控制节气门进行动力匹配，在使用了电子节气门后这种情况得到了改变，由于节气门仅靠一电机带动，驾驶员踩节气门踏板只是为控制系统提供踏板位置的信息，控制系统参考这个信号，并根据各种工况的需求包括燃油经济性，排放等等进行运算后，来确定节气门的开度位置。这样使动力匹配得以精确。所以电子节气门与原来的机械节气门是完全不同两个概念，在打开点火开关踩节气门踏板和发动机运转时踩节气门踏板所看到的节气门开度情况是不同的。在打开点火开关踩节气门时，节气门会随着踏板的逐渐踩下而开大；在运转时，节气门开度并不随节气门踏板的踩下而改变，而是受控制系统来控制，有可能你节气门踏板踩得不大，但因为动力匹配需求节气门是全开的，这和开头所介绍的是一致的，所以不要以为是故障。发动机控制系统主要是根据改变节气门位置，喷油时间，点火提前角来匹配因三元催化预热、怠速、排放控制，速度限制、动力限制、自动变速箱换挡点、制动系统（牵引力控制，发动机制动）、空调，巡航控制等带来的扭矩的变化。
综上所述，机电一体化结构逐步取代组合式结构，智能化控制技术逐步取代纯电子控制技术，带通信技术功能的逐步取代不带通信技术的，数字控制方式逐步取代传统的模拟控制方式，运用红外遥控的非接触式调试技术逐步取代接触式手动调试技术，等等。我国目前新一代符合现场总线的智能电动执行器产品，是执行机构今后发展的必然趋势，它的成功研究与应用给电动执行器的进一步发展打下了良好的基础，并将给智能电动执行器带来广阔的市场发展前景。
参考文献：
[1]舒华，姚国平等编.汽车电器与电子技术.北京：机械工业出版社，2004
[2]李发海，王岩等编.电机与拖动基础.第二版，北京：清华大学出版社，1994
[3]徐灏，蔡春源，严隽琪，汪恺，周士昌.机械设计手册.第二版，第四卷，北京：机械工业出版社，2001
西南交通大学 交通工程系 05交运2班 于鸿泽 周琳
【关键词】智能驾驶 智能汽车 发展现状 智能技术
【引 言】
随着更加先进的灵巧型传感器、快速响应的执行器、高性能ECU、先进的控制策略、计算机网络技术、雷达技术、第三代移动通讯技术在汽车上的广泛应用，现代汽车正朝着更加智能化、自动化和信息化的机电一体化产品方向发展，以达到“人—汽车—环境”的完美协调。
【正 文】
一、智能驾驶过程的实现
智能驾驶的实现需要大量的电子电路元件支持，主要有：传感器、电控单元（ECU）、执行器、控制策略、总线、电源、智能通信系统。
随着传感器技术、信息处理技术、测量技术与计算机技术的发展，智能驾驶系统也得到了飞速的发展。
现在的智能驾驶技术大多是通过多传感器实现的。多传感器信息融合实际上是人对人脑综合处理复杂问题的一种功能模拟。多传感器信息融合就像人脑综合处理信息的过程一样，它充分利用多个传感器资源，通过对各种传感器及其观测信息的合理支配与使用，将各种传感器在空间和时间上的互补与冗余信息依据某种优化准则结合起来，产生对观测环境的一致性解释或描述。信息融合的目标是基于各种传感器分离观测信息，通过对信息的优化组合导出更多的有效信息。这是最佳协同作用的效果，它的最终目的是利用多个传感器共同或联合操作的优势来提高整个系统的有效性。
目前经常使用一个雷达传感器探测前方的车辆或障碍。雷达虽然在直路上的性能良好，但当道路弯曲时，探测的信号将不完全可靠，有时还会有探测的盲点或产生错误报警。为了防止错误报警，常对雷达的输出进行标准卡尔曼滤波，但这并不能有效解决探测盲点问题。为了更可靠地解决这类问题，可以使用扫描雷达或多波束雷达，但其价格昂贵。这里选用低价的视觉传感器作为附加信息，视觉传感器经常能提供扫描雷达和多波束雷达所不能提供的信息。
雷达传感器和视觉传感器配合作用实现对复杂道路状况的探测、识别，然后将信息通过总线电路发送给ECU，ECU处理后将命令发送给执行器，执行器将作用于汽车的油门、动力、转向、刹车等系统，实现汽车的只能行驶。［本站论文由中国收集整理，转载请注明出处中国］
二、智能汽车发展现状
回想过去，汽车都是由驱动装置驱动几乎所有的机械和液压系统，现在则由电子元件和系统的组合来完成。电子感应器增强或甚至已经取代了各种机械系统。一些高档汽车具有多达70个ECU。一般汽车的感应器数量已经达到35个，而一个高档汽车的感应器数量达到了60个。通常汽车还附带6个左右的气囊。这意味着现在的汽车更复杂、更安全，并且驾驶起来更简单。和以前的汽车相比，它们也更具智能化，并将继续获得更高的智能。
1、 智能泊车的Lexus LS460
Toyota公司2006年推出（最近才进入中国市场）的Lexus LS460最大的卖点就是智能泊车系统，该车型的电视广告就是在展示智能泊车系统其精准的泊车路线。Lexus LS460的智能泊车辅助系统可对后座和前座摄像头的图像进行处理，利用该结果去控制电子动力方向盘和一个电子油门。只需轻触一个按钮和驾驶者的少许制动，系统就可以把车刹住。同样地，LS460的VDIM(Vehicle Dynamic Integrated Management)系统从各种感应器中搜寻数据以预知刹车。利用这一数据，加上驾驶者的输入信息来帮助驾驶者恢复对汽车的控制。它通过启动电控刹车、电子动力转向、防抱死制动、车辆稳定性控制、刹车辅助、电子刹车力分配和引擎扭矩等功能来恢复控制。
2、 雷达和摄像头加强了驾驶技术
在像Mercedes-Benz S-class这样的车上，24/77 GHz雷达导航系统在提高安全性方面起到很重要的作用。Brake Assist(刹车辅助)、Parking Assist(泊车辅助)、Pre-Safe(预警安全)、Distronic Plus(巡航控制)以及Adaptive Brake(自适应制动)功能采用七个雷达感应器(五个在前缓冲器、两个在后缓冲器)来加强安全水平。拥有这些功能，汽车就可以感应到即将发生的碰撞，使驾驶者可以采取躲避措施。雷达系统允许自动制动应用。另外，如果探测到潜在的碰撞，它就会关闭天窗和加固安全带。［本站论文由中国收集整理，转载请注明出处中国］
现在基于雷达和自适应巡航控制的系统正蓬勃发展，在很多Mercedes-Benz和Toyota模型中都可以发现他们的身影。Volkswagen Passat和BMW的3系列也同样具有这样的雷达。为了改善交通安全，NISSAN公司开发了车距控制辅助系统(Distance Control Assist System)以帮助驾驶者控制他们自身与面前车辆之间的距离。这个系统采用一个在前缓冲器的雷达感应器，来确定定驾驶者的尾随距离和双方车辆的相对速度。如果驾驶者松开加速踏板，或者没有踩住加速踏板，系统就会自动启动制动。如果系统确定需要制动，那么在仪表板和蜂鸣器上就会出现一个指示器，然后加速踏板会自动上移以帮助驾驶者转换到制动。［本站论文由中国收集整理，转载请注明出处中国］
另一个关键功能，即摄像头，给驾驶者返回狭窄停车位并执行能见度受限操作时提供了更佳的视野。研究表明，很多儿童是因为驾驶者在返回停车位的时候看不见他们而致死的。复杂的全轮驱动一度只是高档汽车的安全堡垒。而如今，它是很多车辆的标准配置。这些系统通过瞬间提供车轴最需要的动力，可在恶劣的驾驶条件下提供最佳动力。
3、 智能化车灯
对安全性的关注也延伸到前灯。由Gentex公司开发的Chrysler 300C具有Smart Beam系统。它根据公路情况自动开启和关闭前灯。在后视镜里装了一个前向CMOS图象感应器，它让车灯一直维持开启状态，直到在公路上探测到其它车的前灯或尾灯，它才转换到近光灯。为了避免分散相向行驶驾驶者的注意力，该系统可使远光灯渐开和渐关。
Mercedes-Benz S-class汽车有两个照射公路的红外线前灯。当汽车的近光灯打开，它们将驾驶者的视野范围扩展到150多米，使其能更快看见行人、停泊的汽车和其他障碍物。同时也减少了黑暗中驾驶发生碰撞的危险。
4、 智能驾驶环境——无线基础设施
到目前为止，汽车中的无线技术仍限制在车载蜂窝电话。但是当这些研究者针对路边站的安全架构而进一步调查Wi-Fi通信使用状况的时候，这可能会有所改变。
交通部(DOT)的VII计划试图使用无线连接来避免碰撞。有车辆接近十字路口或死角的时候，基站将通知和提醒其它基站和驾驶者。该系统也会提供交通速度和密度的数据，使路标可以通知驾驶者在进入高速公路前倒车。
该计划还将开发可以在不同情况下警告驾驶者的集成先进技术，这些情况包括：当驾驶者将要离开公路的时候，当驾驶者和另一企图改车道的车辆有碰撞危险时候，以及和前方车辆有碰撞危险的时候。
5、 动力传动电子控制系统
主要包括发动机电子控制（包括汽油机和柴油机）、自动变速器控制（ECT、CVT/ECVT等）以及动力传动总成的综合电子控制等。控制系统主要由各种传感器、执行机构和电控单元（ECU）组成。其主要是保证汽车在不同的工况下均能处在最佳状态下运行，并简化驾驶员的有关操作，从而降低油耗和排放，减少动力传动系统的冲击，减轻驾驶人员的劳动强度，提高汽车的动力性、经济性和舒适性。
6、底盘电子控制系统
包括制动防滑与动态车身控制系统（ABS/ASR、ESP/VDC）,牵引力控制系统、悬架及车高控制系统、轮胎监测系统(TPMS)、巡航控制系统（CCS）、转向控制系统(如4WS)、驱动控制系统（如4WD）等。其主要用于提高汽车的安全性、舒适性和动力性等。近些年来，这类控制系统开始在普通轿车上广泛采用。
7、 车身电子控制系统
主要包括安全气囊（SRS）、自动座椅、自动空调控制、车内噪音控制、中央防盗门锁、视野照明控制、自动刮水器、自动门窗、自动防撞系统以及满足不同用电设备的电源管理系统。主要是用来增强汽车的安全性、舒适性和方便性。
8、 多媒体娱乐、通讯系统
主要包括车载多媒体系统、驾驶员信息系统、语音系统、智能交通系统(ITS)、车辆导航系统(GPS/DGPS等)、计算机网络系统、状态监侧与故障诊断系统等。用于联结“人—车—路—环境信息”，以及协调整车各部分的电子控制功能。
关键词:柴油机 共轨技术 优点 生力军
一.问题背景
能源短缺尤其是石油短缺是全球性的问题,而作为经济增长的中国在能源方面保持着强劲的需求。当前,中国资源的“红灯”已经亮起,其中石油资源的短缺十分突出,据专家估计,中国已探明的石油可采储量约我23亿t,2004年中国累计进口原油1.2亿t,石油对我依存度已达到40%。目前我国汽车消耗燃油约占全国总石油消费的三分之一。预计2010年,汽车燃油需求我1.38亿t,占总消费43%;2020年燃油需求我2.56亿t,比例将达到75%;而到了2030年,这一比例将有可能达到77%。
笨重、噪声大、喷黑烟,令许多人对柴油机的直观印象不佳,加之柴油机的构造比较复杂,不少人对柴油机缺乏了解,尤其对现代先进的柴油机缺乏了解,因此柴油机汽车在一些城市成了“被限制的对象”、受到种种歧视。其实,经过多年的研究和新技术应用,现代柴油机已与传统柴油机有了很大差别,在减少质量、噪声、废气烟度等方面取得了重大突破。其中,共轨技术就是现代柴油机采用的新技术之一。
二.柴油机的发展浅析
自1897年柴油机问世至今,在一百多年的发展过程中,自20世纪20年代中期以德国BOSCH公司我代表推出的机械式喷油系统取代蓄压式供油系统,是柴油机在汽车上的应用成为可能,从而在许多地方取代了汽油机,并发展壮大。
柴油机发展经历了五个阶段:
1.电控直列式喷右泵
电控直列式喷右泵在直列泵基础上发展起来的电子控制燃油喷射装置,他具有喷油量与喷油定时控制功能或只具备其中一种功能,有些喷油压力和喷油速率等控制功能。(如日本DKK公司的RED-型电子调速器。德国Heinzmann公司的E型电子调速器及美国Barber Colmann
公司的电子调速器等)
2.电控单体泵系统
德国Bosch公司的电控单体泵(EUP)系统,采用较短的高压油管,可实现较高的喷油压力,最高喷油压力可达160MPa,该系统采用高速电磁阀控制喷油定时及喷油量。
3.电控分配泵
柴油机电控分配泵的喷油量及喷油定时的控制一般采用高速电磁阀,电磁阀的闭合时刻对应着喷油定时,电磁阀从闭合到开启的时间确定了喷油量,如日本丰田公司的ECD-2型电控VE泵。
4.电控泵喷嘴系统
电子控制泵喷嘴系统可分为机械驱动式和蓄压式两种,如美国底特律柴油机的DDEC型电控泵喷嘴,英国LucasCAV公司的EUI型电控泵喷嘴。
电控蓄压十系统的特点是:将电控和液压技术相结合,按时控制喷射过程和喷射压力。如日本小松公司的KOMPICS电子液压泵喷嘴系统。
5.电控共轨燃油系统
20世纪90年代研制出了一种全新的燃油喷射系统----电控共轨燃油系统,该系统虽然正式问世不久,但已显示出它的巨大的优越性。如日本的电装公司的共轨系统ECD-2及德国Bosch公司的柴油机共轨电控蓄压式喷射系统。
三、现代共轨柴油喷射系统浅析
现代先进的汽车柴油机一般采用电控喷射、共轨、涡轮增压中冷等技术,在重量、噪音、烟度等方面已取得重大突破,达到了汽油机的水平,而且相比汽油机更环保。目前国外轻型汽车用柴油机日益普遍,奔驰、大众、宝马、雷诺、沃尔沃等欧洲名牌车都有采用柴油发动机的车型。
在电控喷射方面柴油机与汽油机的主要差别是,汽油机的电控喷射系统只是控制空燃比,柴油机的电控喷射系统则是通过控制喷油时间来调节输出的大小,而柴油机喷油控制是由发动机的转速和加速踏板位置(油门拉杆位置)来决定的。因此,基本工作原理是计算机根据转速传感器和油门位置传感器的输入信号,首先计算出基本喷油量,然后根据水温、进气温度、进气压力等传感器的信号进行修正,再与来自控制套位置传感器的信号进行反馈修正,确定最佳喷油量的。
电控柴油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分组成。其任务是对喷油系统进行电子控制,实现对喷油量以及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、温度、压力等传感器,将实时检测的参数同步输入计算机,与巳储存的参数值进行比较,经过处理计算按照最佳值对喷油泵、废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制,驱动喷油系统,使柴油机运作状态达到最佳。这类电控系统可分为:蓄压式电控燃油喷射系统、液力增压式电控燃油喷射系统和高压共轨式电控燃油喷射系统。以下就介绍一下高压共轨电控柴油喷射系统:
(一)共轨技术
在汽车柴油机中,高速运转使柴油喷射过程的时间只有千分之几秒,实验证明,在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动,使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在主喷射之后,使高压油管内的压力再次上升,达到令喷油器的针阀开启的压力,将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象,由于二次喷油不可能完全燃烧,于是增加了烟度和碳氢化合物(HC)的排放量,油耗增加。此外,每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变化,随之引起不稳定的喷射,尤其在低转速区域容易产生上述现象,严重时不仅喷油不均匀,而且会发生间歇性不喷射现象。为了解决柴油机这个燃油压力变化的缺陷,现代柴油机采用了一种称为"共轨"的技术。
1、原理。
共轨电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制装置(ECU)组成的闭环系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管,通过公共供油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的程度,因此,也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量,其大小取决于燃油轨道(公共供油管)压力和电磁阀开启时间的长短。该技术不再采用传统的柱塞泵脉动供油的原理,而是通过供轨直接或间接的形成恒定的高压燃油,分送到每个喷油器,并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的启闭,定时定量的控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量,从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化,以及最佳的发火时间、足够的能量和最少的污染排放。柴油机供轨式电控燃油系统的原理如附图所示。
2、分类
按照喷油高压形成的不同,共轨式电控燃油喷射系统有两种基本型式,即高压共轨式和中压共轨式。
(1)高压共轨系统。高压输油泵(压力在120MPa以上)直接产生高压燃油后,输送至共轨中消除压力的脉动,再分送到各喷油器;当电子控制装置按需要发出指令信号后,高速电磁阀(响应在200s左右)迅速打开或关闭,进而控制喷油器工作,即按设定的要求喷出或停喷高压燃油。
(2)中压共轨系统。中压输油泵(压力为10-13MPa)将中压燃油输送到共轨中消除压力的脉动,再分送至带有增压柱塞的喷油器中;当高速电磁阀开关阀接收到电子控制装置发送的指令信号后,就迅速开启或关闭,从而控制燃油器工作,迅即通过高压柱塞的增压作用,将从共轨中来的中压燃油加压至高压(120-150MPa)后喷出或停喷。
高压共轨系统与中压共轨系统的主要判别在于,高压燃油的获得方式不同;前者由高压燃油泵直接提供,而后者则借助于增压柱塞增压后获得。
3、特点
柴油机共轨式电控燃油喷射技术集计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油器结构于一身。它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制,而且还能实现预喷射和后喷,从而优化喷油特性、减低柴油机噪声和大大减少废气的排放量,其特点为:
(1)采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀,使得喷油过程的控制十分方便,并且可控参数多,利于柴油机燃烧过程的全程优化。
(2)采用共轨方式供油,喷油系统压力波动小,各喷油器间相互影响小,喷射压力控制精度较高,喷油量控制较准确。
(3)高速电测开关阀频率高,控制灵活,使得喷油系统的喷射压力可调范围大,并且能方便的实现预喷射、后喷等功能,为优化柴油机喷油规律、改善其性能和降低废气排放提供了有效手段。
(4)系结构移植方便,适应范围广,不像其他的击中电喷油系统,对柴油机的结构形式有专门要求;尤其是高压共轨系统,与目前的小、中型及重性柴油机均能很好匹配,因而市场前景看好。
(二)高压共轨电控燃油喷射系统及基本单元
高压共轨电控燃油喷射系统主要由电控单元、高压油泵、蓄压器(共轨管)、电控喷油器以及各种传感器等组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵,高压油泵将燃油加压送入高压油轨(蓄压器),高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节,高压油轨内的燃油经过高压油管,根据机器的运行状态,由电控单元从预设的 map 图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。
1、高压油泵
高压油泵的供油量的设计准则是必须保证在任何情况下的柴油机的喷油量与控制油量之和的需求以及起动和加速时的油量变化的需求。由于共轨系统中喷油压力的产生于燃油喷射过程无关,且喷油正时也不由高压油泵的凸轮来保证,因此高压油泵的压油凸轮可以按照峰值扭矩最低、接触应力最小和最耐磨的设计原则来设计凸轮。
2、高压油轨(共轨管)
共轨管将供油泵提供的高压燃油分配到各喷油器中,起蓄压器的作用, ECD-U2 系统的共轨管如图 4 所示。它的容积应削减高压油泵的供油压力波动和每个喷油器由喷油过程引起的压力震荡,使高压油轨中的压力波动控制在 5Mpa 之下。但其容积又不能太大,以保证共轨有足够的压力响应速度以快速跟踪柴油机工况的变化。 ECD-U2 系统的高压泵的最大循环供油量为 600毫升,共轨管容积为 94000毫升。
高压共轨管上还安装了压力传感器、液流缓冲器(限流器)和压力限制器。压力传感器向 ECU 提供高压油轨的压力信号;液流缓冲器(限流器)保证在喷油器出现燃油漏泄故障时切断向喷油器的供油,并可减小共轨和高压油管中的压力波动;压力限制器保证高压油轨在出现压力异常时,迅速将高压油轨中的压力进行放泄。
3、电控喷油器
电控喷油器是共轨式燃油系统中最关键和最复杂的部件,它的作用根据 ECU 发出的控制信号,通过控制电磁阀的开启和关闭,将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入柴油机的燃烧室。
BOSCH 和 ECD-U2 的电控喷油器的结构基本相似,都是由于传统喷油器相似的喷油嘴、控制活塞、控制量孔、控制电磁阀组成,图 5 为 BOSCH 的电控喷油器结构图。在电磁阀不通电时,电磁阀关闭控制活塞顶部的量孔 A ,高压油轨的燃油压力通过量孔 Z 作用在控制活塞上,将喷嘴关闭;当电磁阀通电时,量孔 A 被打开,控制室的压力迅速降低,控制活塞升起,喷油器开始喷油;当电磁阀关闭时,控制室的压力上升,控制活塞下行关闭喷油器完成喷油过程。
为了实现预定的喷油形状,需对喷油器进行合理的优化设计。控制室的容积的大小决定了针阀开启时的灵敏度,控制室的容积太大,针阀在喷油结束时不能实现快速的断油,使后期的燃油雾化不良;控制室容积太小,不能给针阀提供足够的有效行程,使喷射过程的流动阻力加大,因此对控制室的容积也应根据机型的最大喷油量合理选择。
控制量孔 A 、 Z 的大小对喷油嘴的开启和关闭速度及喷油过程起着决定性的影响。双量孔阀体的三个关键性结构是进油量孔、回油量孔和控制室,它们的结构尺寸对喷油器的喷油性能影响巨大。回油量孔与进油量孔的流量率之差及控制室的容积决定了喷油嘴针阀的开启速度,而喷油嘴针阀的关闭速度由进油量孔的流量率和控制室的容积决定。进油量孔的设计应使喷油嘴针阀有足够的关闭速度,以减少喷油嘴喷射后期雾化不良的部分。
此外喷油嘴的最小喷油压力取决于回油量孔和进油量孔的流量率及控制活塞的端面面积。这样在确定了进油量孔、回油量孔和控制室的结构尺寸后,就确定了喷油嘴针阀完全开启的稳定、最短喷油过程,同时就确定了喷油嘴的稳定最小喷油量。控制室容积的减少可以使针阀的响应速度更快,使燃油温度对喷嘴喷油量的影响更小。
但控制室的容积不可能无限制减少,它应能保证喷油嘴针阀的升程以使针阀完全开启。两个控制量孔决定了控制室中的动态压力,从而决定了针阀的运动规律,通过仔细调节这两个量孔的流量系数,可以产生理想的喷油规律。
由于高压共轨喷射系统的喷射压力非常高,因此其喷油嘴的喷孔截面积很小,如 BOSCH 公司的喷油嘴的喷孔直径为 0.169mm × 6 ,在如此小的喷孔直径和如此高的喷射压力下,燃油流动处于极端不稳定状态,油束的喷雾锥角变大,燃油雾化更好,但贯穿距离变小,因此应改变原柴油机进气的涡流强度、燃烧室结构形状以确保最佳的燃烧过程。
对于喷油器电磁阀,由于共轨系统要求它有足够的开启速度,考虑到预喷射是改善柴油机性能的重要喷射方式,控制电磁阀的响应时间更应缩短。
4、高压油管
高压油管是连接共轨管和电控喷油器的通道,它应有足够的燃油流量减小燃油流动时的压降,并使高压管路系统中的压力波动较小,能承受高压燃油的冲击作用,且起动时共轨中的压力能很快建立。各缸高压油管的长度应尽量相等,使柴油机每一个喷油器有相同的喷油压力,从而减少发动机各缸之间喷油量的偏差。各高压油管应尽可能短,使从共轨到喷油嘴的压力损失最小。
四.共轨柴油机的未来前景和展望
在汽车工业发达的欧洲国家,柴油轿车已经被广泛接受和认可。2004年国内工消失了柴油轿车12654辆。20世纪90年代初,轿车总大约有20%为柴油车。1998年至2004年,柴油轿车在欧洲的销售所占分额已每年4个百分点的速度增长,从24.8%跃升至40.3%,2004年柴油轿车在新车销售中的比例已超过45%。法国,西班牙,奥地利,比利时及卢森堡,柴油轿车的销售量超过汽油车了。美国也达到30.1万辆,日本近1%轿车是柴油轿车,而且这趋势有在迅速上升趋势。
发动机历来是汽车企业欲雄起于诸子纷争中的必夺之物,而发动机的科技含量很大程度上决定了一款车型的品质和性能,一家企业在发动机领域的自主研发能力,同样很大程度上也决定了其在国际汽车产业链中的话语权和影响力。随着油价上涨等因素的制约和影响,汽车向经济性迈进步伐不断加大,共轨技术的优势已经使现代柴油技术在近几年取得了巨大成功 ,我相信这些优势很快能在中国或国际上体现因为这是当代经济市场走势,并向更为理想的方向——柴油动力进军。柴油汽车的发展将无可限量。
致谢语
值止毕业论文完成之际,感谢我的知道 老师老师对本人毕业论文耐心而又详尽的指导.虽然教务繁忙,却时刻惦记着学生的论文写作进度.朱老师以其渊博的知识,严谨的治学态度以及悔人不倦的指导,使我的论文不断完善和提高.在此,向朱老师表示最衷心的感谢.
参考文献
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北京理工大学国家大学科技园位于中关村科技园区中心地带，地处三环路西北角，紧邻中关村科技园区中轴线，交通便利，信息畅通。科技园以场地、设施、物业服务为基础，在1992年起步建设的学校周边产业开发区的硬件设施基础上，针对大学科技园的功能定位，重点开展了通过资源整合提供增值服务。通过体制与机制的创新搭建创新创业平台。形成了比较完善的创业服务体系和创新支撑体系，促进了校内创新资源与科技园基础设施、风险投资等要素以及社会入园创业企业的结合，在企业与技术的孵化以及向社会输出成熟的高技术企业进程中发挥了重要作用，探索出了一条通过大学科技园建设实现创新要素合理流动的新路。
建基础，多支撑
目前，北京理工大学科技园已经建有一个核心园区和5个校外辐射基地。核心园区围绕学校周边建设。占地约140亩，已经建成近10万平方米建筑物。5个校外辐射基地分别是密云工业园、房山石楼医药化工孵化基地、昆明分园、宁波分园和赤峰分园。
针对科技园的功能定位，围绕着科技园的创新创业能力建设，重点建设了基础、融资、孵化、服务、产业五个支撑平台。五大平台以孵化平台为中心，互相衔接，互相促进，构成了园区的创新创业服务支撑体系，实现了从基础设施保障风险投资创业服务企业孵化产业化的流程。
基础平台由科技园组织学校企业、社会企业共同参与，合作建设。近年来，先后吸引了三亿多元资金，建设了三座大厦。园区成立了物业管理中心，对现有物业设施进行管理，保障物业正常、高效运转，为入园企业提供良好的物业环境和高质量服务。
园区内由留学人员创业园、综合孵化器、专业孵化器、技术转移中心、创业服务中心、重大项目服务中心、生产基地管理中心等机构形成的孵化平台，在不同阶段从不同的角度对项目和企业开展孵化及创业服务。
科技园开辟了多元化的投融资渠道。搭建了具有自身特色的投融资平台。主要包括：引入社会资金、建立自有融资体系、引入社会风险投资、与金融机构合作、协助企业申报国家和地方政府的项目资助等。
为吸引更多的海外留学人员回国创业，加快中关村科技园区建设，北京理工大学和中关村科技园区管委会共建了“北京理工留学人员创业园”。创业园以服务为宗旨，追求高效务实的工作作风，致力于为留学人员搭建创业平台，落实政府专项政策，创造和谐创业环境；对于留学人员入园企业，创业园为他们提供了各种创业服务以及实验室设备条件、图书阅览、体育休闲等方面的便利，支持和促进留学人员企业健康快速发展。目前已吸引100多家留学人员企业入驻。
北京理工大学与北京市科委共同建立的北京理工创新高科技孵化器公司，是北京市正式批准的孵化基地，是科技园开展项目孵化、企业孵化的主要机构。现有70多家企业进驻孵化器公司。他们在光机电一体化、软件开发与应用、自动控制系统、信息安全技术、环保与现代高效农业等领域，已经开展了一系列孵化活动。
车辆北京市技术转移中心是在北京市教育委员会、北京市工业促进局的指导和支持下成立的，是依托北京理工大学，与北京工业大学、北汽福田汽车股份有限公司、北京汽车制造厂共同合作建立的，旨在将北京理工大学等北京地区高校在车辆工程领域内多年研究积累的高新技术成果转移到北京市的有关企业。提升北京市企业和大学在车辆工程领域的综合实力。
北京理工大学科技园依托北京理工大学实验设备条件优势，已经与学校有关学院共同建设了车辆、民产品、网络安全、生物医药等孵化平台，以及学生创新基地。科技园还在密云、房山、宁波、昆明、赤峰等地建设了为企业产业化发展的环境。
科技园优越的地理环境，使得各类创业服务机构荟萃于此，继而提升了园区创业服务综合能力。地处园区内的海淀人才交流中心、中海源产权经纪公司等中介机构，以及各类咨询公司、策划公司、产品设计公司、会计师事务所、律师事务所、证券公司、资产评估所、测试中心、人才培训中心、信息网络中心等服务机构，可为园区企业提供多方位的综合创新服务。
重服务，推特色
北京理工大学科技园针对其功能定位，围绕着科技园的创新创业能力建设，进一步建设北理工创业公共服务平台，在继续加强已有平台建设的同时，建设几个新的具有专业特色的服务平台。北理工创业公共服务平台主要包括基础服务、信息服务、创业咨询服务、人才服务、企业诊断服务、技术平台服务、教育培训服务等以下服务平台内容。
基础服务平台
北京理工大学科技园对进驻的企业提供基本办公环境，协助办理工商注册、税务登记、法律咨询、高新技术企业认定、项目推介等服务，还按照北京市政府提供的有关优惠政策，协助入驻留学人员办理身份认定、政府支持资金落实等方面的具体事务。
北京理工大学科技园根据入驻企业创业中遇到的问题和实际需求，定期和不定期地举办论坛、项目交流推介会、联谊等各种活动，为入驻企业提供更为全面和有效的服务，为企业人员交流和了解国际科技发展趋势、国内经济情况、国家各项政策等提供机会。
北京理工大学科技园还为企业提供国家有关创办企业的支持政策方面的信息，协助企业申请各类科技计划项目和各类基金项目等。
通过不定期邀请北京理工大学和中关村地区创业园领域内的知名院士、专家、成功企业家作为创业园顾问和创业导师，为企业提供管理、研发、市场、人才等方面的指导和咨询服务，并与园区内的企业进行交流和合作，为园区内企业提供技术支持服务。通过这些中介机构的服务。使入驻企业提高办事效率，健康发展，增加孵化成功率。
北京理工大学科技园为入驻企业联系北京理工大学的校内开放资源，可以提供实验条件、资料查询、图书阅览、技术交流、会务、培训、就餐、运动休闲等方面的便利；同时，科技园还充分利用并发挥了北京理工大学专家、实验室、设备条件、科研等方面的优势，以支持企业的项目研发，促进企业健康发展。同时也解决了企业在实验设备、经费、人力、经验等方面的难题，改善了企业的研发环境。
通过多媒体培训以及专业培训等方式，为园区内企业提供多层次的教育培训，组织企业参加各种展览会、投融资推介会，联合多家金融、法律机构开展各种投融资讲座。
人力资源服务平台
北京理工大学科技园建立了人力资源服务平台。科技园与前程无忧和中华英才网建立了良好的合作关系，企业通过科技园在网站上刊登对人才招聘的需求信息，科技园安排专门的工作人员联系人才中介机构企业招聘信息，并每日刷新企业招聘信息、将收到的简历即时发送给企业。科技园每天为企业接收转发简历1000多份。
北京理工大学科技园与园内企业北京时代金鹰科技发展有限公司合作，为企业提供人才甄选服务系统，帮助企业找到高素质的人才，以加快企业的成长和发展。时代金鹰公司
开发了一系列人才甄选系统，他们借鉴国内外的先进技术和行业内的成熟做法，综合运用心理学、组织行为学、计量学、网络与数据库技术，通过心理测验、结构化面试、情境模拟等技术手段对人员进行客观地测量，从而对其素质状况、发展潜力、个性特点等心理特征做出科学地评价，进而从大量的求职者中间甄选出适合相关岗位的人才，尤其是管理岗位和销售岗位人才。这一平台把现代企业人才甄选和人力资源管理的方法相结合。采用数据挖掘技术，动态优化素质模型，创建适合不同行业、不同企业规模、不同岗位的通用岗位胜任素质模型，在一定程度上加快了企业招聘人才的速度，降低人员招聘与培训的成本，为园区内的企业改善其人力资源管理提供了很好的支持。
信息咨询服务平台
北京理工大学科技园正在建立经济、政策、科技、市场咨询服务等信息服务平台。通过平台可以为入驻园区的企业提供有关国家经济政策、科技发展及潜在市场需求等方面的信息咨询服务。根据企业产业领域的不同，每日为企业发送不同内容的《中小企业快讯简报》，从而为企业的创办提供有效的市场信息，帮助企业做好市场定位。
科技型中小企业通常拥有技术优势，却往往缺乏把握市场、将技术优势转换为市场优势的能力。而这种市场能力的缺失，正是许多科技型中小企业走向末路的真正原因。针对这种现象与危机，为了帮助企业解决市场方面的部分难题，北京理工大学科技园将提供信息服务与咨询。
北京理工大学科技园将针对园区内现有企业所在行业，将行业进行分类，收集各行业、子行业的信息，然后与各行业内的权威的信息、市场调研机构建立合作关系，通过这些机构的可靠的市场数据和信息，再经过平台工作人员的整理、加工和统计分析，为企业提供准确的行业信息。行业分析报告将覆盖园区内所有企业所在的行业。如汽车电子行业、生物医药行业、精细化工行业以及信息技术行业，同时还要兼顾分析报告的时效性以及全面性。
在时效性方面，科技园与园区内的企业合作，了解企业的具体需求，在此基础上，购买企业所需的行业分析报告。通过为园区企业提供其所处行业的市场规模、市场潜力、投资回报、竞争状况、客户购买习惯等方面的信息，可以使企业了解本行业、公司技术等方面的发展现状与发展前景，为企业做出正确决策，确定明确的发展目标，提供专业的理论依据，从而避免企业盲目投资，在不了解市场的。情况下就把新产品投向市场。北京理工大学科技园所提供的行业分析报告，具有量大面宽的优点。期望通过提供专业化的市场咨询服务，提高园区科技型中小企业的市场竞争力、提高园区企业的创业成功率。
企业诊断服务平台
北京理工大学科技园在对自身服务体系清楚认识的基础上，借鉴国内科技园区的建设经验，提出以建立“科技型中小企业评估系统”为突破点，从企业诊断入手，建立以人力资源服务体系、市场服务体系、技术服务体系、企业管理服务体系、投融资服务体系为核心的创业园创业公共服务平台。
北京理工大学科技园组织有关专家建立了科技型中小企业评估系统。目前正在使用与修改过程中。通过科技型中小企业评估系统，可以为高科技中小企业及时诊断企业弊病，促使提高企业运营素质，使企业能够健康发展。同时，也可以为外部投资者投资、金融机构资信评估提供依据；为北京理工大学科技园建立企业信息库提供原始数据。为深入了解和分析企业提供基本依据，从而提高自身服务水平。增强创业服务能力。
创业培训服务平台
科技园将根据企业的需求加强培训方面的服务，建立创业培训服务平台。企业在成长和发展过程中会遇到各种各样的困难和问题。举办有针对性的讲座和培训活动对他们的发展将起到一定的促进和指导作用。科技园采用视频教授与现场互动的方式进行培训活动。一方面收集、整理有关知名专家关于创业培训方面的视频教材，组织企业统一学习；另一方面与专业培训机构进行合作，邀请专业的创业导师进行现场互动及答疑。针对初创的科技型中小企业在人力资源、财务管理、技术管理、市场开拓等方面遇到的困难和问题。通过培训过程中的学习、互动、交流，将会有效提高企业创业者和管理者的整体素质。通过多媒体手段的培训。将吸引更多的企业来参与到培训的过程中，从而扩大培训的受益面。
生物医药共享实验室平台
科技园依托北京理工大学的学科、人才、实验室设备等优势，与学校的生命科学与技术学院共同建设了生物医药共享实验室服务平台。建立了一套通过实验室管理公司对平台进行企业化和专业化运作的管理模式，进而形成一套规范化、标准化的实验室服务平台创新体系。
通过该平台，企业与学校的教授、学者、学生进行了实实在在的沟通与合作。因此借助该平台，更多的企业受益于学校的科研力量。也更加了解北京理工大学以及生命科学技术学院，他们也更为关注学校的发展与建设；学校与企业接触得更多，很好地宣传了自己。同时也了解到企业对技术、人才的关注点，并且这些意见纳入到教学与科研中。双方的交流与合作明显增多，解决了企业在实验设备、经费、人力、经验等方面的难题，改善了企业的研发环境。
汽车电子技术测试平台
汽车电子技术测试平台主要是通过借助学校现有的技术和设备，发挥北京理工大学在车辆及电子技术方面的技术和实验室设备优势，聚集中关村地区已有的汽车电子领域的企业与试验设备资源，逐渐建设一个网络化的区域的汽车电子技术测试平台。提高这一测试平台吸引汽车电子技术企业入驻理工留学人员创业园，形成创业园的专业特色。
繁绿叶，衬红花
科技园以服务为宗旨，追求高效务实的工作作风，致力于为入驻企业搭建创业平台，落实政府专项政策，创造和谐创业环境；为企业提供了各种创业服务，支持和促进企业健康快速发展。优越的地理环境，使得各类创业服务机构荟萃于此，继而提升了园区创业服务综合能力。地处园区内的海淀人才交流中心、中海源产权经纪公司等中介机构，以及各类咨询公司、策划公司、产品设计公司、会计师事务所、律师事务所、证券公司、资产评估所、测试中心、人才培训中心、信息网络中心等服务机构，为园区企业提供多方位的综合创新服务。
良好的创业环境吸引了大批优秀的高新技术企业入驻。国内良好的创业环境也吸引了越来越多的海外学子回国创业。面对众多的创业人员，理工创业园一方面认真帮助他们解读政府专项政策，解决他们遇到的各种创业难题；另一方面，科技园认真筛选。慧眼识英才，优先吸引市场潜力大的企业入驻，并为这些“好苗”提供更为良好的创业环境，重点关注他们的发展。企业在发挥各种自有优势的同时，理工科技园也利用各种机会加大对他们的宣传力度。推动企业的壮大发展。
北京尤迈克流体工程技术有限公司是由旅居比利时的流体力学专家康顺博士创立的外商独资高科技企业。企业法人
代表康顺博士在国内流体工程技术领域是知名专家。曾入选中国科学院《百人计划》，在国内多所高校担任兼职教授。公司拥有的核心技术――计算流体动力学方法及其软件，属于国际一流水平，其中公司研发、应用和推广的Fine系列CFD软件是国际叶轮机械领域内，用于流场分析和部件设计最先进可靠的软件。利用理工科技园所拥有的服务平台与条件平台优势和便利条件，使得公司的创业团队一直都致力于研发和应用国际上最先进的计算流体动力学技术，促进流体动力学技术在中国流体工程推广应用，并努力为中国流体工程领域的产业研发具有自主知识产权的产品。目前该公司已经在航空、航天、兵器等部门完成了多个项目，获得了好评，企业正在稳步发展。
北京联星科通微电子技术有限公司2004年10月成立。由从事卫星导航技术、集成电路设计和应用研究多年的高级专家组成，研发和制造拥有自主知识产权的多系统卫星定位导航终端芯片和嵌入式软件。联星科通制造的GPS/GLONASS双系统卫星定位导航接收器芯片和主机板为国内首创，填补了该领域无国产芯片的空白，并突破了国外产品性能上的限制，现已形成批量生产能力和系列化产品线，应用于我国测绘、航天、航空等专业领域，高动态性能是其突出特点。联星科通自2004年以来，先后三次承担了国家“863”计划超大规模集成电路专项“多系统卫星定位导航终端芯片”的课题，并通过了专家组的鉴定审查。同时也承担了北京市工业发展资金技术开发项目等多项课题和任务。SR8824芯片作为国家重大科技成果，参加了2005年底在北京举办的“国家‘十五’重大科技成就展”。2007年5月成功举办了2007导航产品会，多家媒体竞相报道。
游戏风雷(北京)科技有限公司是由留学归国人员叶展、叶丁兄弟共同创办的高新技术企业，致力于开发“基于视频识别的手机游戏动态监测引擎”，是具有国际先进水平的专用软件开发项目，产品面向特定应用领域的软件生成环境与工具套件，是国家科技部2007年重点支持的软件产品中的支撑软件类。叶展先生是美国留学归国的留学人员，从1995年开始进入中国游戏业从事开发和游戏媒体工作，曾发表过多篇论文，2003年与他人合作撰写中文游戏创作《游戏设计与开发：理论与实践》一书。2004年创建了中国唯一的游戏开发者杂志《游戏创造》。叶展、叶丁兄弟二人在众多国际展会(Game Developers Conference、CHI、SIGGRAPH等)上多次发言并获奖。叶氏兄弟的作品《条码战争》(Barcode War)成为2007年全球“游戏开发者大会”十四款最终入围作品之一，也是唯一一款来自中国的手机游戏。
“其实不但是民用产品，在军用产品中，电子陶瓷的使用也很多。我们现在主要研究的介电材料和压铁电材料都属于它的范畴。”侯育冬说。从博士时期起，他就一直沉醉于电子陶瓷的研究，对他来说，研究这种神奇的材料既是工作，也是乐趣。
打开压电材料发电之门
“我本科和硕士阶段学习的是化学专业，后来考进西北工业大学材料科学与工程系攻读博士。”当时国家非常重视电子陶瓷行业的发展，而侯育冬的导师田长生教授恰好就在上世纪90年代转入这方面的研究。在他的引领下，侯育冬入了门。“我很感谢我的博士导师，是他带我发现了电子陶瓷的魅力，让我爱上了这个研究领域。同时，我的老师还很重视研产结合，这对我的影响很大。”
2003年，侯育冬来到北京工业大学材料科学与工程学院工作，利用自身学术背景，着手组建先进电子陶瓷材料与器件研究室。经过十余年的发展，在国家和北京市政府的大力支持下，研究室建设取得了长足的进步，已拥有国际一流的电子陶瓷制备与测试装备。至今为止，侯育冬已经主持了数十项国家和北京市各类科研项目，其中压电陶瓷的研究是一大亮点。
当今世界化石能源日益短缺，寻找和发展可持续性的新型能源，并进行高效采集成为各国政府所面临的紧迫任务之一。“机械振动能在环境中普遍存在，例如机器的噪声、人在地板上的行走、汽车的行驶等日常现象，其实都可以造成振动，而这种振动是可以作为清洁能源加以利用的”，侯育冬介绍说，以压电陶瓷为核心的压电能量收集器能够捕获环境中的振动能，经处理后可实现供电的目标。
可新技术的实现并不容易。压电陶瓷一般为高阻电介质，利用其转换得到的电能具有高电压、低电流的特性，功率较小，因而长时间以来利用其发电并未引起人们关注，但是随着近年来物联网技术的迅猛发展掀起新一轮工业技术革新，转折点出现了。侯育冬告诉记者：“与物联网相关的低功耗微电子器件设计技术的进步在一定程度上解决了这一问题，使利用压电能量收集技术供电成为可能。”
在我国，与光伏发电、风能发电和热电发电等新能源技术相比，压电发电的关注度低，研究极为薄弱。为了提升我国在压电发电领域的技术水准，侯育冬带领团队围绕高换能系数压电陶瓷开展一系列创新研究。他通过归纳总结压电陶瓷材料性能调控方面的主要研究成果；比较能量收集用铅基、无铅压电陶瓷材料的机电转换性能；讨论具有高机电转换性能压电陶瓷材料设计方法等工作，指出了能量收集用压电陶瓷材料研究发展中的主要问题，并为进一步开展研究提供了新思路！
“在材料设计方面，现有的用压电陶瓷进行能量收集的研究，主要通过大范围的组分调控获得机电转Q性能优异的材料体系，但由于缺乏普适的预测模型与理论支撑，性能提升起来非常有限，工作量还极大。”而在制备工艺方面，侯育冬认为在未来的研究中，可采用化学法制备纳米尺寸的前驱陶瓷粉体，结合热压烧结或是放电等离子烧结等特种烧结工艺，实现晶粒尺寸梯度化精确调控，在提升材料力学性能的同时，基于“尺寸效应”迁移准同型相界位置，从而获得力电性能均衡的能量收集细晶陶瓷材料。同时，他还指出将不同介电与压电活性的组元进行拼接组合，设计复相结构也是提升材料压电收集特性的重要途径。“目前，能量收集用压电陶瓷的研究仍以铅基PZT材料为主，其在军事和航空航天领域的应用短时间内无法替代，但性能尚需进一步优化。而民用领域，特别是家用和医疗领域，对于压电材料无铅化的要求日益迫切。可是和铅基材料相比，无铅材料的机电转换性能较低，退极化严重，机械力学性能尚不明确，还需要进一步研究。”
压铁电陶瓷的设计，微结构控制与力电行为物理机制研究，是侯育冬的另一个贡献点。他发现了金红石与钙钛矿类先兆性铁电体中极性纳米簇的诱导生成机制、动力学响应规律，并对宽频介电弛豫谱进行了解析研究；对多组元细晶压电陶瓷体系晶粒进行了多尺度生长调控，总结了晶界与相结构演化及相关力学与电学行为变化规律；研究了复杂体系压电陶瓷过渡系掺杂元素的价态分布与缺陷结构演变，提出新颖的等价掺杂诱导第二相生成机制，并明确了液相烧结行为及电学参数定向调控的关联性。此外，侯育冬利用其深厚的化学功底，发展了熔盐拓扑化学、胶体水热化学和水基溶胶凝胶化学等新方法成功构建出十余种不同尺度与取向结构的压铁电纳米材料，有力推动了纳米电子陶瓷器件的应用化研究。“这就是学科交叉的优势，因为我有化学、电子学和材料物理等多个学科的科研背景。”侯育冬说。苦心钻研带来的收获是一百余篇高质量的学术论文，这些发表在Acta Mater、J AmCeram Soc和Appl Phys Lett等顶尖学术期刊上的科研成果大大提升了我国在相关压铁电材料研究领域的国际影响力。研产结合者
在侯育冬的心中，理论研究很重要，实际应用亦是关键，把这两者有效地融合起来，是他一直在追求的目标。“目前，中国的科研还存在一个问题，就是学术研究与成果的实际应用之间还是有割裂的，在科研成果应用及产业化上，我们与国外有不小的距离。”侯育冬认为，做科研可以多尝试与企业合作，“这会使你更重视实际问题，合作的过程还可能让你的研究目的更明确”。
在这种思想的指引下，侯育冬带领课题组深入开展了电子陶瓷材料性能调控与器件应用的关联性研究。目前，已成功试制出多种重要的电子陶瓷元器件，例如超高温大容量多层陶瓷电容器、多层压电陶瓷变压器和高频高稳定压电陶瓷滤波器等，并以第一发明人获授权十余项国家发明专利。
侯育冬坦言，将成果应用到工业生产并不容易，“这个过程实际上需要花费非常大的精力，一方面需要做调研；另一方面还要派人到企业工作，开销会增加不少，但是为了得到理想的结果，这么做还是值得的。”
“现在，我们重点关注新能源领域压电能量收集器研究。”在北京工业大学国际交流项目的支持下，侯育冬团队与欧洲丹麦的高校和企业联合开展“中丹高性能压电能量收集器技术创新平台建设”。经过技术攻关，侯育冬课题组已经设计并组装可用于评价悬臂梁和叠堆模式压电能量收集器发电特性的动态测试样机，该项成果可为制备高换能系数能量收集材料的器件化测试提供有力支撑，他也期望能够将其尽快应用到产业中。
以己度人，侯育冬热心于将科研路上的经验传授给学生，希望他们也成长为热爱科研专业，具有产业视野的复合型人才。对于学生的课题研究，侯育冬只抓大方向，给学生们一个较宽松的平台，这么做是因为他想培养学生的独立思考能力，而不想让其变成一个实验“操作工”。但他的“宽松”是以“计划”为前提的，他每个学期都会给学生制定学习与工作计划，要求学生每个月完成一些任务，以督促他们进步。同时，侯育冬还鼓励学生去参加国际相关会议和企业实践，从而让他们开阔视野并提升实践能力。
作为北京工业大学创新创业实训基地――“先进电子陶瓷材料与器件”基地负责人，他将学生培养与基地建设融在一处。通过北京高等学校高水平人才交叉培养“实培计划”项目――“耐高温大容量多层陶瓷电容器瓷料的设计与合成”，侯育冬课题组与国内最大的军工陶瓷电容器生产商――北京元六鸿远电子技术有限公司合作组建“电子陶瓷材料”企业校外实训基地，他把学生真正推到科研与产业一线上去。
