緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇汽車安全氣囊論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

(1)一旦汽車發生有足夠強度的意外碰撞時,一個碰撞傳感器將激活特定的電路,使疊氮化鈉放電并在0.03 秒內全部分解,生成鈉并放出單質氣體X,則X的化學式為__________,寫出該分解反應的化學方程式為__________________。

(2)生成的金屬鈉與硝酸鉀發生二次反應,又有X生成,同時生成氧化鉀和氧化鈉,請寫出該反應的化學方程式___________________________;將該反應中的氧化劑與還原劑填入下列空格中,并標出電子轉移的數目和方向。

其中產物氧化鉀和氧化鈉,能與安全氣囊中二氧化硅發生反應,生成硅酸鹽。

(3)碰撞后瞬間釋放的氣體使安全氣囊脹大,從而能阻擋人體前沖。若安全氣囊內放有260 克疊氮化鈉,產生的氣體有______升(假定此時氣囊內壓強為101325 Pa,溫度為300 K)。在此后的0.1 秒內,氣體通過氣囊上的小孔迅速消散,氣囊收縮。

(4)在上述安全氣囊的配方中二氧化硅的質量分數至少為_______________。

(5)氣囊中的二氧化硅是為了與氧化鉀和氧化鈉發生反應生成硅酸鹽,這一步有必要性嗎?請談談你的看法:______________________________。

[命題意圖]本題是受一道初中試題[1]的啟發創作而來。以汽車發生意外碰撞時安全氣囊中的物質發生的化學反應為載體,融化學反應原理、氧化還原反應的概念及其方程式配平、阿佛加德羅定律、化學計算等知識于一體,實現了“情境載體――知識融通――能力實現”的基本命題思路,對學生接受與處理信息的能力、思維能力、計算能力和科學素養等進行綜合考查。本題以生活實際中情境為切入點,期望引導學生關心生活、科技和社會現實,激發學習興趣,促進學生感悟、體驗化學的價值與意義等情感目標的落實,發揮考試的教育功能。

[試題點評]

1. 情境來自現實,貼近學生生活。隨著社會的發展,汽車、汽車安全氣囊對學生來說都不再是陌生的話題,不少學生家里都有私家車。解決汽車安全氣囊中的化學反應問題,讓學生感受到化學就在自己身邊,聯通化學知識與現實生活,使學生培增學習化學的興趣,從而運用化學的理念思考和解決現實問題――而這正是科學素養的體現之一。

2. 弘揚化學學科的價值。汽車安全氣囊可提高汽車安全性的作用無容置疑。本題讓學生領略和感受到化學的價值和意義,為學生樹立積極健康的學科形象,拓展知識視野。試題的內容和解題的過程有著鮮活的時代氣息。

3. 體現人文關懷、體現綠色化學的思想。安全氣囊中的主要反應結束之后,對產生的K2O和Na2O的處理,正是從環保角度思考,使解題過程充分體現科學和人文的融合。

4. 強調主干知識。試題考查的內容――化學反應原理、氧化還原反應方程式配平、氧化還原反應的概念、阿佛加德羅定律、化學計算等都是化學學科的主干知識。主干知識的考查一直是高考重點,上述這些主干知識也一直是高考的重中之重。

5. 問題設置由易到難,具有較好的梯度。第一問是疊氮化鈉的分解,題干的表述非常清楚, X是氮氣可以說是一目了然。第二問是鈉與硝酸鉀的反應,對反應產物題干中亦有明確的表述,用化合價升降法配平此方程式、標出電子轉移的數目及方向也是最基本的要求,難度大于第一問。第三問要求算出300 K時的氮氣的體積,必須先根據第一、二問的方程式算出氮氣物質的量,氮氣在標準狀況下的體積,然后根據阿佛加德羅定律算出300 K的氮氣體積。第四問由化學方程式算出K2O和Na2O的物質的量,再由堿性氧化物和酸性氧化物反應的方程式算出所需SiO2的物質的量,然后根據疊氮化鈉的質量與百分含量算出SiO2的質量分數。最后一問,要求學生從題干中提取信息,K2O和Na2O會隨氣體一起從氣囊中散出,會噴到駕駛員、乘客身上以及環境中,聯想到K2O和Na2O都是典型堿性氧化物,極易與水反應生成具有強腐蝕性的強堿,對駕駛員、乘客與環境都有危害,利用它們與二氧化硅反應生成無毒、無污染的硅酸鹽。本問對學生提取信息的能力、思維能力、語言表達能力要求較高。

[試題解析]

(1)疊氮化鈉分解,題干的表述非常清楚,不難得到X是氮氣,但需要注意的是在書寫化學方程式時疊氮化鈉的分解條件――放電。

(2)鈉與硝酸鉀的反應,反應的產物題干中亦有明確的表述,用化合價升降法配平此方程式、標出電子轉移的數目及方向也是最基本的要求。

得到產生氮氣物質的量共為6.4 mol,設氣囊溫度是300 K,要算氮氣的體積必須根據阿佛加德羅定律:同壓下,一定量氣體物質的體積之比等于溫度之比,即6.4 mol×22.4 mol?L-1/273 K=V/300 K,求算出300 K時氮氣的體積。

(4)根據方程式②算出K2O和Na2O分別是0.4 mol和2 mol,再根據方程式:

算出所需二氧化硅的最小質量:2.4 mol×60 g?mol-1=144 g,這是與氧化鉀和氧化鈉恰好反應所需的二氧化硅質量,其質量分數為:

144 g×0.5/260 g=0.277。

(5)從材料中提煉信息:氣體會通過氣囊上的小孔迅速消散,不可避免氧化鉀和氧化鈉也會從氣囊里散出,就會與駕駛員和乘客的皮膚直接接觸,生成對人和環境都有危害的物質,所以利用它們與二氧化硅反應生成無毒、無污染的硅酸鹽。

[答案]

(1)N2 , 2NaN3 2Na+3N2

(2)10Na+2KNO3K2O+5Na2O+N2

(3) 157.5; (4) 0.277

(5)有必要。因為氧化鉀和氧化鈉都能與水反應生成強堿。氧化鉀和氧化鈉隨氮氣從安全氣囊逸出,就可能與駕駛員和乘客的皮膚直接接觸,在與空氣環境中可發生反應生成強堿,對人和環境都有危害。所以,可利用它們與二氧化硅反應生成無毒、無污染的硅酸鹽把它們處理掉。

參考文獻:

篇（2）

近年來，國民經濟的快速發展推動了汽車的需求量急速擴張，加速了汽車產業的發展。2011年我國汽車產銷量達到1850萬輛，相關產業創造的產值近4萬億元，汽車產業已成為國家支柱產業之一。汽車產業的發展為汽車零部件提供了發展基礎；作為汽車重要零部件的汽車安全氣囊在國家政策的引導下，越來越普及，已成為乘用車的標準配件[1-4]；隨著生活水平的提高，促使人們越來越關心安全，為汽車安全氣囊氣體發生器提供了越來越廣闊的市場空間。

安全氣囊通常由傳感器、控制器、氣體發生器、氣囊等部分組成[5]。其中以氣體發生器尤為重要，它是安全氣囊氣囊系統的核心部件，在汽車發生碰撞時，它能在50ms內迅速使氣囊充氣膨脹，保證乘員生命安全[6-8]。氣體發生器由氣體發生劑和金屬零部件組成。氣體發生劑是指燃燒后產生氣體的各種物質，屬于固體推進劑的一個種類[9]，把氣體發生劑裝入氣體發生器中，在車輛發生碰撞時引發，產生大量的氣體，充滿氣囊的囊體。汽車安全氣囊氣體發生劑前期主要是疊氮化鈉類型的氣體發生劑配方，具有燃燒穩定、燃溫低、易點火、內壓低、產氣率高、殘渣少等很多優點。但是在生產過程中有許多缺陷，如易與重金屬反應造成燃燒爆炸事故；同時疊氮化鈉是劇毒物質，0.05g以上計量可致人死亡；最后是難于回收、易于泄露等環保問題。這些缺陷導致在后期的氣體發生劑研發過程中，很少或不使用疊氮配方。

目前，世界上各大氣體發生器生產公司和研究機構紛紛在研究無毒型氣體發生劑[10]，無毒型氣體發生劑也稱為非疊氮類氣體發生劑，主要使用的是高能量、低感度、大產氣量、環保、價廉的物質。最常用的是硝酸胍作為可燃物質的配方。硝酸胍因為其本身便宜、感度低、安全性佳、產氣量大、無毒等優點，成為目前國內外主流的氣體發生劑物質。但是其也有缺點：由于硝酸胍本身燃燒速度很慢，這就需要很多金屬硝酸鹽作為氧化劑，并且不同廠家的配方中存在一定的催化劑和工藝添加劑。

本文研究了以硝酸胍為可燃物、堿式硝酸銅為氧化劑作為基礎配方，說明了不同比例分配和堿式硝酸銅粒度對硝酸胍配方性能的影響，制作的氣體發生劑以安全氣囊氣體發生器要求為標準，分析了工藝性能對發生器壓力的影響。

一、實驗

1.配方設計

2.配方制備工藝

按照上述配方稱量完成的物料，需要經過混合、造粒、壓片、烘干、裝配的制造工藝。混合工藝使用的設備為5L多項運動混合機，輔助混合介質為瓷球，加入量為物料重量的40%。造粒工藝為手工造粒工藝。壓片工藝使用的設備為22沖旋轉壓片機。烘干工藝使用設備為電烘箱，裝配工藝為手工裝配。

3.測試儀器及實驗方法

壓力測試采用自制的壓力數據采集系統。測定發生器的壓力時，首先開啟壓力數據采集系統，對傳感器進行標定，然后將標定準確的傳感器連接在60L壓力容器測試罐體上，再將如圖1所示的標準試驗發生器固定在工裝上，安裝于60L壓力容器測試罐內，最后連接點火系統，準備工序完成后，啟動壓力數據采集系統，對發生器進行點火，壓力數據采集系統對60L容器內的壓力進行實時采集，工作完成后形成一條完整的壓力曲線。

二、結果與分析

按照上述實驗方法及內容，實驗過程分析如下。

1.混合的影響

使物料充分混合。在混合過程中，發現A、B、C、D配方存在不同程度的粘壁現象，A配方粘壁最為嚴重，側壁藥粉較厚，而D配方粘壁量較少，這些粘壁效應在一定程度上影響了配方的混合均勻性，E、F、G配方較好，不存在粘壁現象。

由于選用的硝酸胍粒度較小，為20μm以下，分子的靜電吸附力比較強，所以容易吸附在混合桶的側壁上，由于A、B、C、D配方的硝酸胍含量較大，在70%以上，在物料投入混合機后，硝酸胍就吸附在側壁上，同時堿式硝酸銅加入量較少，不足以完全包覆硝酸胍，所以造成配方在混合過程中粘壁現象比較嚴重。但隨著堿式硝酸銅含量的增加，堿式硝酸銅能夠包覆硝酸胍，從而不會出現粘壁現象。

2.造粒的影響

造粒使用的是臥式捏合機，加入一定比例的粘合劑，本文使用的是純凈水，進行粘合預混，然后使用搖擺顆粒機進行造粒。在這個步驟當中，A配方同樣出現了藥劑附著搖擺顆粒機的現象，當進行到G配方時，藥劑能夠順利出粒。

這步可以看出，由于硝酸胍的粘性較大，在硝酸胍比例較大的配方中，容易出現配方附著搖擺顆粒劑現象，但隨著堿式硝酸銅比例的增加，物料可造粒性明顯增強。

3.配方的理化性能

配方造粒完成后，對各個配方進行了DSC和爆熱分析，分析結果見圖2中 圖a、圖b、和圖c。

從圖1、圖2和圖3中可以看出，隨著堿式硝酸銅質量百分含量的遞增，配方的吸熱峰、放熱峰和爆熱值逐漸遞減。堿式硝酸銅分解是吸收熱量的，隨著堿式硝酸銅的增加，降低了配方的分解溫度，同時產生的熱量也逐漸降低。

4.壓片性能的影響

藥片壓制使用的是22沖旋轉式壓片機。

由于藥劑配方中沒有加入第三種物質，硝酸胍的物性又比較黏稠，所以在壓片過程中，都存在不同程度的粘模現象，從設備的運行情況和壓制成型藥片看，各個配方沒有明顯的區別。

同時壓制藥片時壓制的運行壓力都比較偏大，壓制其它類型的藥片時，壓力在15N～25N之間進行波動，而壓制該7種配方時，壓力都在20N以上，而且最高值達到了40N。

所以，硝酸胍和堿式硝酸銅配方的壓藥要求，較其它類型的藥劑對設備的要求比較高，對設備的損耗比較大。

對壓制好的藥片進行了藥片的強度測試，測試結果見圖d。

從測試數據看，隨著堿式硝酸銅的量在配方中逐漸增加，藥片的強度逐漸增加，增加到50%時達到最大值137N，而后又呈現降低趨勢。

5.壓力容器性能

將壓制完成藥片，裝配在標準發生器中。然后在60L容器內測試發生器的壓力。

5.1 最大壓力性能

從表2可以看出，總體趨勢隨著堿式硝酸銅質量百分含量的增加，最大壓力在增大，質量含量為50%的堿式硝酸銅壓力最大，而后減小。堿式硝酸銅的質量百分含量達到50%時壓力最大，這應與配方的氧平衡有關，經過理論計算，硝酸胍和堿式硝酸銅的零氧平衡點在51：49，因此F配方的燃燒速度最快。

5.2 最大壓力時間的影響

從表3可以看出，由于A配方到E配方燃速較慢，如圖d所示，發生器點火后，點火產生的能量點燃了距離點火處最近的產氣藥，形成了一定的內部壓力，在內壓作用下，藥片逐層進行緩慢的穩定燃燒，A、B、C、D、E配方由于氧平衡的關系，負氧太多，燃速太慢，前一層藥片燃速產生的熱量還沒來得及點燃后一層的藥片就熄滅了，所以燃燒了有限的藥量，因此最大壓力表現為小于0.020s。當堿式硝酸銅百分含量達到50%后，達到了氧平衡點，在發生器點火后，點火產生的能量點燃了距離點火處最近的產氣藥，迅速進行了逐層燃燒，全部產氣藥都燃燒完全，形成了最大壓力的時間在1.5s左右，說明堿式硝酸銅的增加，提高了配方的燃燒速度，改善了配方氧平衡，使產氣藥燃速完全。

三、總結

通過對配方的工藝性能試驗和發生器性能測試，可以看出，配方制作過程中，流動性能較差；同時配方中使用堿式硝酸銅不能明顯改善硝酸胍的燃燒性能，最大壓力不高，最大達到140kPa，進而造成最大壓力時間不均一。

從測試性能數據分析，隨著堿式硝酸銅比例的增加，配方的燃速逐漸增加，但是當達到50%以上時，燃速又下降，說明50%的比例是一個臨界點。通過發生器性能測試，使用堿式硝酸銅和硝酸胍的配方可以制作慢燃速的氣體發生器，可以應用于易損部位的充氣裝置。

為了更加有效的使用硝酸胍和堿式硝酸銅配方，下一步工作需要對催化劑和工藝添加劑進行探索，進一步提高配方的燃速，滿足快速充氣環境的使用要求。

參考文獻

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篇（3）

中圖分類號：F407.471文獻標識碼：A文章編號：1674-9944（2013）10-0213-03

1引言

汽車在給人們帶來極大便利的同時，也帶來了安全隱患、環境污染及能源危機等方面的問題。因車而產生的交通事故對人們的生命財產安全造成嚴重威脅。

而據相關專家統計[1]，我國歷年的交通事故起數數據如圖1、圖2，由此圖中數據分析可知，隨著汽車安全新技術的發展交通事故起數自2002年起開始成呈現下降趨勢，事故死亡人數自2005年也呈現明顯下降趨勢。分析其原因，除了相應有效的管理制度及相應法規等因素，其主要原因應該是汽車的安全技術有了明顯進步，汽車安全新技術對于道路安全性起到極大的推進作用。

2車輛的安全性能

車輛可以說是道路交通事故發生的主要直接因素，因此提高車輛的安全性能對于減少和預防交通事故的發生也是極有效的措施。車輛指機動車，主要包括小車、公共汽車、貨車與大卡車以及摩托車。摩托車及卡車的安全性能很難在短時間內改進，可摩托車、卡車的安全及由其給道路交通帶來的安全隱患是不可忽視的，由相關研究可知，目前交通安全計劃相關部分正在著重解決摩托車及卡車的安全隱患，汽車設計師和生產制造商正努力地提高小車、客車車輛的安全性能。

汽車安全性主要包括了汽車主動安全性、被動安全性、事后安全性和車外安全性等幾個方面。顧名思義，主動安全性指的是汽車預防和回避事故的性能，主要包括制動性能、操縱性能、燈光和視野等；被動安全性指的是汽車減輕事故過程中對乘員傷害的性能，主要包括車身結構、座椅、安全帶、安全氣囊、安全玻璃、方向柱、車頂和車門強度內飾緩沖性能等；事后安全性主要是指防止火災和緊急脫出性能；車外安全性主要是指汽車對車外行人的保護性能[2]。自各國制訂了用于指導汽車安全性設計的一系列汽車安全標準和法規以來，主要的汽車生產制造廠家成立了相應的安全研究機構，以提高安全性技術水平。隨著電子科技的發展和整車結構的不斷完善，世界范圍內的汽車安全性研究已取得巨大成果[3]。如今，汽車安全性在新技術的應用已達到了新的水平，給人們的安全提供了更有力地保障。

2.1汽車主動安全性的新技術現狀

汽車的安全性新技術給道路安全提供了極大的保障。目前出現在汽車主動安全性技術方面的配置主要包括車輛上配備的ABS、EBD、ASR、ESP、防碰撞系統、倒車雷達和倒車影像系統、盲點和車道偏離警告系統、智能巡航系統、防側翻系統輪、胎壓力報警系統及主動頭部約束系統[4]。這些都是較先進的汽車安全新技術，它們都在安全性方面起著重要地作用。

（1）ABS（ 防抱死制動系統）。ABS是剎車防抱死系統的其英文意思第一個字母的縮寫。現在，ABS都是生產出的新車的標準配置，它可以防止因汽車制動抱死而產生的側翻、甩尾或方向失控的事故發生。它的基本工作原理就是“抱死、松開、抱死、松開的循環工作過程，防止車輪全部抱死，從而達到最佳的制動效果。

（2）EBD（電子制動力分配系統）。EBD就是電子制動力分配系統的英文單詞首個字母的縮寫。它可根據車重和路況的變化來控制制動過程，它也是世界上最先進的技術。有了這個制動輔助配備，汽車制動效果會更好。當前僅有少量車輛配備有。

（3）ASR（驅動防滑系統）。ASR就是驅動防滑系統或稱牽引力控制系統。其作用就是當汽車加速時將嘗率控制在一定的范圍內，從而防止滑動輪快速滑動。它的兩個功能主要是提高牽引力和保持汽車的行駛穩定性。汽車行駛在易打滑的路面上時，會使車輛出現甩尾或方向失控的現象而導致事故。裝有ASR系統的車在此類路面上加速行駛時就不會出現或能夠減輕這種現象，而且在轉彎時也可防止車輛驅動輪打滑使車向一側偏移現象而能車輛沿正確路線轉向。

（4）ESP（車身電子穩定系統）。ESP就是車身電子穩定系統，是博世公司的專利。在其之后生產的日產車的車輛行駛動力學調整（簡稱VDC）、豐田車輛的車輛穩定性控制系統（簡稱VSC）、本田車輛穩定性控制系統（稱為VSA）及寶馬的動態穩定控制系統（簡稱DSC）都是其類似的系統[5]。其實，電子穩定性控制系統可看成是防抱死制動、牽引力控制系統、制動及節氣門動作結合的控制系統這幾項基本功能的有機結合。而且，每年都會有關于它更強大功能的創新系統的出現。

（5）防碰撞系統。此系統可通過一套智能系統感知駕駛員有可能采取緊急制動動作，并在制動開始的瞬間，幫助駕駛員將制動力加到最大，從而縮短剎車距離，避免碰撞。它現在只出現在一些豪華品牌的車輛上。

（6）倒車雷達和倒車影像系統。此系統能很好的幫助駕駛員停車入位或倒車調頭。裝有攝像頭的可視倒車影像系統，可讓駕駛員通過車內屏幕直觀地獲得車尾的視覺信息。這就可以避免倒車時撞到行人、矮樁等倒車雷達不能準確發現的目標物體，對車尾窗很高的車來說效果是非常明顯的。

（7）盲點和車道偏離警告系統。盲點警告系統能夠在車身側面駕駛員視線盲區內出現障礙物或車輛時提醒駕駛，沃爾沃的新S80轎車就有此配置。車道偏離警告系統可在行駛中監測車輛是否逐漸偏出它所在的車道，并可通過蜂鳴器或警告燈及時提醒駕駛員，幫助走神的駕駛員保持航線，如雷克薩斯車就有配置此系統。

（8）防側翻系統。此系統大多數用陀螺儀來監測轉彎是否太快或由于緊急躲避而使車身出現突然的側傾。如果傳感器判斷會發生側翻，電腦就會通過牽引力控制系統或車身穩定系統關閉節氣門并施加適當制動，以修正車輛行駛軌跡。

2.2汽車被動安全性的新技術現狀

據研究，大量數據表明，95%的事故是由于人和環境因素共同造成的，所以被動安全性研究一直是人們研究的熱點[6]。車輛被動在車輛發生意外時，就是被動安全系統發揮作用，將損害降到最低。關于車輛的被動安全性能也不斷地在升級，目前出現于汽車主動安全性技術方面的配置主要包括安全帶、SRS（安全氣囊系統）及事故輔助上傳系統。

（1）汽車安全帶。安全帶是一種發生在交通時能防止或減輕乘員受二次碰撞所造成傷害的安全裝置。我國規定從1999年7月1日起，所以小型客車在行駛時，駕駛員和前排乘員都必須系好安全帶。實踐證明，這對減輕事故的傷害起到了極大的作用。如今，安全帶的設計也更加智能化、科學化。

（2）安全氣囊系統。安全氣囊也稱為輔助保護系統（英文縮寫為）SRS，其作用是在碰撞過程中彌補系安全帶仍不能保護乘員頭部、臉部、胸部和膝部的缺陷。安全帶與安全氣囊是配套使用的，不系安全帶，安全氣囊的安全效果將大打折扣。據有關調查，單獨使用安全氣囊時可使事故死亡率降低18%左右，而當安全氣囊與安全帶配合使用時可使事故死亡率降低47%左右。所以需要兩者配合使用，才能更安全。如今，高檔的車已在車內幾乎全方面配置了安全氣囊系統，能更好地保護車內乘員。

現在的氣囊已越來越智能化，雙級氣囊系統能夠判斷座位上是否有乘客，并且和車身上的碰撞力度傳感器一起聯合判斷，決定氣囊是否彈出。

（3）事故輔助上傳系統。事故發生時，如果車上裝有在線緊急通信系統，就能夠為搶救傷者提供更好的幫助。如寶馬的Assist系統、通用的Onstar系統和其他制造商的支援網絡呼叫系統就能做到。而且，寶馬和大眾的智能系統可在發生事故時，能夠在上傳報告之后自動斷開車上的電源；奔馳的安全系統還能斷開燃油泵并自動打開門鎖[4]。

關于被動安全性研究，人們還在車身抗撞性研究、碰撞生物力學研究、乘員約束系統和內飾件的研究、碰撞安全性試驗這4個方面進行大量的研究探索[6]。如為了提高汽車的安全性，不少汽車公司就在汽車兩側門夾層中間放置了一兩根非常堅固的鋼梁，這就是常說的側門防撞桿。這種車身變形吸能區的設計能起到很好的作用，能有效的減少汽車撞擊對車內人員的傷害。

2.3提高車外安全性的新技術

有的車已在車外前部為預防碰撞行人而設置了安全氣囊系統，許多車也在車外進行了專為保護行人考慮的結構設置。

這些新的高端技術，由于成本問題等原因至今還沒有普及，只有一些豪華品牌車輛上配置較全。當然，隨著現在經濟和科技發展的快速發展，這些新技術離普及推廣的距離也應不遠。不過我國也可學習美國關于這方面的一些做法，目前，對于普通車輛，國家也應該有相應的專項來提高車輛的安全性要求[7]。

4結語

在汽車多年的發展歷程中，汽車安全性能方面的研究及相應技術的應用已發生了日新月異的變化，尤其是這幾年來，越來越多的先進汽車安全技術，如現在的聲學、光學、電磁學及軍事領域常用的雷達、紅外線和衛星定位系統等領域的新技術廣泛地應用到汽車上。保證了汽車在惡劣行駛條件下的安全可靠性，讓人們更有“安全感”。

其實，有效減少道路交通安全事故的發生，提高人們的安全感，最有效和最人性化的方法應該預防，在人、車、路及綜合管理因素方面做好有效的預防工作。人在道路交通安全方面是起決定性作用的，關鍵的是提高人們參與交通的安全意識和覺悟，人人都是參與者。也非常有必要建立起以政府為主導、多部門配合、全社會參與的道路交通傷害防治工作機制，把道路交通傷害作為一項主要和優先的公共政策，對環境、車輛和道路使用者采取綜合措施，建設一個道路交通安全體系，預防道路碰撞事故的發生，最大限度降低道路交通傷害的損失。一旦有交通事故的發生，就要有效地做好就地急救和院前救護工作，以減少車禍重度創傷和死亡。

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篇（4）

一、CAN總線簡述

（一）CAN總線產生與發展

控制器局部網（CAN-CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司為現代汽車應用領先推出的一種多主機局部網，由于其卓越性能現已廣泛應用于工業自動化、多種控制設備、交通工具、醫療儀器以及建筑、環境控制等眾多部門。控制器局部網將在我國迅速普及推廣。

由于CAN為愈來愈多不同領域采用和推廣，導致要求各種應用領域通信報文的標準化。為此，1991年9月PHILIPS SEMICONDUCTORS制訂并了CAN技術規范（VERSION 2.0）。該技術規范包括A和B兩部分。2.0A給出了曾在CAN技術規范版本1.2中定義的CAN報文格式，而2.0B給出了標準的和擴展的兩種報文格式。此后，1993年11月ISO正式頒布了道路交通運載工具一數字信息交換一高速通信控制器局部網（CAN）國際標準（IS011898），為控制器局部網標準化、規范化推廣鋪平了道路。

（二）CAN總線特點

CAN總線是一種多主總線，通信速率可達1MBPS。CAN總線通信接口中集成了CAN協議的物理層和數據鏈路層功能，可完成對通信數據的成幀處理，包括位填充、數據塊編碼、循環冗余檢驗、優先級判別等項工作。

（1）CAN總線具有點對點、一點對多點及全局廣播傳送數據的功能。

（2）CAN總線采用短幀結構，每幀有效字節數最多為8個，數據傳輸時間短，并有CRC及其他校驗措施，數據出錯率極低。

（3）CAN總線上某一節點出現嚴重錯誤時，可自動脫離總線，而總線上的其他操作不受影響。

（4）CAN總線系統擴充時，可直接將新節點掛在總線上，因而走線少，系統擴充容易，改型靈活。

（5）CAN總線最大傳輸速率可達1Mb/s（此時通信距離最長為40re），直接通信距離最遠可達10km（速率5kbps以下）。

（6）CAN總線上的節點數主要取決于總線驅動電路。在標準幀（11位報文標識符）可達110個，而在擴展幀（29位報文標識符）其個數幾乎不受限制。

如前所述，各節點直接掛接在總線上，從而構成了多主機結構，即每一個節點都是一個主機，因而CAN是一種多主方式的串行通信總線。CAN能夠使用多種物理介質，如差分驅動平衡絞線，單線，光纖等。最常用的就是雙絞線。總線上的數據可具有兩種互補的邏輯值之一，顯性和隱性。顯性表示為邏輯“0”，隱性表示為邏輯“1”。在ISO的標準中兩條總線上的電平如表一所示。如果總線上的兩個控制器同時向總線上發送顯性電平和隱性電平，則總線上始終是顯性電平。

在CAN總線中，以報文為單位進行信息傳遞且各節點使用相同的位速率。CAN總線上任意兩個節點之間的最大通信距離與位速率有關，表二列出了相關數據。這里的最大通信距離指的是同一總線上兩節點問的距離。

CAN實現總線分配的方法，可保證當不同的站申請總線存取時，明確地進行總線分配。這種位仲裁的方法可以解決當兩個站同時發送數據時產生的碰撞問題。不同于Ethemet網絡的消息仲裁，CAN的非破壞性解決總線存取沖突的方法，確保在不傳送有用消息時總線不被占用。甚至當總線在重負載情下，以消息內容為優先的總線存取也被證明是一種有效的系統。雖然總線的傳輸能力不足，所有未解決的傳輸請求都按重要性順序來處理。在CSMA/CD這樣的網絡中，如Ethemet系統往往由于過載而崩潰，而這種情況在CAN中不會發生。

（三）CAN總線的組成

CAN數據總線由一個控制器，一個收發器，兩個數據傳輸終端以及兩條數據線組成。除數據傳輸線外，其他元件都置于控制單元內部。控制單元功能不變。

（1）CAN控制器

CAN控制器是用來接收控制單元中微電腦傳來的數據，對這些數據進行處理并將其傳往CAN收發器。同樣CAN控制器也接收CAN收發器傳來的數據，對這些數據進行處理并將其傳往控制單元中的微電腦。

（2）CAN收發器

CAN收發器將CAN控制器傳來的數據轉化為電信號并將其送入數據傳輸線。它也為CAN控制器接收和轉發數據。

（3）數據傳輸終端

數據傳輸終端是一個電阻器，其作用是防止數據在線端被反射，并以回聲的形式返回。數據在線端被反射會影響數據的傳輸。

（4）數據傳輸線

數據傳輸線是雙向對數據進行傳輸的。兩條傳輸線分別被稱為CAN高線和CAN低線。為了防止外界電磁波的干擾和向外輻射，CAN總線將兩條線纏繞在一起。

這兩條線的電位相反，如果一條是5V，另一條就是0V，始終保持電壓總和為一常數。通過這種方法，CAN數據總線得到了保護，使其免受外界的電磁場干擾。

二、CAN數據總線的傳輸原理

圖一為電動汽車CAN總線系統原理框圖。該CAN總線系統由中央控制器，電池管理系統，電機控制系統，制動控制系統，儀表控制系統組成。各個控制器之間通過CAN總線進行通信，以實F傳感器測量數據的共享以及控制指令的發送和接收等，并使各控制器的控制性能都能有所提高，從而提高系統的控制性能.通信的信息類型為信息類和命令類.信息類主要是發送一些信息，如傳感器信號，診斷信號，系統的狀態。命令類則主要是發送給其他執行器的命令。通信有以下主要內容。

1、車輛起動時的自檢。中央控制器負責向各個模塊發送自檢命令，并收集各個模塊的返回信息，通過分析處理，及時地發現問題，解決問題。

2、加速過程通信。加速操作時，中央控制器采集加速踏板信號，根據控制策略，通過CAN總線設置電機轉速，電池管理系統等參數。

3、制動過程通信。制動過程中，制動踏板信號直接下傳到ABS控制器，同時通過CAN總線上傳到中央控制器。中央控制器根據控制規劃，通過CAN總線設置電機轉速，電池管理系統等參數。

4、周期性數據刷新通信。電機控制器采集電機的電樞電流，電機轉速等信息，判斷是否缺相，接收設定轉速；電池管理控制器采集電池溫度，荷電狀態等信息；接收是否充電指令及充電門限系數；制動控制器采集車輪轉速信息，接收執行制動指令；儀表控制器采集并顯示電機轉速，車速，電池的荷電狀態值等信息。

篇（5）

[2] 葉成林 徐福蔭 許駿 移動學習研究綜述 電化教育研究 2004 No.3

[3] 陳偉超 國內移動學習研究現狀及發展建議[J].中國電力教育，2009 No.9

篇（6）

一、引言

隨著汽車工業日新月異的發展，現代汽車上使用了大量的電子控制裝置，許多中高檔轎車上采用了十幾個甚至二十幾個電控單元，而每一個電控單元都需要與相關的多個傳感器和執行器發生通訊，并且各控制單元間也需要進行信息交換，如果每項信息都通過各自獨立的數據線進行傳輸，這樣會導致電控單元針腳數增加，整個電控系統的線束和插接件也會增加，故障率也會增加等諸多問題。

為了簡化線路，提高各電控單元之間的通信速度，降低故障頻率，一種新型的數據網絡CAN數據總線應運而生。CAN總線具有實時性強、傳輸距離較遠、抗電磁干擾能力強;在自動化電子領域的汽車發動機控制部件、傳感器、抗滑系統等應用中，CAN的位速率可高達1Mbps。同時，它可以廉價地用于交通運載工具電氣系統中。

二、CAN總線簡介

CAN，全稱為“ControllerAreaNetwork”，即控制器局域網，是由ISO定義的串行通訊總線，主要用來實現車載各電控單元之間的信息交換，形成車載網絡系統，CAN數據總線又稱為CAN—BUS總線。它具有信息共享，減少了導線數量，大大減輕配線束的重量，控制單元和控制單元插腳最小化，提高可靠性和可維修性等優點。

CAN被設計作為汽車環境中的微控制器通信，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網絡。其工作采用單片機作為直接控制單元，用于對傳感器和執行部件的直接控制。每個單片機都是控制網絡上的一個節點，一輛汽車不管有多少塊電控單元，不管信息容量有多大，每塊電控單元都只需引出兩條導線共同接在節點上，這兩條導線就稱作數據總線（Bus）。CAN數據總線中數據傳遞就像一個電話會議，一個電話用戶就相當于控制單元，它將數據“講入”網絡中，其他用戶通過網絡“接聽”數據，對這組數據感興趣的用戶就會利用數據，不感興趣的用戶可以忽略該數據。

一個由CAN總線構成的單一網絡中，理論上可以掛接無數個節點，但實際應用中，所掛接的節點數目會受到網絡硬件的電氣特性或延遲時間的限制。使用計算機網絡進行通信的前提是，各電控單元必須使用和解讀相同的“電子語言”，這種語言稱“協議”。汽車電腦網絡常見的傳輸協議有多種，為了并實現與眾多的控制與測試儀器之間的數據交換，就必須制定標準的通信協議。隨著CAN在各種領域的應用和推廣，1991年9月PhilipsSemiconductors制定并了CAN技術規范（Version2.0）。該技術包括A和B兩部分。2.0A給出了CAN報文標準格式，而2.0B給出了標準的和擴展的兩種格式。1993年11月ISO頒布了道路交通運輸工具—數據信息交換—高速通信局域網國際標準ISO11898，為控制局域網的標準化和規范化鋪平了道路。美國的汽車工程學會SAE2000年提出的J1939，成為貨車和客車中控制器局域網的通用標準。

三、CAN-BUS數據總線的組成與結構

CAN-BUS系統主要包括以下部件：CAN控制器、CAN收發器、CAN-BUS數據傳輸線和CAN-BUS終端電阻。：

1．CAN控制器，CAN收發器

CAN-BUS上的每個控制單元中均設有一個CAN控制器和一個CAN收發器。CAN控制器主要用來接收微處理器傳來的信息，對這些信息進行處理并傳給CAN收發器，同時CAN控制器也接收來自CAN收發器傳來的數據，對這些數據進行處理，并傳給控制單元的微處理器。

CAN收發器用來接收CAN控制器送來的數據，并將其發送到CAN數據傳輸總線上，同時CAN收發器也接收CAN數據總線上的數據，并將其傳給CAN控制器。

2．數據總線終端電阻

CAN-BUS數據總線兩端通過終端電阻連接，終端電阻可以防止數據在到達線路終端后象回聲一樣返回，并因此而干擾原始數據，從而保證了數據的正確傳送，終端電阻裝在控制單元內。

3．數據傳輸總線

數據傳輸總線大部分車型用的是兩條雙向數據線，分為高位?zCAN-H?{和低位?zCAN-L?{數據線。為了防止外界電磁波干擾和向外輻射，兩條數據線纏繞在一起，要求至少每2.5cm就要扭絞一次，兩條線上的電位是相反的，電壓的和總等于常值。

四、車載網絡的應用分類

車載網絡按照應用加以劃分，大致可以分為4個系統：車身系統、動力傳動系統、安全系統、信息系統。

1．動力傳動系統

在動力傳動系統內，動力傳動系統模塊的位置比較集中，可固定在一處，利用網絡將發動機艙內設置的模塊連接起來。在將汽車的主要因素—跑、停止與拐彎這些功能用網絡連接起來時，就需要高速網絡。

動力CAN數據總線一般連接3塊電腦，它們是發動機、ABS/EDL及自動變速器電腦（動力CAN數據總線實際可以連接安全氣囊、四輪驅動與組合儀表等電腦）。總線可以同時傳遞10組數據，發動機電腦5組、ABS/EDL電腦3組和自動變速器電腦2組。數據總線以500Kbit/s速率傳遞數據，每一數據組傳遞大約需要0.25ms，每一電控單元7~20ms發送一次數據。優先權順序為ABS/EDL電控單元發動機電控單元自動變速器電控單元。在動力傳動系統中，數據傳遞應盡可能快速，以便及時利用數據，所以需要一個高性能的發送器，高速發送器會加快點火系統間的數據傳遞，這樣使接收到的數據立即應用到下一個點火脈沖中去。CAN數據總線連接點通常置于控制單元外部的線束中，在特殊情況下，連接點也可能設在發動機電控單元內部。

2．車身系統

與動力傳動系統相比，汽車上的各處都配置有車身系統的部件。因此，線束變長，容易受到干擾的影響。為了防干擾應盡量降低通信速度。在車身系統中，因為人機接口的模塊、節點的數量增加，通信速度控制將不是問題，但成本相對增加，對此，人們正在摸索更廉價的解決方案，目前常常采用直連總線及輔助總線。

舒適CAN數據總線連接一般連接七個控制單元，包括中央控制單元、車前車后各一個受控單元及四個車門的控制單元。舒適CAN數據傳遞有七大功能：中控門鎖、電動窗、照明開關、空調、組合儀表、后視境加熱及自診斷功能。控制單元的各條傳輸線以星狀形式匯聚一點。這樣做的好處是：如果一個控制單元發生故障，其他控制單元仍可發送各自的數據。該系統使經過車門的導線數量減少，線路變得簡單。如果線路中某處出現對地短路，對正極短路或線路間短路，CAN系統會立即轉為應急模式運行或轉為單線模式運行。

數據總線以62.5Kbit/s速率傳遞數據，每一組數據傳遞大約需要1ms，每個電控單元20ms發送一次數據。優先權順序為：中央控制單元駕駛員側車門控制單元前排乘客側車門控制單元左后車門控制單元右后車門控制單元。由于舒適系統中的數據可以用較低的速率傳遞，所以發送器性能比動力傳動系統發送器的性能低。

整個汽車車身系統電路主要有三大塊：主控單元電路、受控單元電路、門控單元電路。

主控單元按收開關信號之后，先進行分析處理，然后通過CAN總線把控制指令發送給各受控端，各受控端響應后作出相應的動作。車前、車后控制端只接收主控端的指令，按主控端的要求執行，并把執行的結果反饋給主控端。門控單元不但通過CAN總接收主控端的指令，還接收車門上的開關信號輸入。根據指令和開關信號，門控單元會做出相應動作，然后把執行結果發往主控單元。

（1）安全系統

這是指根據多個傳感器的信息使安全氣囊啟動的系統，由于安全系統涉及到人的生命安全，加之在汽車中氣囊數目很多，碰撞傳感器多等原因，要求安全系統必須具備通信速度快、通信可靠性高等特點。

（2）信息系統

信息系統在車上的應用很廣泛，例如車載電話、音響等系統的應用。對信息系統通信總線的要求是：容量大、通信速度非常高。通信媒體一般采用光纖或銅線，因為此兩種介質傳輸的速度非常快，能滿足信息系統的高速化需求。

五、CAN總線技術在汽車中應用的關鍵技術

利用CAN總線構建一個車內網絡，需要解決的關鍵技術問題有：

（1）總線傳輸信息的速率、容量、優先等級、節點容量等技術問題

（2）高電磁干擾環境下的可靠數據傳輸

（3）確定最大傳輸時的延時大小

（4）網絡的容錯技術

（5）網絡的監控和故障診斷功能

（6）實時控制網絡的時間特性

（7）安裝與維護中的布線

（8）網絡節點的增加與軟硬件更新(可擴展性)

六、結束語

CAN總線作為一種可靠的汽車計算機網絡總線，現已開始在先進的汽車上得到應用，從而使得各汽車計算機控制單元能夠通過CAN總線共享所有的信息和資源，以達到簡化布線、減少傳感器數量、避免控制功能重復、提高系統可靠性和可維護性、降低成本、更好地匹配和協調各個控制系統之目的，隨著汽車電子技術的發展，具有高度靈活性、簡單的擴展性、優良的抗干擾性和糾錯能力的CAN總線通信協議必將在汽車電控系統中得到更廣泛的應用。

參考文獻

[1]王箴．CAN總線在汽車中應用[N]．中國汽車報．2004．

[2]鄔寬明．CAN總線原理和應用系統設計．航空航天大學出版社．1996．

[3]周震．基于CAN總線的車身控制模塊．南京航空航天大學．2005．

篇（7）

 

 

 

 

 

 

汽車運用工程專業（大專）畢業論文題目

序號

題目

指導老師

1

發動機排放技術的應用分析

陳金偉

2

微型車怠速不良原因與控制措施

陳金偉

3

柴油機電子控制系統的發展

陳金偉

4

我國汽車尾氣排放控制現狀與對策

陳金偉

5

發動機自動熄火的診斷分析

陳金偉

6

汽車發動機的維護與保養

陳金偉

7

柴油機微粒排放的凈化技術發展趨勢

陳金偉

8

汽車污染途徑及控制措施

陳金偉

9

現動機自診斷系統探討

陳金偉

10

關于奔馳300SEL型不能著車的故障分析

陳金偉

11

奔馳Sprinter動力不足的檢測與維修

陳金偉

12

上海通用別克發動機電控系統故障的診斷與檢修

陳金偉

13

現代伊蘭特發動機電控系統故障的診斷與檢修

陳金偉

14

廣本雅閣發動機電控系統故障的診斷與檢修

占斌

15

電子燃油噴射系統的診斷與維修

占斌

16

帕薩特1.8T排放控制系統的結構控制原理與檢修

占斌

17

廣本雅閣排放控制系統的結構控制原理與檢修

占斌

18

汽車發動機怠速成抖動現象的原因及排查方法探討

占斌

19

汽車排放控制系統的檢修

占斌

20

上海帕薩特B5電子燃油噴射系統的診斷與維修

占斌

21

論汽車檢測技術的發展

占斌

22

奧迪A6排放控制系統的結構控制原理與檢修

占斌

23

豐田凌志400發動機電控系統故障的診斷與檢修

占斌

24

奧迪A6B5電子燃油噴射系統的診斷與維修

占斌

25

標致307電子燃油噴射系統的診斷與維修

占斌

26

捷達轎車發動機常見故障分析與檢修

占斌

27

汽車轉向盤擺振故障分析

程建斌

28

防抱死系統在常用轎車上的使用特點分析

程建斌

29

汽車底盤的故障診斷分

程建斌

30

汽車的常用轉向系統的性能分析

程建斌

31

汽車變速箱故障故障診斷

程建斌

32

安全氣囊的發展與應用

程建斌

33

汽車制動系統故障診斷

程建斌

34

分析國產幾種汽車行走系統特點

程建斌

35

分析國產幾種汽車制動系統特點

程建斌

36

分析國產幾種汽車轉向系統特點

程建斌

37

機電液一體化技術在汽車中的應用

程建斌

38

豐田系列ABS故障診斷方法的探討

程建斌

39

通用系列ABS故障診斷探討

程建斌

40

奔馳560SEL車型ABS系統故障案例分析

程建斌

41

AL4自動變速器的結構控制原理與檢修

程建斌

42

汽車制動系

程建斌

43

汽車四輪定位的探討

程建斌

44

4T65E自動變速器的結構控制原理與檢修

程建斌

45

上海通用別克轉向系統故障的診斷與檢修

陳躍軍

46

上海通用別克制動系統故障的診斷與檢修

陳躍軍

47

現代伊蘭特轉向系統故障的診斷與檢修

陳躍軍

48

現代伊蘭特制動系統故障的診斷與檢修

陳躍軍

49

SONATA制動系統的結構控制原理與檢修

陳躍軍

50

電控懸架系統的結構控制原理與檢修

陳躍軍

51

上海帕薩特B5自動變速器的結構控制原理與檢修

陳躍軍

52

豐田佳美制動系統的結構控制原理與檢修

陳躍軍

53

豐田凌志400懸架系統的結構控制原理與檢修

陳躍軍

54

標致307制動系統故障的診斷與檢修

陳躍軍

55

標致307手動變速器的結構控制原理與檢修

陳躍軍

56

上海通用別克懸架與車橋故障分析與檢修

陳躍軍

57

電控液動式自動變速器的結構控制原理與維修

陳躍軍

58

分析輪胎性能對汽車行走行使的影響

陳躍軍

59

捷達轎車底盤常見故障分析與檢修

陳躍軍

60

汽車轉向系課件設計

陳躍軍

61

汽車ABS綜述

陳躍軍

62

車用防抱死制動系統設計

陳躍軍

63

汽車蓄電池的維護與故障控制

繆勤震

64

信息技術在汽車中的應用

繆勤震

65

現代汽車滲漏故障與控制技術

繆勤震

66

汽車點火系統故障診斷

繆勤震

67

豐田凌志400空調控制系統分析

繆勤震

68

桑塔納故障診斷方法的研究

繆勤震

69

汽車空調技術淺析

繆勤震

70

蒙迪歐的空調系統分析

繆勤震

71

氧傳感器故障檢測

繆勤震

72

傳統診斷在轎車維修中的應用

繆勤震

73

廣本雅閣的空調系統故障的診斷與檢修

繆勤震

74

電子點火系統的診斷與維修

何建龍

75

上海帕薩特B5的空調系統故障的診斷與檢修

何建龍

76

論車身計算機系統的結構控制原理與檢修

何建龍

77

上海通用別克空調控制系統故障分析與檢修

何建龍

78

廣本雅閣電氣設備及附件系統常見故障分析與檢修

何建龍

79

汽車常用防盜系統綜述

何建龍

80

汽車防撞技術綜術

何建龍

81

現代汽車音響防干擾設計

何建龍

82

汽車電控技術分析

何建龍

83

奧迪A6電氣設備及附件系統常見故障分析與檢修

何建龍

84

上海通用別克電氣設備及附件系統常見故障分析與檢修

篇（8）

隨著汽車工業與電子工業的不斷發展，在現代汽車上，電子技術的應用越來越廣泛，汽車電子化的程度也越來越高。汽車技術與電子技術相結合催生出汽車電子技術概念。電子技術在現代汽車工業中的廣泛應用加快了電子汽車的發展趨勢，推動了汽車功能的多元化和便捷化。

一、汽車電子技術

現代電子技術與汽車工業的結合促成了電子汽車概念的誕生和實現，概括地來說當前的汽車電子技術主要包括：智能化集成傳感器：提供用于模擬和處理的信號，而且還能對信號作坊大處理。同時，他還能自動進行時漂、溫漂和非線性的自動校正，具有較強的抵抗外部電磁干擾的能力，保證傳感器信號的質量不受影響；嵌入式微處理機已廣泛地應用與安全、環保、發動機、傳動系、速度控制和故障診斷中。軟件技術：隨著汽車電子技術應用的增加，對有關控制軟件的需求也相應增加，并可能要求進一步計算機聯網。因此，要求使用多種語言，并開發出通用的高水平軟件，以滿足多種硬件的要求。轎車上多通道傳輸網絡將大大地依賴于軟件；多通道傳輸技術，多通道傳輸技術的采用，對電子控制集成化的實現是十分必要和有效的。采用這種技術后，使各個數據線成為一個網絡，以便分享汽車中心計算機的信息。汽車車載電子網絡：汽車電子設備發展的一個重要趨勢是大量使用微處理機來改善汽車的性能。隨著電控器件在汽車上越來越多的應用，車載電子設備間的數據通信變得越來越重要。為了進一步提高行使的經濟性，溫度及車速等信息必須在不同控制單元間交換。由此，以分布式控制系統為基礎構造汽車車載電子網絡系統是很有必要的。集成化技術：汽車電子技術的一個發展趨向是功能集成化，從而實現更經濟、更有效以及可診斷的數據中心。光導纖維：汽車電子技術的進步，已使各系統控制走向集中，形成整車控制系統。這一系統除了中心電腦外，甚至包括多達23個微處理器及大量傳感器和執行部件，組成一個龐大而復雜的信息交換與控制系統等。

二、國內汽車電子技術發展

電子技術在汽車工業中的應用加快了汽車技術的升級和突破，自20世紀80年代以來，汽車工業的長足發展，也是以電子技術（特別是計算機、集成電路技術）為動力而實現的。采用電子技術是解決汽車所面臨的諸多技術問題的最佳方案。因此一國電子產業的發展水平及其在汽車工業領域的應用情況決定了其在未來軌跡汽車行業競爭中的地位和影響力。目前，國產汽車的電子技術應用多數還處于初級階段。只有少數廠家，主要集中在一些中外合資和國內較為先進的汽車生產廠家，開始將電子控制裝置應用在汽車工業中。國內現在采用的電子裝置主要包括發動機的燃油噴射、電子點火控制、汽車安全性方面的安全氣囊，ABS等領域，而且多數為直接引進國外產品組裝，國內科研院所目前有關汽車電子技術應用的研究也主要集中在發動機控制、電控懸架、ABS系統等幾個方面，在汽車的電子網絡化技術、GPRS導航及智能交通系統的研究等方面與國外還有一定差距。

三、現代電子技術促進汽車智能管理的發展

隨著經濟的快速發展和人民群眾對汽車工業要求的逐步提高，當前的電子技術在汽車工業領域里得到了很好較快較好的應用。汽車智能管理系統就是這一應用的重要體現。車輛智能管理儀（以下簡稱管理儀）硬件構成主要由CPU，數據存儲器擴展電路、IC卡接口電路、GPS接收電路、光電隔離的輸入、輸出電路、數碼相機控制電路、指示燈、蜂鳴器及電源部分組成。采用GPS接收機接收衛星的信號，經過計算后可得出車輛所處的經緯度、行駛速度、行駛方向等參數。管理儀還能夠采集與司機操作有關的數據，如剎車、遠光燈、近光燈、左右轉向燈、喇叭、霧燈、制動氣壓、車門開關等參數。管理儀根據預先設定的時間間隔和特殊事件的觸發，將有關數據保存入IC（Intelligent Card）卡中。根據這些數據，車輛管理部門就可以對車輛的歷史運行狀況進行檢查、管理，以確定車輛是否按照規定的要求運行。管理儀還能夠對最近15次停車前，每次停車前50秒的所有信息進行詳細記錄，GPS數據的采集速度受GPS系統的限制，每秒鐘記錄1次，其他參數每隔0.2秒記錄一次。管理儀還具有數碼照相機的控制接口，可以根據外部觸發信號，對車內的情景拍照。 轉貼于

汽車工業是高科技工業，汽車性能的每一步提升都伴隨著新技術、新工藝的運用。電子技術是21世紀推動經濟發展和社會變革的重要技術之一，電子技術的發展及其在汽車工業領域的廣泛應用將有效提升汽車工業的發展水平。

參考文獻

[1]高艷青：《現代電力電子及電源技術的發展趨勢》，載《電腦與電信》2007，1.

[2]張慶湘：《淺析電子技術在現代汽車工業中的發展與應用》，載《企業技術開發》2007，6.

[3]李衛東：《淺談電子技術在現代汽車工業領域中的應用》，載《中國職工教育》2005，9.

篇（9）

隨著汽車工業與電子工業的不斷發展，在現代汽車上，電子技術的應用越來越廣泛，汽車電子化的程度也越來越高。汽車技術與電子技術相結合催生出汽車電子技術概念。電子技術在現代汽車工業中的廣泛應用加快了電子汽車的發展趨勢，推動了汽車功能的多元化和便捷化。

一、汽車電子技術

現代電子技術與汽車工業的結合促成了電子汽車概念的誕生和實現，概括地來說當前的汽車電子技術主要包括：智能化集成傳感器：提供用于模擬和處理的信號，而且還能對信號作坊大處理。同時，他還能自動進行時漂、溫漂和非線性的自動校正，具有較強的抵抗外部電磁干擾的能力，保證傳感器信號的質量不受影響；嵌入式微處理機已廣泛地應用與安全、環保、發動機、傳動系、速度控制和故障診斷中。軟件技術：隨著汽車電子技術應用的增加，對有關控制軟件的需求也相應增加，并可能要求進一步計算機聯網。因此，要求使用多種語言，并開發出通用的高水平軟件，以滿足多種硬件的要求。轎車上多通道傳輸網絡將大大地依賴于軟件；多通道傳輸技術，多通道傳輸技術的采用，對電子控制集成化的實現是十分必要和有效的。采用這種技術后，使各個數據線成為一個網絡，以便分享汽車中心計算機的信息。汽車車載電子網絡：汽車電子設備發展的一個重要趨勢是大量使用微處理機來改善汽車的性能。隨著電控器件在汽車上越來越多的應用，車載電子設備間的數據通信變得越來越重要。為了進一步提高行使的經濟性，溫度及車速等信息必須在不同控制單元間交換。由此，以分布式控制系統為基礎構造汽車車載電子網絡系統是很有必要的。集成化技術：汽車電子技術的一個發展趨向是功能集成化，從而實現更經濟、更有效以及可診斷的數據中心。光導纖維：汽車電子技術的進步，已使各系統控制走向集中，形成整車控制系統。這一系統除了中心電腦外，甚至包括多達23個微處理器及大量傳感器和執行部件，組成一個龐大而復雜的信息交換與控制系統等。

二、國內汽車電子技術發展

電子技術在汽車工業中的應用加快了汽車技術的升級和突破，自20世紀80年代以來，汽車工業的長足發展，也是以電子技術（特別是計算機、集成電路技術）為動力而實現的。采用電子技術是解決汽車所面臨的諸多技術問題的最佳方案。因此一國電子產業的發展水平及其在汽車工業領域的應用情況決定了其在未來軌跡汽車行業競爭中的地位和影響力。目前，國產汽車的電子技術應用多數還處于初級階段。只有少數廠家，主要集中在一些中外合資和國內較為先進的汽車生產廠家，開始將電子控制裝置應用在汽車工業中。國內現在采用的電子裝置主要包括發動機的燃油噴射、電子點火控制、汽車安全性方面的安全氣囊，ABS等領域，而且多數為直接引進國外產品組裝，國內科研院所目前有關汽車電子技術應用的研究也主要集中在發動機控制、電控懸架、ABS系統等幾個方面，在汽車的電子網絡化技術、GPRS導航及智能交通系統的研究等方面與國外還有一定差距。

三、現代電子技術促進汽車智能管理的發展

隨著經濟的快速發展和人民群眾對汽車工業要求的逐步提高，當前的電子技術在汽車工業領域里得到了很好較快較好的應用。汽車智能管理系統就是這一應用的重要體現。車輛智能管理儀（以下簡稱管理儀）硬件構成主要由CPU，數據存儲器擴展電路、IC卡接口電路、GPS接收電路、光電隔離的輸入、輸出電路、數碼相機控制電路、指示燈、蜂鳴器及電源部分組成。采用GPS接收機接收衛星的信號，經過計算后可得出車輛所處的經緯度、行駛速度、行駛方向等參數。管理儀還能夠采集與司機操作有關的數據，如剎車、遠光燈、近光燈、左右轉向燈、喇叭、霧燈、制動氣壓、車門開關等參數。管理儀根據預先設定的時間間隔和特殊事件的觸發，將有關數據保存入IC（IntelligentCard）卡中。根據這些數據，車輛管理部門就可以對車輛的歷史運行狀況進行檢查、管理，以確定車輛是否按照規定的要求運行。管理儀還能夠對最近15次停車前，每次停車前50秒的所有信息進行詳細記錄，GPS數據的采集速度受GPS系統的限制，每秒鐘記錄1次，其他參數每隔0.2秒記錄一次。管理儀還具有數碼照相機的控制接口，可以根據外部觸發信號，對車內的情景拍照。

汽車工業是高科技工業，汽車性能的每一步提升都伴隨著新技術、新工藝的運用。電子技術是21世紀推動經濟發展和社會變革的重要技術之一，電子技術的發展及其在汽車工業領域的廣泛應用將有效提升汽車工業的發展水平。

參考文獻：

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[3]李衛東：《淺談電子技術在現代汽車工業領域中的應用》，載《中國職工教育》2005，9.

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中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 10-0000-01

Vehicle Networks and Information Systems Technology Applications and Development

Dong Hui,Wang Zhen

(Southeast University,Nanjing211189,China)

Abstract:Hyundai Motor-vehicle network is the inevitable trend of development of electronic technology,this article on the need for vehicle network formation and its application are analyzed,and prospects of development of the network board has done a study to better understand the new generation of automotive electronic control system.

Keywords:Vehicle network;Vehicle powertrain systems;Security systems;Information systems

一、汽車的網絡化

在傳統汽車中，開關、繼電器、電磁儀表等與電子相關的零部件構成了汽車電器，它們之間信息交互是建立在點對點電氣信號連接基礎上的。電氣信號的種類也局限于模擬信號和開關信號。實施信號連接的電線束，通常稱為線束。

汽車中電器的技術含量和數量是衡量汽車性能的一個重要標志。汽車電器技術含量和數量的增加，意味著汽車性能的提高。但汽車電器的增加，同樣使汽車電器之間的信息交互橋梁――線束和與其配套的電器接插件數量成倍上升。在1955年平均一輛汽車所用線束總長度為45米；而到了2002年，一輛汽車所用的平均線束總長度達到了4000米。線束的增加不但占據了車內的有效空間，增加了裝配和維修的難度，提高了整車成本，而且妨礙了整車可靠性的提高。

為了在提高性能與控制線束數量之間尋求一種有效的解決途徑，在20世紀80年代初，出現了一種基于數據網絡的車內信息交互方式――車載網絡。

汽車制造商根據各個地方不同速度的要求，將會制定出幾個不同標準的車載網絡。“對于所有的汽車制造商來說，車載網絡中的很多運行都涉及到工業標準，”通用汽車公司的一位研究電子動力傳輸的專家Dennis Bogden說：“如果你獲得高速的數據是通過鏈接一個網絡，而低速的數據又是鏈接另一個網絡的話，我們就早已經停止了各種各樣的技術嘗試，因為我們需要的僅僅是一個車載網絡。”

二、車載網絡的應用

車載網絡按照應用加以劃分，大致可以分為4個系統：車身系統、動力傳動系統、安全系統、信息系統。

在動力傳動系統內，動力傳動系統模塊的位置比較集中，可固定在一處，利用網絡將發動機艙內設置的模塊連接起來。在將汽車的主要因素―跑、停止與拐彎這些功能用網絡連接起來時，就需要高速網絡。

動力CAN數據總線一般連接3塊電腦，它們是發動機、ABS/EDL及自動變速器電腦（動力CAN數據總線實際可以連接安全氣囊、四輪驅動與組合儀表等電腦）。總線可以同時傳遞10組數據，發動機電腦5組、ABS/EDL電腦3組和自動變速器電腦2組。數據總線以500Kbit/s速率傳遞數據，每一數據組傳遞大約需要0.25ms，每一電控單元7~20ms發送一次數據。優先權順序為ABS/EDL電控單元發動機電控單元自動變速器電控單元。

與動力傳動系統相比，汽車上的各處都配置有車身系統的部件。因此，線束變長，容易受到干擾的影響。為了防干擾應盡量降低通信速度。在車身系統中，因為人機接口的模塊、節點的數量增加，通信速度控制將不是問題，但成本相對增加，對此，人們正在摸索更廉價的解決方案，目前常常采用直連總線及輔助總線。

三、汽車網絡的發展

近兩年在中國生產，價格在8萬元～20萬元之間，采用車載網絡的轎車、SUV情況。價格在20萬元以下的轎車屬于普及型轎車，但車載網絡卻在近兩年在中國生產的普及型轎車中占據了相當大的比重，說明車載網絡已在轎車中進入產業化階段，它不再是高檔轎車獨享的專用高級技術。說明CAN總線已成為普及型轎車車載網絡的主流。

在車載網絡的發展過程中，通信介質已日益引起關注，目前POF已得到大量應用。此前德國寶馬汽車公司宣布在2002年3月上市的最高級新款轎車“BMW7”系列中采用了50米POF。它表明大量采用POF車載網絡的汽車已經開始進入實用階段。

數據通信對速度的要求是永無止境的。在車載網絡的發展過程中，介質的通信速度是制約車載網絡應用和發展的一個重要因素。POF在汽車上的成功應用，不但推動了以Byte flight、Flex Ray和MOST等現有的以POF為介質的高速車載網絡的產業化應用，而且為下一代車載網絡的發展創造了條件。隨著人類生活空間的拓展，IT融合于汽車之中是未來發展的必然趨勢，而作為IT裝置之間實施信息交互媒介的網絡，將會有更多類似于IEEE 1394、Bluetooth等IT領域應用的網絡向汽車滲透。

隨著中國經濟的高速發展，面對中國巨大的轎車市場，世界上各大汽車制造商紛紛與國內汽車制造廠合作生產轎車，并且所生產轎車的技術含量正逐漸與世界同步。據相關資料報道，近年來在國內生產的轎車中，汽車電子在汽車中所占的比例及其汽車電子的技術含量已超過世界轎車的平均水平。

目前國際汽車工業廣泛采用系統開發、項目平臺、全球采購、模塊化供貨等運作方式。最近上海、浙江、廣東已在不同程度上起動了汽車電子產業。政府的支持、市場的需求為中國汽車電子的發展提供了良好平臺。車載網絡是典型的實時嵌入式網絡系統，而中國擁有較多的嵌入式系統開發人員，提供了大量的人才儲備。這是中國汽車電子的發展機遇，也是具有自主知識產權車載網絡在中國的發展機遇。

車載網絡作為連接車內機械、電器和電子信息的紐帶，是整車的核心技術，而國內汽車工業的現狀將注定具有自主知識產權的車載網絡的大量運用還需要汽車企業和相關技術開發商付出大量的努力。

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中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）08-0071-03

大學教育的目標是培養新世紀創新型人才，其關鍵是如何實施研究型教學與研究型學習。為此，我國各高校紛紛提出采用研究型教學的方式來培養、提高學生的創新能力，加強創新型人才培養。何謂研究型教學？研究型教學是指教師以課程內容和學生的學識積累為基礎，在教學過程中通過優化課程結構，建立一種基于研究探索的學習模式。只有在“發現問題分析問題解決問題”的“研究型”教學過程中，學生才可能學會“研究型”學習的能力，經過這樣反反復復的教學和學習實踐，學生的“創新能力”才能培養和提高。因此，研究型教育是創新型教育的前提，二者實質上是辯證統一的。

一、《車輛電子控制技術》課程的特點與存在的問題

《車輛電子控制技術》是車輛工程專業的專業必修課，也是其他工科專業的一門專業選修課。該課程重點介紹發動機、底盤、車身的電子控制設備的基本理論、基本組成、工作過程和控制原理。隨著汽車、拖拉機技術和電子技術的迅速發展，現代車輛為提高動力性、經濟性、安全性、舒適性，以及減少尾氣排放污染而廣泛采用了電子控制技術。電子控制技術是現代車輛技術發展的重要趨勢與標志，從發動機的燃油噴射、點火控制、進氣控制、排放控制、故障自診斷到底盤的傳動系統、轉向與制動系統，以及車身、輔助裝置等都普遍采用了電子控制技術。所以，該課程的重要性在不斷提高，為此，國內許多院校將該課程列為車輛工程專業的必修課。該課程涉及的電子控制技術是很抽象，尤其是工科機械專業而言，學生對該課程充滿了向往，但學習卻很困難，其主要問題：重結構原理，輕控制原理；重理論講解，輕實驗制作。該課程的主要難點是在車輛各電子控制系統的信號采集、各執行器的驅動電路的原理、各控制系統的控制策略等。由于涉及到電子控制、機械、液壓等部分的知識，所以要求學生有較全面扎實的基礎知識。為此，該課程在教學上應突出各模塊的重點、難點內容，有些內容通過現場教學，多媒體中的動畫、影視、教學模型講解，使難點內容通俗化，可視化，形象化。注重理論聯系實際，大量加強實踐教學，以提高實驗課教學的效果，保證該課程的教學質量。通過開展了研究性學習，使自己選擇感興趣的車輛電子控制相關的題目，開展小課題的研究工作，這樣不但增加了學生學習的興趣，也增強了學生分析問題和解決問題的能力。

二、《車輛電子控制技術》課程研究型教學的具體方法

1.課程教學改革目標。以任務模塊為基礎、以學生為主體、以教師為主導，圍繞設定的學習任務模塊進行研究，以提高學生自主性學習和研究性學習，掌握該課程的基本理論、基本方法和基本技能。

2.課程教學改革方案。①制定學習任務模塊。《車輛電子控制技術》的研究型教學內容共制定了18個學習模塊（專題），每個模塊共1學時講授，共18學時，學習任務模塊主要有：發動機供油控制、發動機點火控制、發動機爆震控制、發動機稀薄燃燒技術、防抱死控制系統（ABS）、線控制動、驅動防滑控制系統（ASR）、汽車穩定性控制系統（ESP）、自動變速系統控制、無級變速控制、電控懸架系統、巡航控制系統、安全氣囊（SRS）、倒車防撞控制系統、防盜控制系統、電控轉向系統、自動空調、電動座椅、智能前照燈控制系統、電控雨刮系統等。②劃分學習小組《車輛電子控制技術》共有34個學生選了此課程，共劃分6個學習小組，每個小組5～6人不等。③教學安排主要要點是：開學2周內負責分配完各專題，并提出各專題的要求，列出主要參考文獻；每個小組分配3～4個專題，使每個專題有3個小組負責；各小組分別在課余時間查找資料，按要求歸納整理讀書報告，制作PPT；每2節課由3個小組分別用自制的PPT講授15分鐘，其他同學提問5分鐘，總體時間控制在60分鐘；最后主講老師點評每個小組的講授內容，并現場給予各小組的得分，時間為30分鐘；每個小組的每一位成員至少主講一次。

3.輔導答疑措施。①組建一個課程輔導答疑小組。本學期初，組建了該課程的輔導答疑小組，該小組的成員主要由主講老師、實驗老師、碩士研究生、博士研究生等構成。輔導答疑小組成員名單：魯植雄、劉奕貫、白學峰、李曉勤、常江雪、郭兵、金月、姜春霞、周偉偉等。②籌建了該課程的QQ群。本學期初，籌建了一個《車輛電子控制技術》課程答疑QQ群，在網上隨時回答與指導學生。QQ群名稱：車輛電子控制技術論壇；QQ群號：118062691；群成員人數：44人。

4.成績評定方法。該課程成績由以下三部分構成：①每個小組的3次PPT報告與回答問題情況，占40%；②每人的3篇專題讀書報告，占40%；③每人在課程QQ群的活動情況、平時出勤、作業等，占20%。

三、實施過程

該課程的教學改革得到車輛工程91～93班學生的大力支持和參加，每個小組從第2周起獲得3個任務模塊后，各小組成員根據各模塊設定的學習目標、內容和考核要求，自主查找相關的中文與外文資料。進行整理與歸納，研討模塊的主題，撰寫讀書報告和模塊論文報告。根據歸納總結的模塊內容，學會PPT，以小組為單位宣講制作的PPT，并集體回答問題，每位同學均上臺主講1～2次。積極上網參加《車輛電子控制技術論壇》，能主動發貼子，老師回答問題時能進行相互互動，對課程內容進一步深入學習。

四、實施效果

1.培養了學生自主獲取知識的方法技巧。各小組成員根據各模塊設定的學習目標、內容和考核要求，學會自主查找相關的中文與外文參考資料。98%的學生在調查問卷中回答：學生的自主學習和研究能力明顯提高。

2.培養了學生進行研究型學習方法。在老師的指導下，每個小組根據搜集到的資料，進行整理與歸納，研討模塊的主題，撰寫讀書報告和模塊論文報告，或者實驗設計與方案。100%的學生在調查問卷中回答：認同該課程采用的教學模式。

3.訓練了制作PPT能力。根據歸納總結的模塊內容，學會制作界面友好的PPT。

4.培養了學生講解與回答問題能力。每一個專題均由2名學生主講15～20分鐘，既掌握了本專題的主要內容，又培養了演講技巧。另外，講授后，其他同學提出一些對本專題相關問題，小組全體成員集體回答問題，進一步提高了對本專題內容的掌握，也鍛煉了回答問題能力。

五、對研究型教學的認識與體會

1.增加了教師的工作量。要想使一個學習模塊（專題）在1學時內講授完，并能活躍課堂氣氛，使學生能主動學習，教師需要花更多的時間，主要體現在：①要花更多的時間去掌握每個專題內容，否則很難回答學生的提問；②要花時間查看學生制作的PPT，查看PPT內容是否包涵了本專題需要講授的內容？PPT界面是否友好？③要花時間在QQ群上回答學生的問題；④要花時間輔導、批改學生的讀書報告。

2.增加了學生的學習時間。①需要花時間閱讀教材及參考資料，自學、討論、理解講授的內容；②需要花時間制作PPT，對有的學生來說，是很難的一件事情；③需要花時間撰寫3篇課程；④需要在QQ群上發帖子

3.教師點評是關鍵。一個專題能否使全體學生掌握、課程氣氛是否活躍，教師的最后點評是關鍵。點評的內容既要包涵本專題的核心內容，又要調動學生的積極性，所以，點評要精練、精彩。

六、繼續實施研究型教學有待改進的地方

1.完善各專題教學要求。進一步完善每個專題的教學要求及相關參考文獻，列舉一些思考問題，使學生能小組進行討論，以掌握各專題的內容。

2.加強小組學習。每個專題應以在小組共同討論的基礎上完成學習要求，但有一些專題只有某一小組成員完成，其他人員未參加的現象，需要進一步探討小組學習模式。

3.加強課程論文撰寫質量。撰寫課程論文需要花很多時間。為此，今后將列舉相關參考文獻，指定主要參考文獻，要求學生根據指定的參考文獻閱讀后撰寫課程論文。

《車輛電子控制技術》進行研究型教學改革，受到大部分學生和教師的肯定和好評，全面提升了車輛工程專業學生的專業知識水平和綜合素質，增加了畢業生的就業競爭力。改革實施以來，學生的創新實踐能力普遍得到加強。學生通過實踐平臺和實踐科研項目完成了包括汽車電控液壓動力轉向系統、智能倒車、自動泊車、巡航控制等項目。先后在“全國大學生F1賽車大賽”、“全國節能賽車比賽”等競賽中獲得了多項獎勵，激發學生科學研究的熱情與學習興趣。但也不能過度夸大一種教學模式的作用，每一種教學方式均有適應性。研究型教學一定要有研究課題基礎，所以，研究型教學優適于高等院校的專業課教學，以培養學生的元典精神、質疑精神和創新精神。

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