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车辆工程电力机车毕业论文

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车辆工程电力机车毕业论文

如果是毕业论文,写起来比较难,但是把握的好的话,也不怎么难,不过,我还是建议你可以去找一个叫品学论文网的帮你,应该是没有问题的。之前我的论文也是想自己写,但是写到第三章写不下去了,我是采用建模的方法做的,连建模软件都不会,要重新学至少得一个多月啊,哪有时间,还好找品学论文网的老师帮了忙,特别省心,呵呵,如果没找他们,肯定又得拖一年了。建议自己不会的话,最好找品学论文的高手参谋下。

电力机车司机室噪声控制研究 随着人们对噪声危害认识的不断深入和环保意识的加强,司乘人员对机车司机室乘坐舒适性也提出了更高的要求。如GB/T3450- 2006徽道机车和动车组司机室噪声限值及测量方%})规定电力机车司机室内噪声限值78 dB }!},参照LJIC651标准,HXDl型机车技术合同规定该机车司机室内部噪声限值为75 dB C}。同时,机车司机室的噪声水平也直接影响到司机的观察能力和反应能力,与行车安全有着密切的关系。所以,电力机车司机室噪声控制研究变得十分迫切。测点位置测点距司机室地板上表而而高度位置/m分析说明0315 0.5入口门40 46 50走廊门39 4043 38侧窗3R 42 48噪声测试及分析前窗42 41 45隔声量在敏感频率段较低,山于内面板穿孔所致,改为无孔板可以大大提高该部分隔声量800 Hz对应36 dB,波动剧烈,说明该处「1的隔声量和密封差,需提高隔声量800 Hz对应44 dB,波动剧烈,说明该处窗的隔声量、密封和窗下移动开口部分漏声,需加强该部分设计250 Hz对应37 dB. 800 Hz对应38 dB.波动剧烈,该处窗有共振现象,需设法避兔此现象发生 木研究以HXD 1型机车为研究对象,分别于2008年3月和7月对}D 1型机车进行了静态和大秦线正常运营动态噪声测试,为电力机车司机室噪声控制研究提供了依据。1.1隔声量测试分析 在静态测试过程中,对HXD 1型机车的入口门、走廊门、侧窗、前窗进行了隔声量测试,测试结果及分析说明如表1所示。1.2噪声源测试分析1.2.1测点布置 在机车底架靠变压器梁的轮轨处布置两个测点,用于测试轮轨噪声。机械间布置一个测点,用于测试机械间噪声。在司机室按不同高度布置4个测点,用于测试司机室包括司机座椅、侧窗、入口门、走廊门位置的不同位置没有明显的变化。其总声压级大小均为90 dB <},主要频率范围出现在3155 000 Hz之间,呈明显的宽频带特性。与图1比较可以发现,机械间内的噪声峰值和轮轨噪声峰值频率基本一致,说明机械间的噪声有一部分来源于轮轨噪声,但由于机车底架地板等的隔声作用,传到机械间的轮轨噪声在传递过程中得到了较大的衰减,因此可以推断,机械间的噪声主要是机械间里面的设备产生的。 如图3所示,机车不行驶,压缩机运行,在变频风机以频率30 Hz运行时,测点频率、声压曲线变化比较平滑;当变频风机以60 Hz频率运行时,测点声压值160 Hz以下的低频声压值增加较大。在1 600 Hz频率范围出现尖点,最大声压值为102 dB (}。说明变频风机以60 Hz运行时在1 600 Hz频率范围左右的噪声声压值影响最敏感。-闷卜-匀速15 knvh一‘一匀速7U km!h┌───────────────────┐│资 │├───────────────────┤│/\ │├───────────────────┤│户犷曰汉,。\. │├───────────────────┤│ ‘冲声褚一-一卜叫以冻 ││心峪_尸尸r1‘.、‘ │├───────────────────┤│」.。尸今杯、 │├───────────────────┤│”/、压缩机运行,变”风机:;OI-Iz运行 │├───────────────────┤│‘月一~压缩机运行,变领风机tif)H:运行 │└───────────────────┘10帕卯豹7060旬

电力机车与城轨车辆期刊

科教导刊、物流工程与管理杂志都可以的,投稿须知可随时问壹品优刊。

论文写的好、有创新就可以发表

《电力机车与城轨车辆》是由铁道部主管的一家面向国内外公开发行的全国性科学技术期刊。主办单位中国南车集团株洲电力机车厂是中国最大的轨道电力牵引装备研究制造基地。本刊揽括铁道干线与城市轨道电力牵引装备两大技术领域,面向铁道干线电力机车、动车组与城市轨道车辆整车、配件和专用材料的研究、制造与运用单位;面向相关单位的领导干部、专家学者和工程技术人员;面向高等院校相关专业师生。是国家轨道电力牵引技术领域的权威核心刊物,是轨道电力牵引领域技术交流与技术发布的桥梁和园地。不是核心期刊。

省级普通期刊。 《电力机车与城轨车辆》。主管单位:中国南车集团公司主办单位:中国南车集团株洲电力机车厂主编:索建国ISSN:1672-1187CN:43-1402/U主要栏目:专题研究、综述•评论、研究开发、制造技术、检测•试验、他山之石、运用检修、技术动态。如果不明白,可以追问。如果有一点点帮助,请及时采纳。

汽车车辆工程毕业论文

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车辆工程毕业论文题目如下:

1.发动机排放技术的应用分析

2.微型车怠速不良原因与控制措施

3.柴油机电子控制系统的发展

4.我国汽车尾气排放控制现状与对策

5.发动机自动熄火的诊断分析

6.汽车发动机的维护与保养

7.柴油机微粒排放的净化技术发展趋势

8.汽车污染途径及控制措施

9.现代发动机自诊断系统探讨

10.关于奔驰300SEL型不能着车的故障分析

11.奔驰Sprinter动力不足的检测与维修

12.上海通用别克发动机电控系统故障的诊断与检修

13.现代伊兰特发动机电控系统故障的诊断与检修

14.广本雅阁发动机电控系统故障的诊断与检修

15.电子燃油喷射系统的诊断与维修

16.帕萨特1.8T排放控制系统的结构控制原理与检修

17.广本雅阁排放控制系统的结构控制原理与检修

18.汽车发动机怠速成抖动现象的原因及排查方法探讨

19汽车排放控制系统的检修

20.安全气囊的发展与应用

21.机电液一体化技术在汽车中的应用

22.分析国产几种汽车行走系统特点

随着国民经济的迅猛发展,汽车产量逐年增加,2006年已达720万辆。我国汽车保有量越来越多,车型也越来越复杂。尤其是高科技的飞速发展,一些新技术、新材料在汽车上的广泛应用后,给汽车故障诊断与排除增加了一定难度。本篇论文重点讨论轿车离合器的故障分析及维修方法。离合器是手动变速汽车必备的一个重要总成。没有离合器手动挡汽车将无法起步,并且难以实现挡位变换。在汽车使用中,离合器难免出现这样、那样的故障,直接影响汽车的正常运行。现在汽车迅速进入家庭,汽车私有化程度提高,所以汽车故障将会影响到我们每一个人。分析研究离合器故障现象、原因、探索离合器故障的排除方法和离合器的维修工艺,具有重大而现实的意义。本文重点通过北京现代轿车离合器故障的探讨,正确认识离合器故障,更好的使用和维护离合器。2离合器概述在汽车上,离合器是手动汽车和电控换档机械式自动变速器汽车传动系中的一个重要总成,是保证这样汽车能够起步和换档的一个必备的独立部件。2.1离合器的功用及发展概况2.1.1离合器的功用离合器安装在发动机与变速器之间,用来分离或接合前后两者之间动力联系。其功用是:1)使汽车平稳起步;2)中断给传动系的动力,配合换挡3)防止传动系过载2.1.2离合器的发展概况现今所用的盘片式离合器的先驱的多片盘式离合器,它是直到1925年以后才出现的。多片离合器最主要的优点是,在汽车起步时离合器的接合比较平顺,无冲击。20世纪20年代末,直到进入30年代时,只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上使用多片离合器。多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向与首选单片干式摩擦离合器,因为它具有从动部件转动惯量小、散热性好、结构简单、调整方便、尺寸紧凑、分离彻底等优点,而且在结构上采取一定措施,已能做到接合平顺,因此现在广泛用于大、中、小各类车型中。如今单片干式摩擦离合器在结构设计方面相当完善。采用具有轴向弹性的从动盘,提高了离合器接合时的平顺性。离合器从动盘总成中装有扭转减振器,防止了传动系统的扭转共振,减小了传动系噪声和动载荷,随着人们对汽车舒适性要求的提高,离合器已在原有基础上得到不断改进,乘用车上愈来愈多地采用具有双质量飞轮的扭转减振器,能更有效地降低传动系的噪声。2.2离合器工作原理种类以及要求2.2.1离合器的种类汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器等几种。液力偶合器靠工作液(油液)传递转矩,外壳与泵轮连为一体,是主动件;涡轮与泵轮相对,是从动件。当泵轮转速较低时,涡轮不能被带动,主动件与从动件之间处于分离状态;随着泵轮转速的提高,涡轮被带动,主动件与从动件之间处于接合状态。电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。如在主动与从动件之间放置磁粉,则可以加强两者之间的接合力,这样的离合器称为磁粉式电磁离合器。目前,与手动变速器相配合的绝大多数离合器为干式摩擦式离合器,按其从动盘的数目,又分为单盘式、双盘式和多盘式等几种。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。离合器的工作原理2.2.2离合器工作原理离合器的工作原理:离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用,或是用液体作为传动介质(液力偶合器),或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩,使两者之间可以暂时分离,又可逐渐接合,在传动过程中又允许两部分相互转动。目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器(简称为摩擦离合器)。2.2.2.1摩擦式离合器工作原理:发动机飞轮是离合器的主动件。带有摩擦片的从动盘和从动盘毂借滑动花键与从动轴(变速器主动轴)相连。压紧弹簧将从动盘压紧在飞轮端面上。发动机转矩即靠飞轮与从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘,再由此经过从动轴和传动系统中一系列部件驱动车轮。弹簧的压紧力越大,则离合器所能传递的转矩也越大。2.2.3摩擦离合器应满足的基本要求(1)保证能传递发动机发出的最大转矩,并且还有一定的传递转矩余力。(2)能作到分离时,彻底分离,接合时柔和,并具有良好的散热能力。(3)从动部分的转动惯量尽量小一些。这样,在分离离合器换档时,与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化,从而减轻齿轮间冲击。

机械与车辆工程毕业论文

机械工程毕业论文

转眼间充满意义的大学生活就即将结束,毕业生都要通过最后的毕业论文,毕业论文是一种有计划的检验学生学习成果的形式,快来参考毕业论文是怎么写的吧!下面是我整理的机械工程毕业论文,欢迎大家分享。

摘 要: 随着近些年以来汽车行业的崛起,汽车在运营过程中的安全性、舒适性、有效性、节能性成为电子控制系统和技术研发领域的主要项目之一。众所周知,整车综合性能的改进和提高要凭借子系统的协调工作来完成,汽车底盘集成控制手段作为提升车辆性能的手段之一,在车辆工程研究领域具有非常重要的作用。作为车辆工程领域的热点研究话题,底盘集成控制系统的应用,可以有效调动底盘各个系统的工作性能,使底盘各系统在协调稳定的条件下运行,从而极大程度的提高了整车的综合控制性能和标准。本文立足于汽车底盘集成及其控制技术这个话题展开讨论,车辆运行的可持续发展奠定基础。

关键词: 汽车底盘集成控制;集成控制背景;集成控制技术

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.053

0 引言

汽车底盘的整体性性能是通过驾驶员在驾驶过程中对汽车所进行的控制意识,如转向、加速、减速、缓行等的调控的来实现的。汽车底盘控制技术实现的核心目标是向集成控制方向发展,主要目标是实现集成控制的对象、手段、互联网技术等内容的控制,对于提高汽车在运营过程中的指定性和舒服程度起着举足轻重的作用。随着科学技术的发展,汽车底盘控制技术正在朝着集成化、网络化、智能化、信息化的方向发展。

1 汽车底盘集成控制背景概述

1.1 汽车集成控制思想的提出

控制技术在汽车领域的最早应用起源于上世纪七十年代,在燃油经济性、排放合理性方面出台了相应了法律规定,由此拉开了控制技术在汽车行业的应用帷幕:驱动控制系统(TCS)、防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制(TRC)、主动悬架系统(ASS)等控制技术的出现,极大地提升了我国汽车的性能,与此同时,汽车底盘技术也在创新的道路上取得了跨越式的发展。

在现代学术界通常把研究的重点内容集中于车辆底盘控制系统中的悬架,转向,驱动、制动系统等方面,由于这些因素彼此之间并没有必然的联系,因此在进行系统开发的时候,把研究的焦点集中于实现这些系统对应的控制目标,但是并没有过多关注这些系统被糅合进车辆运动控制中对其他子系统的带来的影响结果。

1.2 汽车底盘集成控制研究的发展

有关汽车的集成控制理论,上世纪末期的理论成果颇多。美国的Y.Ghoneim和w.Lin从汽车稳定性基本特征出发,提出了比例微分控制和状态反馈控制理论措施,从根本上实现了制动防抱死和驱动控制的集成控制目标。转向工况下的车辆动力学模型是日本的T.Y.shimura和Y.Em.to所提出来的理论,该模糊控制达到了对转向系统和主动悬架的集成控制的`目标,对于汽车的操纵性和平顺性进行了调控,从整体上达到了完美的效果。英国学者R.Sharp提出了基于双向作用的多目标集成控制理论,这种理论被应用在汽车底盘系统的主动控制中。德国研究者Chtler设计出了一整套ABS/ASR和ASS等内在集成系统,从而实现了汽车垂向、侧向、纵向的有效集成控制。Cherouat.H通过设计多变量的协调控制技术对汽车底盘系统实现了集成控制,在这个系统的实现过程中,构建成一整套动力学制动、驱动以及转动模型。

国内的学者李君和喻凡提出了转向系统与制动系统、悬架系统与制动系统的集成控制理论,提高了汽车的动力学功能。2004年,北京理工大学汽车动力实验室引入了轿车ABS/ASR/ACC集成电控技术,通过捷达GTX样车的试验实现了控制单元硬件电路和软件逻辑的整合,所研制出来的集成电控系统功能优越,在实用性和扩展性方面做出了卓越的贡献,为轿车的安全控制装置集成化研究奠定了基础。

2 车辆底盘集成控制技术研究

2.1 底盘集成控制结构研究

2.1.1 集成控制

集成控制通过一系列有序的单元呈现一切信息动态,其中涵盖传感器等信息,这一动态信息的实现是经过多个目标的计算过程实现执行器的规范化控制,这种控制技术可以有效实现集成控制,通过一个集成控制器技术的研发成功,取代了各个子系统控制器,促进了控制集成技术的发展。

2.1.2 协调控制

协调控制是集成控制与各子系统控制之间所形成的一种控制模式,这种模式是在因地制宜的基础上,对原有的控制模块进行充分利用,在各个子模块的序列中添加协调控制器,达到协调各个子系统工作的目标。协调控制器会准确探究出车辆运行当中的状态,对驾驶员工作状态中的意识进行识别,以及对控制感知命令进行分散识别,传达到中间层的各个控制器,之后由中间层面的控制器对各个子执行器实行管理控制。

2.2 底盘主动控制系统探索

底盘主动控制系统根据汽车的运动状态可以分为以下几个内容:横向的转向和横摆力矩控制、纵向的制动和驱动控制、垂向的悬架控制等要素。

汽车底盘控制系统技术的开发力度不断完善,在开发过程中注重轮胎与地面的接触力度。由于汽车的运动轨迹并不相同,因此控制系统之间的关系并不是彼此孤立的,而是相互制约,相互依存的关系。对于执行器的控制而言,各个子系统都对其有制约作用,比如制动器在工作过程中,会受到驾驶员的意识、电子稳定系统ESP、防抱死系统ABS等诸多因素的制约和影响。且同一个控制目标的实现需要借助于其他数个控制体系达成,比如转向过程中的稳定性的实现是借助于主动前轮转向AFS、主动后轮转向ARS以及ESP等要素来完成的,除此之外,也同时反馈控制时间、相位的实现时间、系统、传感器的冗余度等因素存在着千丝万缕的关系。

3 结语

随着我国经济的高速发展,交通公路行业开始不断壮大,汽车作为经常应用的交通工具,是人们的日常生活中必不可少的元素,从改革开放以来对汽车底盘集成控制的研究课题一直没有停滞,研究者把关注的焦点聚焦于如何引入先机技术,使汽车底盘的各项功能达到均衡状态,从而从根本上提升汽车底盘体系的整体性能。本文针对汽车底盘集成及其控制技术这一课题展开讨论,为推动我国城市化建设进程做出理论探索。

参考文献:

[1]贾晓峰. 电动汽车底盘多目标集成控制研究[D].吉林大学,2016.

[2]陈文才.浅谈汽车底盘集成及其控制技术[J].湖北成人教育学院学报,2014,16(05):136-137.

[3]贝绍轶,赵景波,刘海妹.汽车底盘集成系统的重构控制技术评述[J].传感器与微系统,2017,29(04):1-4.

如果你是机械设计制造及其自动化方向的话,可以选择汽车变速箱设计,汽车悬架的设计,车架的设计分析等,也可以偏向有限元分析等,或者就研究汽车电子。其实很多专业,我是大四的,下学期也毕业设计,我弄汽车安全方面的。我们可以交流下

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给你几个题目参考下微型轿车盘式制动器的设计汽车变速器拆装液压顶设计汽车座椅设计重型货车六档变速箱的设计 电动游览车总体及制动系统设计大车后部防止小车钻入装置的设计 两驱皮卡驱动桥设计

湖北汽车工业车辆工程毕业论文

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汽车悬架运动分析;非承载式车身受力和运动分析;

本次搜索共找到约 10 条相关记录,文档搜索结果如下 1、 [车辆工程]车辆排气系统噪声仿真计算 2008-07-03 22:22 75,264 摘要.doc2008-07-03 22:21 107,520 目录.doc2008-07-03 22:2... 类别:毕业论文 大小:1.41 MB 日期:2008-07-22 2、 [车辆工程]基于OpenGL的汽车滚翻事故三维演示模块的开发 摘 要汽车碰撞事故常常伴随着滚翻的发生。汽车滚翻是一个复杂的三维过程,很难分析和再现。本研究室开发的道路交通事故再现分析系统(RTA-RAS)尚无法完成对含有汽车滚翻的事故的处理。论文工作在实际... 类别:毕业论文 大小:8.77 MB 日期:2007-08-24 3、 [车辆工程]汽车滚翻事故再现模型的建立 摘要 汽车滚翻事故是一种复杂的道路交通事故形式,往往造成较大的人员伤亡和财产损失。在道路交通事故再现分析系统RTA-RAS中,汽车滚翻事故的分析模块有待实现。本文借鉴国外对于滚翻事故的研究方法和实验数... 类别:毕业论文 大小:5.1 MB 日期:2007-08-24 4、 [车辆工程]交通事故引发汽车内的人体损伤及其致伤源研究 中文摘要基于交通创伤学、法医学、人机工程学和事故再现分析等相关理论,分别通过宏观数据统计和深入数据分析对交通事故引发汽车内的人体损伤及其致伤源进行分析和研究,探究接触方式、致伤机理、伤害来源等相关内容... 类别:毕业论文 大小:3.05 MB 日期:2007-08-24 5、 [车辆工程]基于数据库轮胎特性辨识分析仿真软件的开发 中文摘要本论文主要介绍了基于数据库技术,以UniTire模型为核心,开发一套用于轮胎试验数据管理,特性参数辨识,报告生成,试验分析及模型仿真应用的软件。着重介绍了其中报告生成和动态仿真两个模块的创建过... 类别:毕业论文 大小:2.77 MB 日期:2007-08-22 6、 [车辆工程]汽车悬架钢板弹簧的计算机辅助设计 摘 要悬架系统是汽车重要总成之一,它的主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩,缓和路面传给车身的冲击载荷,衰减振动,保证行驶平顺性以及操纵的稳定性。钢板弹簧是悬架系统的一种,由于钢结构... 类别:毕业论文 大小:551 KB 日期:2007-08-18 7、 [车辆工程]汽车磁流变减振器的设计 摘要随着人们生活水平的提高,对汽车舒适性和操作稳定性提出了更高的要求,汽车悬架向着智能化发展。全主动悬架性能较好,可是能耗高,制造复杂。半主动悬架有着和全主动悬架相似的性能。磁流变减振器作为半主动悬架... 类别:毕业论文 大小:1.16 MB 日期:2007-08-18 8、 [车辆工程]电动代步车用轮毂电动机的改进设计(三维模型+工程图+开题报告+答辩ppt) 摘 要随着社会人口老龄化问题的迅速进展,老年人的数量正在不断增加,相应的老年人产品也快速成长。电动代步车作为一种创新产品,为老年人提供了舒适的代步工具,具有广阔的市场前景。因此,研究和开发电动代... 类别:毕业设计 大小:5.38 MB 日期:2007-08-18 9、 [车辆工程]3D9型往复泵曲轴瞬态响应与疲劳寿命分析 摘 要对3D9型往复泵曲轴系统进行了符合实际的三维建模。建立了曲轴的三维模型。并建立了连杆、轴承、柱塞的三维简化模型。在建立的三维模型上对曲轴系统进行了有限元网格划分。考虑到计算的精度,采用单元... 类别:毕业论文 大小:4.33 MB 日期:2007-08-18 10、 [车辆工程]汽车动力性仿真计算 摘 要汽车的动力性是其重要的使用性能之一,直接影响其商品性。计算机仿真方法为汽车动力性预测提供了快速、准确、有效的工具,消除了实车道路试验中司机、道路环境、气候等因素对汽车使用性能测定的影响。具有可... 类别:毕业论文 大小:860 KB 日期:2007-06-23

不断增加的城市空气污染 经过20年的改革开放,中国私人汽车数量迅速增加,汽车开始进入普通人的家庭生活。汽车需求的迅猛增长是推动2002年中国经济增长的重要力量。去年汽车制造商制造并销售了325万辆,比2001年增长了37%。此外,去年载客汽车的销售首次突破了100万大关,猛增56%,达到了112.6万辆。 2001年后加入世界贸易组织(WTO),中国已经将汽车的进口关税从70-90%降低到44-51%,到2005年将进一步降低到25%。随着汽车价格的下降以及中国人较低的汽车拥有量,中国的汽车市场将会进一步繁荣。 随着轿车进入家庭,主要城市及近郊的交通拥挤状况会进一步加剧,从而使汽车废气排放问题更加严重。中国有2000万辆汽车和1亿辆摩托车,而其中大多数都在城市。在城市环境污染物中,汽车所排放的氮氧化物占到了45至60%,而一氧化碳则占到了85%。因此,中国城市居民所吸入的劣质空气主要是由汽车所排放的废气造成的。 除非政府愿意牺牲这方面的经济支柱产业,限制上路汽车数量。因此,要控制汽车废气排放问题,利用电子技术来减少汽车的废气排放是解决方案之一。 排放标准 2001年底,中国政府宣布对中国三大汽车制造商降低30%的汽车消费税,前提是他们所制造的汽车得满足欧II标准。六个月后,在第三届中国亚洲清洁燃料国际会议上,政府的另一项声明进一步表明了控制汽车排放的决心。声明称,北京将从2003年1月开始对在北京销售的机动车辆实行欧II标准,并计划于2005年实施欧III标准。 要控制废气排放所面临的挑战并不仅仅是要设计一个具有清洁燃烧能力的完美发动机,还要利用合适的半导体电子器件对发动机的燃烧过程进行合理的控制。英飞凌为今天的发动机管理平台提供了所需要的单片机、传感器和功率半导体器件。 用于动力总成系统的半导体器件 为控制废气排放量,可利用半导体传感器来精确测量吸入空气的成份。利用单片机快速计算出所使用的燃料数量,然后再起动燃料喷射器。由于有正确的空气-燃料比,因此可以达到近乎完美的燃烧状态,从而使废气的排放达到最少。 汽车动力总成应用中需要多个传感器来将"真实"环境与电子部分连接起来。基于半导体的传感器专用于测量速度、位置、温度和压力。对于动力总成应用来说,最大的变化趋势是利用集成了传感器单元和信号处理部分的有源传感器来代替过去的被动式传感器。由于需要更精确地测量发动机的状态,因此这一趋势发展很快。 在通过传感器测量到发动机的状态以后,单片机就可以处理这些数据并提供合适的控制信号来控制致动器的动作。单片机是利用逻辑技术制造的,而集成度的提高使得可以将功能强大的处理器与外设集成在一起。目前的趋势是将DSP功能集成进来,从而允许实现更为复杂和精确的信号处理软件算法。这样就可用软件实现以前采用硬件实现的功能。 一旦单片机"知道"下一步该做什么,单片机就发送合适的信号到致动器。通常,致动器需要高电压或者大电流才能动作。因此,需要利用功率半导体器件来驱动致动器,如燃料喷射器或火花塞。过去几年里,功率半导体技术的发展主要集中于优化现有系统的成本和部分集成。这产生了能够集成功率输出级(DMOS或双极)、模拟电路和数字逻辑的混合集成技术(BCD)。高集成度功率器件的优势是可以支持诊断,从而可使系统具有更好的可靠性(动力总成是汽车中的关键应用)。同时,这还可使最终产品所需要的外部器件数量大大降低。 系统解决方案 目前的动力总成电子控制单元(ECU)中,电子器件部分主要是半导体器件。 半导体传感器 传感器位于动力总成系统的前端。传感器用来测量物理参数,如水温、空气压力以及发动机曲轴的转动速度。这些数据非常关键,它们为闭环控制系统提供了关键信息。除了温度传感、压力传感和霍尔传感器以外,微机械技术还带来了崭新的加速和偏向角速度传感器,同时还允许利用标准晶圆制造工艺集成信号处理电路和数字化电路。 1.温度传感器 根据扩展电阻原理,线性和稳定的半导体传感器可低成本地替代镍或铂金属膜传感器,同时还可提供比PTC热电阻技术上更优越的器件。 2.位置和速度传感器 动态差分霍尔IC可以测量曲轴或凸轮轴速度、传动速度和车轮速度。通过使用位于单个芯片上的两个霍尔单元,一个差分放大器和处理电路,可以测量到磁场差。这意味着可以将温度漂移、制造容差和外部电磁环境等破坏性环境影响降到最小。同样的信号水平,与单片机的接口要比采用旧式的有感线圈简单得多、便宜得多。 英飞凌新开发的TLE4925C特别适合曲轴应用。其集成电路(基于霍尔效应)提供了频率与转速成正比的数字信号输出。额外的自校正模块提供最优的精度。利用新的模块型封装所集成的滤波器电容器可以减少干扰。 3.进气管绝对压力/大气绝对压力传感器 在新一代传感器中,复杂的处理电路完全集成在传感器芯片上。随着表面微机械技术得以在标准BiCMOS工艺进行微机械加工,利用其技术制造的传感器称为MEMS(微电子机械系统)。利用微机械技术,可以制作出厚度仅有400 m的多晶硅薄膜。这些薄膜构成在芯片上的多个电容器和两个参考电容器。信号则源于压感区域和参考区域的差别。 由于需要利用模拟的绝对压力传感器来测量进气管绝对压力和大气绝对压力,因此标准BiCMOS技术就特别重要。这是因为需要复杂的电路来提供模拟输出信号,进行线性化和偏差补偿。一个MAP传感器测量进气管中空气的绝对压力,并为发动机管理系统提供一个重要的参数(空气体积)。另一方面,一个BAP传感器则测量环境空气压力(是汽车高度的函数),这也是发动机管理系统所需要的同样重要的一个参数(空气密度)。有了这两个参数,就可算出空气的质量,并利用算出的空气质量来决定喷入多少燃料以实现最佳的燃烧。英飞凌的BAP传感器KP120适用于柴油和汽油发动机的管理。 单片机 单片机是动力总成系统的大脑。实时运行的高度复杂的算法用来在各种情况下管理发动机及传送动作。由于系统位于发动机罩下的恶劣环境中,因此除了合适的CPU以外,单片机的整个系统架构对于系统性能来说非常重要。目前在动力总成应用中使用的CPU架构有8位、16位和32位。 8位架构主要用于非常低端的汽车产品,但在摩托车ECU中的应用前景看起来很好。英飞凌提供低成本的增强8位C500核心,以及适合在成本敏感的摩托车市场中应用的高性能外设。由于相应的软件和工具集与业界标准的80C51单片机完全兼容,因此可加快软件开发周期。 32位单片机的市场份额正越来越大。但是,大批量生产的16位产品仍然在目前的汽车中有很大的市场。英飞凌的16位C167系列旨在满足实时嵌入式控制应用的高性能要求。该系列单片机的架构针对大指令吞吐量和对外部刺激(中断)的快速响应而优化。集成的智能外设子系统可将所需要的CPU干预降低到最低的程度。这还减少了对通过外部总线接口进行通信的需要。C167系列的成功源于其CPU,以及对于动力总成应用的要求来说非常理想的外设组合。 称为C166v2内核的新一代C166内核采用了单时钟周期执行技术,因此性能提升了一倍。内置的高级乘法和累加指令(MAC)执行单元极大地提高了DSP性能。 目前功能最强大的单片机采用了32位CPU。此类CPU中的一些源于单片机架构。而象英飞凌TriCore这样的CPU则是针对实时环境中的嵌入式控制应用而设计的,因此非常适用于象动力总成这样的应用。 功率半导体器件 在动力总成应用中,需要开关驱动喷射器、氧气传感器加热器、放气阀、冷却风扇以及一些继电器等负载。在单片IC中集成多个开关可以缩小电路板尺寸,从而降低成本。目前可提供2至18通道的多通道开关器件。根据特定的应用,可驱动从50mA直到30A的电流。负载可以是欧姆负载、容性负载或感性负载。 越来越多的数字逻辑可以在功率输出级一起实现。随着BCD技术的发展,可以在器件中集成许多此前必须由专用ASIC或单片机完成的新功能。 除了这一控制功能外,目前的开关器件还集成了保护和检测功能,如短路、过载、超温、过压、负载开路、静电放电(ESD)和反向电流保护等。此外,还可通过实现在过载时断路以及限流模式等故障保护模式来进一步提高系统可靠性。多通道开关器件通常可利用标准通信接口(SPI)进行控制。诊断信息通过SPI传输回单片机。英飞凌公司还提供了一种高速点到点通信接口,可为未来时间关键的应用(如PWM电流调整)提供更大的数据带宽,并降低微控制器和功率开关器件(如超过 8通道的器件)的I/O端口数量。

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