發(fā)布時間：2023-03-20 16:15:13
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的汽車電子技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
[論文摘要]汽車是當(dāng)前重要的交通工具，汽車的發(fā)明和汽車相關(guān)技術(shù)的發(fā)展極大地改變了人們的出行方式，加快了商品和人員的流通。
隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代汽車上，電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，汽車電子化的程度也越來越高。汽車技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合催生出汽車電子技術(shù)概念。電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車工業(yè)中的廣泛應(yīng)用加快了電子汽車的發(fā)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(shù)
現(xiàn)代電子技術(shù)與汽車工業(yè)的結(jié)合促成了電子汽車概念的誕生和實現(xiàn)，概括地來說當(dāng)前的汽車電子技術(shù)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(jìn)行時漂、溫漂和非線性的自動校正，具有較強(qiáng)的抵抗外部電磁干擾的能力，保證傳感器信號的質(zhì)量不受影響；嵌入式微處理機(jī)已廣泛地應(yīng)用與安全、環(huán)保、發(fā)動機(jī)、傳動系、速度控制和故障診斷中。軟件技術(shù)：隨著汽車電子技術(shù)應(yīng)用的增加，對有關(guān)控制軟件的需求也相應(yīng)增加，并可能要求進(jìn)一步計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。因此，要求使用多種語言，并開發(fā)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(wǎng)絡(luò)將大大地依賴于軟件；多通道傳輸技術(shù)，多通道傳輸技術(shù)的采用，對電子控制集成化的實現(xiàn)是十分必要和有效的。采用這種技術(shù)后，使各個數(shù)據(jù)線成為一個網(wǎng)絡(luò)，以便分享汽車中心計算機(jī)的信息。汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)：汽車電子設(shè)備發(fā)展的一個重要趨勢是大量使用微處理機(jī)來改善汽車的性能。隨著電控器件在汽車上越來越多的應(yīng)用，車載電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信變得越來越重要。為了進(jìn)一步提高行使的經(jīng)濟(jì)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(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是很有必要的。集成化技術(shù)：汽車電子技術(shù)的一個發(fā)展趨向是功能集成化，從而實現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)、更有效以及可診斷的數(shù)據(jù)中心。光導(dǎo)纖維：汽車電子技術(shù)的進(jìn)步，已使各系統(tǒng)控制走向集中，形成整車控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)除了中心電腦外，甚至包括多達(dá)23個微處理器及大量傳感器和執(zhí)行部件，組成一個龐大而復(fù)雜的信息交換與控制系統(tǒng)等。
二、國內(nèi)汽車電子技術(shù)發(fā)展
電子技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用加快了汽車技術(shù)的升級和突破，自20世紀(jì)80年代以來，汽車工業(yè)的長足發(fā)展，也是以電子技術(shù)（特別是計算機(jī)、集成電路技術(shù)）為動力而實現(xiàn)的。采用電子技術(shù)是解決汽車所面臨的諸多技術(shù)問題的最佳方案。因此一國電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平及其在汽車工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況決定了其在未來軌跡汽車行業(yè)競爭中的地位和影響力。目前，國產(chǎn)汽車的電子技術(shù)應(yīng)用多數(shù)還處于初級階段。只有少數(shù)廠家，主要集中在一些中外合資和國內(nèi)較為先進(jìn)的汽車生產(chǎn)廠家，開始將電子控制裝置應(yīng)用在汽車工業(yè)中。國內(nèi)現(xiàn)在采用的電子裝置主要包括發(fā)動機(jī)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(lǐng)域，而且多數(shù)為直接引進(jìn)國外產(chǎn)品組裝，國內(nèi)科研院所目前有關(guān)汽車電子技術(shù)應(yīng)用的研究也主要集中在發(fā)動機(jī)控制、電控懸架、ABS系統(tǒng)等幾個方面，在汽車的電子網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、GPRS導(dǎo)航及智能交通系統(tǒng)的研究等方面與國外還有一定差距。
三、現(xiàn)代電子技術(shù)促進(jìn)汽車智能管理的發(fā)展
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民群眾對汽車工業(yè)要求的逐步提高，當(dāng)前的電子技術(shù)在汽車工業(yè)領(lǐng)域里得到了很好較快較好的應(yīng)用。汽車智能管理系統(tǒng)就是這一應(yīng)用的重要體現(xiàn)。車輛智能管理儀（以下簡稱管理儀）硬件構(gòu)成主要由CPU，數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)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(shù)碼相機(jī)控制電路、指示燈、蜂鳴器及電源部分組成。采用GPS接收機(jī)接收衛(wèi)星的信號，經(jīng)過計算后可得出車輛所處的經(jīng)緯度、行駛速度、行駛方向等參數(shù)。管理儀還能夠采集與司機(jī)操作有關(guān)的數(shù)據(jù)，如剎車、遠(yuǎn)光燈、近光燈、左右轉(zhuǎn)向燈、喇叭、霧燈、制動氣壓、車門開關(guān)等參數(shù)。管理儀根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時間間隔和特殊事件的觸發(fā)，將有關(guān)數(shù)據(jù)保存入IC（IntelligentCard）卡中。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，車輛管理部門就可以對車輛的歷史運行狀況進(jìn)行檢查、管理，以確定車輛是否按照規(guī)定的要求運行。管理儀還能夠?qū)ψ罱?5次停車前，每次停車前50秒的所有信息進(jìn)行詳細(xì)記錄，GPS數(shù)據(jù)的采集速度受GPS系統(tǒng)的限制，每秒鐘記錄1次，其他參數(shù)每隔0.2秒記錄一次。管理儀還具有數(shù)碼照相機(jī)的控制接口，可以根據(jù)外部觸發(fā)信號，對車內(nèi)的情景拍照。
汽車工業(yè)是高科技工業(yè)，汽車性能的每一步提升都伴隨著新技術(shù)、新工藝的運用。電子技術(shù)是21世紀(jì)推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會變革的重要技術(shù)之一，電子技術(shù)的發(fā)展及其在汽車工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用將有效提升汽車工業(yè)的發(fā)展水平。
參考文獻(xiàn)：
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Keywords:automotiveelectronics,reconfigurablecomputing,reconfigurable-logicdevice,dynamicreconfigurabletechnology.
1引言
汽車歷經(jīng)百余年的發(fā)展，其機(jī)械結(jié)構(gòu)已經(jīng)達(dá)到了近乎完美的程度，業(yè)界對汽車機(jī)械性能的改善已經(jīng)很難再有更大的提升空間。為了提高汽車的可靠性、功能性和舒適性，電子技術(shù)在汽車上被廣泛應(yīng)用。電子技術(shù)與機(jī)械結(jié)構(gòu)的結(jié)合，被認(rèn)為是當(dāng)前汽車技術(shù)發(fā)展過程中的一次“革命”。
汽車電子技術(shù)是汽車設(shè)計中的核心技術(shù)。汽車電子化的程度是衡量一個國家汽車工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。汽車的設(shè)計者利用汽車電子技術(shù)開發(fā)新的車型，把它作為改善和提高汽車整體水平所采用的最重要的技術(shù)方案；汽車制造商則通過加快汽車電子化的進(jìn)程，把增加汽車電子裝置的數(shù)量等措施作為汽車的新賣點和奪取未來汽車市場的最重要手段。目前在國際上的中、高檔轎車的設(shè)計中，汽車電子產(chǎn)品平均已經(jīng)占到了汽車制造成本的27。這個數(shù)字還在不斷創(chuàng)造新高。據(jù)英飛凌（Infineon）公司預(yù)測，到2010年用于轎車上的汽車電子裝置的支出平均將占到整車制造成本的50。而在我國，每輛汽車的平均汽車電子設(shè)備應(yīng)用比例要比國際水平低5.5倍[1>。汽車電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用是目前我國汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)步所面臨的一大契機(jī)和挑戰(zhàn)。
可重構(gòu)計算技術(shù)成形于上個世紀(jì)九十年代中期[2>。如圖1所示，其主要思想是利用可重構(gòu)邏輯器件（如FPGA）的可重構(gòu)特性，通過不同的器件配置文件來改變器件實現(xiàn)的功能，從而能夠以硬件的性能靈活實現(xiàn)多種應(yīng)用?？芍貥?gòu)計算技術(shù)避免了微處理器計算模式因為取指、譯碼等步驟導(dǎo)致的性能損失，同時也消除了專用集成電路（ASIC）計算模式因為前期設(shè)計制造的復(fù)雜過程帶來的高代價和不可重用等缺陷?？芍貥?gòu)計算技術(shù)目前已經(jīng)應(yīng)用在了很多領(lǐng)域，如目標(biāo)匹配、大數(shù)值運算等等，都取得了非常好的效果。
圖1：微處理器、可重構(gòu)計算、專用集成電路等三種計算模式的比較
汽車電子產(chǎn)品有著很多特殊的需求，而可重構(gòu)計算作為一項新興的技術(shù)，具有的高性能、高靈活性、低開發(fā)周期、低成本等特征非常適合于汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用。
2汽車電子領(lǐng)域的需求分析
從1950年美國通用公司開創(chuàng)了將半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域的先河—將晶體管收音機(jī)安裝在汽車上開始，汽車電子產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)50多年的發(fā)展，目前已經(jīng)形成了功能多樣化、技術(shù)一體化、系統(tǒng)集成化、通信網(wǎng)絡(luò)化、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)特征。當(dāng)前，汽車電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了優(yōu)化人-汽車-環(huán)境的整體關(guān)系的研究階段。汽車在滿足安全、節(jié)能、環(huán)保的同時，將進(jìn)一步滿足人們生活的需要，向舒適、便利、高效、數(shù)字化、信息化和智能化方向發(fā)展。
汽車電子技術(shù)主要有兩個大的應(yīng)用領(lǐng)域：一個是汽車電子控制系統(tǒng)，另一個是車載汽車電子裝置[3>。其中，汽車電子控制系統(tǒng)是機(jī)械和電子相結(jié)合的汽車電子產(chǎn)品，它的工作狀況會直接影響到汽車的性能。而車載汽車電子裝置則是可以在汽車環(huán)境下獨立使用的電子裝置，它的性能好壞并不影響汽車的性能。相比之下，汽車電子控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)涉及到了機(jī)械和電子兩個學(xué)科領(lǐng)域，這兩部分的研發(fā)要協(xié)同進(jìn)行，所以整個過程比較復(fù)雜。車載電子裝置是IT行業(yè)中的應(yīng)用在汽車領(lǐng)域的擴(kuò)展，種類較多，例如遙控中央門鎖、車載電話、后座娛樂系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、車載計算機(jī)等等。這些產(chǎn)品因和整車的性能無關(guān)，可以獨立地進(jìn)行開發(fā)，所以和汽車電子控制系統(tǒng)相比，在開發(fā)的環(huán)節(jié)上比較簡單。
汽車電子領(lǐng)域?qū)﹄娮蛹夹g(shù)發(fā)展的主要需求有如下幾個方面：
·性能高。目前在汽車電子產(chǎn)品中對性能要求最高的部分是車內(nèi)的信息娛樂系統(tǒng)。一個信息娛樂系統(tǒng)可能包括多通道音頻系統(tǒng)、DVD播放器、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)以及免提移動電話等等。這些子系統(tǒng)中涉及到的功能（如視頻處理等操作）需要強(qiáng)大的信號處理能力，對性能要求極高。另外，隨著汽車主動安全理念的深入人心，新的汽車安全系統(tǒng)開始采用圖像、視頻和雷達(dá)處理，同時引擎和剎車控制系統(tǒng)也將采用更復(fù)雜的計算控制策略，計算量龐大的實時運算將在應(yīng)付突發(fā)事件的時候發(fā)揮重要作用。這也給相關(guān)的汽車電子產(chǎn)品的處理能力提出了挑戰(zhàn)。
·靈活性強(qiáng)。汽車的設(shè)計者和制造商都面臨的一個嚴(yán)峻問題是必須保證汽車電子設(shè)備的壽命與汽車的壽命相匹配。汽車電子設(shè)備的生命周期很短，不斷出現(xiàn)的新興的汽車標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)本身的不斷變化進(jìn)一步導(dǎo)致選擇標(biāo)準(zhǔn)時必須考慮到其壽命、靈活性以及被接受的廣泛程度。為了保證汽車電子產(chǎn)品能夠緊跟汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，就要求汽車電子產(chǎn)品具有相當(dāng)?shù)撵`活性使其能夠根據(jù)需求做適時的改動。在當(dāng)前各種新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)層出不窮，而業(yè)界又缺乏占據(jù)有絕對優(yōu)勢的標(biāo)準(zhǔn)的時候，對汽車電子技術(shù)的這一需求顯得尤其重要。
·可靠性高。汽車作為一類特殊的產(chǎn)品，經(jīng)常會工作在惡劣的環(huán)境下，這對應(yīng)用在其中的電子產(chǎn)品的可靠性提出了嚴(yán)格要求。電子產(chǎn)品的精密性使它成為影響整車可靠性、安全性的重要因素。特別是在汽車電子控制系統(tǒng)中，高溫的工作環(huán)境往往會給電子產(chǎn)品帶來損傷，這極大地增加了整車的危險性。這就要求電子產(chǎn)品能夠抵御住惡劣工作環(huán)境的干擾，同時具有適當(dāng)?shù)娜蒎e能力，能夠在受到部分損傷的時候?qū)⑵湓斐傻挠绊懡档阶畹汀?/p>
·開發(fā)時間短。盡量縮短新車型新產(chǎn)品的研發(fā)時間是汽車設(shè)計者和制造商追求的目標(biāo)之一。圖2顯示出在汽車電子產(chǎn)品方面的新技術(shù)研發(fā)周期是非常短的。這就要求汽車電子技術(shù)的研發(fā)需要有方便快捷的開發(fā)平臺，并且在技術(shù)研發(fā)上有延續(xù)性和可復(fù)用性，盡量縮短開發(fā)時間。特別是在車載汽車電子裝置的研發(fā)中，因為它們與汽車本身的性能無關(guān)，所以更可以不受到整車其它部分研發(fā)進(jìn)展的約束，需要在盡量短的時間內(nèi)開發(fā)出適合需要的產(chǎn)品。
·成本低。汽車產(chǎn)業(yè)對價格的影響十分敏感。價格是決定汽車產(chǎn)品競爭力的重要因素之一。選用合適的技術(shù)、材料和器件對汽車工業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。隨著汽車電子產(chǎn)品在整車成本中所占份額的增加，盡量降低這部分電子產(chǎn)品的成本是一個極為關(guān)鍵的問題。
圖2：汽車領(lǐng)域項目創(chuàng)新周期和開發(fā)時間示意圖[4>
以上我們討論了在汽車電子領(lǐng)域?qū)﹄娮赢a(chǎn)品技術(shù)的一些基本需求。除此之外汽車電子產(chǎn)品還需要盡量降低能耗以及減少占據(jù)的空間等。
3可重構(gòu)計算技術(shù)在汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用前景
在當(dāng)前的汽車電子產(chǎn)品中，大量使用了微處理器和專用集成電路實現(xiàn)關(guān)鍵功能?？芍貥?gòu)計算技術(shù)的出現(xiàn)為汽車電子產(chǎn)品提供了另一個高效靈活的選擇。
可重構(gòu)計算技術(shù)的發(fā)展主要依賴于可重構(gòu)邏輯器件技術(shù)和動態(tài)重構(gòu)技術(shù)的發(fā)展。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，目前商用的可重構(gòu)邏輯器件在單片上已經(jīng)可以集成數(shù)以百萬計的基本邏輯門單元和其它各種復(fù)雜的計算邏輯，甚至有的高端器件上已經(jīng)集成了多個微處理器核進(jìn)一步加強(qiáng)器件的計算能力[5>。這為原來只是用于實現(xiàn)簡單的膠合邏輯和原形系統(tǒng)設(shè)計的可重構(gòu)邏輯器件能夠逐步占領(lǐng)計算系統(tǒng)的核心地位提供了基本支持。動態(tài)重構(gòu)是當(dāng)前可重構(gòu)計算技術(shù)的研究熱點之一，它是指在不影響當(dāng)前系統(tǒng)正常運行的前提下，將可重構(gòu)邏輯器件上的部分資源配置為新的功能，從而提高資源利用率和增加系統(tǒng)性能。動態(tài)重構(gòu)是可重構(gòu)技術(shù)的發(fā)展方向，目前主要集中在如何減少器件重構(gòu)開銷、優(yōu)化資源調(diào)度等方面的研究上。
與傳統(tǒng)的采用微處理器和專用集成電路的汽車電子產(chǎn)品相比較，利用可重構(gòu)計算技術(shù)的汽車電子產(chǎn)品具有以下優(yōu)點：
·可重構(gòu)計算技術(shù)能夠高效實現(xiàn)特定功能。可重構(gòu)邏輯器件上都是硬連線邏輯，它是通過改變器件的配置來改變功能的。器件的配置信息一旦被加載，整個系統(tǒng)就可以以硬件的性能大大加快功能的實現(xiàn)。汽車電子產(chǎn)品中那些計算量龐大的功能，典型的例子如視頻處理，其核心算法是定點數(shù)據(jù)上的算術(shù)密集型信號處理操作。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，這些操作是適合在可重構(gòu)邏輯器件上高效實現(xiàn)的。將可重構(gòu)邏輯器件用于加速核心算法的執(zhí)行，再補(bǔ)充另外的微處理器與之耦合用于執(zhí)行輔助功能，如輸入、輸出等操作，是很好的可重構(gòu)計算系統(tǒng)的構(gòu)建方式。目前已經(jīng)有多個利用可重構(gòu)計算技術(shù)的高效的視頻處理系統(tǒng)，并已經(jīng)在汽車電子領(lǐng)域廣泛使用[6>。
·可重構(gòu)計算技術(shù)能夠通過動態(tài)改變器件配置來靈活滿足多種功能需求。動態(tài)可重構(gòu)特性使得同一可重構(gòu)邏輯器件能夠滿足不同的設(shè)計需求，這一點是傳統(tǒng)的專用集成電路計算模式不能夠達(dá)到的。汽車電子產(chǎn)品不同于一般的電子產(chǎn)品，它受到了很多因素的束縛。例如車型的限制，采用相同基本設(shè)計的同一款汽車會有經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)型和豪華型等不同型號。這就要求針對不同的型號都要有相應(yīng)的電子產(chǎn)品支持。為每個型號的汽車都分別設(shè)計專門的計算核心單元和電路的代價是高昂的，可重構(gòu)計算技術(shù)就可以消除這個障礙。汽車設(shè)計者可以僅開發(fā)出一款運用了可重構(gòu)邏輯器件的原型系統(tǒng)，然后根據(jù)不同的車型要求靈活地將可重構(gòu)邏輯器件配置為相應(yīng)的功能。另外，由于在業(yè)界缺少占有絕對優(yōu)勢的標(biāo)準(zhǔn)，采用何種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也是設(shè)計者必須解決的難題。例如，當(dāng)前車上總線就有LIN、CAN、MOST等多種標(biāo)準(zhǔn)共存，不同標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)參數(shù)都有很大差異，為了使這些總線標(biāo)準(zhǔn)間不發(fā)生沖突，就可以考慮利用可重構(gòu)邏輯器件作為各標(biāo)準(zhǔn)間的橋接邏輯。
·可重構(gòu)計算技術(shù)適合惡劣工作環(huán)境下的應(yīng)用。當(dāng)前的可重構(gòu)計算技術(shù)已經(jīng)經(jīng)受住了很多極端工作環(huán)境的考驗，例如NASA的“勇氣”號和“機(jī)遇”號火星車上就使用了大量可重構(gòu)邏輯器件。在汽車應(yīng)用領(lǐng)域，溫度會給汽車電子產(chǎn)品帶來最大的損傷。業(yè)界最高的節(jié)點溫度是150攝氏度，而用于惡劣環(huán)境下的可重構(gòu)邏輯器件的特殊封裝足夠保證系統(tǒng)在此情況下的正常運行。利用可重構(gòu)邏輯器件的另一個優(yōu)勢是不需要微處理器必需的散熱系統(tǒng)，大大減少了電子產(chǎn)品占據(jù)的空間。另外可重構(gòu)邏輯器件具有的大量的冗余可重構(gòu)邏輯資源，使得當(dāng)器件的某些區(qū)域被破壞的時候，系統(tǒng)可以使用動態(tài)重構(gòu)技術(shù)自動避開這些區(qū)域同時利用周邊的其它邏輯資源組合替代該區(qū)域被破壞的功能。
·可重構(gòu)計算技術(shù)具有強(qiáng)大的技術(shù)支持來加速產(chǎn)品開發(fā)。不同于專用集成電路的設(shè)計，可重構(gòu)計算技術(shù)不需要大量的NRE（Non-RecurringEngineering）工作。器件廠商會配合不同的可重構(gòu)邏輯器件提供相應(yīng)的開發(fā)工具和流程，同時還會提供大量參考設(shè)計和IP核以減少設(shè)計者的重復(fù)勞動并提高設(shè)計的可靠性。還有很多技術(shù)已經(jīng)成熟的仿真工具和驗證工具可以在設(shè)計的各個階段用于保證設(shè)計的正確性，減少了出錯返工導(dǎo)致的時間浪費。
·可重構(gòu)計算技術(shù)的使用能夠大大降低系統(tǒng)成本。系統(tǒng)成本的降低主要體現(xiàn)在兩個部分：一個是在設(shè)計過程中，另一個是在運行過程中。目前的車用可重構(gòu)邏輯器件的單價最低已經(jīng)降至1.5美元，而且利用它實現(xiàn)應(yīng)用的開發(fā)成本又遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于專用集成電路?？芍貥?gòu)邏輯器件的靈活性使得它不必像專用集成電路一樣，一個細(xì)微的修改就會導(dǎo)致整個電路的重新設(shè)計與制作。同時，在系統(tǒng)運行的時候經(jīng)過分析可以確定有的功能不會同時被使用，那么設(shè)計者就可以考慮利用動態(tài)重構(gòu)技術(shù)在不同的需求時段里分別實現(xiàn)這兩個功能，做到“一片多用”，節(jié)省了資源、空間和成本。
從上面的討論可以看出，將可重構(gòu)計算技術(shù)應(yīng)用于汽車電子領(lǐng)域有著很大的優(yōu)勢，是切實可行的技術(shù)方案。當(dāng)前，業(yè)界也已經(jīng)注意到了可重構(gòu)計算技術(shù)的應(yīng)用前景。
4可重構(gòu)計算技術(shù)在汽車電子領(lǐng)域面臨的問題
雖然可重構(gòu)計算技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)在多個領(lǐng)域取得了長足進(jìn)展，但是在汽車電子領(lǐng)域具體應(yīng)用的時候，還會面臨很多問題。下面列舉幾個最典型的問題：
·可重構(gòu)邏輯器件的選型。目前生產(chǎn)商用可重構(gòu)邏輯器件的幾大廠商：Xilinx，Actel，Altera和Lattice等都已經(jīng)開始關(guān)注汽車電子領(lǐng)域并陸續(xù)有產(chǎn)品推出。這些產(chǎn)品的硬件結(jié)構(gòu)、處理能力和市場價格等都各不相同。如何針對應(yīng)用進(jìn)行合適的器件選型是一個非常重要的問題。當(dāng)前的可重構(gòu)邏輯器件基本都是基于SRAM、Flash或者反熔絲技術(shù)。這三種技術(shù)各有千秋，其中主流的基于SRAM的器件目前已經(jīng)具有非常強(qiáng)大的處理能力；基于Flash的器件較少但是性價比較高；基于反熔絲技術(shù)的器件不具有多次重構(gòu)的能力但是可靠性較好。所以針對不同的應(yīng)用場合進(jìn)行器件選型需要在對應(yīng)用和器件信息都非常熟悉的基礎(chǔ)上進(jìn)行。
·可重構(gòu)邏輯器件上應(yīng)用的實現(xiàn)。雖然目前已經(jīng)有多種方法簡化了利用可重構(gòu)計算技術(shù)實現(xiàn)應(yīng)用的開發(fā)過程。但是用硬件描述語言或者硬件原理圖來設(shè)計由可重構(gòu)邏輯器件執(zhí)行的應(yīng)用程序?qū)τ诖蟛糠謶?yīng)用開發(fā)者來說還是陌生和困難的。為了排除軟件設(shè)計者在軟件算法的硬件化實現(xiàn)中碰到的困難，已經(jīng)有多種類高級語言的硬件描述語言被開發(fā)出來，但是這些技術(shù)還并不成熟。由EDA軟件廠商推出的各種硬件應(yīng)用設(shè)計軟件，也還存在著一些局限和缺陷，而且不能夠完全發(fā)揮出可重構(gòu)計算技術(shù)的威力。這就要求汽車電子產(chǎn)品的設(shè)計者務(wù)必掌握利用可重構(gòu)計算技術(shù)的設(shè)計思想并將其滲透到產(chǎn)品的設(shè)計中去。
·可重構(gòu)邏輯器件的可靠性保證。不同于傳統(tǒng)的微處理器和專用集成電路計算模式，可重構(gòu)邏輯器件是通過改變器件配置來改變功能的。特別是基于SRAM的器件，是由存儲在器件上的配置信息來控制器件中各邏輯單元間的硬連線的。因此通過配置端口輸入其它的配置信息就可能改變甚至損壞器件的功能，而在以前則不會出現(xiàn)類似情況。為了防范這些問題，就需要在關(guān)鍵電子設(shè)備上采用基于反熔絲技術(shù)的只能一次重構(gòu)的可重構(gòu)邏輯器件或者使用對配置信息加密等方法。
·動態(tài)重構(gòu)技術(shù)的研發(fā)與使用。雖然動態(tài)重構(gòu)技術(shù)在理論上已經(jīng)有了很大發(fā)展，并且有很多原型系統(tǒng)已經(jīng)被開發(fā)。但是由于技術(shù)條件限制，目前缺乏具有普適性的研發(fā)方法，真正使用在產(chǎn)品上的技術(shù)也還有一些不足。這需要業(yè)界和學(xué)術(shù)界協(xié)作，針對汽車電子領(lǐng)域的關(guān)鍵應(yīng)用進(jìn)行攻關(guān)，盡量多地將當(dāng)前已經(jīng)成熟的動態(tài)重構(gòu)技術(shù)應(yīng)用在汽車電子產(chǎn)品上，帶來高效率、高資源利用率等優(yōu)勢。同時開展對動態(tài)重構(gòu)技術(shù)的方法學(xué)的研究，為將動態(tài)重構(gòu)技術(shù)更廣泛地應(yīng)用在電子產(chǎn)品領(lǐng)域提供技術(shù)保障。
論文關(guān)鍵詞：汽車電子技術(shù)，同步開發(fā)，節(jié)能環(huán)保，安全舒適
1．引言
汽車電子是車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置的總稱。車體汽車電子控制裝置要和車上機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行配合使用，即所謂“機(jī)電結(jié)合”的汽車電子裝置，包括發(fā)動機(jī)、底盤、車身電子控制。例如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死控制、防滑控制、牽引力控制電子控制自動變速器、電子動力轉(zhuǎn)向等；車載汽車電子裝置是在汽車環(huán)境下能夠獨立使用的電子裝置，它和汽車本身的性能并無直接關(guān)系，包括汽車信息系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設(shè)備等【1】。
汽車電子化被認(rèn)為是汽車技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的一次革命，汽車電子化的程度被看作是現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志，是用來開發(fā)新車型，改進(jìn)汽車性能最重要的技術(shù)措施。汽車制造商增加汽車電子設(shè)備的數(shù)量、促進(jìn)汽車電子化是奪取未來汽車市場的重要的有效手段。汽車電子產(chǎn)品市場將在汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的保障下穩(wěn)步發(fā)展，各類汽車電子產(chǎn)品在汽車中的普及率將持續(xù)提高，隨著未來汽車市場的快速發(fā)展和汽車電子的價值含量迅速提高，汽車電子產(chǎn)業(yè)將形成巨大的經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)，汽車電子產(chǎn)品占汽車的成本將進(jìn)一步提高。汽車電子系統(tǒng)的發(fā)展趨勢主要來自三個方面的驅(qū)動因素：一是綠色性，也是環(huán)保的要求；二是生產(chǎn)更安全的汽車，即安全性的要求；三是滿足駕乘人員更舒適的連通性和對信息娛樂的要求。
2．汽車電子系統(tǒng)發(fā)展的重要技術(shù)趨勢
汽車電子在汽車中占據(jù)了越來越重要的地位，汽車已經(jīng)進(jìn)入電子控制時代，汽車將由單純的機(jī)械產(chǎn)品向高級的機(jī)電一體化產(chǎn)品發(fā)展，成為所謂的“電子汽車”。
2.1綠色環(huán)保成為汽車電子領(lǐng)域的熱點
最終改變汽車行業(yè)的不是豪華氣派的車身和時尚潮流的色彩，而是用于車輪、底盤以及儀表板那些微小的電子測量、控制和驅(qū)動元件。電子技術(shù)實現(xiàn)綠色環(huán)保的關(guān)鍵領(lǐng)域分為三個部分，無論哪一部分，傳感器都是功不可沒的【2】。
第一部分是胎壓。駕駛時輪胎適當(dāng)充氣不僅具有重要的安全意義，而且還可以節(jié)約燃料。由于胎壓不足，每天有四百萬加侖的燃料白白浪費掉。胎壓監(jiān)測傳感器正日益成為新型汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置。
第二部分是車載網(wǎng)絡(luò)。一輛典型的新型汽車有多達(dá)一百個電子控制模塊（如ABS、ESP、自動車窗、為兒童設(shè)計的后座娛樂系統(tǒng)等），所有模塊都通過銅線實現(xiàn)相互通信。用于寶馬新款的FlexRay網(wǎng)絡(luò)及類似技術(shù)通過單個總線系統(tǒng)來運行，完全摒棄了銅線，從而使車體重量大幅減輕，并將每箱燃料的行駛里程增加五英里，如果將此技術(shù)應(yīng)用于全球所有車輛，每年可減少向大氣排放1500萬噸的二氧化碳。
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會因引擎和動力傳動系統(tǒng)的低效及空轉(zhuǎn)而損失掉。當(dāng)今汽車的電子控制單元可實現(xiàn)控制和提供實時信息，以便計算機(jī)操控引擎的排量狀態(tài)。汽車的電子控制單元可讀取位于引擎曲軸和凸輪軸處的傳感器，從而調(diào)節(jié)燃料流量和相應(yīng)進(jìn)氣量，甚至可調(diào)整各種轉(zhuǎn)速和引擎負(fù)荷情況下的打火時間。在引擎內(nèi)部的惡劣條件下，對耐高溫精密測量系統(tǒng)的設(shè)計是極為復(fù)雜的，不過一旦應(yīng)用此系統(tǒng)即可顯著節(jié)約燃料。
2.2汽車電子系統(tǒng)智能安全的新科技
近年來世界各國政府都加大制定安全法規(guī)的力度，我國也相繼出臺多項有關(guān)汽車安全的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，對汽車的安全性提出了越來越嚴(yán)格的要求，促使各汽車制造商采取各種措施滿足法規(guī)要求。為貫徹執(zhí)行這些法規(guī)使汽車更加安全可靠，同時也為提高自己產(chǎn)品的市場競爭能力，汽車廠商和零部件供應(yīng)商開發(fā)出先進(jìn)的汽車電子技術(shù)，不斷推出新的汽車電子裝置來提高汽車的主動、被動安全性能，生產(chǎn)更安全的車輛【3】。
1.全力自動剎車功能的碰撞警示系統(tǒng)。這套系統(tǒng)采用的是一種極為精確的警示系統(tǒng)，即平視顯示視覺警告。當(dāng)與前車距離過近或路中間有行人時，會通過類似于剎車燈的警示燈亮起，提醒駕駛者注意。如果駕駛者未能對警告作出反應(yīng)，該系統(tǒng)判定即將發(fā)生碰撞時，汽車會自動激活全力自動剎車。該系統(tǒng)可以使駕駛者在車速與行人的相對速度小于20公里/小時，以及與汽車的相對速度小于25公里/小時，完全避免碰撞。如果相對速度高于25公里/小時，碰撞速度將會被減小20公里/小時，盡可能減小碰撞時的車速，降低碰撞造成的損害。
2.駕駛員警示控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一個攝像頭、若干傳感器和一個控制單元組成。攝像頭裝在風(fēng)擋和車內(nèi)后視鏡之間，不斷測量汽車與車道標(biāo)志之間的距離；傳感器記錄汽車的運動；控制單元儲存該信息并計算是否有失去對汽車控制的危險。如果評估的結(jié)果是高風(fēng)險，即通過聲音信號向司機(jī)發(fā)出警示。在儀表盤上還顯示一段文字信息，用一個咖啡杯的符號提示司機(jī)休息一會兒。在車速超過60公里/小時，該系統(tǒng)激活；當(dāng)車速超過65公里/小時，系統(tǒng)便開始進(jìn)行干預(yù)。通過中控臺上的一個按鈕可以激活車道偏離警示系統(tǒng)，如果駕駛員在行車過程中跨越其他車道，但沒有轉(zhuǎn)向操作（如打轉(zhuǎn)向燈），該系統(tǒng)會發(fā)出輕微的警示音。該系統(tǒng)也是通過一臺攝像機(jī)監(jiān)測車輛在車道線之間的位置，當(dāng)車速超過60公里/小時，該系統(tǒng)激活；當(dāng)車速超過65公里/小時，系統(tǒng)便開始進(jìn)行干預(yù)。
3.車內(nèi)智能安全網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)最大特點能及時提醒并消除駕駛者的各種失誤，如當(dāng)駕駛者昏昏欲睡或與前行車未保持足夠的安全距離時，該系統(tǒng)的就會自動發(fā)出預(yù)警信號，提醒司機(jī)。如未有反應(yīng)，會主動降低車速；通過方向盤監(jiān)測駕駛者脈搏，發(fā)現(xiàn)駕駛員疲勞駕駛時，便啟動警告系統(tǒng)；最初，它只是搖晃駕駛座位，當(dāng)駕駛者仍無反應(yīng)時，系統(tǒng)就會自動熄滅而強(qiáng)行停車。
4.汽車會“說話”。豐田、日產(chǎn)、寶馬、奔馳等絕大多數(shù)車廠都意識到，下一個能為改善交通安全帶來重要推動力的就是汽車與汽車間的“交流”。這一功能的原理雖然簡單，但卻非常有效：如果汽車能互相進(jìn)行信息的溝通，即使危險尚處在下一個彎道甚至遠(yuǎn)在地平線的另一端，汽車駕駛員也能提前識別到即將發(fā)生的危險。支持這項技術(shù)的硬件條件，如發(fā)射與接收裝置等已不是問題，汽車完全可以向500米范圍內(nèi)的所有車輛發(fā)送必要的警告信息。但如何打破廠與廠之間的隔閡，建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)這才是最大挑戰(zhàn)。實際上，幾乎所有車廠都建立了類似的系統(tǒng)，旗下車型能夠互相對話，但不同車廠的車型之間卻是“語言不通”。只有所有汽車生產(chǎn)廠商和主管機(jī)構(gòu)共同合作，才能建立一個專為所有交通參與者架設(shè)的無線局域網(wǎng)絡(luò)（WLAN）。只有足夠多的車輛裝備了這項技術(shù)，才可能實現(xiàn)有效的自發(fā)無線網(wǎng)絡(luò)。
5.帶排隊輔助功能的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。這是一種經(jīng)過升級的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，在0~200公里/小時之間的車速范圍內(nèi)激活，可以通過隔柵中的雷達(dá)傳感器監(jiān)測到前面的車輛并測量與它的距離，系統(tǒng)會自動調(diào)整車速以保持與前車的距離。
2.3汽車電子系統(tǒng)將提供更加舒適的配置
現(xiàn)代的汽車設(shè)計是要追求人與車協(xié)調(diào)，要以人為本，圍繞人的需求而生產(chǎn)。要使人乘駕汽車感到舒適、方便和不容易疲勞，汽車設(shè)計就要符合汽車人體工程學(xué)的要求。而且對車內(nèi)的配置，還要求具備信息、通信電子裝置和工作條件，成為流動辦公室；還要求具備視聽娛樂電子裝置，成為舒適休閑娛樂的場所【4】。
1.智能交通系統(tǒng)。汽車智能化相關(guān)的技術(shù)問題已受到汽車制造商高度重視，其主要技術(shù)中“自動駕駛儀”的構(gòu)想必將依賴于電子技術(shù)實現(xiàn)。智能交通系統(tǒng)的開發(fā)將與電子、衛(wèi)星定位等多個交叉學(xué)科相結(jié)合，它能根據(jù)駕駛員提供的目標(biāo)資料，向駕駛員提供距離最短而且能繞開車輛密度相對集中處的最佳行駛路線。它裝有電子地圖，可以顯示出前方道路、并采用衛(wèi)星導(dǎo)航。從全球定位衛(wèi)星獲取沿途天氣、車流量、交通事故、交通堵塞等各種情況，自動篩選出最佳行車路線。未來的某天，路上行駛的都會是由計算機(jī)控制的智能汽車。
2.自動可調(diào)式電子避震系統(tǒng)。采用電子無段可調(diào)避震系統(tǒng)，可根據(jù)不同的路況，行車速度以及負(fù)重等駕駛條件主動、自動地調(diào)整最適合的避震阻尼力，使車內(nèi)人員始終享受最舒適的行車過程。另外，電子遙控和預(yù)設(shè)定技術(shù)的使用，使汽車發(fā)動機(jī)啟動、汽車空調(diào)啟動、座椅預(yù)熱、位置預(yù)調(diào)整等人性化功能得以在人坐進(jìn)汽車前即可實現(xiàn)，從而增加了人們用車的舒適度。這些功能必將在未來廣泛使用于各種汽車中。
3.由無線通信、車載電腦、互聯(lián)網(wǎng)和全球定位GPS技術(shù)整合而成的車載無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，使汽車的通訊功能已不只限于收聽廣播和用車載電話通話，汽車已能讓你閱讀或發(fā)送電子郵件和傳真，收看天氣預(yù)報和股市行情，訪問互聯(lián)網(wǎng)，甚至訂機(jī)票或一束鮮花。在車內(nèi)能使用辦公室的一切，例如數(shù)據(jù)庫、電話號碼、通訊錄、約會記錄、筆記本、參考資料、尋呼機(jī)、計算器以及銀行業(yè)務(wù)等，使得汽車不僅成為人們可靠的交通工具，還將成為人際間交往的流動辦公室，成為人們舒適的休閑娛樂室，成為人類社會活動中的重要場所。
3．圍繞汽車電子發(fā)展的三大趨勢做同步開發(fā)
當(dāng)前汽車市場的潮流所向是綠色環(huán)保、安全和舒適，尤其在舒適性的需求上，汽車已經(jīng)越來越演化成消費品，具有了和家電等消費電子產(chǎn)品的相似性【5】。
與電子行業(yè)的整機(jī)、IC同步開發(fā)相似，隨著汽車產(chǎn)品市場需求的多元化和車型市場生命周期越來越短，整車設(shè)計越來越需要在第一時間推出不斷調(diào)整的市場所需要的車型和產(chǎn)品，這就越來越需要汽車的整體系統(tǒng)設(shè)計與整體解決方案。同步開發(fā)成為汽車產(chǎn)品開發(fā)的主流模式。一方面要求汽車電子零部件供應(yīng)商融入整車配套體系，理解整車設(shè)計的需求，能夠完全根據(jù)整車廠的時間計劃節(jié)點配合整車的開發(fā)進(jìn)度，并在第一時間同步推出對應(yīng)設(shè)計和產(chǎn)品。另一方面也是對整車設(shè)計的挑戰(zhàn)，整車廠商要適應(yīng)消費市場快速調(diào)整的需求，就必須與汽車電子零部件供應(yīng)商密切合作、同步開發(fā)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：電子節(jié)氣門，執(zhí)行器
汽車電子節(jié)氣門技術(shù)(Electronic Throttle Control，ETC)是伴隨汽車電子驅(qū)動理念(Drive-by-Wire)而誕生的。論文格式。它摒棄了傳統(tǒng)節(jié)氣門踏板采用鋼絲繩或杠桿機(jī)構(gòu)與發(fā)動機(jī)節(jié)氣門間的直接的機(jī)械連接，通過增加相應(yīng)的傳感器和電控單元，實時精確控制節(jié)氣門開度。ETC可實現(xiàn)發(fā)動機(jī)扭矩控制和精確空燃比控制，有助于提高汽車行駛的動力性、平穩(wěn)性、經(jīng)濟(jì)性以及降低排放污染，備受業(yè)內(nèi)人士重視。目前，ETC被廣泛地運用于汽車的驅(qū)動防滑控制(ASR)、巡航控制(CCS)、車輛穩(wěn)定性控制(VSC)及自動變速控制(AMT)等汽車動力控制系統(tǒng)中，并逐漸成為高檔轎車的標(biāo)準(zhǔn)配置。
一、發(fā)展的制約因素
1)控制系統(tǒng)復(fù)雜，精確控制困難。ETC系統(tǒng)與ASR、CCS及VSC等多種系統(tǒng)相連，需要控制的參數(shù)多，控制邏輯復(fù)雜。論文格式。ETC系統(tǒng)本身存在非線性阻尼特性，進(jìn)氣擾流阻力矩不穩(wěn)定等因素，傳感器等工作部件在使用過程中存在機(jī)械磨損和可靠性變差等問題。
2)在進(jìn)行多種控制功能集成時，各控制系統(tǒng)之間需采用信息融合技術(shù)，即將ASR、CCS及VSC系統(tǒng)所需要的各傳感器信號有機(jī)地融合起來，實現(xiàn)資源共享，各個系統(tǒng)間的相互關(guān)系，提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
3)ETC設(shè)計需要充分考慮不同駕駛員的駕駛個性和車輛的行駛環(huán)境。目前對汽車的減速、怠速、定速和加速控制還存在一定難度，這個問題的解決還需依靠駕駛行為學(xué)理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論(人工智能)和汽車電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展來共同解決。
4)駕駛員主觀偏見與成本居高不下也是阻礙ETC廣泛應(yīng)用的瓶頸。駕駛員習(xí)慣于人工操縱節(jié)氣門，有的誤認(rèn)為機(jī)械連接操縱節(jié)氣門更為理想，安全可靠。ETC采用了傳感器、控制單元、驅(qū)動器以及冗余設(shè)計，使之成本較高，使得ETC目前只裝配在高檔轎車上。所以降低ETC產(chǎn)品的價格是當(dāng)前研究的重要任務(wù)之一。
二、發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)
1)由單一功能向多種功能的集成發(fā)展集成化不僅是ETC系統(tǒng)的發(fā)展方向，也是各種汽車電子控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。它有助于降低成本，增強(qiáng)各系統(tǒng)間的內(nèi)在聯(lián)系，充分利用車輛各種信息，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。最初的ETC設(shè)計是為了發(fā)動機(jī)扭矩控制和空燃比控制，現(xiàn)代的ETC系統(tǒng)已經(jīng)向多功能集成化方向發(fā)展，如集成了怠速控制、牽引力控制、減少換檔沖擊控制、節(jié)氣門回位控制、巡航控制及車輛穩(wěn)定性控制等多種功能。
2)綜合多種控制策略，為提高節(jié)氣門的控制精度及反應(yīng)速度，采取多種控制方法進(jìn)行綜合控制。目前的發(fā)展方向是從經(jīng)典的PID控制發(fā)展到采用PID與現(xiàn)代控制方法相結(jié)合的控制算法，從線性控制發(fā)展到非線性控制，從單一模式控制發(fā)展到多模式控制。有些學(xué)者將多模態(tài)控制、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制及滑模變結(jié)構(gòu)控制等方法引入到ETC控制中，但是這些理論本身還有待完善和發(fā)展。
3)系統(tǒng)設(shè)計注重安全可靠性，具有自診斷和失效保護(hù)功能節(jié)氣門是發(fā)動機(jī)控制的關(guān)鍵部件，因此在提高控制精度和進(jìn)行集中控制的同時，必須注重ETC系統(tǒng)的安全可靠性，提高系統(tǒng)的故障自診斷和容錯能力。如采取冗余設(shè)計的軟／硬件控制器，能在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時自動啟用故障安全保護(hù)模式，使汽車在安全模式下能正常工作。因此，采用冗余設(shè)計，提供及時的故障隔離及系統(tǒng)重構(gòu)功能，將是今后ETC系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。
4)控制器局域網(wǎng)CAN的應(yīng)用，隨著ETC等電控系統(tǒng)在汽車上的廣泛應(yīng)用，車載ECU與傳感器數(shù)量越來越多，導(dǎo)致整車電路繁瑣復(fù)雜、線束多、重量大及成本高。汽車局域網(wǎng)CAN總線，只用兩根信號線就可與其它帶有CAN的電子設(shè)備相連接，能以共享方式傳送多種控制信息，實現(xiàn)真正意義上的數(shù)據(jù)共享。論文格式。因此，將CAN總線應(yīng)用于ETC系統(tǒng)設(shè)計也是今后的發(fā)展方向。
三、電機(jī)式汽車節(jié)氣門執(zhí)行器的工作原理
電子節(jié)氣門一方面執(zhí)行來自電控單元的指令調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度以控制進(jìn)氣量，同時還可以輸出反映節(jié)氣門位置的信號，供系統(tǒng)監(jiān)控節(jié)氣門的實際開度。
電子節(jié)氣門有兩個電位器作為位置傳感器，其電阻值隨節(jié)氣門位置的改變而變化。當(dāng)加入+5V電壓后，轉(zhuǎn)化為與電阻值相應(yīng)變化的電壓輸出。這兩個電位器連同加速踏板上監(jiān)控踏板運動行程的兩個電位器，構(gòu)成了整個電子節(jié)氣門監(jiān)控功能的一部分，能提供系統(tǒng)控制所期望的冗余度。
與拉線式節(jié)氣門總成相比較，電子節(jié)氣門開啟角度不再由節(jié)氣門踏板拉索控制。節(jié)氣門踏板通過拉索控制節(jié)氣門踏板位置傳感器，該傳感器只是以電壓信號反映車主的力矩指令，而不是節(jié)氣門的實際開度。電子節(jié)氣門軸上的雙軌道節(jié)氣門電位計用來檢測節(jié)氣門的準(zhǔn)確開度，此開度與車主的意圖（加速、減速）并不完全一致。此外，怠速調(diào)節(jié)閥也被取消，由電子節(jié)氣門直接進(jìn)行怠速調(diào)節(jié)。
計算機(jī)精確控制電子節(jié)氣門的開啟以便滿足空調(diào)、自動變速箱、平穩(wěn)性動態(tài)控制、車速調(diào)節(jié)、發(fā)動機(jī)冷卻等功能的需要。這是一種新的發(fā)動機(jī)負(fù)荷管理系統(tǒng)，可以最好地管理發(fā)動機(jī)的力矩。節(jié)氣門位置由發(fā)動機(jī)各項功能的需求來確定，當(dāng)各項功能需求同時出現(xiàn)時，計算機(jī)按照內(nèi)部的各種優(yōu)先級別決定，并由計算機(jī)來控制打開到某一開度，以滿足優(yōu)先級別最高的這項功能的需求。
四、電機(jī)式節(jié)氣門執(zhí)行器的優(yōu)點
在傳統(tǒng)汽車發(fā)動機(jī)節(jié)氣門系統(tǒng)中，節(jié)氣門踏板和節(jié)氣門之間是剛性連接，操縱機(jī)構(gòu)是通過拉索(軟鋼絲)或者拉桿，一端連接加速踏板．另一端連接節(jié)氣門連動板而工作。這種傳統(tǒng)機(jī)械式節(jié)氣門開度完全受控于加速踏板開度，即取決于駕駛員的操作，所以并不總是在最佳運行狀態(tài)，它的應(yīng)用也受到了很多限制，并且缺乏精確性。在汽車電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的情況下，電子節(jié)氣門應(yīng)運而生。與傳統(tǒng)節(jié)氣門相比，電子節(jié)氣門明顯的優(yōu)點是可以用線束來代替拉索或者拉桿，在節(jié)氣門旁邊安裝一只微型直流電動機(jī)，用電動機(jī)來驅(qū)動節(jié)氣門開度，即所謂的“導(dǎo)線駕駛”．用導(dǎo)線代替了原來的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)加速踏板移動量及其變化率解析駕駛意圖，獲取節(jié)氣門轉(zhuǎn)角的基本期望值，并且通過采集各種傳感器信號，得到當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況參數(shù)信息，經(jīng)過控制器的運算和處理，發(fā)出指令，驅(qū)動電子節(jié)氣門，使節(jié)氣門開度在各種工況下處于最佳狀態(tài)．由此獲得優(yōu)良的發(fā)動機(jī)性能。
電機(jī)式節(jié)氣門執(zhí)行器的優(yōu)點在于克服了原先在機(jī)械節(jié)氣門時，發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)只能對怠速和定速巡航進(jìn)行控制的局限性，轉(zhuǎn)而成為對發(fā)動機(jī)全工況進(jìn)行控制，也就是說原先由于駕駛員踩住了節(jié)氣門踏板，控制系統(tǒng)無法按照所接收到的扭矩信號控制節(jié)氣門進(jìn)行動力匹配，在使用了電子節(jié)氣門后這種情況得到了改變，由于節(jié)氣門僅靠一電機(jī)帶動，駕駛員踩節(jié)氣門踏板只是為控制系統(tǒng)提供踏板位置的信息，控制系統(tǒng)參考這個信號，并根據(jù)各種工況的需求包括燃油經(jīng)濟(jì)性，排放等等進(jìn)行運算后，來確定節(jié)氣門的開度位置。這樣使動力匹配得以精確。所以電子節(jié)氣門與原來的機(jī)械節(jié)氣門是完全不同兩個概念，在打開點火開關(guān)踩節(jié)氣門踏板和發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時踩節(jié)氣門踏板所看到的節(jié)氣門開度情況是不同的。在打開點火開關(guān)踩節(jié)氣門時，節(jié)氣門會隨著踏板的逐漸踩下而開大；在運轉(zhuǎn)時，節(jié)氣門開度并不隨節(jié)氣門踏板的踩下而改變，而是受控制系統(tǒng)來控制，有可能你節(jié)氣門踏板踩得不大，但因為動力匹配需求節(jié)氣門是全開的，這和開頭所介紹的是一致的，所以不要以為是故障。發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)主要是根據(jù)改變節(jié)氣門位置，噴油時間，點火提前角來匹配因三元催化預(yù)熱、怠速、排放控制，速度限制、動力限制、自動變速箱換擋點、制動系統(tǒng)（牽引力控制，發(fā)動機(jī)制動）、空調(diào)，巡航控制等帶來的扭矩的變化。
綜上所述，機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)逐步取代組合式結(jié)構(gòu)，智能化控制技術(shù)逐步取代純電子控制技術(shù)，帶通信技術(shù)功能的逐步取代不帶通信技術(shù)的，數(shù)字控制方式逐步取代傳統(tǒng)的模擬控制方式，運用紅外遙控的非接觸式調(diào)試技術(shù)逐步取代接觸式手動調(diào)試技術(shù)，等等。我國目前新一代符合現(xiàn)場總線的智能電動執(zhí)行器產(chǎn)品，是執(zhí)行機(jī)構(gòu)今后發(fā)展的必然趨勢，它的成功研究與應(yīng)用給電動執(zhí)行器的進(jìn)一步發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)，并將給智能電動執(zhí)行器帶來廣闊的市場發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)：
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西南交通大學(xué) 交通工程系 05交運2班 于鴻澤 周琳
【關(guān)鍵詞】智能駕駛 智能汽車 發(fā)展現(xiàn)狀 智能技術(shù)
【引 言】
隨著更加先進(jìn)的靈巧型傳感器、快速響應(yīng)的執(zhí)行器、高性能ECU、先進(jìn)的控制策略、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)、第三代移動通訊技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代汽車正朝著更加智能化、自動化和信息化的機(jī)電一體化產(chǎn)品方向發(fā)展，以達(dá)到“人—汽車—環(huán)境”的完美協(xié)調(diào)。
【正 文】
一、智能駕駛過程的實現(xiàn)
智能駕駛的實現(xiàn)需要大量的電子電路元件支持，主要有：傳感器、電控單元（ECU）、執(zhí)行器、控制策略、總線、電源、智能通信系統(tǒng)。
隨著傳感器技術(shù)、信息處理技術(shù)、測量技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能駕駛系統(tǒng)也得到了飛速的發(fā)展。
現(xiàn)在的智能駕駛技術(shù)大多是通過多傳感器實現(xiàn)的。多傳感器信息融合實際上是人對人腦綜合處理復(fù)雜問題的一種功能模擬。多傳感器信息融合就像人腦綜合處理信息的過程一樣，它充分利用多個傳感器資源，通過對各種傳感器及其觀測信息的合理支配與使用，將各種傳感器在空間和時間上的互補(bǔ)與冗余信息依據(jù)某種優(yōu)化準(zhǔn)則結(jié)合起來，產(chǎn)生對觀測環(huán)境的一致性解釋或描述。信息融合的目標(biāo)是基于各種傳感器分離觀測信息，通過對信息的優(yōu)化組合導(dǎo)出更多的有效信息。這是最佳協(xié)同作用的效果，它的最終目的是利用多個傳感器共同或聯(lián)合操作的優(yōu)勢來提高整個系統(tǒng)的有效性。
目前經(jīng)常使用一個雷達(dá)傳感器探測前方的車輛或障礙。雷達(dá)雖然在直路上的性能良好，但當(dāng)?shù)缆窂澢鷷r，探測的信號將不完全可靠，有時還會有探測的盲點或產(chǎn)生錯誤報警。為了防止錯誤報警，常對雷達(dá)的輸出進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波，但這并不能有效解決探測盲點問題。為了更可靠地解決這類問題，可以使用掃描雷達(dá)或多波束雷達(dá)，但其價格昂貴。這里選用低價的視覺傳感器作為附加信息，視覺傳感器經(jīng)常能提供掃描雷達(dá)和多波束雷達(dá)所不能提供的信息。
雷達(dá)傳感器和視覺傳感器配合作用實現(xiàn)對復(fù)雜道路狀況的探測、識別，然后將信息通過總線電路發(fā)送給ECU，ECU處理后將命令發(fā)送給執(zhí)行器，執(zhí)行器將作用于汽車的油門、動力、轉(zhuǎn)向、剎車等系統(tǒng)，實現(xiàn)汽車的只能行駛。［本站論文由中國收集整理，轉(zhuǎn)載請注明出處中國］
二、智能汽車發(fā)展現(xiàn)狀
回想過去，汽車都是由驅(qū)動裝置驅(qū)動幾乎所有的機(jī)械和液壓系統(tǒng)，現(xiàn)在則由電子元件和系統(tǒng)的組合來完成。電子感應(yīng)器增強(qiáng)或甚至已經(jīng)取代了各種機(jī)械系統(tǒng)。一些高檔汽車具有多達(dá)70個ECU。一般汽車的感應(yīng)器數(shù)量已經(jīng)達(dá)到35個，而一個高檔汽車的感應(yīng)器數(shù)量達(dá)到了60個。通常汽車還附帶6個左右的氣囊。這意味著現(xiàn)在的汽車更復(fù)雜、更安全，并且駕駛起來更簡單。和以前的汽車相比，它們也更具智能化，并將繼續(xù)獲得更高的智能。
1、 智能泊車的Lexus LS460
Toyota公司2006年推出（最近才進(jìn)入中國市場）的Lexus LS460最大的賣點就是智能泊車系統(tǒng)，該車型的電視廣告就是在展示智能泊車系統(tǒng)其精準(zhǔn)的泊車路線。Lexus LS460的智能泊車輔助系統(tǒng)可對后座和前座攝像頭的圖像進(jìn)行處理，利用該結(jié)果去控制電子動力方向盤和一個電子油門。只需輕觸一個按鈕和駕駛者的少許制動，系統(tǒng)就可以把車剎住。同樣地，LS460的VDIM(Vehicle Dynamic Integrated Management)系統(tǒng)從各種感應(yīng)器中搜尋數(shù)據(jù)以預(yù)知剎車。利用這一數(shù)據(jù)，加上駕駛者的輸入信息來幫助駕駛者恢復(fù)對汽車的控制。它通過啟動電控剎車、電子動力轉(zhuǎn)向、防抱死制動、車輛穩(wěn)定性控制、剎車輔助、電子剎車力分配和引擎扭矩等功能來恢復(fù)控制。
2、 雷達(dá)和攝像頭加強(qiáng)了駕駛技術(shù)
在像Mercedes-Benz S-class這樣的車上，24/77 GHz雷達(dá)導(dǎo)航系統(tǒng)在提高安全性方面起到很重要的作用。Brake Assist(剎車輔助)、Parking Assist(泊車輔助)、Pre-Safe(預(yù)警安全)、Distronic Plus(巡航控制)以及Adaptive Brake(自適應(yīng)制動)功能采用七個雷達(dá)感應(yīng)器(五個在前緩沖器、兩個在后緩沖器)來加強(qiáng)安全水平。擁有這些功能，汽車就可以感應(yīng)到即將發(fā)生的碰撞，使駕駛者可以采取躲避措施。雷達(dá)系統(tǒng)允許自動制動應(yīng)用。另外，如果探測到潛在的碰撞，它就會關(guān)閉天窗和加固安全帶。［本站論文由中國收集整理，轉(zhuǎn)載請注明出處中國］
現(xiàn)在基于雷達(dá)和自適應(yīng)巡航控制的系統(tǒng)正蓬勃發(fā)展，在很多Mercedes-Benz和Toyota模型中都可以發(fā)現(xiàn)他們的身影。Volkswagen Passat和BMW的3系列也同樣具有這樣的雷達(dá)。為了改善交通安全，NISSAN公司開發(fā)了車距控制輔助系統(tǒng)(Distance Control Assist System)以幫助駕駛者控制他們自身與面前車輛之間的距離。這個系統(tǒng)采用一個在前緩沖器的雷達(dá)感應(yīng)器，來確定定駕駛者的尾隨距離和雙方車輛的相對速度。如果駕駛者松開加速踏板，或者沒有踩住加速踏板，系統(tǒng)就會自動啟動制動。如果系統(tǒng)確定需要制動，那么在儀表板和蜂鳴器上就會出現(xiàn)一個指示器，然后加速踏板會自動上移以幫助駕駛者轉(zhuǎn)換到制動。［本站論文由中國收集整理，轉(zhuǎn)載請注明出處中國］
另一個關(guān)鍵功能，即攝像頭，給駕駛者返回狹窄停車位并執(zhí)行能見度受限操作時提供了更佳的視野。研究表明，很多兒童是因為駕駛者在返回停車位的時候看不見他們而致死的。復(fù)雜的全輪驅(qū)動一度只是高檔汽車的安全堡壘。而如今，它是很多車輛的標(biāo)準(zhǔn)配置。這些系統(tǒng)通過瞬間提供車軸最需要的動力，可在惡劣的駕駛條件下提供最佳動力。
3、 智能化車燈
對安全性的關(guān)注也延伸到前燈。由Gentex公司開發(fā)的Chrysler 300C具有Smart Beam系統(tǒng)。它根據(jù)公路情況自動開啟和關(guān)閉前燈。在后視鏡里裝了一個前向CMOS圖象感應(yīng)器，它讓車燈一直維持開啟狀態(tài)，直到在公路上探測到其它車的前燈或尾燈，它才轉(zhuǎn)換到近光燈。為了避免分散相向行駛駕駛者的注意力，該系統(tǒng)可使遠(yuǎn)光燈漸開和漸關(guān)。
Mercedes-Benz S-class汽車有兩個照射公路的紅外線前燈。當(dāng)汽車的近光燈打開，它們將駕駛者的視野范圍擴(kuò)展到150多米，使其能更快看見行人、停泊的汽車和其他障礙物。同時也減少了黑暗中駕駛發(fā)生碰撞的危險。
4、 智能駕駛環(huán)境——無線基礎(chǔ)設(shè)施
到目前為止，汽車中的無線技術(shù)仍限制在車載蜂窩電話。但是當(dāng)這些研究者針對路邊站的安全架構(gòu)而進(jìn)一步調(diào)查Wi-Fi通信使用狀況的時候，這可能會有所改變。
交通部(DOT)的VII計劃試圖使用無線連接來避免碰撞。有車輛接近十字路口或死角的時候，基站將通知和提醒其它基站和駕駛者。該系統(tǒng)也會提供交通速度和密度的數(shù)據(jù)，使路標(biāo)可以通知駕駛者在進(jìn)入高速公路前倒車。
該計劃還將開發(fā)可以在不同情況下警告駕駛者的集成先進(jìn)技術(shù)，這些情況包括：當(dāng)駕駛者將要離開公路的時候，當(dāng)駕駛者和另一企圖改車道的車輛有碰撞危險時候，以及和前方車輛有碰撞危險的時候。
5、 動力傳動電子控制系統(tǒng)
主要包括發(fā)動機(jī)電子控制（包括汽油機(jī)和柴油機(jī)）、自動變速器控制（ECT、CVT/ECVT等）以及動力傳動總成的綜合電子控制等?？刂葡到y(tǒng)主要由各種傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電控單元（ECU）組成。其主要是保證汽車在不同的工況下均能處在最佳狀態(tài)下運行，并簡化駕駛員的有關(guān)操作，從而降低油耗和排放，減少動力傳動系統(tǒng)的沖擊，減輕駕駛?cè)藛T的勞動強(qiáng)度，提高汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性。
6、底盤電子控制系統(tǒng)
包括制動防滑與動態(tài)車身控制系統(tǒng)（ABS/ASR、ESP/VDC）,牽引力控制系統(tǒng)、懸架及車高控制系統(tǒng)、輪胎監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)、巡航控制系統(tǒng)（CCS）、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)(如4WS)、驅(qū)動控制系統(tǒng)（如4WD）等。其主要用于提高汽車的安全性、舒適性和動力性等。近些年來，這類控制系統(tǒng)開始在普通轎車上廣泛采用。
7、 車身電子控制系統(tǒng)
主要包括安全氣囊（SRS）、自動座椅、自動空調(diào)控制、車內(nèi)噪音控制、中央防盜門鎖、視野照明控制、自動刮水器、自動門窗、自動防撞系統(tǒng)以及滿足不同用電設(shè)備的電源管理系統(tǒng)。主要是用來增強(qiáng)汽車的安全性、舒適性和方便性。
8、 多媒體娛樂、通訊系統(tǒng)
主要包括車載多媒體系統(tǒng)、駕駛員信息系統(tǒng)、語音系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)(ITS)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS/DGPS等)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)側(cè)與故障診斷系統(tǒng)等。用于聯(lián)結(jié)“人—車—路—環(huán)境信息”，以及協(xié)調(diào)整車各部分的電子控制功能。
關(guān)鍵詞:柴油機(jī) 共軌技術(shù) 優(yōu)點 生力軍
一.問題背景
能源短缺尤其是石油短缺是全球性的問題,而作為經(jīng)濟(jì)增長的中國在能源方面保持著強(qiáng)勁的需求。當(dāng)前,中國資源的“紅燈”已經(jīng)亮起,其中石油資源的短缺十分突出,據(jù)專家估計,中國已探明的石油可采儲量約我23億t,2004年中國累計進(jìn)口原油1.2億t,石油對我依存度已達(dá)到40%。目前我國汽車消耗燃油約占全國總石油消費的三分之一。預(yù)計2010年,汽車燃油需求我1.38億t,占總消費43%;2020年燃油需求我2.56億t,比例將達(dá)到75%;而到了2030年,這一比例將有可能達(dá)到77%。
笨重、噪聲大、噴黑煙,令許多人對柴油機(jī)的直觀印象不佳,加之柴油機(jī)的構(gòu)造比較復(fù)雜,不少人對柴油機(jī)缺乏了解,尤其對現(xiàn)代先進(jìn)的柴油機(jī)缺乏了解,因此柴油機(jī)汽車在一些城市成了“被限制的對象”、受到種種歧視。其實,經(jīng)過多年的研究和新技術(shù)應(yīng)用,現(xiàn)代柴油機(jī)已與傳統(tǒng)柴油機(jī)有了很大差別,在減少質(zhì)量、噪聲、廢氣煙度等方面取得了重大突破。其中,共軌技術(shù)就是現(xiàn)代柴油機(jī)采用的新技術(shù)之一。
二.柴油機(jī)的發(fā)展淺析
自1897年柴油機(jī)問世至今,在一百多年的發(fā)展過程中,自20世紀(jì)20年代中期以德國BOSCH公司我代表推出的機(jī)械式噴油系統(tǒng)取代蓄壓式供油系統(tǒng),是柴油機(jī)在汽車上的應(yīng)用成為可能,從而在許多地方取代了汽油機(jī),并發(fā)展壯大。
柴油機(jī)發(fā)展經(jīng)歷了五個階段:
1.電控直列式噴右泵
電控直列式噴右泵在直列泵基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電子控制燃油噴射裝置,他具有噴油量與噴油定時控制功能或只具備其中一種功能,有些噴油壓力和噴油速率等控制功能。(如日本DKK公司的RED-型電子調(diào)速器。德國Heinzmann公司的E型電子調(diào)速器及美國Barber Colmann
公司的電子調(diào)速器等)
2.電控單體泵系統(tǒng)
德國Bosch公司的電控單體泵(EUP)系統(tǒng),采用較短的高壓油管,可實現(xiàn)較高的噴油壓力,最高噴油壓力可達(dá)160MPa,該系統(tǒng)采用高速電磁閥控制噴油定時及噴油量。
3.電控分配泵
柴油機(jī)電控分配泵的噴油量及噴油定時的控制一般采用高速電磁閥,電磁閥的閉合時刻對應(yīng)著噴油定時,電磁閥從閉合到開啟的時間確定了噴油量,如日本豐田公司的ECD-2型電控VE泵。
4.電控泵噴嘴系統(tǒng)
電子控制泵噴嘴系統(tǒng)可分為機(jī)械驅(qū)動式和蓄壓式兩種,如美國底特律柴油機(jī)的DDEC型電控泵噴嘴,英國LucasCAV公司的EUI型電控泵噴嘴。
電控蓄壓十系統(tǒng)的特點是:將電控和液壓技術(shù)相結(jié)合,按時控制噴射過程和噴射壓力。如日本小松公司的KOMPICS電子液壓泵噴嘴系統(tǒng)。
5.電控共軌燃油系統(tǒng)
20世紀(jì)90年代研制出了一種全新的燃油噴射系統(tǒng)----電控共軌燃油系統(tǒng),該系統(tǒng)雖然正式問世不久,但已顯示出它的巨大的優(yōu)越性。如日本的電裝公司的共軌系統(tǒng)ECD-2及德國Bosch公司的柴油機(jī)共軌電控蓄壓式噴射系統(tǒng)。
三、現(xiàn)代共軌柴油噴射系統(tǒng)淺析
現(xiàn)代先進(jìn)的汽車柴油機(jī)一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù),在重量、噪音、煙度等方面已取得重大突破,達(dá)到了汽油機(jī)的水平,而且相比汽油機(jī)更環(huán)保。目前國外輕型汽車用柴油機(jī)日益普遍,奔馳、大眾、寶馬、雷諾、沃爾沃等歐洲名牌車都有采用柴油發(fā)動機(jī)的車型。
在電控噴射方面柴油機(jī)與汽油機(jī)的主要差別是,汽油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比,柴油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)則是通過控制噴油時間來調(diào)節(jié)輸出的大小,而柴油機(jī)噴油控制是由發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置(油門拉桿位置)來決定的。因此,基本工作原理是計算機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器和油門位置傳感器的輸入信號,首先計算出基本噴油量,然后根據(jù)水溫、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力等傳感器的信號進(jìn)行修正,再與來自控制套位置傳感器的信號進(jìn)行反饋修正,確定最佳噴油量的。
電控柴油噴射系統(tǒng)由傳感器、ECU(計算機(jī))和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。其任務(wù)是對噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制,實現(xiàn)對噴油量以及噴油定時隨運行工況的實時控制。采用轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等傳感器,將實時檢測的參數(shù)同步輸入計算機(jī),與巳儲存的參數(shù)值進(jìn)行比較,經(jīng)過處理計算按照最佳值對噴油泵、廢氣再循環(huán)閥、預(yù)熱塞等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制,驅(qū)動噴油系統(tǒng),使柴油機(jī)運作狀態(tài)達(dá)到最佳。這類電控系統(tǒng)可分為:蓄壓式電控燃油噴射系統(tǒng)、液力增壓式電控燃油噴射系統(tǒng)和高壓共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)。以下就介紹一下高壓共軌電控柴油噴射系統(tǒng):
(一)共軌技術(shù)
在汽車柴油機(jī)中,高速運轉(zhuǎn)使柴油噴射過程的時間只有千分之幾秒,實驗證明,在噴射過程中高壓油管各處的壓力是隨時間和位置的不同而變化的。由于柴油的可壓縮性和高壓油管中柴油的壓力波動,使實際的噴油狀態(tài)與噴油泵所規(guī)定的柱塞供油規(guī)律有較大的差異。油管內(nèi)的壓力波動有時還會在主噴射之后,使高壓油管內(nèi)的壓力再次上升,達(dá)到令噴油器的針閥開啟的壓力,將已經(jīng)關(guān)閉的針閥又重新打開產(chǎn)生二次噴油現(xiàn)象,由于二次噴油不可能完全燃燒,于是增加了煙度和碳?xì)浠衔?HC)的排放量,油耗增加。此外,每次噴射循環(huán)后高壓油管內(nèi)的殘壓都會發(fā)生變化,隨之引起不穩(wěn)定的噴射,尤其在低轉(zhuǎn)速區(qū)域容易產(chǎn)生上述現(xiàn)象,嚴(yán)重時不僅噴油不均勻,而且會發(fā)生間歇性不噴射現(xiàn)象。為了解決柴油機(jī)這個燃油壓力變化的缺陷,現(xiàn)代柴油機(jī)采用了一種稱為"共軌"的技術(shù)。
1、原理。
共軌電噴技術(shù)是指在高壓油泵、壓力傳感器和電子控制裝置(ECU)組成的閉環(huán)系統(tǒng)中,將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式。它是由高壓油泵將高壓燃油輸送到公共供油管,通過公共供油管內(nèi)的油壓實現(xiàn)精確控制,使高壓油管壓力大小與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān),可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的程度,因此,也就減少了傳統(tǒng)柴油機(jī)的缺陷。ECU控制噴油器的噴油量,其大小取決于燃油軌道(公共供油管)壓力和電磁閥開啟時間的長短。該技術(shù)不再采用傳統(tǒng)的柱塞泵脈動供油的原理,而是通過供軌直接或間接的形成恒定的高壓燃油,分送到每個噴油器,并借助于集成在每個噴油器上的高速電磁開關(guān)閥的啟閉,定時定量的控制噴油器噴射至柴油機(jī)燃燒室的油量,從而保證柴油機(jī)達(dá)到最佳的燃燒比和良好的霧化,以及最佳的發(fā)火時間、足夠的能量和最少的污染排放。柴油機(jī)供軌式電控燃油系統(tǒng)的原理如附圖所示。
2、分類
按照噴油高壓形成的不同,共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)有兩種基本型式,即高壓共軌式和中壓共軌式。
(1)高壓共軌系統(tǒng)。高壓輸油泵(壓力在120MPa以上)直接產(chǎn)生高壓燃油后,輸送至共軌中消除壓力的脈動,再分送到各噴油器;當(dāng)電子控制裝置按需要發(fā)出指令信號后,高速電磁閥(響應(yīng)在200s左右)迅速打開或關(guān)閉,進(jìn)而控制噴油器工作,即按設(shè)定的要求噴出或停噴高壓燃油。
(2)中壓共軌系統(tǒng)。中壓輸油泵(壓力為10-13MPa)將中壓燃油輸送到共軌中消除壓力的脈動,再分送至帶有增壓柱塞的噴油器中;當(dāng)高速電磁閥開關(guān)閥接收到電子控制裝置發(fā)送的指令信號后,就迅速開啟或關(guān)閉,從而控制燃油器工作,迅即通過高壓柱塞的增壓作用,將從共軌中來的中壓燃油加壓至高壓(120-150MPa)后噴出或停噴。
高壓共軌系統(tǒng)與中壓共軌系統(tǒng)的主要判別在于,高壓燃油的獲得方式不同;前者由高壓燃油泵直接提供,而后者則借助于增壓柱塞增壓后獲得。
3、特點
柴油機(jī)共軌式電控燃油噴射技術(shù)集計算機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代傳感檢測技術(shù)以及先進(jìn)的噴油器結(jié)構(gòu)于一身。它不僅能達(dá)到較高的噴射壓力、實現(xiàn)噴射壓力和噴油量的控制,而且還能實現(xiàn)預(yù)噴射和后噴,從而優(yōu)化噴油特性、減低柴油機(jī)噪聲和大大減少廢氣的排放量,其特點為:
(1)采用先進(jìn)的電子控制裝置及配有高速電磁開關(guān)閥,使得噴油過程的控制十分方便,并且可控參數(shù)多,利于柴油機(jī)燃燒過程的全程優(yōu)化。
(2)采用共軌方式供油,噴油系統(tǒng)壓力波動小,各噴油器間相互影響小,噴射壓力控制精度較高,噴油量控制較準(zhǔn)確。
(3)高速電測開關(guān)閥頻率高,控制靈活,使得噴油系統(tǒng)的噴射壓力可調(diào)范圍大,并且能方便的實現(xiàn)預(yù)噴射、后噴等功能,為優(yōu)化柴油機(jī)噴油規(guī)律、改善其性能和降低廢氣排放提供了有效手段。
(4)系結(jié)構(gòu)移植方便,適應(yīng)范圍廣,不像其他的擊中電噴油系統(tǒng),對柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有專門要求;尤其是高壓共軌系統(tǒng),與目前的小、中型及重性柴油機(jī)均能很好匹配,因而市場前景看好。
(二)高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)及基本單元
高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)主要由電控單元、高壓油泵、蓄壓器(共軌管)、電控噴油器以及各種傳感器等組成。低壓燃油泵將燃油輸入高壓油泵,高壓油泵將燃油加壓送入高壓油軌(蓄壓器),高壓油軌中的壓力由電控單元根據(jù)油軌壓力傳感器測量的油軌壓力以及需要進(jìn)行調(diào)節(jié),高壓油軌內(nèi)的燃油經(jīng)過高壓油管,根據(jù)機(jī)器的運行狀態(tài),由電控單元從預(yù)設(shè)的 map 圖中確定合適的噴油定時、噴油持續(xù)期由電液控制的電子噴油器將燃油噴入氣缸。
1、高壓油泵
高壓油泵的供油量的設(shè)計準(zhǔn)則是必須保證在任何情況下的柴油機(jī)的噴油量與控制油量之和的需求以及起動和加速時的油量變化的需求。由于共軌系統(tǒng)中噴油壓力的產(chǎn)生于燃油噴射過程無關(guān),且噴油正時也不由高壓油泵的凸輪來保證,因此高壓油泵的壓油凸輪可以按照峰值扭矩最低、接觸應(yīng)力最小和最耐磨的設(shè)計原則來設(shè)計凸輪。
2、高壓油軌(共軌管)
共軌管將供油泵提供的高壓燃油分配到各噴油器中,起蓄壓器的作用, ECD-U2 系統(tǒng)的共軌管如圖 4 所示。它的容積應(yīng)削減高壓油泵的供油壓力波動和每個噴油器由噴油過程引起的壓力震蕩,使高壓油軌中的壓力波動控制在 5Mpa 之下。但其容積又不能太大,以保證共軌有足夠的壓力響應(yīng)速度以快速跟蹤柴油機(jī)工況的變化。 ECD-U2 系統(tǒng)的高壓泵的最大循環(huán)供油量為 600毫升,共軌管容積為 94000毫升。
高壓共軌管上還安裝了壓力傳感器、液流緩沖器(限流器)和壓力限制器。壓力傳感器向 ECU 提供高壓油軌的壓力信號;液流緩沖器(限流器)保證在噴油器出現(xiàn)燃油漏泄故障時切斷向噴油器的供油,并可減小共軌和高壓油管中的壓力波動;壓力限制器保證高壓油軌在出現(xiàn)壓力異常時,迅速將高壓油軌中的壓力進(jìn)行放泄。
3、電控噴油器
電控噴油器是共軌式燃油系統(tǒng)中最關(guān)鍵和最復(fù)雜的部件,它的作用根據(jù) ECU 發(fā)出的控制信號,通過控制電磁閥的開啟和關(guān)閉,將高壓油軌中的燃油以最佳的噴油定時、噴油量和噴油率噴入柴油機(jī)的燃燒室。
BOSCH 和 ECD-U2 的電控噴油器的結(jié)構(gòu)基本相似,都是由于傳統(tǒng)噴油器相似的噴油嘴、控制活塞、控制量孔、控制電磁閥組成,圖 5 為 BOSCH 的電控噴油器結(jié)構(gòu)圖。在電磁閥不通電時,電磁閥關(guān)閉控制活塞頂部的量孔 A ,高壓油軌的燃油壓力通過量孔 Z 作用在控制活塞上,將噴嘴關(guān)閉;當(dāng)電磁閥通電時,量孔 A 被打開,控制室的壓力迅速降低,控制活塞升起,噴油器開始噴油;當(dāng)電磁閥關(guān)閉時,控制室的壓力上升,控制活塞下行關(guān)閉噴油器完成噴油過程。
為了實現(xiàn)預(yù)定的噴油形狀,需對噴油器進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計?？刂剖业娜莘e的大小決定了針閥開啟時的靈敏度,控制室的容積太大,針閥在噴油結(jié)束時不能實現(xiàn)快速的斷油,使后期的燃油霧化不良;控制室容積太小,不能給針閥提供足夠的有效行程,使噴射過程的流動阻力加大,因此對控制室的容積也應(yīng)根據(jù)機(jī)型的最大噴油量合理選擇。
控制量孔 A 、 Z 的大小對噴油嘴的開啟和關(guān)閉速度及噴油過程起著決定性的影響。雙量孔閥體的三個關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)是進(jìn)油量孔、回油量孔和控制室,它們的結(jié)構(gòu)尺寸對噴油器的噴油性能影響巨大?；赜土靠着c進(jìn)油量孔的流量率之差及控制室的容積決定了噴油嘴針閥的開啟速度,而噴油嘴針閥的關(guān)閉速度由進(jìn)油量孔的流量率和控制室的容積決定。進(jìn)油量孔的設(shè)計應(yīng)使噴油嘴針閥有足夠的關(guān)閉速度,以減少噴油嘴噴射后期霧化不良的部分。
此外噴油嘴的最小噴油壓力取決于回油量孔和進(jìn)油量孔的流量率及控制活塞的端面面積。這樣在確定了進(jìn)油量孔、回油量孔和控制室的結(jié)構(gòu)尺寸后,就確定了噴油嘴針閥完全開啟的穩(wěn)定、最短噴油過程,同時就確定了噴油嘴的穩(wěn)定最小噴油量?？刂剖胰莘e的減少可以使針閥的響應(yīng)速度更快,使燃油溫度對噴嘴噴油量的影響更小。
但控制室的容積不可能無限制減少,它應(yīng)能保證噴油嘴針閥的升程以使針閥完全開啟。兩個控制量孔決定了控制室中的動態(tài)壓力,從而決定了針閥的運動規(guī)律,通過仔細(xì)調(diào)節(jié)這兩個量孔的流量系數(shù),可以產(chǎn)生理想的噴油規(guī)律。
由于高壓共軌噴射系統(tǒng)的噴射壓力非常高,因此其噴油嘴的噴孔截面積很小,如 BOSCH 公司的噴油嘴的噴孔直徑為 0.169mm × 6 ,在如此小的噴孔直徑和如此高的噴射壓力下,燃油流動處于極端不穩(wěn)定狀態(tài),油束的噴霧錐角變大,燃油霧化更好,但貫穿距離變小,因此應(yīng)改變原柴油機(jī)進(jìn)氣的渦流強(qiáng)度、燃燒室結(jié)構(gòu)形狀以確保最佳的燃燒過程。
對于噴油器電磁閥,由于共軌系統(tǒng)要求它有足夠的開啟速度,考慮到預(yù)噴射是改善柴油機(jī)性能的重要噴射方式,控制電磁閥的響應(yīng)時間更應(yīng)縮短。
4、高壓油管
高壓油管是連接共軌管和電控噴油器的通道,它應(yīng)有足夠的燃油流量減小燃油流動時的壓降,并使高壓管路系統(tǒng)中的壓力波動較小,能承受高壓燃油的沖擊作用,且起動時共軌中的壓力能很快建立。各缸高壓油管的長度應(yīng)盡量相等,使柴油機(jī)每一個噴油器有相同的噴油壓力,從而減少發(fā)動機(jī)各缸之間噴油量的偏差。各高壓油管應(yīng)盡可能短,使從共軌到噴油嘴的壓力損失最小。
四.共軌柴油機(jī)的未來前景和展望
在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的歐洲國家,柴油轎車已經(jīng)被廣泛接受和認(rèn)可。2004年國內(nèi)工消失了柴油轎車12654輛。20世紀(jì)90年代初,轎車總大約有20%為柴油車。1998年至2004年,柴油轎車在歐洲的銷售所占分額已每年4個百分點的速度增長,從24.8%躍升至40.3%,2004年柴油轎車在新車銷售中的比例已超過45%。法國,西班牙,奧地利,比利時及盧森堡,柴油轎車的銷售量超過汽油車了。美國也達(dá)到30.1萬輛,日本近1%轎車是柴油轎車,而且這趨勢有在迅速上升趨勢。
發(fā)動機(jī)歷來是汽車企業(yè)欲雄起于諸子紛爭中的必奪之物,而發(fā)動機(jī)的科技含量很大程度上決定了一款車型的品質(zhì)和性能,一家企業(yè)在發(fā)動機(jī)領(lǐng)域的自主研發(fā)能力,同樣很大程度上也決定了其在國際汽車產(chǎn)業(yè)鏈中的話語權(quán)和影響力。隨著油價上漲等因素的制約和影響,汽車向經(jīng)濟(jì)性邁進(jìn)步伐不斷加大,共軌技術(shù)的優(yōu)勢已經(jīng)使現(xiàn)代柴油技術(shù)在近幾年取得了巨大成功 ,我相信這些優(yōu)勢很快能在中國或國際上體現(xiàn)因為這是當(dāng)代經(jīng)濟(jì)市場走勢,并向更為理想的方向——柴油動力進(jìn)軍。柴油汽車的發(fā)展將無可限量。
致謝語
值止畢業(yè)論文完成之際,感謝我的知道 老師老師對本人畢業(yè)論文耐心而又詳盡的指導(dǎo).雖然教務(wù)繁忙,卻時刻惦記著學(xué)生的論文寫作進(jìn)度.朱老師以其淵博的知識,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度以及悔人不倦的指導(dǎo),使我的論文不斷完善和提高.在此,向朱老師表示最衷心的感謝.
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北京理工大學(xué)國家大學(xué)科技園位于中關(guān)村科技園區(qū)中心地帶，地處三環(huán)路西北角，緊鄰中關(guān)村科技園區(qū)中軸線，交通便利，信息暢通?？萍紙@以場地、設(shè)施、物業(yè)服務(wù)為基礎(chǔ)，在1992年起步建設(shè)的學(xué)校周邊產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的硬件設(shè)施基礎(chǔ)上，針對大學(xué)科技園的功能定位，重點開展了通過資源整合提供增值服務(wù)。通過體制與機(jī)制的創(chuàng)新搭建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺。形成了比較完善的創(chuàng)業(yè)服務(wù)體系和創(chuàng)新支撐體系，促進(jìn)了校內(nèi)創(chuàng)新資源與科技園基礎(chǔ)設(shè)施、風(fēng)險投資等要素以及社會入園創(chuàng)業(yè)企業(yè)的結(jié)合，在企業(yè)與技術(shù)的孵化以及向社會輸出成熟的高技術(shù)企業(yè)進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用，探索出了一條通過大學(xué)科技園建設(shè)實現(xiàn)創(chuàng)新要素合理流動的新路。
建基礎(chǔ)，多支撐
目前，北京理工大學(xué)科技園已經(jīng)建有一個核心園區(qū)和5個校外輻射基地。核心園區(qū)圍繞學(xué)校周邊建設(shè)。占地約140畝，已經(jīng)建成近10萬平方米建筑物。5個校外輻射基地分別是密云工業(yè)園、房山石樓醫(yī)藥化工孵化基地、昆明分園、寧波分園和赤峰分園。
針對科技園的功能定位，圍繞著科技園的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力建設(shè)，重點建設(shè)了基礎(chǔ)、融資、孵化、服務(wù)、產(chǎn)業(yè)五個支撐平臺。五大平臺以孵化平臺為中心，互相銜接，互相促進(jìn)，構(gòu)成了園區(qū)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)支撐體系，實現(xiàn)了從基礎(chǔ)設(shè)施保障風(fēng)險投資創(chuàng)業(yè)服務(wù)企業(yè)孵化產(chǎn)業(yè)化的流程。
基礎(chǔ)平臺由科技園組織學(xué)校企業(yè)、社會企業(yè)共同參與，合作建設(shè)。近年來，先后吸引了三億多元資金，建設(shè)了三座大廈。園區(qū)成立了物業(yè)管理中心，對現(xiàn)有物業(yè)設(shè)施進(jìn)行管理，保障物業(yè)正常、高效運轉(zhuǎn)，為入園企業(yè)提供良好的物業(yè)環(huán)境和高質(zhì)量服務(wù)。
園區(qū)內(nèi)由留學(xué)人員創(chuàng)業(yè)園、綜合孵化器、專業(yè)孵化器、技術(shù)轉(zhuǎn)移中心、創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心、重大項目服務(wù)中心、生產(chǎn)基地管理中心等機(jī)構(gòu)形成的孵化平臺，在不同階段從不同的角度對項目和企業(yè)開展孵化及創(chuàng)業(yè)服務(wù)。
科技園開辟了多元化的投融資渠道。搭建了具有自身特色的投融資平臺。主要包括：引入社會資金、建立自有融資體系、引入社會風(fēng)險投資、與金融機(jī)構(gòu)合作、協(xié)助企業(yè)申報國家和地方政府的項目資助等。
為吸引更多的海外留學(xué)人員回國創(chuàng)業(yè)，加快中關(guān)村科技園區(qū)建設(shè)，北京理工大學(xué)和中關(guān)村科技園區(qū)管委會共建了“北京理工留學(xué)人員創(chuàng)業(yè)園”。創(chuàng)業(yè)園以服務(wù)為宗旨，追求高效務(wù)實的工作作風(fēng)，致力于為留學(xué)人員搭建創(chuàng)業(yè)平臺，落實政府專項政策，創(chuàng)造和諧創(chuàng)業(yè)環(huán)境；對于留學(xué)人員入園企業(yè)，創(chuàng)業(yè)園為他們提供了各種創(chuàng)業(yè)服務(wù)以及實驗室設(shè)備條件、圖書閱覽、體育休閑等方面的便利，支持和促進(jìn)留學(xué)人員企業(yè)健康快速發(fā)展。目前已吸引100多家留學(xué)人員企業(yè)入駐。
北京理工大學(xué)與北京市科委共同建立的北京理工創(chuàng)新高科技孵化器公司，是北京市正式批準(zhǔn)的孵化基地，是科技園開展項目孵化、企業(yè)孵化的主要機(jī)構(gòu)。現(xiàn)有70多家企業(yè)進(jìn)駐孵化器公司。他們在光機(jī)電一體化、軟件開發(fā)與應(yīng)用、自動控制系統(tǒng)、信息安全技術(shù)、環(huán)保與現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，已經(jīng)開展了一系列孵化活動。
車輛北京市技術(shù)轉(zhuǎn)移中心是在北京市教育委員會、北京市工業(yè)促進(jìn)局的指導(dǎo)和支持下成立的，是依托北京理工大學(xué)，與北京工業(yè)大學(xué)、北汽福田汽車股份有限公司、北京汽車制造廠共同合作建立的，旨在將北京理工大學(xué)等北京地區(qū)高校在車輛工程領(lǐng)域內(nèi)多年研究積累的高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)移到北京市的有關(guān)企業(yè)。提升北京市企業(yè)和大學(xué)在車輛工程領(lǐng)域的綜合實力。
北京理工大學(xué)科技園依托北京理工大學(xué)實驗設(shè)備條件優(yōu)勢，已經(jīng)與學(xué)校有關(guān)學(xué)院共同建設(shè)了車輛、民產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)安全、生物醫(yī)藥等孵化平臺，以及學(xué)生創(chuàng)新基地?？萍紙@還在密云、房山、寧波、昆明、赤峰等地建設(shè)了為企業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的環(huán)境。
科技園優(yōu)越的地理環(huán)境，使得各類創(chuàng)業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)薈萃于此，繼而提升了園區(qū)創(chuàng)業(yè)服務(wù)綜合能力。地處園區(qū)內(nèi)的海淀人才交流中心、中海源產(chǎn)權(quán)經(jīng)紀(jì)公司等中介機(jī)構(gòu)，以及各類咨詢公司、策劃公司、產(chǎn)品設(shè)計公司、會計師事務(wù)所、律師事務(wù)所、證券公司、資產(chǎn)評估所、測試中心、人才培訓(xùn)中心、信息網(wǎng)絡(luò)中心等服務(wù)機(jī)構(gòu)，可為園區(qū)企業(yè)提供多方位的綜合創(chuàng)新服務(wù)。
重服務(wù)，推特色
北京理工大學(xué)科技園針對其功能定位，圍繞著科技園的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力建設(shè)，進(jìn)一步建設(shè)北理工創(chuàng)業(yè)公共服務(wù)平臺，在繼續(xù)加強(qiáng)已有平臺建設(shè)的同時，建設(shè)幾個新的具有專業(yè)特色的服務(wù)平臺。北理工創(chuàng)業(yè)公共服務(wù)平臺主要包括基礎(chǔ)服務(wù)、信息服務(wù)、創(chuàng)業(yè)咨詢服務(wù)、人才服務(wù)、企業(yè)診斷服務(wù)、技術(shù)平臺服務(wù)、教育培訓(xùn)服務(wù)等以下服務(wù)平臺內(nèi)容。
基礎(chǔ)服務(wù)平臺
北京理工大學(xué)科技園對進(jìn)駐的企業(yè)提供基本辦公環(huán)境，協(xié)助辦理工商注冊、稅務(wù)登記、法律咨詢、高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定、項目推介等服務(wù)，還按照北京市政府提供的有關(guān)優(yōu)惠政策，協(xié)助入駐留學(xué)人員辦理身份認(rèn)定、政府支持資金落實等方面的具體事務(wù)。
北京理工大學(xué)科技園根據(jù)入駐企業(yè)創(chuàng)業(yè)中遇到的問題和實際需求，定期和不定期地舉辦論壇、項目交流推介會、聯(lián)誼等各種活動，為入駐企業(yè)提供更為全面和有效的服務(wù)，為企業(yè)人員交流和了解國際科技發(fā)展趨勢、國內(nèi)經(jīng)濟(jì)情況、國家各項政策等提供機(jī)會。
北京理工大學(xué)科技園還為企業(yè)提供國家有關(guān)創(chuàng)辦企業(yè)的支持政策方面的信息，協(xié)助企業(yè)申請各類科技計劃項目和各類基金項目等。
通過不定期邀請北京理工大學(xué)和中關(guān)村地區(qū)創(chuàng)業(yè)園領(lǐng)域內(nèi)的知名院士、專家、成功企業(yè)家作為創(chuàng)業(yè)園顧問和創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師，為企業(yè)提供管理、研發(fā)、市場、人才等方面的指導(dǎo)和咨詢服務(wù)，并與園區(qū)內(nèi)的企業(yè)進(jìn)行交流和合作，為園區(qū)內(nèi)企業(yè)提供技術(shù)支持服務(wù)。通過這些中介機(jī)構(gòu)的服務(wù)。使入駐企業(yè)提高辦事效率，健康發(fā)展，增加孵化成功率。
北京理工大學(xué)科技園為入駐企業(yè)聯(lián)系北京理工大學(xué)的校內(nèi)開放資源，可以提供實驗條件、資料查詢、圖書閱覽、技術(shù)交流、會務(wù)、培訓(xùn)、就餐、運動休閑等方面的便利；同時，科技園還充分利用并發(fā)揮了北京理工大學(xué)專家、實驗室、設(shè)備條件、科研等方面的優(yōu)勢，以支持企業(yè)的項目研發(fā)，促進(jìn)企業(yè)健康發(fā)展。同時也解決了企業(yè)在實驗設(shè)備、經(jīng)費、人力、經(jīng)驗等方面的難題，改善了企業(yè)的研發(fā)環(huán)境。
通過多媒體培訓(xùn)以及專業(yè)培訓(xùn)等方式，為園區(qū)內(nèi)企業(yè)提供多層次的教育培訓(xùn)，組織企業(yè)參加各種展覽會、投融資推介會，聯(lián)合多家金融、法律機(jī)構(gòu)開展各種投融資講座。
人力資源服務(wù)平臺
北京理工大學(xué)科技園建立了人力資源服務(wù)平臺。科技園與前程無憂和中華英才網(wǎng)建立了良好的合作關(guān)系，企業(yè)通過科技園在網(wǎng)站上刊登對人才招聘的需求信息，科技園安排專門的工作人員聯(lián)系人才中介機(jī)構(gòu)企業(yè)招聘信息，并每日刷新企業(yè)招聘信息、將收到的簡歷即時發(fā)送給企業(yè)?？萍紙@每天為企業(yè)接收轉(zhuǎn)發(fā)簡歷1000多份。
北京理工大學(xué)科技園與園內(nèi)企業(yè)北京時代金鷹科技發(fā)展有限公司合作，為企業(yè)提供人才甄選服務(wù)系統(tǒng)，幫助企業(yè)找到高素質(zhì)的人才，以加快企業(yè)的成長和發(fā)展。時代金鷹公司
開發(fā)了一系列人才甄選系統(tǒng)，他們借鑒國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和行業(yè)內(nèi)的成熟做法，綜合運用心理學(xué)、組織行為學(xué)、計量學(xué)、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)，通過心理測驗、結(jié)構(gòu)化面試、情境模擬等技術(shù)手段對人員進(jìn)行客觀地測量，從而對其素質(zhì)狀況、發(fā)展?jié)摿?、個性特點等心理特征做出科學(xué)地評價，進(jìn)而從大量的求職者中間甄選出適合相關(guān)崗位的人才，尤其是管理崗位和銷售崗位人才。這一平臺把現(xiàn)代企業(yè)人才甄選和人力資源管理的方法相結(jié)合。采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，動態(tài)優(yōu)化素質(zhì)模型，創(chuàng)建適合不同行業(yè)、不同企業(yè)規(guī)模、不同崗位的通用崗位勝任素質(zhì)模型，在一定程度上加快了企業(yè)招聘人才的速度，降低人員招聘與培訓(xùn)的成本，為園區(qū)內(nèi)的企業(yè)改善其人力資源管理提供了很好的支持。
信息咨詢服務(wù)平臺
北京理工大學(xué)科技園正在建立經(jīng)濟(jì)、政策、科技、市場咨詢服務(wù)等信息服務(wù)平臺。通過平臺可以為入駐園區(qū)的企業(yè)提供有關(guān)國家經(jīng)濟(jì)政策、科技發(fā)展及潛在市場需求等方面的信息咨詢服務(wù)。根據(jù)企業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的不同，每日為企業(yè)發(fā)送不同內(nèi)容的《中小企業(yè)快訊簡報》，從而為企業(yè)的創(chuàng)辦提供有效的市場信息，幫助企業(yè)做好市場定位。
科技型中小企業(yè)通常擁有技術(shù)優(yōu)勢，卻往往缺乏把握市場、將技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)換為市場優(yōu)勢的能力。而這種市場能力的缺失，正是許多科技型中小企業(yè)走向末路的真正原因。針對這種現(xiàn)象與危機(jī)，為了幫助企業(yè)解決市場方面的部分難題，北京理工大學(xué)科技園將提供信息服務(wù)與咨詢。
北京理工大學(xué)科技園將針對園區(qū)內(nèi)現(xiàn)有企業(yè)所在行業(yè)，將行業(yè)進(jìn)行分類，收集各行業(yè)、子行業(yè)的信息，然后與各行業(yè)內(nèi)的權(quán)威的信息、市場調(diào)研機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系，通過這些機(jī)構(gòu)的可靠的市場數(shù)據(jù)和信息，再經(jīng)過平臺工作人員的整理、加工和統(tǒng)計分析，為企業(yè)提供準(zhǔn)確的行業(yè)信息。行業(yè)分析報告將覆蓋園區(qū)內(nèi)所有企業(yè)所在的行業(yè)。如汽車電子行業(yè)、生物醫(yī)藥行業(yè)、精細(xì)化工行業(yè)以及信息技術(shù)行業(yè)，同時還要兼顧分析報告的時效性以及全面性。
在時效性方面，科技園與園區(qū)內(nèi)的企業(yè)合作，了解企業(yè)的具體需求，在此基礎(chǔ)上，購買企業(yè)所需的行業(yè)分析報告。通過為園區(qū)企業(yè)提供其所處行業(yè)的市場規(guī)模、市場潛力、投資回報、競爭狀況、客戶購買習(xí)慣等方面的信息，可以使企業(yè)了解本行業(yè)、公司技術(shù)等方面的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展前景，為企業(yè)做出正確決策，確定明確的發(fā)展目標(biāo)，提供專業(yè)的理論依據(jù)，從而避免企業(yè)盲目投資，在不了解市場的。情況下就把新產(chǎn)品投向市場。北京理工大學(xué)科技園所提供的行業(yè)分析報告，具有量大面寬的優(yōu)點。期望通過提供專業(yè)化的市場咨詢服務(wù)，提高園區(qū)科技型中小企業(yè)的市場競爭力、提高園區(qū)企業(yè)的創(chuàng)業(yè)成功率。
企業(yè)診斷服務(wù)平臺
北京理工大學(xué)科技園在對自身服務(wù)體系清楚認(rèn)識的基礎(chǔ)上，借鑒國內(nèi)科技園區(qū)的建設(shè)經(jīng)驗，提出以建立“科技型中小企業(yè)評估系統(tǒng)”為突破點，從企業(yè)診斷入手，建立以人力資源服務(wù)體系、市場服務(wù)體系、技術(shù)服務(wù)體系、企業(yè)管理服務(wù)體系、投融資服務(wù)體系為核心的創(chuàng)業(yè)園創(chuàng)業(yè)公共服務(wù)平臺。
北京理工大學(xué)科技園組織有關(guān)專家建立了科技型中小企業(yè)評估系統(tǒng)。目前正在使用與修改過程中。通過科技型中小企業(yè)評估系統(tǒng)，可以為高科技中小企業(yè)及時診斷企業(yè)弊病，促使提高企業(yè)運營素質(zhì)，使企業(yè)能夠健康發(fā)展。同時，也可以為外部投資者投資、金融機(jī)構(gòu)資信評估提供依據(jù)；為北京理工大學(xué)科技園建立企業(yè)信息庫提供原始數(shù)據(jù)。為深入了解和分析企業(yè)提供基本依據(jù)，從而提高自身服務(wù)水平。增強(qiáng)創(chuàng)業(yè)服務(wù)能力。
創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)服務(wù)平臺
科技園將根據(jù)企業(yè)的需求加強(qiáng)培訓(xùn)方面的服務(wù)，建立創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)服務(wù)平臺。企業(yè)在成長和發(fā)展過程中會遇到各種各樣的困難和問題。舉辦有針對性的講座和培訓(xùn)活動對他們的發(fā)展將起到一定的促進(jìn)和指導(dǎo)作用。科技園采用視頻教授與現(xiàn)場互動的方式進(jìn)行培訓(xùn)活動。一方面收集、整理有關(guān)知名專家關(guān)于創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)方面的視頻教材，組織企業(yè)統(tǒng)一學(xué)習(xí)；另一方面與專業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，邀請專業(yè)的創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師進(jìn)行現(xiàn)場互動及答疑。針對初創(chuàng)的科技型中小企業(yè)在人力資源、財務(wù)管理、技術(shù)管理、市場開拓等方面遇到的困難和問題。通過培訓(xùn)過程中的學(xué)習(xí)、互動、交流，將會有效提高企業(yè)創(chuàng)業(yè)者和管理者的整體素質(zhì)。通過多媒體手段的培訓(xùn)。將吸引更多的企業(yè)來參與到培訓(xùn)的過程中，從而擴(kuò)大培訓(xùn)的受益面。
生物醫(yī)藥共享實驗室平臺
科技園依托北京理工大學(xué)的學(xué)科、人才、實驗室設(shè)備等優(yōu)勢，與學(xué)校的生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院共同建設(shè)了生物醫(yī)藥共享實驗室服務(wù)平臺。建立了一套通過實驗室管理公司對平臺進(jìn)行企業(yè)化和專業(yè)化運作的管理模式，進(jìn)而形成一套規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的實驗室服務(wù)平臺創(chuàng)新體系。
通過該平臺，企業(yè)與學(xué)校的教授、學(xué)者、學(xué)生進(jìn)行了實實在在的溝通與合作。因此借助該平臺，更多的企業(yè)受益于學(xué)校的科研力量。也更加了解北京理工大學(xué)以及生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，他們也更為關(guān)注學(xué)校的發(fā)展與建設(shè)；學(xué)校與企業(yè)接觸得更多，很好地宣傳了自己。同時也了解到企業(yè)對技術(shù)、人才的關(guān)注點，并且這些意見納入到教學(xué)與科研中。雙方的交流與合作明顯增多，解決了企業(yè)在實驗設(shè)備、經(jīng)費、人力、經(jīng)驗等方面的難題，改善了企業(yè)的研發(fā)環(huán)境。
汽車電子技術(shù)測試平臺
汽車電子技術(shù)測試平臺主要是通過借助學(xué)校現(xiàn)有的技術(shù)和設(shè)備，發(fā)揮北京理工大學(xué)在車輛及電子技術(shù)方面的技術(shù)和實驗室設(shè)備優(yōu)勢，聚集中關(guān)村地區(qū)已有的汽車電子領(lǐng)域的企業(yè)與試驗設(shè)備資源，逐漸建設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)化的區(qū)域的汽車電子技術(shù)測試平臺。提高這一測試平臺吸引汽車電子技術(shù)企業(yè)入駐理工留學(xué)人員創(chuàng)業(yè)園，形成創(chuàng)業(yè)園的專業(yè)特色。
繁綠葉，襯紅花
科技園以服務(wù)為宗旨，追求高效務(wù)實的工作作風(fēng)，致力于為入駐企業(yè)搭建創(chuàng)業(yè)平臺，落實政府專項政策，創(chuàng)造和諧創(chuàng)業(yè)環(huán)境；為企業(yè)提供了各種創(chuàng)業(yè)服務(wù)，支持和促進(jìn)企業(yè)健康快速發(fā)展。優(yōu)越的地理環(huán)境，使得各類創(chuàng)業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)薈萃于此，繼而提升了園區(qū)創(chuàng)業(yè)服務(wù)綜合能力。地處園區(qū)內(nèi)的海淀人才交流中心、中海源產(chǎn)權(quán)經(jīng)紀(jì)公司等中介機(jī)構(gòu)，以及各類咨詢公司、策劃公司、產(chǎn)品設(shè)計公司、會計師事務(wù)所、律師事務(wù)所、證券公司、資產(chǎn)評估所、測試中心、人才培訓(xùn)中心、信息網(wǎng)絡(luò)中心等服務(wù)機(jī)構(gòu)，為園區(qū)企業(yè)提供多方位的綜合創(chuàng)新服務(wù)。
良好的創(chuàng)業(yè)環(huán)境吸引了大批優(yōu)秀的高新技術(shù)企業(yè)入駐。國內(nèi)良好的創(chuàng)業(yè)環(huán)境也吸引了越來越多的海外學(xué)子回國創(chuàng)業(yè)。面對眾多的創(chuàng)業(yè)人員，理工創(chuàng)業(yè)園一方面認(rèn)真幫助他們解讀政府專項政策，解決他們遇到的各種創(chuàng)業(yè)難題；另一方面，科技園認(rèn)真篩選?；垩圩R英才，優(yōu)先吸引市場潛力大的企業(yè)入駐，并為這些“好苗”提供更為良好的創(chuàng)業(yè)環(huán)境，重點關(guān)注他們的發(fā)展。企業(yè)在發(fā)揮各種自有優(yōu)勢的同時，理工科技園也利用各種機(jī)會加大對他們的宣傳力度。推動企業(yè)的壯大發(fā)展。
北京尤邁克流體工程技術(shù)有限公司是由旅居比利時的流體力學(xué)專家康順博士創(chuàng)立的外商獨資高科技企業(yè)。企業(yè)法人
代表康順博士在國內(nèi)流體工程技術(shù)領(lǐng)域是知名專家。曾入選中國科學(xué)院《百人計劃》，在國內(nèi)多所高校擔(dān)任兼職教授。公司擁有的核心技術(shù)――計算流體動力學(xué)方法及其軟件，屬于國際一流水平，其中公司研發(fā)、應(yīng)用和推廣的Fine系列CFD軟件是國際葉輪機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)，用于流場分析和部件設(shè)計最先進(jìn)可靠的軟件。利用理工科技園所擁有的服務(wù)平臺與條件平臺優(yōu)勢和便利條件，使得公司的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊一直都致力于研發(fā)和應(yīng)用國際上最先進(jìn)的計算流體動力學(xué)技術(shù)，促進(jìn)流體動力學(xué)技術(shù)在中國流體工程推廣應(yīng)用，并努力為中國流體工程領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。目前該公司已經(jīng)在航空、航天、兵器等部門完成了多個項目，獲得了好評，企業(yè)正在穩(wěn)步發(fā)展。
北京聯(lián)星科通微電子技術(shù)有限公司2004年10月成立。由從事衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、集成電路設(shè)計和應(yīng)用研究多年的高級專家組成，研發(fā)和制造擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的多系統(tǒng)衛(wèi)星定位導(dǎo)航終端芯片和嵌入式軟件。聯(lián)星科通制造的GPS/GLONASS雙系統(tǒng)衛(wèi)星定位導(dǎo)航接收器芯片和主機(jī)板為國內(nèi)首創(chuàng)，填補(bǔ)了該領(lǐng)域無國產(chǎn)芯片的空白，并突破了國外產(chǎn)品性能上的限制，現(xiàn)已形成批量生產(chǎn)能力和系列化產(chǎn)品線，應(yīng)用于我國測繪、航天、航空等專業(yè)領(lǐng)域，高動態(tài)性能是其突出特點。聯(lián)星科通自2004年以來，先后三次承擔(dān)了國家“863”計劃超大規(guī)模集成電路專項“多系統(tǒng)衛(wèi)星定位導(dǎo)航終端芯片”的課題，并通過了專家組的鑒定審查。同時也承擔(dān)了北京市工業(yè)發(fā)展資金技術(shù)開發(fā)項目等多項課題和任務(wù)。SR8824芯片作為國家重大科技成果，參加了2005年底在北京舉辦的“國家‘十五’重大科技成就展”。2007年5月成功舉辦了2007導(dǎo)航產(chǎn)品會，多家媒體競相報道。
游戲風(fēng)雷(北京)科技有限公司是由留學(xué)歸國人員葉展、葉丁兄弟共同創(chuàng)辦的高新技術(shù)企業(yè)，致力于開發(fā)“基于視頻識別的手機(jī)游戲動態(tài)監(jiān)測引擎”，是具有國際先進(jìn)水平的專用軟件開發(fā)項目，產(chǎn)品面向特定應(yīng)用領(lǐng)域的軟件生成環(huán)境與工具套件，是國家科技部2007年重點支持的軟件產(chǎn)品中的支撐軟件類。葉展先生是美國留學(xué)歸國的留學(xué)人員，從1995年開始進(jìn)入中國游戲業(yè)從事開發(fā)和游戲媒體工作，曾發(fā)表過多篇論文，2003年與他人合作撰寫中文游戲創(chuàng)作《游戲設(shè)計與開發(fā)：理論與實踐》一書。2004年創(chuàng)建了中國唯一的游戲開發(fā)者雜志《游戲創(chuàng)造》。葉展、葉丁兄弟二人在眾多國際展會(Game Developers Conference、CHI、SIGGRAPH等)上多次發(fā)言并獲獎。葉氏兄弟的作品《條碼戰(zhàn)爭》(Barcode War)成為2007年全球“游戲開發(fā)者大會”十四款最終入圍作品之一，也是唯一一款來自中國的手機(jī)游戲。
“其實不但是民用產(chǎn)品，在軍用產(chǎn)品中，電子陶瓷的使用也很多。我們現(xiàn)在主要研究的介電材料和壓鐵電材料都屬于它的范疇。”侯育冬說。從博士時期起，他就一直沉醉于電子陶瓷的研究，對他來說，研究這種神奇的材料既是工作，也是樂趣。
打開壓電材料發(fā)電之門
“我本科和碩士階段學(xué)習(xí)的是化學(xué)專業(yè)，后來考進(jìn)西北工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程系攻讀博士?！碑?dāng)時國家非常重視電子陶瓷行業(yè)的發(fā)展，而侯育冬的導(dǎo)師田長生教授恰好就在上世紀(jì)90年代轉(zhuǎn)入這方面的研究。在他的引領(lǐng)下，侯育冬入了門?！拔液芨兄x我的博士導(dǎo)師，是他帶我發(fā)現(xiàn)了電子陶瓷的魅力，讓我愛上了這個研究領(lǐng)域。同時，我的老師還很重視研產(chǎn)結(jié)合，這對我的影響很大。”
2003年，侯育冬來到北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院工作，利用自身學(xué)術(shù)背景，著手組建先進(jìn)電子陶瓷材料與器件研究室。經(jīng)過十余年的發(fā)展，在國家和北京市政府的大力支持下，研究室建設(shè)取得了長足的進(jìn)步，已擁有國際一流的電子陶瓷制備與測試裝備。至今為止，侯育冬已經(jīng)主持了數(shù)十項國家和北京市各類科研項目，其中壓電陶瓷的研究是一大亮點。
當(dāng)今世界化石能源日益短缺，尋找和發(fā)展可持續(xù)性的新型能源，并進(jìn)行高效采集成為各國政府所面臨的緊迫任務(wù)之一。“機(jī)械振動能在環(huán)境中普遍存在，例如機(jī)器的噪聲、人在地板上的行走、汽車的行駛等日?，F(xiàn)象，其實都可以造成振動，而這種振動是可以作為清潔能源加以利用的”，侯育冬介紹說，以壓電陶瓷為核心的壓電能量收集器能夠捕獲環(huán)境中的振動能，經(jīng)處理后可實現(xiàn)供電的目標(biāo)。
可新技術(shù)的實現(xiàn)并不容易。壓電陶瓷一般為高阻電介質(zhì)，利用其轉(zhuǎn)換得到的電能具有高電壓、低電流的特性，功率較小，因而長時間以來利用其發(fā)電并未引起人們關(guān)注，但是隨著近年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展掀起新一輪工業(yè)技術(shù)革新，轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)了。侯育冬告訴記者：“與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的低功耗微電子器件設(shè)計技術(shù)的進(jìn)步在一定程度上解決了這一問題，使利用壓電能量收集技術(shù)供電成為可能?！?/p>
在我國，與光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電和熱電發(fā)電等新能源技術(shù)相比，壓電發(fā)電的關(guān)注度低，研究極為薄弱。為了提升我國在壓電發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)水準(zhǔn)，侯育冬帶領(lǐng)團(tuán)隊圍繞高換能系數(shù)壓電陶瓷開展一系列創(chuàng)新研究。他通過歸納總結(jié)壓電陶瓷材料性能調(diào)控方面的主要研究成果；比較能量收集用鉛基、無鉛壓電陶瓷材料的機(jī)電轉(zhuǎn)換性能；討論具有高機(jī)電轉(zhuǎn)換性能壓電陶瓷材料設(shè)計方法等工作，指出了能量收集用壓電陶瓷材料研究發(fā)展中的主要問題，并為進(jìn)一步開展研究提供了新思路！
“在材料設(shè)計方面，現(xiàn)有的用壓電陶瓷進(jìn)行能量收集的研究，主要通過大范圍的組分調(diào)控獲得機(jī)電轉(zhuǎn)Q性能優(yōu)異的材料體系，但由于缺乏普適的預(yù)測模型與理論支撐，性能提升起來非常有限，工作量還極大?！倍谥苽涔に嚪矫?，侯育冬認(rèn)為在未來的研究中，可采用化學(xué)法制備納米尺寸的前驅(qū)陶瓷粉體，結(jié)合熱壓燒結(jié)或是放電等離子燒結(jié)等特種燒結(jié)工藝，實現(xiàn)晶粒尺寸梯度化精確調(diào)控，在提升材料力學(xué)性能的同時，基于“尺寸效應(yīng)”遷移準(zhǔn)同型相界位置，從而獲得力電性能均衡的能量收集細(xì)晶陶瓷材料。同時，他還指出將不同介電與壓電活性的組元進(jìn)行拼接組合，設(shè)計復(fù)相結(jié)構(gòu)也是提升材料壓電收集特性的重要途徑。“目前，能量收集用壓電陶瓷的研究仍以鉛基PZT材料為主，其在軍事和航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用短時間內(nèi)無法替代，但性能尚需進(jìn)一步優(yōu)化。而民用領(lǐng)域，特別是家用和醫(yī)療領(lǐng)域，對于壓電材料無鉛化的要求日益迫切。可是和鉛基材料相比，無鉛材料的機(jī)電轉(zhuǎn)換性能較低，退極化嚴(yán)重，機(jī)械力學(xué)性能尚不明確，還需要進(jìn)一步研究?！?/p>
壓鐵電陶瓷的設(shè)計，微結(jié)構(gòu)控制與力電行為物理機(jī)制研究，是侯育冬的另一個貢獻(xiàn)點。他發(fā)現(xiàn)了金紅石與鈣鈦礦類先兆性鐵電體中極性納米簇的誘導(dǎo)生成機(jī)制、動力學(xué)響應(yīng)規(guī)律，并對寬頻介電弛豫譜進(jìn)行了解析研究；對多組元細(xì)晶壓電陶瓷體系晶粒進(jìn)行了多尺度生長調(diào)控，總結(jié)了晶界與相結(jié)構(gòu)演化及相關(guān)力學(xué)與電學(xué)行為變化規(guī)律；研究了復(fù)雜體系壓電陶瓷過渡系摻雜元素的價態(tài)分布與缺陷結(jié)構(gòu)演變，提出新穎的等價摻雜誘導(dǎo)第二相生成機(jī)制，并明確了液相燒結(jié)行為及電學(xué)參數(shù)定向調(diào)控的關(guān)聯(lián)性。此外，侯育冬利用其深厚的化學(xué)功底，發(fā)展了熔鹽拓?fù)浠瘜W(xué)、膠體水熱化學(xué)和水基溶膠凝膠化學(xué)等新方法成功構(gòu)建出十余種不同尺度與取向結(jié)構(gòu)的壓鐵電納米材料，有力推動了納米電子陶瓷器件的應(yīng)用化研究?！斑@就是學(xué)科交叉的優(yōu)勢，因為我有化學(xué)、電子學(xué)和材料物理等多個學(xué)科的科研背景?！焙钣f?？嘈你@研帶來的收獲是一百余篇高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文，這些發(fā)表在Acta Mater、J AmCeram Soc和Appl Phys Lett等頂尖學(xué)術(shù)期刊上的科研成果大大提升了我國在相關(guān)壓鐵電材料研究領(lǐng)域的國際影響力。研產(chǎn)結(jié)合者
在侯育冬的心中，理論研究很重要，實際應(yīng)用亦是關(guān)鍵，把這兩者有效地融合起來，是他一直在追求的目標(biāo)?！澳壳?，中國的科研還存在一個問題，就是學(xué)術(shù)研究與成果的實際應(yīng)用之間還是有割裂的，在科研成果應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化上，我們與國外有不小的距離?！焙钣J(rèn)為，做科研可以多嘗試與企業(yè)合作，“這會使你更重視實際問題，合作的過程還可能讓你的研究目的更明確”。
在這種思想的指引下，侯育冬帶領(lǐng)課題組深入開展了電子陶瓷材料性能調(diào)控與器件應(yīng)用的關(guān)聯(lián)性研究。目前，已成功試制出多種重要的電子陶瓷元器件，例如超高溫大容量多層陶瓷電容器、多層壓電陶瓷變壓器和高頻高穩(wěn)定壓電陶瓷濾波器等，并以第一發(fā)明人獲授權(quán)十余項國家發(fā)明專利。
侯育冬坦言，將成果應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)并不容易，“這個過程實際上需要花費非常大的精力，一方面需要做調(diào)研；另一方面還要派人到企業(yè)工作，開銷會增加不少，但是為了得到理想的結(jié)果，這么做還是值得的。”
“現(xiàn)在，我們重點關(guān)注新能源領(lǐng)域壓電能量收集器研究?！痹诒本┕I(yè)大學(xué)國際交流項目的支持下，侯育冬團(tuán)隊與歐洲丹麥的高校和企業(yè)聯(lián)合開展“中丹高性能壓電能量收集器技術(shù)創(chuàng)新平臺建設(shè)”。經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，侯育冬課題組已經(jīng)設(shè)計并組裝可用于評價懸臂梁和疊堆模式壓電能量收集器發(fā)電特性的動態(tài)測試樣機(jī)，該項成果可為制備高換能系數(shù)能量收集材料的器件化測試提供有力支撐，他也期望能夠?qū)⑵浔M快應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)中。
以己度人，侯育冬熱心于將科研路上的經(jīng)驗傳授給學(xué)生，希望他們也成長為熱愛科研專業(yè)，具有產(chǎn)業(yè)視野的復(fù)合型人才。對于學(xué)生的課題研究，侯育冬只抓大方向，給學(xué)生們一個較寬松的平臺，這么做是因為他想培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力，而不想讓其變成一個實驗“操作工”。但他的“寬松”是以“計劃”為前提的，他每個學(xué)期都會給學(xué)生制定學(xué)習(xí)與工作計劃，要求學(xué)生每個月完成一些任務(wù)，以督促他們進(jìn)步。同時，侯育冬還鼓勵學(xué)生去參加國際相關(guān)會議和企業(yè)實踐，從而讓他們開闊視野并提升實踐能力。
作為北京工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實訓(xùn)基地――“先進(jìn)電子陶瓷材料與器件”基地負(fù)責(zé)人，他將學(xué)生培養(yǎng)與基地建設(shè)融在一處。通過北京高等學(xué)校高水平人才交叉培養(yǎng)“實培計劃”項目――“耐高溫大容量多層陶瓷電容器瓷料的設(shè)計與合成”，侯育冬課題組與國內(nèi)最大的軍工陶瓷電容器生產(chǎn)商――北京元六鴻遠(yuǎn)電子技術(shù)有限公司合作組建“電子陶瓷材料”企業(yè)校外實訓(xùn)基地，他把學(xué)生真正推到科研與產(chǎn)業(yè)一線上去。
