一、主要产品综述
中投顾问在《2016-2020年中国汽车电子行业投资分析及前景预测报告》中表示,汽车电子化程度的高低,已成为衡量轿车综合性能和现代化水平的重要标志,许多工业发达国家都已形成了独立的汽车电子产品。国外汽车电子产品生产主要集中在几个大的汽车电子公司,如日本的电装公司、美国的德科公司、德国的博世公司和西门子公司。它们依靠自身拥有的核心技术,价格和服务优势,长期为世界上多家汽车大公司配套,占据了世界汽车电子技术装备的大部分市场。
(一)动力及传动电子控制
为有效减少汽车污染排放、降低油耗、提高车辆的动力,当今广泛应用电子燃油喷射系统(EFI)。汽油机的EFI从结构上已逐步淘汰单点喷射,而普遍采用多点喷射,并研制开发出缸内直喷;闭环控制全面取代开环控制;为适应控制系统功能集中和控制精度不断提高的要求,电子控制单元ECU不断改进完善,微处理器由8位向16位和32位发展,燃油泵也进一步优化设计以降低功耗和噪音、改善燃油输送。现今的EFI已不仅是单纯控制燃油供应量,而且可以对发动机的点火时刻、进气、怠速转速、废气再循环等进行合理的综合控制,使发动机处于最佳的工作状态,因此也被称为发动机管理系统。柴油机的电喷发展也很快,系统已经历了三代:位置控制式电控燃油喷射系统;时间控制式电控燃油喷射系统和共轨式燃油喷射系统。
传统的三类变速器随着电子技术的引入发生了重大变革。由电子控制气动操纵、电子控制液压操纵和电子控制电动操纵等三种操纵方式实现对变速器的自动换档、自动控制离合器及油门和选择最佳换档时间,从而改善车辆的操纵性、提高变速器的性能和整车的经济性能。
巡航系统可根据车辆行驶阻力的变化,自动调节油门开度使汽车按驾驶员要求的车速保持恒速行驶,从而提高行驶的稳定性、舒适性和燃料经济性、减轻了驾驶员的疲劳,自适应的巡航控制系统开始应用,可使车辆自动保持一定的距离,从而大大提高行车的安全性。
(二)车辆底盘的电子控制
防抱死制动系统(ABS)是一项日益标准件化的主动安全系统,它能避免车轮在制动时产生抱死现象,防止前轮抱死及行车跑偏、甩尾,提高车辆的操纵性和方向稳定性。已在ABS的基础上系统功能得到进一步延伸:ASR(制动防滑)、VDC(主动行驶驱动力调节系统)。尽管ABS/ASR能使车辆充分利用紧急制动和驱动时的路面附着系数,但该系统不能解决制动系统的所有缺陷:系统响应的滞后、制动过程存在驾驶员的犹豫及动作控制与愿望存在差异以及主车与挂车制动不相容等。国外在ABS与ASR的基础上开发了一种主要用于重型汽车上的电子控制制动系统(EBS),较好地解决了上述问题。通过检测踏板传感器信号及强弱可迅速起动制动,控制制动压力大小,通过内部CAN数据总线与挂车回路的联接使整个列车制动快速。
车辆底盘控制还包括转向、悬架的电子控制,包括电控动力转向、四轮驱动(4WD)、四轮转向(4WS)及电控悬架。发达国家1985年前后半主动悬架技术趋于成熟,福特公司和日产公司首先在轿车上应用,能根据汽车的行驶状况或根据超声波识别的路面情况,通过电磁阀液压系统,改变阻尼,在几十毫秒中消除路面不平引起的振动。BOSCH公司还采用磁力弹簧技术。进入20世纪90年代,丰田、奔驰、通用等大汽车公司,均在轿车产品中采用了半主动悬架技术。LOTUS、日产等公司还开发出了全主动悬架技术。
(三)车身系统的电子控制
安全气囊和安全带是被动安全中的最重要的两项措施。欧美国家正面碰撞安全气囊技术已经相当成熟,美国已进入法规强制性安装阶段。传感系统智能化趋势明显,传感系统的感测范围从撞击能量判断扩展到多因素智能判断,使乘员保护系统更安全、更经济。一些外国公司研究开发气囊式安全带,安全带的宽度由通常的5厘米增加到15厘米,与人体的接触面加大而减少伤害。侧撞气囊也在市场上兴起,安全气囊的保护范围从前排乘员前方、侧面保护扩展到前排乘员的膝部和后排乘员的前方与侧面,智能的传感系统在前排乘员座位上没有乘客或装有头部向前的婴儿座椅时,使气囊不张开。
另外,车身系统还包括座椅、空调、灯光等的自动控制。座椅可进行上下、前后、左右的调节,头枕和靠背的调节以及座椅调节的自动记忆功能;可根据个人的需要调节车内的温度、湿度及光线(在欣赏车外风景和处于睡眠状态时,采用不同车内灯光);根据车外的环境,决定空调的循环方式,若车外的条件差时,停止车外的空气进入车内;灯光方面,除了控制远光和近光外,还可根据白天、黄昏和黑夜,直线或转弯时自动调节汽车光束和亮度、长度和形状。
(四)汽车防盗系统
国外高档车中的防盗系统包括GPS定位系统;电子数字地图;通信系统;报警系统和控制中心。防盗系统具有多种功能:
1、无钥匙点火系统:可利用简单的按钮起动;
2、无钥匙进入系统:可用遥控器、磁卡等方式进入,也有采用指纹识别系统;
3、电子锁和门闩:可用用户自己设置的密码控制锁止和开锁;
4、盗贼进入传感器:监测车内物体的移动,利用倾斜传感器在轮胎被盗时发出警告;
5、防劫持系统:通过全球定位系统,寻呼被盗车辆,使车上喇叭和灯光发出报警信号,也可通过寻呼机使发动机逐步熄火等措施使被盗车辆得到控制;
6、紧急求救系统:在车辆发生交通故障时系统可自动或手动投入工作,可识别遇难的用户和提供遇难的各种信息;
7、车周照明,以保证安全和防盗。
(五)信息通信系统及显示系统
汽车不仅成为交通、娱乐的工具,也成为办公的场所,除了可召开电话会议外,还可收发Fax、E-mail,访问互联网等。
信息通信系统日益成为开发的重点。目前卫星导航系统已大规模应用,车载导航系统的GPS导航功能突出,可以帮助驾驶员在错综复杂的城市交通道路网中及时迅速地到达目的地,运用多层引导式菜单方便地按地区、城市、设施功能分类选定目标。以前的汽车导航系统都是用GPS(全球定位系统)在电子地图上找出汽车自身的位置,并在液晶画面上显示出来。但从1996年以后,开始出现了以市区为核心的VICS(道路交通通信系统)服务,它根据路上的光信标、电信标以及FM多重广播来掌握道路阻塞情况,并找到到达目的地的最佳路线。
西方发达国家已开始在高级轿车上装“电子导航系统”,而在此基础上,车内为电子导航所设的小屏幕完全可以兼顾作为上网所必需的显示屏用。通用公司在此领域处于暂时的领先地位。标致公司与西门子合作开发卫星导航系统,多数标致406和607款车上安装卫星导航,从而向卫星导航最终成为车内标准设备又向前迈进了一步。
汽车内部局域网络、ITS得到进一步应用和深入研究。国外在网络标准的制订以及符合网络通信标准的微处理器的生产和开发上已做了许多工作,网络标准方面代表性的标准有Bosch公司制订的控制器区域网络(CAN)协议和Intel推出的SAEJ1850网络标准。像Philips、Intel、Motorola等公司都推出了符合相关协议的微处理产品。
显示系统中,除了在显示屏上提供车速、发动机转速等主要信息外,其余由计算机进行检测,只将检测不合格的信息进行显示,也有的采用平视显示系统,将主要信息或不合格的信息显示在挡风玻璃上,使驾驶员可集中精力驾驶汽车,提高安全性。
(六)汽车音响
汽车音响体积较小,但在制造上的技术含量却比家庭用视听系统要高。汽车音响通常要考虑以下几个因素:外观;音质一定要是Hi-Fi效果,即高保真音响;极大的防冲击(防震)性能;兼容性(MD/CD);一机多碟(多达12张);声频巡航模式;声控系统;智能EQ模式;环绕声加超重低音效果等。
近年来,汽车音响水平提高很快,不仅表现在音质和音乐功能等方面上,还表现在增加了一些为驾驶员提供服务的方便功能上。飞利浦公司推出的高级汽车音响,采用了全球卫星定位导航系统,通过该系统,驾车人可以选择最佳的行车路线、了解路况信息、餐饮店分布等,用起来十分方便。此外,这种音响还有温度报警、速度报警、静音电话等很多功能,为驾车人考虑得十分周到。
二、全球汽车电子市场规模发展
中投顾问在《2016-2020年中国汽车电子行业投资分析及前景预测报告》中表示,汽车电子市场总体规模巨大,2013年,全球汽车电子市场规模为1674亿美元,2014年全球汽车电子市场规模达到1786.3亿美元,同比增长6.7%。