现代汽车电子技术概论(发展史第一讲)资料

12020/1/19《现代汽车电子技术概论》主讲教师：靳涛院系：电气信息学院课程性质：全校选修课22020/1/19第1节汽车电子技术的发展概况1.概述从第一辆汽车诞生到现在已有100多年的历史。现代汽车技术是现代高科技迅速发展的集中表现，它实际上是机械、电子、计算机、控制工程、材料工程、生物工程和信息技术等多学科技术交叉的产物。现代汽车是架在四个车轮上的计算机控制系统。32020/1/19第二章汽车发展史§2.1汽车的产生和演化§2.2世界汽车工业的形成和发展§2.3汽车史上的三次重大变革§2.4我国汽车工业及其发展前景§2.5世界汽车工业发展趋势42020/1/19§2.1汽车的产生和演化现代汽车的方面经历了幻想、探索、诞生、完善四个阶段。一、幻想期1.运输方式的飞跃（撬轮子发明牛马车出现）秦始皇－－铜马车，三国时的“木牛流马”等。如下图。2.车的设想二、探索期1.风帆车1600年，荷兰人西蒙.斯蒂芬，发明双桅杆风帆车。52020/1/192.蒸汽汽车1712年，英国人托马斯.纽科门发明蒸汽机。1769年法国人古诺发明第一辆蒸汽汽车。1774年英国发明家瓦特研制出具有真正意义的动力机械——蒸汽机。62020/1/19三、诞生和完善期1.汽车的诞生1801年法国化学家勒本提出以煤气为燃料的内燃机工作循环原理；1838年英国人巴尼特研制勒原始的两冲程煤气机；1860年，法国技师列诺尔制成第一辆实用的常压煤气发动机，并申请专利，开始批量生产，使内燃机商品化。1862年法国人罗彻斯发表四冲程发动机循环理论，并取得专利；72020/1/191885年：卡尔.奔驰（德国）单缸四冲程内燃机，三轮汽车奔驰（Benz,CarlFriedrich），德国工程师，出生于一个火车司机家庭，年青时受过技术方面的教育。1878年开始研究新型内燃机，1879年首次研制成功火花塞点火内燃机。1882年开始尝试把发动机安装在三轮车上，1885年他的三轮车试制成功，并于1886年1月29日获得专利，被公认为汽车的诞生日；1887年开始把汽车作为商品出售；1894年生产出著名的“维洛”小客车，后置发动机、双人座、并且首先采用了橡胶充气轮胎。82020/1/191892年：鲁道夫.狄赛尔（德国）柴油机发明专利，四冲程柴油机鲁道夫.狄塞尔（RudolfDiesel，1858-1913)，德国著名热机工程师,柴油机的发明者。1892年,狄塞尔取得了用压缩空气点燃煤粉提供动力的机械装置的专利.一年后,奥古斯堡的MAN公司依据他的原理制造了第一台发动机.狄塞尔卒于1913年,其他人继承了他的工作.1924年,在柏林汽车展上展出了MAN公司制造的第一台狄塞尔卡车发动机(柴油机).与此同时在曼海姆,一台带预燃烧室的狄塞尔发动机被装载了奔驰车上。92020/1/192.汽车的发展完善20世纪初，销量最大的还是蒸汽汽车，电动汽车也比内燃汽车发展充分。在欧洲的城市公共交通中，电车占着优势。德国人发明汽车，但在汽车发展初期，贡献最多的是法国人。1889年法国人标致研制成功齿轮变速器；1891年法国人首次采用前置发动机后驱动，开发出摩擦式离合器；1895年开发出充气式橡胶轮胎；1898年雷诺车采用变速箱、万向节传动轴和齿轮主减速器。102020/1/193.汽车的大量生产美国人奥兹（olds）于1897年创立奥兹汽车公司，1901年生产和销售425辆奥兹莫比尔（oldsmobile）牌轿车，1905年达6500辆，开始了汽车大量生产的新纪元。1908年被并入通用汽车公司。1913年福特发明勒科学设计的汽车流水生产线。福特T型轿车从1908年到1927年共生产1500万辆，一直到20世纪60年代才被德国大众公司的甲壳虫所打破。112020/1/19§2.2世界汽车工业的形成和发展一．汽车工业的形成1.19世纪末20世纪初欧洲、美国相继出现一批汽车制造公司1891年法国标志汽车公司（标志创立）；1898年法国雷诺汽车公司（雷诺三兄弟）；1899年意大利菲亚特汽车公司；1897年德国欧宝汽车公司；1906年英国劳斯-莱斯汽车公司；1919年法国雪铁龙汽车公司。122020/1/19二、汽车工业的发展1.美国汽车工业高度发达。2.欧洲汽车工业兴起和大发展。大众汽车公司的“甲壳虫”volkswagen风靡全球。3.日本汽车工业腾飞。4.汽车工业发展重心由发达国家向发展中国家转移。如中国。132020/1/192.德国著名汽车公司（1）戴姆勒-奔驰汽车公司1883.10本茨创建；1890年戴姆勒创建发动机公司；1926.6两公司合并，本部在斯图加特。（2）大众汽车公司1937.5波尔舍创建；品牌：大众、奥迪、西亚特、斯柯达等。142020/1/19§2.3汽车史上的三次重大变革汽车诞生于德国，成长与法国，成熟于美国，兴旺于欧洲，挑战于日本。流水线大批量生产:福特Ｔ型车汽车产品多样化:大众甲克虫精益的生产方式:物美价廉的经济型轿车152020/1/19§2.4我国汽车工业及其发展前景在旧中国，几乎没、有自己生产的汽车，更谈不上汽车工业。仅有些从国外进口的汽车。一.旧中国的汽车制造业162020/1/19二．新中国汽车工业的崛起20世纪50年代，中国开始建立自己的汽车工业。回顾50年的历史，中国汽车工业经历了从无到有、从小到大，创建、成长和全面发展、高速发展四个历史阶段，取得了举世瞩目的成就。172020/1/191.创建阶段（1949～1965年）基本特征：①建立了一汽、实现汽车工业零突破；②继而建立南汽、上汽、济汽、北汽。1956年7月13日国产第一辆解放牌载货汽车驶下总装配生产线，从此结束了中国自己不能制造汽车的历史。1966年以前，汽车工业共投资11亿元，形成一大（一汽）四小（南汽、上汽、北汽和济汽）5个汽车制造厂，年生产能力近6万辆、9个车型品种。1965年底，全国民用汽车保有量近29万辆。182020/1/192.成长阶段（1966～1980年）基本特征：兴建二汽、川汽、陕汽和陕齿三个主要生产军用越野车的三线汽车厂；开发矿用自卸车和重型汽车。1966～1980年生产各类汽车累计163.9万辆；1980年全国民用汽车保有量169万辆，其中：载货汽车148万辆。1975年东风140型卡车192020/1/193.改革开放阶段（1982～1993年）在改革开放方针指引下，汽车工业进入全面发展阶段，主要体现在：汽车老产品（解放、跃进、黄河车型）升级换代；调整商用车产品结构，改变“缺重少轻”的生产格局；建设轿车工业，引进技术和资金，生产国产轿车形成生产规模；行业管理体制和企业经营机制改革，汽车、摩托车车型品种、质量和生产能力大幅增长。202020/1/19计算机发展史1946年，美国物理学家莫奇利任总设计师，研制成功世界上第一台电子管计算机ENIAC;第二代晶体管计算机(1956-1963);第三代集成电路计算机(1964-1971);第四代大规模集成电路计算机(1971-现在)212020/1/19一、电控系统的基本组成与类型二、传感器的类型及功用三、电子控制单元（ECU）的基本功能四、执行元件的类型第3节汽车电控系统的基本组成222020/1/19电控系统的基本组成基本组成任何一种电子控制系统，其主要组成都可分为信号输入装置、电子控制单元（ECU）和执行元件三部分。一、电控系统的基本组成与类型信号输入装置（传感器）电子控制单元（ECU）执行元件232020/1/19信号输入装置——各种传感器，采集控制系统的信号，并转换成电信号输送给ECU；电子控制单元——ECU，给各传感器提供参考电压，接受传感器信号，进行存储、计算和分析处理后执行器发出指令；执行元件——由ECU控制，执行某项控制功能的装置。242020/1/19类型：开环控制系统的控制方式比较简单，ECU只根据传感器信号对执行元件进行控制，而控制的结果是否达到预期目标对其控制过程没有影响。开环控制——ECU根据传感器的信号对执行器进行控制，但不去检测控制结果；闭环控制——也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，并反馈给ECU。252020/1/19给传感器提供电压，接受传感器和其他装置的输入信号，并转换成数字信号；储存该车型的特征参数和运算所需的有关数据信号；确定计算输出指令所需的程序，并根据输入信号和相关程序计算输出指令数值；将输入信号和输出指令信号与标准值进行比较，确定并存储故障信息。向执行元件输出指令，或根据指令输出自身已储存的信息；自我修正功能（学习功能）。三、电子控制单元（ECU）的基本功能262020/1/19喷油器、点火器、怠速控制阀、巡航控制电磁阀、节气门控制电动机、EGR阀、进气控制阀、二次空气喷射阀、活性炭罐排泄电磁阀、油泵继电器、风扇继电器、空调压缩继电器、自诊断显示与报警装置、仪表显示器等。四、执行元件的类型272020/1/19车辆：先进的车辆系统，包括导航系统、报警系统、安全气囊、视觉增强、自动巡航和自动避撞系统等。交通参与者：驾驶员及行人辅助系统。道路：先进的交通系统及道路管理系统，包括导航系统、电子收费系统、交通管理系统、交通支援系统。282020/1/19ＥＴＣ系统292020/1/19自动避撞系统利用装于车辆上的传感器及计算机控制器，实时准确判断发生碰撞的可能，随时提醒驾驶人员注意，并在必要时采取紧急措施以避免或减轻碰撞危险，提高行车安全和交通效率.在跟车距离小于安全距离或前有转弯等紧急情况时，避撞系统会向驾驶员发出警报，提醒注意并采取减速或制动措施，可有效的预防碰撞事故的发生，对降低交通事故发生率和确保道路行车安全有着非常重要的意义。302020/1/19智能汽车未来发展趋势：自动化智能化绝对安全车身造型未来发展趋势：气动最优化；个性化；人性化；人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。