現(xiàn)代汽車電子技術(shù)概論(發(fā)展史第一講)

1、12022-6-8現(xiàn)代汽車電子技術(shù)概論現(xiàn)代汽車電子技術(shù)概論主講教師：主講教師： 靳靳 濤濤 院院 系：系： 電氣信息學院電氣信息學院課程性質(zhì)：全課程性質(zhì)：全 校校 選選 修修 課課22022-6-8第第1 1節(jié)節(jié) 汽車電子技術(shù)的發(fā)展概況汽車電子技術(shù)的發(fā)展概況 1.1.概述概述 從第一輛汽車誕生到現(xiàn)在已有從第一輛汽車誕生到現(xiàn)在已有100100多年的歷史。多年的歷史。 現(xiàn)代汽車技術(shù)是現(xiàn)代高科技迅速發(fā)展的集中現(xiàn)代汽車技術(shù)是現(xiàn)代高科技迅速發(fā)展的集中表現(xiàn)，它實際上是機械、電子、計算機、控制工表現(xiàn)，它實際上是機械、電子、計算機、控制工程、材料工程、生物工程和信息技術(shù)等多學科技程、材料工程、生物工程和信息技

2、術(shù)等多學科技術(shù)交叉的產(chǎn)物。術(shù)交叉的產(chǎn)物。 現(xiàn)代汽車是架在四個車輪上的計算機控制系現(xiàn)代汽車是架在四個車輪上的計算機控制系統(tǒng)。統(tǒng)。32022-6-8第二章第二章 汽車發(fā)展史汽車發(fā)展史2.1 汽車的產(chǎn)生和演化汽車的產(chǎn)生和演化 2.2 世界汽車工業(yè)的形成和發(fā)展世界汽車工業(yè)的形成和發(fā)展 2.3 汽車史上的三次重大變革汽車史上的三次重大變革 2.4 我國汽車工業(yè)及其發(fā)展前景我國汽車工業(yè)及其發(fā)展前景 2.5 世界汽車工業(yè)發(fā)展趨勢世界汽車工業(yè)發(fā)展趨勢42022-6-8 2.1 汽車的產(chǎn)生和演化汽車的產(chǎn)生和演化 現(xiàn)代汽車的方面經(jīng)歷了幻想現(xiàn)代汽車的方面經(jīng)歷了幻想、探索、誕生、完善四個階段。探索、誕生、完善四個階段

3、。 一、幻想期一、幻想期1. 運輸方式的飛躍（撬運輸方式的飛躍（撬 輪子發(fā)明輪子發(fā)明 牛馬車出現(xiàn)）牛馬車出現(xiàn)） 秦始皇銅馬車，三國時的秦始皇銅馬車，三國時的“木牛流馬木牛流馬”等。如下圖。等。如下圖。2. 車的設(shè)想車的設(shè)想 二、探索期二、探索期p風帆車風帆車p 1600年，荷蘭人西蒙年，荷蘭人西蒙.p 斯蒂芬，發(fā)明雙桅桿斯蒂芬，發(fā)明雙桅桿1. 風帆車。風帆車。52022-6-82. 蒸汽汽車蒸汽汽車17121712年，英國人托馬斯年，英國人托馬斯. .紐科門發(fā)明蒸汽機。紐科門發(fā)明蒸汽機。17691769年年 法國人古諾發(fā)明第一輛蒸汽汽車。法國人古諾發(fā)明第一輛蒸汽汽車。1774年年 英國發(fā)明家瓦

4、特研制出具有真正意義的動力機械英國發(fā)明家瓦特研制出具有真正意義的動力機械 蒸汽機。蒸汽機。62022-6-8三、誕生和完善期三、誕生和完善期 1. 汽車的誕生汽車的誕生1801年法國化學家勒本提出以煤氣為燃料的內(nèi)燃機年法國化學家勒本提出以煤氣為燃料的內(nèi)燃機 工作循環(huán)原理；工作循環(huán)原理；1838年英國人巴尼特研制勒原始的兩沖程煤氣機；年英國人巴尼特研制勒原始的兩沖程煤氣機；1860年，法國技師列諾爾制成第一輛實用的常壓煤年，法國技師列諾爾制成第一輛實用的常壓煤 氣發(fā)動機，并申請專利，開始批量生產(chǎn)，使內(nèi)燃氣發(fā)動機，并申請專利，開始批量生產(chǎn)，使內(nèi)燃 機商品化。機商品化。1862年法國人羅徹斯發(fā)表四沖

5、程發(fā)動機循環(huán)理論，年法國人羅徹斯發(fā)表四沖程發(fā)動機循環(huán)理論，并取得專利；并取得專利；72022-6-81885年： 卡爾卡爾.奔馳奔馳 （德國） 單缸四沖程內(nèi)燃機，三輪汽車單缸四沖程內(nèi)燃機，三輪汽車 奔馳（奔馳（Benz,Carl Friedrich），德國工程），德國工程師，出生于一個火車司機家庭，年青時受過技師，出生于一個火車司機家庭，年青時受過技術(shù)方面的教育。術(shù)方面的教育。1878年開始研究新型內(nèi)燃機，年開始研究新型內(nèi)燃機，1879年首次研制成功火花塞點火內(nèi)燃機。年首次研制成功火花塞點火內(nèi)燃機。1882年開始嘗試把發(fā)動機安裝在三輪車上，年開始嘗試把發(fā)動機安裝在三輪車上，1885年年他的三輪

6、車試制成功，并于他的三輪車試制成功，并于1886年年1月月29日獲日獲得專利，被公認為汽車的誕生日；得專利，被公認為汽車的誕生日；1887年開始年開始把汽車作為商品出售；把汽車作為商品出售；1894年生產(chǎn)出著名的年生產(chǎn)出著名的“維洛維洛”小客車，后置發(fā)動機、雙人座、并且小客車，后置發(fā)動機、雙人座、并且首先采用了橡膠充氣輪胎。首先采用了橡膠充氣輪胎。82022-6-81892年：魯?shù)婪蚰辏呼數(shù)婪?狄賽爾狄賽爾 （德國）（德國） 柴油機發(fā)明專利，四沖程柴油機柴油機發(fā)明專利，四沖程柴油機 魯?shù)婪螋數(shù)婪?狄塞爾（狄塞爾（Rudolf Diesel，1858-1913)，德國著名熱機工程師德國著名熱機工

7、程師,柴油機的發(fā)明者。柴油機的發(fā)明者。1892年年,狄狄塞爾取得了用壓縮空氣點燃煤粉提供動力的機械裝塞爾取得了用壓縮空氣點燃煤粉提供動力的機械裝置的專利置的專利.一年后一年后,奧古斯堡的奧古斯堡的MAN公司依據(jù)他的原公司依據(jù)他的原理制造了第一臺發(fā)動機理制造了第一臺發(fā)動機.狄塞爾卒于狄塞爾卒于1913年年,其他人其他人繼承了他的工作繼承了他的工作.1924年年,在柏林汽車展上展出了在柏林汽車展上展出了MAN公司制造的第一臺狄塞爾卡車發(fā)動機公司制造的第一臺狄塞爾卡車發(fā)動機(柴油機柴油機).與此同時在曼海姆與此同時在曼海姆,一臺帶預(yù)燃燒室的狄塞爾發(fā)動機一臺帶預(yù)燃燒室的狄塞爾發(fā)動機被裝載了奔馳車上。被

8、裝載了奔馳車上。92022-6-8 2. 汽車的發(fā)展完善汽車的發(fā)展完善 20世紀初，銷量最大的還是蒸汽汽車，電動汽車世紀初，銷量最大的還是蒸汽汽車，電動汽車也比內(nèi)燃汽車發(fā)展充分。在歐洲的城市公共交通中，也比內(nèi)燃汽車發(fā)展充分。在歐洲的城市公共交通中，電車占著優(yōu)勢。電車占著優(yōu)勢。 德國人發(fā)明汽車，但在汽車發(fā)展初期，貢獻最德國人發(fā)明汽車，但在汽車發(fā)展初期，貢獻最多的是法國人。多的是法國人。 1889年法國人標致研制成功齒輪變速器；年法國人標致研制成功齒輪變速器；1891年年法國人首次采用前置發(fā)動機后驅(qū)動，開發(fā)出摩擦式離法國人首次采用前置發(fā)動機后驅(qū)動，開發(fā)出摩擦式離合器；合器；1895年開發(fā)出充氣式橡

9、膠輪胎；年開發(fā)出充氣式橡膠輪胎；1898年雷諾年雷諾車采用變速箱、萬向節(jié)傳動軸和齒輪主減速器。車采用變速箱、萬向節(jié)傳動軸和齒輪主減速器。102022-6-83. 汽車的大量生產(chǎn)汽車的大量生產(chǎn)n 美國人奧茲（美國人奧茲（olds）于）于1897年創(chuàng)立奧茲汽車公司，年創(chuàng)立奧茲汽車公司，1901年生產(chǎn)和銷售年生產(chǎn)和銷售425輛奧茲莫比爾（輛奧茲莫比爾（oldsmobile）牌轎車，牌轎車，1905年達年達6500輛，開始了汽車大量生產(chǎn)的輛，開始了汽車大量生產(chǎn)的新紀元。新紀元。1908年被并入通用汽車公司。年被并入通用汽車公司。n 1913年福特發(fā)明勒科學設(shè)計的汽車流水生產(chǎn)線。年福特發(fā)明勒科學設(shè)計的汽

10、車流水生產(chǎn)線。福特福特T型轎車從型轎車從1908年到年到1927年共生產(chǎn)年共生產(chǎn)1500萬輛，萬輛，一直到一直到20世紀世紀60年代才被德國大眾公司的甲殼蟲所年代才被德國大眾公司的甲殼蟲所打破。打破。112022-6-82.2 世界汽車工業(yè)的形成和發(fā)展世界汽車工業(yè)的形成和發(fā)展v 汽車工業(yè)的形成汽車工業(yè)的形成 1.191.19世紀末世紀末2020世紀初歐洲、美國相繼出現(xiàn)一批汽世紀初歐洲、美國相繼出現(xiàn)一批汽車制造公司車制造公司 18911891年年 法國標志汽車公司（標志創(chuàng)立）；法國標志汽車公司（標志創(chuàng)立）；18981898年年 法國雷諾汽車公司（雷諾三兄弟）；法國雷諾汽車公司（雷諾三兄弟）；18

11、991899年年 意大利菲亞特汽車公司；意大利菲亞特汽車公司；18971897年年 德國歐寶汽車公司；德國歐寶汽車公司；19061906年年 英國勞斯英國勞斯- -萊斯汽車公司；萊斯汽車公司；19191919年年 法國雪鐵龍汽車公司。法國雪鐵龍汽車公司。122022-6-8二、汽車工業(yè)的發(fā)展二、汽車工業(yè)的發(fā)展 1.1.美國汽車工業(yè)高度發(fā)達。美國汽車工業(yè)高度發(fā)達。 2.2.歐洲汽車工業(yè)興起和大發(fā)展。大眾汽車公司的歐洲汽車工業(yè)興起和大發(fā)展。大眾汽車公司的“甲殼蟲甲殼蟲” ” volks wagen volks wagen 風靡全球。風靡全球。 3.3.日本汽車工業(yè)騰飛。日本汽車工業(yè)騰飛。 4.4.

12、汽車工業(yè)發(fā)展重心由發(fā)達國家向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)汽車工業(yè)發(fā)展重心由發(fā)達國家向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。如中國。移。如中國。132022-6-82. 德國著名汽車公司德國著名汽車公司（1）戴姆勒戴姆勒-奔馳汽車公司奔馳汽車公司 1883.10本茨創(chuàng)建；本茨創(chuàng)建； 1890年戴姆勒創(chuàng)建發(fā)動機公司；年戴姆勒創(chuàng)建發(fā)動機公司；1926.6兩公司合并，兩公司合并，本部在斯圖加特。本部在斯圖加特。（2）大眾汽車公司）大眾汽車公司 1937.5 波爾舍創(chuàng)建；波爾舍創(chuàng)建； 品牌：大眾、奧迪、西亞特、斯柯達等。品牌：大眾、奧迪、西亞特、斯柯達等。142022-6-82.3 汽車史上的三次重大變革汽車史上的三次重大變革 汽車誕生于德

13、國，成長與法國，成熟于汽車誕生于德國，成長與法國，成熟于美國，興旺于歐洲，挑戰(zhàn)于日本。美國，興旺于歐洲，挑戰(zhàn)于日本。 流水線大批量生產(chǎn)流水線大批量生產(chǎn): 福特型車福特型車 汽車產(chǎn)品多樣化汽車產(chǎn)品多樣化:大眾甲克蟲大眾甲克蟲 精益的生產(chǎn)方式精益的生產(chǎn)方式:物美價廉的經(jīng)濟型轎車物美價廉的經(jīng)濟型轎車152022-6-82.4 我國汽車工業(yè)及其發(fā)展前景 在舊中國，幾在舊中國，幾乎沒、有自己生產(chǎn)乎沒、有自己生產(chǎn)的汽車，更談不上的汽車，更談不上汽車工業(yè)。僅有些汽車工業(yè)。僅有些從國外進口的汽車從國外進口的汽車。 一一. 舊中國的汽舊中國的汽 車制造業(yè)車制造業(yè)162022-6-8新中國汽車工業(yè)的崛起新中國汽車

14、工業(yè)的崛起 2020世紀世紀5050年代，中國開始建立自己的汽車工年代，中國開始建立自己的汽車工業(yè)?；仡櫂I(yè)?；仡?050年的歷史，中國汽車工業(yè)經(jīng)歷了從無到年的歷史，中國汽車工業(yè)經(jīng)歷了從無到有、從小到大，創(chuàng)建、成長和全面發(fā)展、高速發(fā)展有、從小到大，創(chuàng)建、成長和全面發(fā)展、高速發(fā)展四個歷史階段，取得了舉世矚目的成就。四個歷史階段，取得了舉世矚目的成就。172022-6-8創(chuàng)建階段（創(chuàng)建階段（1949194919651965年）年）基本特征：基本特征： 建立了一汽、實現(xiàn)汽車工業(yè)零突破；建立了一汽、實現(xiàn)汽車工業(yè)零突破；繼而建立南汽、上汽、濟汽、北汽。繼而建立南汽、上汽、濟汽、北汽。 19561956年年

15、7 7月月1313日國產(chǎn)第一輛解放牌載貨汽車駛下總裝配日國產(chǎn)第一輛解放牌載貨汽車駛下總裝配生產(chǎn)線，從此結(jié)束了中國自己不能制造汽車的歷史。生產(chǎn)線，從此結(jié)束了中國自己不能制造汽車的歷史。 19661966年以前，汽車工業(yè)共投資年以前，汽車工業(yè)共投資1111億元，形成一大（一汽）四小億元，形成一大（一汽）四小（南汽、上汽、北汽和濟汽）（南汽、上汽、北汽和濟汽）5 5個汽車制造廠，年生產(chǎn)能力個汽車制造廠，年生產(chǎn)能力近近6 6萬輛、萬輛、9 9個車型品種。個車型品種。19651965年底，全國民用汽車保有量近年底，全國民用汽車保有量近2929萬輛。萬輛。182022-6-8成長階段（成長階段（19661

16、96619801980年）年） 基本特征：基本特征： 興建二汽、川汽、陜汽和陜齒三個主要生產(chǎn)軍興建二汽、川汽、陜汽和陜齒三個主要生產(chǎn)軍用越野車的三線汽車廠；開發(fā)礦用自卸車和重型汽用越野車的三線汽車廠；開發(fā)礦用自卸車和重型汽車。車。 1966196619801980年生產(chǎn)各類汽車累計年生產(chǎn)各類汽車累計163.9163.9萬輛；萬輛；19801980年全國民用汽車保有量年全國民用汽車保有量169169萬輛，其中：載貨萬輛，其中：載貨汽車汽車148148萬輛。萬輛。1975年東風年東風140型卡車型卡車 192022-6-83.改革開放階段（改革開放階段（19821993年）年） 在改革開放方針指引

17、下，汽車工業(yè)進入全面發(fā)在改革開放方針指引下，汽車工業(yè)進入全面發(fā)展階段，主要體現(xiàn)在：汽車老產(chǎn)品（解放、躍進、展階段，主要體現(xiàn)在：汽車老產(chǎn)品（解放、躍進、黃河車型）升級換代；調(diào)整商用車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，改變黃河車型）升級換代；調(diào)整商用車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，改變“缺重少輕缺重少輕”的生產(chǎn)格局；建設(shè)轎車工業(yè)，引進技的生產(chǎn)格局；建設(shè)轎車工業(yè)，引進技術(shù)和資金，生產(chǎn)國產(chǎn)轎車形成生產(chǎn)規(guī)模；行業(yè)管理術(shù)和資金，生產(chǎn)國產(chǎn)轎車形成生產(chǎn)規(guī)模；行業(yè)管理體制和企業(yè)經(jīng)營機制改革，汽車、摩托車車型品體制和企業(yè)經(jīng)營機制改革，汽車、摩托車車型品種、質(zhì)量和生產(chǎn)能力大幅增長。種、質(zhì)量和生產(chǎn)能力大幅增長。 202022-6-8計算機發(fā)展史計算機發(fā)展史 n

18、19461946年，美國物理學家莫奇利任總設(shè)計師，年，美國物理學家莫奇利任總設(shè)計師，研制成功世界上第一臺電子管計算機研制成功世界上第一臺電子管計算機ENIAC ;ENIAC ;n第二代晶體管計算機第二代晶體管計算機(1956-1963) ;(1956-1963) ;n第三代集成電路計算機第三代集成電路計算機(1964-1971) ;(1964-1971) ;n第四代大規(guī)模集成電路計算機第四代大規(guī)模集成電路計算機(1971-(1971-現(xiàn)在現(xiàn)在) ) 212022-6-8一、電控系統(tǒng)的基本組成與類型一、電控系統(tǒng)的基本組成與類型二、傳感器的類型及功用二、傳感器的類型及功用 三、三、電子控制單元（電

19、子控制單元（ECU）的基本功能）的基本功能四、四、執(zhí)行元件的類型執(zhí)行元件的類型 222022-6-8電控系統(tǒng)的基本組成電控系統(tǒng)的基本組成 基本組成基本組成 任何一種電子控制系統(tǒng)，其主要組成都可分為信號任何一種電子控制系統(tǒng)，其主要組成都可分為信號三部分。三部分。 一、電控系統(tǒng)的基本一、電控系統(tǒng)的基本組成與類型組成與類型信號輸入裝置信號輸入裝置（傳感器）（傳感器）電子控制單元電子控制單元（ECU）執(zhí)行元件執(zhí)行元件232022-6-8各種傳感器，采集控制系統(tǒng)的信號，并各種傳感器，采集控制系統(tǒng)的信號，并轉(zhuǎn)換成電信號輸送給轉(zhuǎn)換成電信號輸送給ECU； ECU，給各傳感器提供參考電壓，接受，給各傳感器提供參

20、考電壓，接受傳感器信號，進行存儲、計算和分析處理后執(zhí)行器發(fā)出指令；傳感器信號，進行存儲、計算和分析處理后執(zhí)行器發(fā)出指令； 由由ECU控制，執(zhí)行某項控制功能的裝置?？刂?，執(zhí)行某項控制功能的裝置。 242022-6-8類型：類型： 開環(huán)控制系統(tǒng)的控制方式比較簡單，開環(huán)控制系統(tǒng)的控制方式比較簡單，ECUECU只根據(jù)只根據(jù)傳感器信號對執(zhí)行元件進行控制，而控制的結(jié)果是否傳感器信號對執(zhí)行元件進行控制，而控制的結(jié)果是否達到預(yù)期目標對其控制過程沒有影響。達到預(yù)期目標對其控制過程沒有影響。 ECUECU根據(jù)傳感器的信號對執(zhí)行器進根據(jù)傳感器的信號對執(zhí)行器進行控制，但不去檢測控制結(jié)果；行控制，但不去檢測控制結(jié)果；

21、也叫反饋控制，在開環(huán)的基礎(chǔ)上，也叫反饋控制，在開環(huán)的基礎(chǔ)上，它對控制結(jié)果進行檢測，并反饋給它對控制結(jié)果進行檢測，并反饋給ECUECU。252022-6-8給傳感器提供電壓，接受傳感器和其他裝置的輸入信號，并給傳感器提供電壓，接受傳感器和其他裝置的輸入信號，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；儲存該車型的特征參數(shù)和運算所需的有關(guān)數(shù)據(jù)信號；儲存該車型的特征參數(shù)和運算所需的有關(guān)數(shù)據(jù)信號；確定計算輸出指令所需的程序，并根據(jù)輸入信號和相關(guān)程序確定計算輸出指令所需的程序，并根據(jù)輸入信號和相關(guān)程序計算輸出指令數(shù)值；計算輸出指令數(shù)值；將輸入信號和輸出指令信號與標準值進行比較，確定并存儲將輸入信號和輸出指令信號與

22、標準值進行比較，確定并存儲故障信息。故障信息。 向執(zhí)行元件輸出指令，或根據(jù)指令輸出自身已儲存的信息；向執(zhí)行元件輸出指令，或根據(jù)指令輸出自身已儲存的信息；自我修正功能（學習功能）。自我修正功能（學習功能）。三、三、電子控制單元（電子控制單元（ECU）的）的基本功能基本功能262022-6-8噴油器、點火器、怠速控制閥、巡航控制電噴油器、點火器、怠速控制閥、巡航控制電磁閥、節(jié)氣門控制電動機、磁閥、節(jié)氣門控制電動機、EGREGR閥、進氣控制閥、閥、進氣控制閥、二次空氣噴射閥、活性炭罐排泄電磁閥、油泵繼二次空氣噴射閥、活性炭罐排泄電磁閥、油泵繼電器、風扇繼電器、空調(diào)壓縮繼電器、自診斷顯電器、風扇繼電器、空調(diào)壓縮繼電器、自診斷顯示與報警裝置、儀表顯示器等示與報警裝置、儀表顯示器等 。四