第7章现代汽车与未来汽车

第7章现代汽车科技及未来汽车7.1汽车电子化7.2汽车网络化7.3智能运输系统与汽车智能化7.4清洁能源汽车7.5汽车新材料及应用7.6未来汽车7.1汽车电子化7.1.1汽油机电子控制系统7.1.2电控自动变速器7.1.3汽车行车安全技术7.1.4电控动力转向系统7.1.5电子控制悬架系统7.1.6巡航控制系统7.1.7安全气囊控制系统7.1.8汽车空调控制系统7.1.1汽油机电子控制系统是指采用计算机等电子设备作为控制装置的发动机控制系统。汽油发动机机电子控制系统由进气系统、燃油系统、点火系统，电子控制系统组成。

发动机电子控制系统（简称发动机电控系统）一、进气系统由空气流量计、空气滤清器、节气门体、进气温度传感器、进气管等组成。

1.空气滤清器2.空气流量计3.节气门体4.节气门5.进气总管6.喷油器7.进气歧管8.怠速空气调整器二、燃油系统组成：燃油泵、燃油滤清器、燃油脉动减振器、喷油器、燃油压力调节器、供油总管。1－活性炭罐2－炭罐电磁阀3－燃油压力调节器4－燃油分配管5－喷油器6－燃油滤清器7－燃油箱8－电动汽油泵9－燃油添加口10－回油管11－供油管12－油气排放管三、点火系统

组成：点火电子组件、点火线圈、火花塞、高压导线。

四、电子控制系统根据进气量和发动机转速计算出喷油器基本喷油持续时间。然后对数据进行修正，确定喷油持续时间，控制喷油器喷油。

7.1.2电控自动变速器一、电控液力自动变速器（EAT）

组成:

液力变矩器行星齿轮机构液压操纵系统电子控制系统二、电控无级自动变速器

1.组成：液力变矩器无级变速机构液压系统控制系统2.工作原理7.1.3汽车行车安全技术

一、电控防抱死制动系统（ABS）1971年德国博世公司首次推出ABS，并从集成电路控制发展为电子控制。

ABS系统组成：1、ABS制动系统的功用1）减小制动距离。2）增加制动时方向的稳定性。3）降低轮胎磨损。4）使用方便，减少驾驶员紧张情绪。2、ABS防抱死制动系统的分类可分为三通道ABS与四通道ABS等类型二、驱动防滑/牵引力控制系统（ASR/TRC）

1.作用ASR的作用是防止汽车在起步、加速和滑溜路面上行驶时驱动轮的滑转。2.组成：

ASR驱动防滑转系统和ABS防抱死制动系统在结构上有许多相似之处，主要零部件可以通用或者共用。

3.控制方式驱动防滑转系统的控制参数是滑移率，常用的控制方式有以下几种：1）发动机输出功率控制。2）控制驱动轮的制动力。3）发动机输出功率和驱动车轮制动的综合协调控制。三、电子稳定程序控制系统(ESP)电子稳定程序（ESP）是改善汽车行驶性能的一种控制系统，它建立在其他控制系统之上，是一个非独立的系统。1、组成：传感器、电控单元、执行器

2、工作原理7.1.4电控动力转向系统（EPS）

电控动力转向系统，简称EPS，是根据车速、转向情况等，对转向助力实施控制，使动力转向系统在不同的行驶条件下都有最佳的放大倍率。1、液压式电控动力转向系统传统液压动力转向系统的基础上，增加了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等。2、电动式电控动力转向系统在机械式转向系统的基础上，利用直流电动机作为动力源，电控单元根据转向参数和车速等信号，控制电动机转矩的大小和转动方向。

7.1.5电子控制悬架系统电子控制悬架系统能够使悬架随着路况和行驶条件的变化不断地进行调整。始终使汽车的舒适性处于令人满意的状态，同时又能使汽车操纵稳定性达到最佳状态。

各种工况对悬架的要求：车身高度控制原理：7.1.6巡航控制系统又称速度控制系统，其工作时，驾驶员无需操作节气门踏板就能保证汽车以设定的车速匀速行驶。巡航控制开关：7.1.7安全气囊控制系统安全气囊系统（SRS），也称辅助乘员保护系统是座椅安全带的辅助装置，只有在使用安全带的条件下，该系统才能充分发挥保护驾驶员和乘员的作用。

安全气囊的保护作用：7.1.8汽车空调控制系统汽车空调系统的功用是对车内空气的温度、湿度、流速和清洁度等参数进行调节，使乘员感到舒适；并预防或去除风窗玻璃上雾、霜和冰雪，保证乘员身体健康和行车安全。

组成：1）制冷系统2）暖风系统3）通风装置4）空气净化系统5）加湿装置6）操纵控制系统空调控制系统：7.2汽车网络化7.2.1CAN－BUS网络7.2.2LAN－BUS网络7.2.3MOST网络

随着汽车电子技术的不断发展，汽车上的电子装置越来越多为了便于多个电子控制单元间的相互连接、协调工作和信息共享，汽车控制器局域网络应运而生。

SAE根据汽车上网络系统的性能由低至高划分为三个等级标准：A级，B级，C级。7.2.1CAN－BUS网络CAN是汽车网络的标准装备，通常采用两条CAN：一条用于驱动系统的高速CAN；一条用于车身系统的低速CAN。7.2.2LAN－BUS网络LIN属于汽车上的A级网络。从某种意义上说，LIN是CAN的经济版通信网络。

7.2.3MOST网络MOST是媒体信息传送的网络标准。

7.3智能运输系统与汽车智能化7.3.1智能运输系统7.3.2导航系统7.3.3电子收费系统7.3.4汽车智能驾驶系统与智能避撞系统7.3.1智能运输系统智能交通运输系统（IntelligentTransportionSystem），简称ITS，是以交通运输目的导向的信息技术为手段，提升和一体化交通基础设施、载运工具和管理与控制资源，通过充分发挥资源潜力和协同效应，为交通运输相关者提供高安全、高效率和高品质的交通运输服务的新型交通运输系统。

智能汽车是智能交通系统的一部分，它与一般所说的自动驾驶有所不同，是高新技术综合集成的载体。它包括：1、公共交通信息服务系统2、导航系统3、安全行驶系统4、救助支持系统5、行人辅助系统7.3.2导航系统

车辆定位和导航系统是ITS环境中驾驶员信息支持系统的核心设备。主要有以下几个功能。1)地图查询2)路线规划3)自动导航中心监控式导航系统：7.3.3电子收费系统是智能交通系统的一个重要组成部分，它不仅为车主用户、高速公路运营商提供快捷的路桥收费的交易服务，还为ITS智能化信息服务提供了技术支持。7.3.4汽车智能驾驶系统与智能避撞系统1、汽车智能驾驶系统汽车智能驾驶系统的作用是代替驾驶员进行车辆的安全驾驶控制。

2、汽车智能避撞系统汽车避撞系统是汽车主动辅助驾驶系统和汽车必要的安全系统，通过对障碍物、危险姿态的及时检测，为车辆系统获得足够的安全时间，从而避开或减少危险情况的发生，达到安全行车的目的。7.4清洁能源汽车

7.4.1代用燃料发动机汽车7.4.2电动汽车（EV）7.4.3混合动力电动汽车（HEV）7.4.4燃料电池电动汽车（FCEV）7.4.5太阳能汽车7.4.1代用燃料发动机汽车代用燃料汽车是节约能源，对环境污染极小或是零污染的汽车，包括天然气汽车，液化气汽车，醇类燃料汽车，电动汽车，太阳能汽车等。1、燃气汽车根据燃气汽车使用的燃料不同，燃气汽车可分为天然气汽车（NGV）和液化石油气汽车（LPGV）。

2、生物燃料汽车生物燃料属于再生能源，是太阳能以化学能形式储存在生物中的一种能量，是以生物质为载体的能量。

7.4.2电动汽车（EV）纯电动汽车由车载电源，电池管理系统，驱动系统，控制系统，车身及底盘，安全保护系统等组成。1837年，英国人罗伯特·戴维逊制造了第一辆有实用价值的电动汽车，电能来源是蓄电池。

纯电动汽车组成：7.4.3混合动力电动汽车（HEV）

由于目前电动汽车所使用的电池系统性能还不理想，HEV的出现为地面车辆的节能与环保开辟了另一种设计思路。混合动力电动汽车是率先实现商业化的新型车型。丰田普锐斯：HEV根据采用不同的动力组合装置和不同的组合方法可分为：（1）串联式（2）并联式（3）混联式7.4.4燃料电池电动汽车（FCEV）燃料电池是把燃料中的化学能直接转化为电能的能量转化装置。它是个“发电厂”。

燃料电池有以下几个优点：（1）能量转化效率高；（2）不污染环境；（3）寿命长。7.4.5太阳能汽车太阳能汽车是靠太阳能电池作为电源。作为一种新型绿色的交通工具，太阳能汽车零排放、低噪音、能源补充来源广等优势。

7.5汽车新材料及应用7.5.1铝及其合金7.5.2工程塑料7.5.3陶瓷材料7.5.4复合材料7.5.1铝及其合金铝及铝合金的密度小，属于轻金属。采用铝合金制造汽车的缸体和车身，整个汽车的自重可减轻40%。7.5.2工程塑料在车身内饰件方面应用最广。塑料材料质量小，有隔音、隔热、耐腐蚀、耐冲击，绝缘等优点。陶瓷是以天然或人工合成的各种无机化合物为基本原料，经原料处理、成形、干燥、烧制等工序制成的无机非金属固体材料。7.5.3陶瓷材料氧化硅发动机废气涡轮增压器陶瓷涡轮转子7.5.4复合材料由有机高分子，无机非金属和金属等材料复合而成。按机体材料类型分：聚合物基复合材料无机非金属基复合材料金属基复合材料7.6未来汽车尽管汽车从诞生至今已有100多年的历史，但是随着科学技术的高速发展，新技术的应用，汽车的更新换代从未停止。未来汽车发展的趋势大致如下：1）乘用车柴油