电子教案
本课程共56学时，其中讲授50学时，实验6学时 主讲教师：楚晓华
章 节 （第1讲） | 第一章 绪论 | 课时 | 2 | 授课班级 | 05级1、2、5、6、7班 | |||
授课日期 | 2008-2-25 | |||||||
教学目的 | 了解汽车电器课程的性质；了解汽车电器和汽车电子技术的发展过程；掌握汽车电器与电子设备的分类；掌握汽车电系的特点。 | |||||||
教学重点 | 掌握汽车电器与电子设备的分类；掌握汽车电系的特点 | |||||||
教学难点 | 汽车电器与电子设备的分类 | |||||||
教学手段 | 讲授、多媒体、自学 | 作业 | 思考题与习题 1－1 | |||||
主要参考书目及网络资源 | 《汽车电器与电子技术》，孙仁云 付百学编著，机械工业出版社，2007年1月 | |||||||
教 学 内 容 及 过 程 教 学 内 容 及 过 程 教 学 内 容 及 过 程 教 学 内 容 及 过 程 教 学 内 容 及 过 程 | 组织教学并导入本堂教学 一、介绍本课程基本内容 第一章 绪论 （一）汽车电子技术的发展 （三）汽车电器系统的特点 （四）汽车电子技术的发展趋势和面临的挑战 第二章 汽车供电系统 （一）蓄电池的构造及工作原理 （二）发电机的构造及工作原理 （三）调节器的构造及工作原理 （四）42v电压汽车电器系统简介 第三章 起动机 （一）起动机的结构及工作原理 （二）起动机基本参数的选择 （三）典型起动机的结构及工作原理 （四）起动机常见故障和诊断 第四章 点火系统 （一）传统点火系统 （二）普通电子点火系统 （三）微机控制电子点火系统 （四）微机控制无分电器点火系统 第五章 仪表、照明与信号系统 （一）仪表系统、 （二）照明系统 （三）指示灯系统 （四）电喇叭 第六章 附属设备 （一）电动刮水器与清洗器 （二）电动摇窗机 （三）中央门锁与防盗系统 （四）汽车音响 第七章 汽车电器设备总线路 （一）汽车电器设备线路分析、 （二）汽车电器系统的导线和线束、 （三）汽车总线路图应用 第八章 发动机综合控制系统 （一）发动机电控汽油喷射系统的分类 （二）发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理 汽车电气设备（三）发动机怠速控制、排放控制 （四）其他燃料喷射系统 （一）自动变速器的组成、工作原理、 （二）行星齿轮系统 （三）液压控制系统 （四）电子控制系统 第十章 电动助力转向系统 （一）电动助力转向系统的结构、 （二）工作原理 （三）运行特性 （四）控制方法 第十一章 汽车行驶安全性控制系统 （一）汽车防滑控制系统 （二）电子制动系统 （三）防/避撞控制系统 （四）安全气囊和安全带 （五）汽车行驶记录系统 第十二章汽车舒适性控制系统 （一）电控悬架系统 （二）环境控制系统 第十三章 汽车局域网络技术 （一）控制器局域网 （二）CAN协议 （三）CAN控制器局域网设计基础 （四）CAN总线在汽车电控系统中的应用实例 第十四章 汽车新型电子控制系统介绍 （一）车载导航系统 （二）整车综合控制系统 （三）汽车稳定性控制系统 （四）汽车电子伺服操纵 （五）数字化革命 二、汽车电器与电予技术的发展概况 20世纪60年代以来，随着汽车结构与性能的不断改进和提高，汽车上装备的传统电气设备面临着巨大的冲击与挑战。随着电子工业的发展，电子技术在汽车上的应用越来越广泛，新型车用电子装置犹如雨后春笋涌现，特别是大规模集成电路和微处理机的应用，有力的推动了汽车工业的发展，同时亦给汽车的控制装置带来了巨大的变革。在解决汽车油耗、安全、排放等问题方面，汽车电子技术正起着举足轻重的作用。如采用电子控制燃油喷射系统和电子控制点火系统，不仅可以节油5％～10％，而且还能大大提高排气净化性能；采用电子控制防抱死制动系统，不但可使汽车在泥泞路面上高速行驶，而且在紧急制动时可以防止车轮侧滑，保证汽车安全制动。此外，在实现操纵自动化和提高舒适性等方面，汽车电子控制技术也扮演着重要角。汽车电子控制技术是汽车技术与电子技术结合的产物，世界汽车电子技术的发展大致可分为三个阶段： 第一阶段(1953～1980年)：汽车电子设备主要采用分立电子元件组成电子控制器，从而揭开了汽车电子时代的序幕，并由分立电子元件产品向集成电路IC产品过渡。主要产品有晶体二极管整流器式交流发电机、电子式电压调节器、电子点火控制器、电子式闪光器、电子式间歇刮水控制器、晶体管收音机、数字时钟等等。 第二阶段(198l～1990年)：汽车电子设备广泛采用集成电路IC和8位微处理器进行控制，主要开发研究专用的独立控制系统。主要产品有电于燃油喷射系统、空燃比反馈控制系统、电子控制自动变速系统、防抱死制动系统、安全气囊系统、座椅安全带收紧系统、车辆防盗系统、巡航控制系统、电子控制门锁系统、程控驾驶系统、超速报警系统、前照灯灯光自动控制系统、自动除霜系统、车辆导航系统、故障自诊断系统、车身高度自动控制系统、数字式组合仪表盘(包括数字式车速表、里程表、转速计、燃油表、水温表)等等。 第三阶段(1991年以后)：汽车电子设备广泛应用16位或32位微处理器进行控制，控制技术向智能化方向发展。主要产品有发动机燃油喷射与点火综合控制系统、牵引力控制系统、控制器区域网络CAN通讯系统、四轮转向控制系统、轮胎气压控制系统、声音合成与识别系统、蜂窝式电话、可热式挡风玻璃、倒车示警器、超速限制器、自动后视镜系统、道路状态指示系统、动力最优化控制系统、通信与导航协调系统、安全驾驶监测与警告系统、自动防追尾碰按系统、自动驾驶系统和电子地图等等。 目前，汽车电子化程度的高低已经成为国际上衡量汽车先进水平的重要标志；在工业发达国家生产的汽车上，电子装置的成本己占整车成本的30％—35％。 三、汽车电器与电子控制系统的分类 (一) 汽车电器装置的分类 现代汽车装备的电器与电子设备很多，按其用途大致划分为以下五大部分： 1．电源系统 汽车电源系统由蓄电池、发电机和调节器组成。在汽车上，蓄电池和发电机并联工作，发电机是汽车的主要电源，蓄电池是辅助电源。发电机配有调节器。调节器的功用是在发电机转速升高到一定程度时，自动调节发电机的输出电压使其保持稳定。 2．用电系统 汽车上的用电设备数量很多，大致可分为以下几个系统； (1)起动系统：现代汽车普遍采用电磁控制式起动系统，其作用是起动发动机。 (2)点火系统：其作用是产生高压电火花，点燃汽油发动机气缸内的可燃混合气。 点火系统分为传统点火系统、电子点火系统和微机控制点火系统。 国内保有的汽车特别是载货汽车原来大部分采用了传统点火系统，目前已采用电子点火系统；小轿车普遍采用了电子点火系统，并已开始采用微机控制点火系统。 (3)照明系统：包括车内外各种照明灯以提供夜间安全行车所必须的灯光照明，其中以前照灯最为重要。 (4)信号系统；包括电喇叭、闪光器、蜂呜器及各种信号灯，主要用来提供安全行车所必须的信号。 (5)辅助电器系统：包括电动刮水器、风亩洗涤器、空调器、低温启动预热装置、收录机、点烟器、玻璃升降器、座椅调节器等。辅助电器有日益增多的趋势，主要向舒适、娱乐、保障安全方面发展。 3．监测仪衰与报瞥装置 监测仪表包括用于监视发动机及控制系统工作情况的各种监测仪表，如电流表、电压表、油压表、温度表、燃油表、车速里程表、发动机转速表等等。报警装置包括防盗报警装置、警告报警装置以及各种报警灯，如蓄电池克放电指示灯、紧急情况报警灯、油压过低报警灯、温度过高报警灯、各种电子控制系统的故障报警灯等等。 4．配电装置 配电装置包括各种控制开关、中央接线盒、保险装置、配电线束和连接器等等。 （二）汽车电子控制系统的分类 汽车电子控制系统是指现代汽车装备的由微型计算机控制的机电一体化控制系统。 其功用是提高汽车的动力性、经济性、安全性、舒适性、操纵性、通过性和排放性能。 根据汽车总体结构，汽车电子控制系统可分为发动机电子控制系统、底盘电子控制系统和车身电子控制系统三大类。 包括电子控制燃油喷射系统、微机控制点火系统、电子控制自动变速系统、电子控制防抱死制动系统、辅助防护气囊(安全气囊)控制系统、座座椅安全带收紧系统、巡航控制系统、电子控制门锁系统、车辆防盗系统、前照灯灯光自动控制系统、超速报警系统、车身高度自动控制系统、汽车空调系统、汽车音响系统、通信与导航协调系统、安全驾驶监测与警告系统、自动防迫尾碰撞系统、自动除霜系统、数字式组合仪表盘(包括数字式车速表、里程表、转速汁、燃油表、水温表)、轮胎气压控制系统、控制器区域网络(CAN)通讯系统、故障自诊断系统等等。 根据控制功能，汽车电子控制系统可分为动力性、经济与排放性、安全性、舒适性、操纵性、通过性、娱乐与信息控制系统等七种类型。 由于电子控制系统具有综合控制功能，因此一个控制系统可能同时具有多种控制功能。 例如，电子控制燃油喷射系统不仅能够控制喷油量来提高汽车的动力性，而且还能使喷射的燃油雾化良好、燃烧完全来提高汽车的经济性和排放性能。 电子控制自动变速系统不仅能够调节发动机的输出转矩、控制液力变矩器锁止时机来提高汽车的动力性，而且还能根据发动机转速和节气门开度自动进行挡位变换来提高汽车的操纵方便性。 在汽车电子控制系统中，发动机电子控制系统的结构组成最复杂、控制项目最多、控制功能最强，因此通常将发动机电子控制单元ECU称为主电控单元(主ECU或Main ECU)。 四、汽车电器设备的特点 1．低压 汽车用电设备的额定电压有12V、14v两种。汽油车普遍采用12v电源电压，而大型柴油车多采用24v电源电压。 2．直流 因为蓄电池充电时必须用直流电，所以汽车电源必须是直流电。 3．单线制 汽车上所有用电设备部是并联的，电源到用电设备只用一根导线连接，而将汽车的金属机体作为公共回路，这种连接方式称为单线制。由于单线制节省导线、线路清晰、安装与检修方便，并且用电设备无需与车体绝缘，因此现代汽车广泛采用单线制。 4．负极搭铁 采用单线制时，蓄电池的一个电极需接到车架上，俗称“搭铁”。若将蓄电池的负极接到车架上，便称为“负极搭铁”。目前各国生产的汽车基本都采用“负极搭铁”。 五、汽车电子技术的发展趋势和面临的挑战 1．汽车电子技术的发展趋势 2．面临的挑战 六、本课程的学习要求： 主要提一些学习建议 七、总结、布置作业 | （5分钟） （25分钟） 略讲 把三种区别讲明白 可以发挥多点 （10分钟） （30分钟） （15分钟） （15分钟） （15分钟） （5分钟） （10分钟） （5分钟） | ||||||
课后体会 | ||||||||
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