法规和市场一直是汽车工业向前发展的两个推进器。随着世界上汽车保有量的增加,能源、排放、安全等法规不断加严,加之人们对舒适、便利、豪华的追求,对汽车的性能提出了更高的要求。使用传统的机械方法已不能使汽车的性能进一步得到明显的改善和提高。近年来,微电子技术的飞速发展,特别是微型计算机技术的巨大进步,使上述问题的解决成为可能。汽车电子技术使汽车工业进入一个全新的时代。
目前,汽车电子技术已广泛应用于汽车的发动机控制、底盘控制、车身控制、故障诊断以及音响、通信、导航等各个方面。汽车电子化的程度逐年增加,被认为是汽车技术发展进程中的一次革命。当今世界,汽车电子化的程度已被看作是衡量一个国家汽车工业水平的重要标志。
在国外,平均每辆汽车上的电子装置在整车成本中占20%~25%,一些豪华轿车上装有40多个微处理器,有的汽车电子产品甚至占整车成本的50%以上。汽车电子工业正处在前所未有的发展时期,未来几年内,汽车领域的技术革新将有70%来自于电子技术的进步。汽车制造商认为,增加汽车电子装备的数量,促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的有效手段。
汽车设计人员普遍认为,电子技术在汽车上的应用已成为汽车设计研究部门考虑汽车结构革新的重要手段,且已取得了显著效果。比如,汽油发动机采用电控汽油喷射系统精确地控制空燃比,实现了闭环控制并采用三元催化转化器取代了传统的化油器,因而使汽油机的有害排放物降低95%以上,燃油效率较20几年前提高近2倍。又比如,由于安装了防抱制动系统,使汽车在湿滑冰雪路面上伤亡事故的发生率降低了24%~28%。与一般人的观点恰好相反,大多数情况下,汽车电子控制系统比它们所代替的机械系统价格更便宜,且可靠、有效,性能价格比高,并更有利于环境保护。
现代汽车的电子化、多媒体化和智能化,使汽车已不仅仅是一个代步工具,还同时具有交通、娱乐、办公和通信等多种功能。
为了将国内外的新技术尽可能地介绍给大学生、硕士生、研究人员和工程技术人员,以适应汽车工业迅猛发展的要求,清华大学开设了“汽车电子学”课程,为此编写了本教材。由于涉及的内容广泛,很难由少数人完成,因此本书大部分是由各课题组的主要科研人员编写的。由于近年来汽车电子技术发展很快,我们在2005年出版的《汽车电子学》的基础上,去除了一些较陈旧的内容,增加了汽车控制网络及近几年新发展的电子控制技术的内容,并在全书体系上也作了一些改动,将汽车电子控制系统及其开发方法编写成独立的一章。本书绪论由袁大宏教授编写;第1, 3章和附录由李建秋副教授编写;第2, 8, 9章由王绍銧教授编写;第4章和第5章的5.6节由赵六奇教授编写;第5章的5.1~5.5节由夏群生教授编写;第6章的6.1节由张金换研究员编写;第6章的6.2~6.6节、第7章由韩晓东高级工程师编写。在本书的编写过程中,得到了各个课题组的大力支持,在此向他们致以深切的谢意。
由于编写的时间较短、资料不足和水平有限,想必有许多不足之处,恳切地希望同行和读者不吝指正。
来信请寄: 北京清华大学汽车工程系 邮编: 100084 前言汽车电子学(第2版)
作 者2010年7月于清华大学
