Auto-elektronika – História, súčasnosť a perspektívy

1. Auto-elektronika – História, súčasnosť a perspektívy Ján Gamec Katedra elektroniky a multimediálnych telekomunikácií

2. Zrod automobilov • Začiatok histórie automobilov rok 1765 • Nicholas CUGNOT dôstojník francúzskej armády vyvinul samohybný, parou poháňaný voz • uviezol 4-roch pasažierov • rýchlosť približne 3 km/h • jedna z jeho prvých jázd viedla ulicami Paríža vozidlo sa prevrátilo a CUGNOT bol uväznený pre verejné ohrozenie

4. Vývoj pokračoval a vroku 1885 Karl BENZ vyrába ako prvý dnes uznávaný automobil využíval motor s tzv. vnútorným spaľovaním. Zrod automobilov Tri-Car 1885

5. Tri-Car 1885 - Motorwagen

6. Replika patentovaného automobilu Karla Benza (29 január 1886)

7. Počasvyše tých 125 rokov • z hrubého mechanického zariadenia • veľmi zložitý produkt, neschopný existencie bez sofistikovanej elektronickej technológie • Najväčšie zmeny - posledných 30 až 40 rokov. • Vývoj fascinujúcich kombinácii elektronických a mechanických inžinierskych riešení • Splnenie zdanlivo nesplniteľných požiadavok • nízke emisie, • ekonomická spotreba paliva, • jazdné vlastnosti. • Trend naďalej smeruje k rastu počtu elektronicky riadených systémov.

8. Stručná história elektroniky v automobiloch • Automobily v počiatkoch • elektrické komponenty iba v systémoch zapaľovania - magneto alebo batéria a indukčná cievka, • vyvinuté Charlesom Ketteringom v roku 1908 (používané až do 90-tých rokov, v niektorých motoroch sa používajú dodnes). • Po roku 1920 bol elektrický systém rozšírený o štartér a osvetlenie.

9. Stručná história elektroniky v automobiloch • Prvý skutočný elektronický systém • rádioprijímač (elektrónkový) - 30-té roky • elektrónky neboli príliš vhodné pre prostredie automobilu - notoricky nespoľahlivý • nástupu tranzistorových prijímačov 60-té roky • Po elektrickej stránke sa až do druhej polovice 60-tých rokov automobil vyvinul veľmi málo • V podstate to bol mechanický systém s mechanickým riadením

10. Stručná história elektroniky v automobiloch • Hlavný stimul pre vývoj lacných a spoľahlivých elektronických systémov • kongres USA v roku 1970 • konštatovanie zhoršujúcej sa kvality ovzdušia v amerických mestách • senátor MUSKIE upozornil a vyzýval k veľkej redukcii emisií, produkovaných automobilmi.

11. Stručná história elektroniky v automobiloch • „MUSKIE-ho zákony“ • všetky automobily predávané v USA po roku 1975-76 majú mať úroveň znečisťujúcich emisii o 90% nižšiu ako tie do roku 1970 • Zvláštny dôraz bol kladený na minimalizáciu CO, rôznych oxidov dusíka - NOx a nespálených uhľovodíkov HC. • Vytvorenie EPA (Environmental Protection Agency – Agentúra na ochranu životného prostredia) - dohliadala na legislatívu.

12. Stručná história elektroniky v automobiloch • Automobilový priemysel preskúmal všetky dostupné technológie a dospel k názoru • v tak krátkom čase prichádzalo do úvahy iba spracovanie výfukových plynov • katalytické konvertory (katalyzátory) • pôvodne boli použité iba oxidačné katalyzátory, ktoré odstraňovali HC a CO.

13. Stručná história elektroniky v automobiloch • Redukcia emisií NOx použitím techník EGR (Exhaust Gas Reduction) • malá časť (6-10%) nasávanej zmesi sa nahrádza výfukovými plynmi - inertné zriedenie, zníženie teploty horenia a tým aj úroveň NOx • Trojcestné katalyzátory v neskorších 70-tých rokoch - ďalšia redukcia NOx • odstraňovali všetky tri znečisťujúce zložky • potreba elektronických riadiacich systémov pre presné riadenie pomeru vzduchu a paliva

14. Stručná história elektroniky v automobiloch • Dopyt po pokročilejších elektronicky riadených systémoch zo strany amerického automobilového priemyslu. • Po roku 1981 - riadenie na báze mikropočítačov - benzínové motory General Motors • Požiadavka na výrobu 3,7 milióna elektronických riadiacich jednotiek (ECU- Electronic Control Unit) ročne. • 22000 ks ECU denne iba pre túto jednu firmu.

15. Stručná história elektroniky v automobiloch Senzory a systémy v  automobiloch pred viac ako 30–timi rokmi obmedzené na: • rýchlosť auta, otáčky motora (nepresne neskôr rozšírené o); • teplota chladiacej kvapaliny (voda), • úroveň paliva v nádrži, • poruchy v systéme mazania (tlak oleja).

16. Stručná história elektroniky v automobiloch • Rýchly nárast rozvoja elektronických riadiacich systémov postihol už nie len elektronické riadenie motora • Zvýšil úžitkovú hodnotu vozidla z hľadiska • aktívnej bezpečnosti, • pasívnej bezpečnosti, • jazdných vlastnosti, • komfortu a  • komunikačných schopnosti.

17. Stručná história elektroniky v automobiloch • Dnešný konkurenčný trh je spätý: • s prísnym environmentálnym a bezpečnostným zákonodarstvom; • s očakávaním vysokej úrovne ovládania a výkonnosti; • s orientáciou na vozidlá s autodiagnostikou a manažmentom • so zdokonaľovaním komunikačných schopností, komfortu a luxusu • s dostupnosťou lacných elektronických zariadení.

18. Elektronické systémy Elektronické systémy automobilov súčasnosti ablízkej budúcnosti Elektronické systémy automobilov blízkej minulostiaž súčasnosti

19. Čomu sa venujeme na FEI

20. Čomu sa venujeme na FEI

21. Čomu sa venujeme na FEI

22. Kam speje svet a čomu sa musíme venovať • Adhoc siete a V2I aj V2V komunikácia

23. Kam speje svet a čomu sa musíme venovať • Adhoc siete a V2I aj V2V komunikácia

24. Kam speje svet a čomu sa musíme venovať • Adhoc siete a V2I aj V2V komunikácia

25. Kam speje svet a čomu sa musíme venovať • Adhoc siete a V2I aj V2V komunikácia

26. Kam speje svet a čomu sa musíme venovať • Adhoc siete a V2I aj V2V komunikácia

27. Kam speje svet a čomu sa musíme venovať • Nové elektrické alebo hybridné pohony • Optimalizácia ich riadenia • Vývoj technológií distribučných sietí el. energie • Manažment distribúcie el. energie • Nové akumulačné prvky el. energie a s tým spojené technológie

28. Poďakovanie We support research activities in Slovakia / Project is co-financed from EU funds. This paper was developed within the Project "Centrum excelentnosti integrovaného výskumu a využitia progresívnych materiálov a technológií v oblasti automobilovej elektroniky", ITMS 26220120055

29. Ďakujem za pozornosť