.,汽車底盤電子控制技術(shù),.,第一章緒論,.,汽車底盤電子控制主要包括:,1.電控自動(dòng)變速器,2.防抱死制動(dòng)系統(tǒng),3.驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng),4.電控懸架系統(tǒng),5.轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng),.,一、自動(dòng)變速器,.,為什么要使用自動(dòng)變速器,.,自動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn),駕駛省力,起步加速平穩(wěn),提高了發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的壽命,避免過載和發(fā)動(dòng)機(jī)熄火,.,什么是自動(dòng)變速器?,在行駛中能夠根據(jù)根據(jù)實(shí)際情況適時(shí)自動(dòng)的變換變速器的擋位。,.,自動(dòng)變速器的發(fā)展,.,70年后，采用液力傳動(dòng)的自動(dòng)變速器得到了廣泛的應(yīng)用,40-50年代，出現(xiàn)了根據(jù)車速和節(jié)氣門開度自動(dòng)控制換檔的液力自動(dòng)變速器,1939年，美國(guó)通用公司首先在其生產(chǎn)的轎車上裝備了液力偶合器行星齒輪組成的液力變速器。,階段1,階段2,階段3,.,自動(dòng)變速器主要有三種類型：,液力-機(jī)械式自動(dòng)變速器由液力變矩器、機(jī)械式自動(dòng)變速器和液壓-電子控制系統(tǒng)三部分組成。目前技術(shù)成熟，應(yīng)用最廣。在發(fā)達(dá)國(guó)家轎車上的裝車率已達(dá)80-90%。,電控機(jī)械式自動(dòng)變速器由傳統(tǒng)的離合器與手動(dòng)齒輪變速器采用電控進(jìn)行自動(dòng)變速。它與手動(dòng)齒輪變速器的零部件有一定通用性，保留了傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)，目前在重型貨車上選用的較多。,電控機(jī)械式無級(jí)變速器（CVT）由V形金屬鋼帶與可調(diào)半徑的帶輪得到無級(jí)變速。它與發(fā)動(dòng)機(jī)之間還要有自動(dòng)離合器。,.,液力自動(dòng)變速器,.,普通轎車中，大多采用電控液力自動(dòng)變速器,由液力變矩器和自動(dòng)變速器兩大部分組成能根據(jù)節(jié)氣門的開度和車速的變化自動(dòng)換檔由液壓控制的齒輪變速系統(tǒng)構(gòu)成因此，液力自動(dòng)變速器并不是真正的無級(jí)變速器，而是有檔位的，僅是在兩檔之間的無級(jí)變速。,.,自動(dòng)變速器電子控制通過動(dòng)力傳動(dòng)控制模塊接收來自汽車上各種傳感器的電子信號(hào)輸入，根據(jù)汽車的使用工況對(duì)這些信息處理來決定液力自動(dòng)變速器運(yùn)行工況。按照這些工況，來控制變速器的升檔和降檔及換檔感覺。,.,自動(dòng)變速器的升檔和降檔根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線，實(shí)現(xiàn)有效匹配，達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性或經(jīng)濟(jì)性最佳。,.,電子控制的其它特點(diǎn),電子控制的出現(xiàn)使得自動(dòng)變速器可根據(jù)具體的行駛工況進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)。有些變速器類型有一個(gè)由駕駛員控制的模式開關(guān)。不同的駕駛模式包括正常模式、經(jīng)濟(jì)模式、動(dòng)力模式、冬天模式和手動(dòng)換檔模式等。,.,經(jīng)濟(jì)模式,冬天模式,手動(dòng)模式,使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速下工作,使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于大功率大扭距范圍內(nèi)運(yùn)行,使變速器在第二或三檔時(shí)汽車起步,動(dòng)力模式,允許駕駛員以和手動(dòng)變速器相同的模式換檔,.,全驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器,.,后驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器,.,電控機(jī)械式無級(jí)變速器（CVT）,.,CVT是英文ContinuouslyVariableTransmission的縮寫，意即無級(jí)變速器,.,CVT是由兩組變速輪盤和一條傳動(dòng)帶組成的。,CVT采用傳動(dòng)帶和工作直徑可變的主、從動(dòng)輪相配合傳遞動(dòng)力,CVT可以自動(dòng)改變傳動(dòng)速比，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)速比的全程無級(jí)連續(xù)改變,沒有傳統(tǒng)變速器換檔時(shí)那種“停頓”的感覺，從而得到傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配。,提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性改善駕駛者的操縱方便性及乘坐舒適性因此它是一種比較理想的汽車動(dòng)力傳動(dòng)裝置。,.,1958年，荷蘭的DAF公司研制出Variomatic雙V形橡膠帶式CVT，并裝備于其制造的Daffodil轎車上,德國(guó)奔馳汽車公司在1886年就將V形橡膠帶式CVT安裝到該公司生產(chǎn)的汽油機(jī)汽車上,CVT技術(shù)的發(fā)展已有100多年的歷史,.,橡膠帶傳動(dòng)的CVT,功率有限離合器工作不穩(wěn)定液壓泵、傳動(dòng)帶和夾緊機(jī)構(gòu)的能量損失較大,.,后來，汽車研究人員將液力變矩器集成到CVT系統(tǒng)中主、從動(dòng)輪的夾緊力由電子裝置進(jìn)行控制在CVT中采用節(jié)能泵傳動(dòng)帶使用金屬帶代替?zhèn)鹘y(tǒng)的橡膠帶,汽車新技術(shù)的進(jìn)步克服了CVT原有的技術(shù)缺陷傳遞轉(zhuǎn)矩容量更大、性能更優(yōu)良的第二代CVT面世進(jìn)入20世紀(jì)90年代，汽車界對(duì)CVT技術(shù)的研究開發(fā)日益重視，再加上全球科技的迅猛發(fā)展，使得新的電子技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)不斷被采用到CVT中,目前各汽車公司都逐漸將CVT用到自己新的車型上,.,CVT的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),目前，奧迪A4、A6轎車，廣本飛度轎車，東南菱帥轎車，南京菲亞特轎車等已經(jīng)大量采用CVT無級(jí)自動(dòng)變速器,各種型號(hào)CVT的主要差別集中在：發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞到主動(dòng)帶輪的過程以及帶輪半徑和夾緊力的控制方法上。,.,CVT的控制一般都采用電子控制模式，即可在自動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行，也可選擇特定的控制程序，增加駕駛的便利性,CVT自動(dòng)變速器除了標(biāo)準(zhǔn)檔位外，換檔操縱手柄也可以移至另一個(gè)平行的檔位，在“+”或“-”之間變換,.,手動(dòng)、自動(dòng)和CVT無級(jí)自動(dòng)變速器的功能比較,.,二、防抱死制動(dòng)系統(tǒng),.,為什么要用防抱死系統(tǒng)？,.,(1)縮短制動(dòng)時(shí)間和距離(2)防止緊急制動(dòng)時(shí)車輛側(cè)滑和甩尾(3)在緊急制動(dòng)時(shí)可操縱方向(4)減少輪胎的路損,.,什么是制動(dòng)防抱死系統(tǒng),.,制動(dòng)防抱死系統(tǒng)簡(jiǎn)稱ABS，是英文“Anti-lockBrakeSystem”的縮寫。ABS的作用就是在汽車制動(dòng)時(shí)。自動(dòng)控制制動(dòng)器制動(dòng)力的大小，使車輪不被抱死，處于邊滾邊滑的狀態(tài)，以保證車輪與地而的附著力在最大值,.,德國(guó)博世公司20世紀(jì)60年代開始ABS的開發(fā)工作，于1971年首次推出了電子ABS、發(fā)展為用微機(jī)控制從此，ABS在汽車上的應(yīng)用得以迅速的發(fā)展。,1978年，正式生產(chǎn)ABS1型防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，1984年推出ABS2型，1986年推出ABS3型?，F(xiàn)在ABS已成為汽車上的配制.,ABS的發(fā)展概況,.,ABS現(xiàn)狀,目前，集ABS和ASR功能為一體的防滑控制系統(tǒng)已在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。,1987年，德國(guó)博世公司又推出汽車驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)ASR，ASR是ABS的完善和補(bǔ)充。它可以防止汽車起步、加速、在滑溜路面行駛時(shí)車輪滑轉(zhuǎn)，以提高汽車的牽引性和操縱穩(wěn)定性。,.,近年來，又有許多新技術(shù)出現(xiàn)在汽車底盤電子控制系統(tǒng)當(dāng)中。驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)ASR,汽車電子制動(dòng)力分配（EBD）往往與ABS配套使用。,.,三、電控防滑驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),.,什么是電控防滑驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?為什么要使用電控防滑驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?,.,汽車防滑轉(zhuǎn)電子控制系統(tǒng)是在車輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時(shí)，通過對(duì)滑轉(zhuǎn)車輪施以制動(dòng)力或控制發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出來抑制車輪的滑轉(zhuǎn)以避免汽車牽引力和行駛穩(wěn)定性的下降。,.,ASR的控制方式,2.發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率控制,.,由于驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)通常是通過調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)車輪牽引力來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)控制的,因此也被稱為牽引力控制系統(tǒng)(TractionControlSystem),簡(jiǎn)稱TCS.,.,四、懸架系統(tǒng),.,汽車的懸架裝置是連接車身和車輪之間全部零件和部件的總稱，主要由彈簧(如板簧、螺旋彈簧、扭桿等)、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成。有效地抑制、降低車體與車輪的動(dòng)載和振動(dòng)，從而保證汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性.,.,汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性是衡量懸架性能好壞的主要指標(biāo)，理想的懸架應(yīng)在不同的使用條件下具有不同的彈簧剛度和減振器阻尼，既能滿足平順性要求又能滿足操縱穩(wěn)定性要求。,.,什么是電控懸架？,電子控制汽車懸架是通過控制調(diào)節(jié)懸架的剛度和減振器阻尼，突破被動(dòng)懸架的局限區(qū)域；使汽車的懸架特性與行駛的道路狀況相適應(yīng)，保證平順性和操縱穩(wěn)定性兩個(gè)相互排斥的性能要求都能得到滿足。,.,主動(dòng)懸架：將檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)信號(hào)反饋到電控單元，電控單元發(fā)出指令給主動(dòng)力發(fā)生器，構(gòu)成閉環(huán)控制。由外部提供能量產(chǎn)生的主動(dòng)控制力作用于系統(tǒng)進(jìn)行控制。主動(dòng)懸架除了控制振動(dòng)還可以控制汽車的姿態(tài)和高度。,.,不同等級(jí)的阻尼的車速范圍：起步、制動(dòng)、急轉(zhuǎn)彎和高速（100公里/小時(shí)）選擇運(yùn)動(dòng)（硬）改善操縱穩(wěn)定性低速（40公里/小時(shí)以下）選擇舒適（軟）得到好的平順性中速（40-100公里/小時(shí)）選擇正常（中）兼顧平順性與操縱穩(wěn)定性.,.,彈簧剛度控制:具有副氣室的空氣彈簧,由剛度控制閥改變主、副氣室的通道面積，得到（軟）（中）、（硬）不同的剛度，,.,五、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng),.,四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（4WS）的后輪與前輪一起參與轉(zhuǎn)向，是一種提高車輛反應(yīng)性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)。把后輪與前輪同相位轉(zhuǎn)向，可以減小車輛轉(zhuǎn)向時(shí)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（橫擺），改善高速行駛的穩(wěn)定性。把后輪與前輪逆相位轉(zhuǎn)向，能夠改善車輛中低速行駛的操縱性，提高快速轉(zhuǎn)向性。,.,六、汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）,.,當(dāng)車輛行駛中出現(xiàn)險(xiǎn)情，例如：突然一只動(dòng)物突然闖入路ESP是電子穩(wěn)定程序（ElectronicStabilityProgramme)的簡(jiǎn)稱，ESP系統(tǒng)能夠幫助駕駛者避免車輛出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。,.,電子穩(wěn)定程序?qū)儆谲囕v的主動(dòng)安全.ESP能夠識(shí)別車輛不穩(wěn)定狀態(tài)，并通過對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和變速箱管理系統(tǒng)實(shí)施控制，從而有針對(duì)性地彌補(bǔ)車輛滑動(dòng)。,.,ESP是在ABS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。ESP能夠識(shí)別諸如駕駛員慌亂反應(yīng)這樣的緊急駕駛工況并通過對(duì)單個(gè)車輪施加制動(dòng)和干預(yù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)來保持車輛的穩(wěn)定性。這個(gè)軟件能夠綜合理想轉(zhuǎn)向角、橫擺角度、側(cè)向力和輪速差異等信號(hào)，很快判別出汽車失去控制的時(shí)刻。然后不管駕駛員如何操作，對(duì)車輛施加制動(dòng)還是加速，ESP開始發(fā)揮作用使汽車穩(wěn)定下來。,.,ESP安全性意義,ESP主動(dòng)安全性防止車輛側(cè)滑發(fā)生意外事故,ESP被動(dòng)安全性在事故中減少側(cè)面碰撞發(fā)生幾率,.,ESP安全性意義,.,ESP典型工作工況,一、躲避前方突然出現(xiàn)的