汽车底盘电子控制技术概述.ppt
汽车底盘电子控制技术,第一章 绪论,汽车底盘电子控制主要包括:,1. 电控自动变速器,2. 防抱死制动系统,3. 驱动防滑系统,4. 电控悬架系统,5. 转向控制系统,一、自动变速器,为什么要使用自动变速器,自动变速器的优点,驾驶省力,起步加 速平稳,提高了发 动机和传动系 的寿命,避免过载 和发动机 熄火,什么是 自动变速器?,在行驶中能够根据根据实际情况适时自动的变换变速器的挡位。,自动变速器的发展,70年后，采用液力传动的自动变速器得到了广泛的应用,40-50年代，出现了根据车速和节 气门开度自动 控制换档的液力自动变速器,1939年，美国通用 公司首先在其生产 的轿车上装备了 液力偶合器 行星齿轮组成的 液力变速器。,阶段 1,阶段 2,阶段 3,自动变速器主要有三种类型：,液力-机械式自动变速器 由液力变矩器、机械式自动变速器和液压-电子控制系统三部分组成。目前技术成熟，应用最广。在发达国家轿车上的装车率已达80-90%。,电控机械式自动变速器由传统的离合器与手动齿轮变速器采用电控进行自动变速。它与手动齿轮变速器的零部件有一定通用性，保留了传动效率高的优点，目前在重型货车上选用的较多。,电控机械式无级变速器 （CVT）由V形金属钢带与可调半径的带轮得到无级变速。它与发动机之间还要有自动离合器。,液力自动变速器,普通轿车中，大多采用电控液力自动变速器,由液力变矩器和自动变速器两大部分组成 能根据节气门的开度和车速的变化自动换档 由液压控制的齿轮变速系统构成 因此，液力自动变速器并不是真正的无级变速器，而是有档位的，仅是在两档之间的无级变速。,自动变速器电子控制通过动力传动控制模块接收来自汽车上各种传感器的电子信号输入，根据汽车的使用工况对这些信息处理来决定液力自动变速器运行工况。按照这些工况，来控制变速器的升档和降档及换档感觉。,自动变速 器的升档和降档根据发动机特性曲线，实现有效匹配，达到发动机动力性或经济性最佳。,电子控制的其它特点,电子控制的出现使得自动变速器可根据具体的行驶工况进行补偿调节。有些变速器类型有一个由驾驶员控制的模式开关。不同的驾驶模式包括正常模式、经济模式、动力模式、冬天模式和手动换档模式等。,经济 模式,冬天 模式,手动 模式,使发动机经常处于经济转速下工作,使发动机经常处于大功率大扭距范围内运行,使变速器在第二或三档时汽车起步,动力 模式,允许驾驶员以和手动变速器相同的模式换档,全驱动自动变速器,后驱动自动变速器,电控机械式无级变速器（CVT）,CVT 是英文Continuously Variable Transmission的缩写，意即无级变速器,CVT是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。,CVT采用传动带和工作直径可变的主、从动轮 相配合传递动力,CVT可以自动改变传动速比，实现传动速比的全程无级连续改变,没有传统变速器换档时那种“停顿”的感觉，从而得到 传动系统与发动机工况的最佳匹配。,提高车辆的燃油经济性和动力性 改善驾驶者的操纵方便性及乘坐舒适性 因此它是一种比较理想的汽车动力传动装置。,1958年，荷兰 的DAF公司研 制出Variomatic 双V形橡胶带式 CVT，并装备于 其制造的Daffodil轿车上,德国奔驰汽车 公司在1886年就 将V形橡胶带 式CVT安装到该 公司生产的汽油 机汽车上,CVT技术的发展已有100多年的历史,橡胶带传动的 CVT,功率有限 离合器工作不稳定 液压泵、传动带和夹紧机构的能量损失较大,后来，汽车研究人员将液力变矩器集成到CVT系统中主、从动轮的夹紧力由电子装置进行控制 在CVT中采用节能泵 传动带使用金属带代替传统的橡胶带,汽车新技术的进步克服了CVT原有的技术缺陷 传递转矩容量更大、性能更优良的第二代CVT面世 进入20世纪90年代，汽车界对CVT技术的研究开发日益重视，再加上全球科技的迅猛发展，使得新的电子技术与自动控制技术不断被采用到CVT中,目前各汽车公司都逐渐将CVT用到自己新的车型上,CVT的结构特点,目前，奥迪A4、A6轿车，广本飞度轿车，东南菱帅轿车，南京菲亚特轿车等已经大量采用CVT无级自动变速器,各种型号CVT的主要差别集中在： 发动机动力传递到主动带轮的过程以及带轮半径和夹紧力的控制方法上。,CVT的控制一般都采用电子控制模式，即可在自动状态下运行，也可选择特定的控制程序，增加驾驶的便利性,CVT自动变速器除了标准档位外，换档操纵手柄也可以移至另一个平行的档位，在“+”或“-”之间变换,手动、自动和CVT无级自动变速器的功能比较,二、防抱死制动系统,为什么要用防抱死系统？,(1) 缩短制动时间和距离 (2) 防止紧急制动时车辆侧滑和甩尾 (3) 在紧急制动时可操纵方向 (4) 减少轮胎的路损,什么是制动 防抱死系统,制动防抱死系统简称ABS，是英文“Anti-lock Brake System”的缩写。ABS的作用就是在汽车制动时。自动控制制动器制动力的大小，使车轮不被抱死，处于边滚边滑的状态，以保证车轮与地而的附着力在最大值,德国博世公司20世纪60年代开始ABS的开发工作， 于1971年首次推出了电子ABS、发展为用微机控制从此，ABS在汽车上的应用得以迅速的发展 。,1978年，正式生产ABS1型防抱死制动系统，1984年推出ABS2型，1986年推出ABS3型。现在ABS已成为汽车上的配制.,ABS的发展概况,ABS现状,目前，集ABS和ASR功能为一体的防滑控制系统已在汽车上得到了广泛的应用。,1987年，德国博世公司又推出汽车驱动防滑转系统ASR，ASR是ABS的完善和补充。它可以防止汽车起步、加速、在滑溜路面行驶时车轮滑转，以提高汽车的牵引性和操纵稳定性。,近年来，又有许多新技术出现在汽车底盘电子控 制系统当中。驱动防滑转ASR, 汽车电子制动力分配 （EBD）往往与ABS配套使用。,三、 电控防滑驱动系统,什么是电控防滑驱动系统?为什么要使用电控防滑驱动系统?,汽车防滑转电子控制系统 是在车轮出现滑转时，通过对滑转车 轮施以制动力或控制发动机的动力输 出来抑制车轮的滑转以避免汽车牵 引力和行驶稳定性的下降。,ASR的控制方式,2 .发动机输出功率控制,由于驱动防滑转系统通常是通过调节驱动车轮牵引力来实现驱动车轮滑转控制的,因此也被称为牵引力 控制系统(Traction Control System),简称TCS.,四、悬架系统,汽车的悬架装置是连接车身和车轮之间全部零件和部件的总称，主要由弹簧(如板簧、螺旋弹簧、扭杆等)、减振器和导向机构三部分 组成。有效地抑制、降低车体与车轮的动载和振动， 从而保证汽车行驶的平顺性和操纵稳定性.,汽车行驶的平顺性和操纵稳定性是衡量悬架性能好坏的主要指标，理想的悬架应在不同的使用条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻尼，既能满足平顺性要求又能满足操纵稳定性要求。,什么是 电控悬架？,电子控制汽车悬架是通过控制 调节悬架的刚度和减振器阻尼， 突破被动悬架的局限区域；使 汽车的悬架特性与行驶的道路 状况相适应，保证平顺性和操 纵稳定性两个相互排斥的性能 要求都能得到满足。,主动悬架：将检测系统运动的状态信号反馈到电控单元，电控单元发出指令给主动力发生器，构成闭环控制。由外部提供能量产生的主动控制力作用于系统进行控制。主动悬架除了控制振动还可以控制汽车的姿态和高度。,不同等级的阻尼的车速范围： 起步、制动、急转弯和高速（100公里/小时）选择运动（硬）改善操纵稳定性 低速（40公里/小时以下）选择舒适（软）得到好的平顺性 中速（40-100公里/小时）选择正常（中）兼顾平顺性与操纵稳定性.,弹簧刚度控制: 具有副气室的空气弹簧,由刚度控制阀改变主、副气室的通道面积，得到（软）（中）、（硬）不同的刚度，,五、转向控制系统,四轮转向系统（4WS）的后轮与前轮一起 参与转向，是一种提高车辆反应性和稳定 性的关键技术。把后轮与前轮同相位转向， 可以减小车辆转向时的旋转运动（横摆）， 改善高速行驶的稳定性。 把后轮与前轮逆 相位转向，能够改善车辆中低速行驶的操 纵性，提高快速转向性。,六、汽车电子稳定系统（ESP）,当车辆行驶中出现险情，例如：突然一只动物突然闯入路ESP 是电子稳定程序（Electronic Stability Programme)的简称，ESP系统能够帮助驾驶者避免车辆出现不稳定状态。,电子稳定程序属于车辆的主动安全. ESP能够识别车辆不稳定状态，并通过对制动系统、发动机管理系统和变速箱管理系统实施控制，从而有针对性地弥补车辆滑动。,ESP是在 ABS系统的基础上开发出来的。ESP能够识别诸如驾驶 员慌乱反应这样的紧急驾驶工况并通过对单个车轮施加制动和干预 发动机控制系统来保持车辆的稳定性。这个软件能够综合理想转向 角、横摆角度、侧向力和轮速差异等信号，很快判别出汽车失去控 制的时刻。然后不管驾驶员如何操作，对车辆施加制动还是加速，ESP开始发挥作用使汽车稳定下来。,ESP安全性意义,ESP主动安全性 防止车辆侧滑发生意外事故,ESP被动安全性 在事故中减少侧面碰撞发生几率,ESP安全性意义,ESP典型工作工况,一、躲避前方突然出现的障碍物,ESP典型工作工况,二、在急转弯车道上高速行驶,ESP典型工作工况,三、在地面附着力不同的路面行驶,当一辆推土机向右转弯行驶，那么内弧线履带制动而外履带加速。,ESP工作原理,无ESP行驶状况,车辆躲避突然出现的障碍物，驾驶者首先向左急打转向紧接着又向右转向。 车辆由于驾驶者急打方向盘转弯而出现甩尾现象。由于车辆沿着垂直轴线转动，出现失控状态。,ESP工作过程,再见,
