汽車底盤電控概述

1、汽車底盤電子控制技術(shù)汽車底盤電子控制技術(shù)第一章第一章 緒論緒論汽車底盤電子控制主要包括汽車底盤電子控制主要包括: 1. 1. 電控自動變速器電控自動變速器 2. 2. 防抱死制動系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng) 3. 3. 驅(qū)動防滑系統(tǒng)驅(qū)動防滑系統(tǒng) 4. 4. 電控懸架系統(tǒng)電控懸架系統(tǒng) 5. 5. 轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)一、自動變速器一、自動變速器 自動變速器的優(yōu)點(diǎn)自動變速器的優(yōu)點(diǎn) 什么是什么是 自動變速自動變速器器? 在行駛中能夠根據(jù)根據(jù)實際情況適時自動的變換變速器的擋位。自動變速器的發(fā)展自動變速器的發(fā)展 70年后，采用液力傳動的自動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

2、動 控制換檔的液力自動變速器1939年，美國通用 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。階段階段 1階段階段 2階段階段 3自動變速器主要有三種類型：自動變速器主要有三種類型：液力自動變速器液力自動變速器 普通轎車中，大多采用電控液力自動變速器普通轎車中，大多采用電控液力自動變速器 由液力變矩器和自動變速器兩大部分組成由液力變矩器和自動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換檔能根據(jù)節(jié)氣門的開度和車速的變化自動換檔 由液壓控制的齒輪變速系統(tǒng)構(gòu)成由液壓控制的齒輪變速系統(tǒng)構(gòu)成 因此，液力自動變速器并不是真正的無級變速器，而因此，液力自動變速器并不是

3、真正的無級變速器，而是有檔位的，僅是在兩檔之間的無級變速。是有檔位的，僅是在兩檔之間的無級變速。 自動變速器電子自動變速器電子控制通過動力傳動控制通過動力傳動控制模塊接收來自控制模塊接收來自汽車上各種傳感器汽車上各種傳感器的電子信號輸入，的電子信號輸入，根據(jù)汽車的使用工根據(jù)汽車的使用工況對這些信息處理況對這些信息處理來決定液力自動變來決定液力自動變速器運(yùn)行工況。按速器運(yùn)行工況。按照這些工況，來控照這些工況，來控制變速器的升檔和制變速器的升檔和降檔及換檔感覺。降檔及換檔感覺。 自動變速自動變速 器的升檔和器的升檔和降檔根據(jù)發(fā)降檔根據(jù)發(fā)動機(jī)特性曲動機(jī)特性曲線，實現(xiàn)有線，實現(xiàn)有效匹配，達(dá)效匹配，達(dá)到

4、發(fā)動機(jī)動到發(fā)動機(jī)動力性或經(jīng)濟(jì)力性或經(jīng)濟(jì)性最佳。性最佳。電子控制的其它特點(diǎn)電子控制的其它特點(diǎn)電子控制的出現(xiàn)使得自電子控制的出現(xiàn)使得自動變速器可根據(jù)具體的行動變速器可根據(jù)具體的行駛工況進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)。有駛工況進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)。有些變速器類型有一個由駕些變速器類型有一個由駕駛員控制的模式開關(guān)。不駛員控制的模式開關(guān)。不同的駕駛模式包括正常模同的駕駛模式包括正常模式、經(jīng)濟(jì)模式、動力模式、式、經(jīng)濟(jì)模式、動力模式、冬天模式和手動換檔模式冬天模式和手動換檔模式等。等。經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)模式模式冬天冬天模式模式手動手動模式模式使發(fā)動使發(fā)動機(jī)經(jīng)常機(jī)經(jīng)常處于經(jīng)處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速濟(jì)轉(zhuǎn)速下工作下工作使發(fā)動機(jī)使發(fā)動機(jī)經(jīng)常處于經(jīng)常處于大功率大大

5、功率大扭距范圍扭距范圍內(nèi)運(yùn)行內(nèi)運(yùn)行使變速器使變速器在第二或在第二或三檔時汽三檔時汽車起步車起步動力動力模式模式 允許駕允許駕駛員以和駛員以和手動變速手動變速器相同的器相同的模式換檔模式換檔 后驅(qū)動自動變速器后驅(qū)動自動變速器電控機(jī)械式無級變速器（電控機(jī)械式無級變速器（CVTCVT）CVT CVT 是英文是英文Continuously Variable Continuously Variable TransmissionTransmission的縮寫，意即無級變速器的縮寫，意即無級變速器 CVT CVT是由兩組變速輪盤和一條傳動帶組成的是由兩組變速輪盤和一條傳動帶組成的。CVTCVT采用傳動帶和工

6、作直徑可變的主、從動輪采用傳動帶和工作直徑可變的主、從動輪相配合傳遞動力相配合傳遞動力 CVT CVT可以自動改變傳動速比，實現(xiàn)傳動速比的全程無級可以自動改變傳動速比，實現(xiàn)傳動速比的全程無級連續(xù)改變連續(xù)改變 沒有傳統(tǒng)變速器換檔時那種沒有傳統(tǒng)變速器換檔時那種“停頓停頓”的感覺，從而得到的感覺，從而得到 傳動系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)工況的最佳匹配。傳動系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)工況的最佳匹配。 提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性 改善駕駛者的操縱方便性及乘坐舒適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力傳動裝置因此它是一種比較理想的汽車動力傳動裝置。 19581958年，荷年

7、，荷蘭蘭 的的DAFDAF公公司研司研 制出制出VariomaticVariomatic 雙雙V V形橡膠形橡膠帶式帶式 CVTCVT，并裝備，并裝備于于 其制造的其制造的DaffodilDaffodil轎轎車上車上 德國奔馳汽車 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)展已有技術(shù)的發(fā)展已有100多年的歷史多年的歷史橡膠帶傳動的橡膠帶傳動的 CVT功率有限功率有限離合器工作不穩(wěn)定離合器工作不穩(wěn)定液壓泵、傳動帶和液壓泵、傳動帶和夾緊機(jī)構(gòu)的能量損失夾緊機(jī)構(gòu)的能量損失較大較大后來，汽車研究人員將液力變矩器集成到CVT系統(tǒng)中主、從動輪的夾緊力由電子裝置進(jìn)

8、行控制在CVT中采用節(jié)能泵傳動帶使用金屬帶代替?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CVTCVT的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 目前，奧迪目前，奧迪A4A4、A6A6轎車，廣本飛度轎車，東南轎車，廣本飛度轎車，東南菱帥轎車，南京菲亞特轎車等已經(jīng)大量采用菱帥轎車，南京菲亞特轎車等已經(jīng)大量采用CVTCVT無級自動變速器無級自動變速器 各種型號各種型號CVTCVT的主要

9、差別集中在：的主要差別集中在： 發(fā)動機(jī)動力傳遞到主動帶輪的過程以及帶輪半發(fā)動機(jī)動力傳遞到主動帶輪的過程以及帶輪半徑和夾緊力的控制方法上。徑和夾緊力的控制方法上。 CVTCVT的控制一般都采用電子控制模式，即可在自動狀態(tài)的控制一般都采用電子控制模式，即可在自動狀態(tài)下運(yùn)行，也可選擇特定的控制程序，增加駕駛的便利性下運(yùn)行，也可選擇特定的控制程序，增加駕駛的便利性CVTCVT自動變速器除了標(biāo)準(zhǔn)檔位外，換檔操縱手柄也可以移至自動變速器除了標(biāo)準(zhǔn)檔位外，換檔操縱手柄也可以移至另一個平行的檔位，在另一個平行的檔位，在“+”+”或或“-”-”之間變換之間變換TiptronicTiptronic開關(guān)開關(guān)3 3個霍

10、爾傳感器個霍爾傳感器換檔桿護(hù)換檔桿護(hù)板板換檔桿護(hù)板魚鱗板換檔桿護(hù)板魚鱗板4 4個霍爾傳感器用于換檔桿位置個霍爾傳感器用于換檔桿位置 項目項目換檔控制換檔控制變速器檔位數(shù)變速器檔位數(shù)手動變速器手動變速器人工手動控制人工手動控制 有級有級自動變速器自動變速器電腦自動控制電腦自動控制 有級有級CVTCVT無級自動變速器無級自動變速器電腦自動控制電腦自動控制 無級無級手動、自動和手動、自動和CVT無級自動變速器的功能比較無級自動變速器的功能比較二、防抱死制動系統(tǒng)二、防抱死制動系統(tǒng)為什么要用防抱死系統(tǒng)？為什么要用防抱死系統(tǒng)？(1) 1) 縮縮短制短制動時間動時間和距離和距離(2) (2) 防止防止緊緊急

11、制急制動時車輛側(cè)動時車輛側(cè)滑和滑和甩甩尾尾(3) (3) 在在緊緊急制急制動時動時可操可操縱縱方向方向(4) (4) 減減少少輪輪胎的路胎的路損損 什么是制動什么是制動 防抱死系統(tǒng)防抱死系統(tǒng) 制動防抱死系統(tǒng)簡稱ABS，是英文“Anti-lock Brake System”的縮寫。ABS的作用就是在汽車制動時。自動控制制動器制動力的大小，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A(chǔ)BSABS最初用于飛最初用于飛機(jī)、但這種采用機(jī)、但這種采用真空管的真空管的ABSABS在汽在汽車上應(yīng)用其性能車上應(yīng)用其性能達(dá)不到要求，加達(dá)不到要求，加之其體積大、成之其體積大、成個高等因此未個

12、高等因此未能在汽車普遍使能在汽車普遍使用。用。德國博世公司德國博世公司2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代開始年代開始ABSABS的開發(fā)工作，的開發(fā)工作， 于于19711971年首次推年首次推出了電子出了電子ABSABS、發(fā)、發(fā)展為用微機(jī)控制展為用微機(jī)控制從此，從此，ABSABS在汽車在汽車上的應(yīng)用得以迅上的應(yīng)用得以迅速的發(fā)展速的發(fā)展 。19781978年，正式生年，正式生產(chǎn)產(chǎn)ABS1ABS1型防抱死型防抱死制動系統(tǒng)，制動系統(tǒng)，19841984年推出年推出ABS2ABS2型，型，19861986年推出年推出ABS3ABS3型。現(xiàn)在型?，F(xiàn)在ABSABS已已成為汽車上的配成為汽車上的配制制. .ABS的發(fā)

13、展概況的發(fā)展概況ABS現(xiàn)狀現(xiàn)狀目前，集目前，集ABSABS和和ASRASR功能為功能為一體的防滑控一體的防滑控制系統(tǒng)已在汽制系統(tǒng)已在汽車上得到了廣車上得到了廣泛的應(yīng)用。泛的應(yīng)用。 1987 1987年，德國博年，德國博世公司又推出汽車世公司又推出汽車驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)ASRASR，ASRASR是是ABSABS的的完善和補(bǔ)充。它可完善和補(bǔ)充。它可以防止汽車起步、以防止汽車起步、加速、在滑溜路面加速、在滑溜路面行駛時車輪滑轉(zhuǎn)，行駛時車輪滑轉(zhuǎn)，以提高汽車的牽引以提高汽車的牽引性和操縱穩(wěn)定性。性和操縱穩(wěn)定性。 近年來，又有許多新技術(shù)出現(xiàn)在汽車底盤電子控近年來，又有許多新技術(shù)出現(xiàn)在汽車底盤電子

14、控 制系統(tǒng)當(dāng)中。驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)制系統(tǒng)當(dāng)中。驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)ASR, 汽車電子制動力分配汽車電子制動力分配（EBD）往往與）往往與ABS配套使用。配套使用。 三、三、 電控防滑驅(qū)動系統(tǒng)電控防滑驅(qū)動系統(tǒng)什么是電控防滑什么是電控防滑驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)?為什為什么要使用電控么要使用電控防滑驅(qū)動系統(tǒng)防滑驅(qū)動系統(tǒng)?汽車防滑轉(zhuǎn)電子控制系統(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，通過對滑轉(zhuǎn)車是在車輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時，通過對滑轉(zhuǎn)車輪施以制動力或控制發(fā)動機(jī)的動力輸輪施以制動力或控制發(fā)動機(jī)的動力輸出來抑制車輪的滑轉(zhuǎn)以避免汽車牽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。引力和行駛穩(wěn)定性的下降。1 . 1 . 差速制動控制

15、差速制動控制3 3差速制動與功率綜合控制差速制動與功率綜合控制4 4警報警報ASR的控制方式的控制方式2 .2 .發(fā)動機(jī)輸出功率控制發(fā)動機(jī)輸出功率控制 由于驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)通常是通過調(diào)節(jié)驅(qū)動車輪牽引力來實現(xiàn)驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)控制的,因此也被稱為牽引力 控制系統(tǒng)(Traction Control System),簡稱TCS. 四、懸架系統(tǒng)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，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，主要由彈簧主要由彈簧( (如板簧、螺旋彈簧、扭桿等如板簧、螺旋彈簧、扭桿等) )、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分 組成。有效地抑

16、制、降低車體與車輪的動載和振動，組成。有效地抑制、降低車體與車輪的動載和振動， 從而保證汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性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。 什么是什么是 電控懸架？電控懸架？電子控制汽車懸架是通過控制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，調(diào)節(jié)懸架的剛度和減振器阻尼，突破被動懸架的局限區(qū)域；使突破被動懸架的局限區(qū)域；使汽車的懸架特性與行駛的道路汽車的懸架特性與行駛的道路狀況相適應(yīng)，保證平順性和操狀況

17、相適應(yīng)，保證平順性和操縱穩(wěn)定性兩個相互排斥的性能縱穩(wěn)定性兩個相互排斥的性能要求都能得到滿足。要求都能得到滿足。主動懸架：將檢測系統(tǒng)運(yùn)動的狀態(tài)信號反饋到電控單元，電主動懸架：將檢測系統(tǒng)運(yùn)動的狀態(tài)信號反饋到電控單元，電控單元發(fā)出指令給主動力發(fā)生器，構(gòu)成閉環(huán)控制。由外部提控單元發(fā)出指令給主動力發(fā)生器，構(gòu)成閉環(huán)控制。由外部提供能量產(chǎn)生的主動控制力作用于系統(tǒng)進(jìn)行控制。主動懸架除供能量產(chǎn)生的主動控制力作用于系統(tǒng)進(jìn)行控制。主動懸架除了控制振動還可以控制汽車的姿態(tài)和高度。了控制振動還可以控制汽車的姿態(tài)和高度。不同等級的阻尼的車速范圍：不同等級的阻尼的車速范圍： 起步、制動、急轉(zhuǎn)彎和高速（起步、制動、急轉(zhuǎn)彎和高

18、速（100100公里公里/ /小時）選擇運(yùn)動小時）選擇運(yùn)動（硬）改善操縱穩(wěn)定性（硬）改善操縱穩(wěn)定性 低速（低速（4040公里公里/ /小時以下）選擇舒適（軟）得到好的平順性小時以下）選擇舒適（軟）得到好的平順性 中速（中速（40-10040-100公里公里/ /小時）選擇正常（中）兼顧平順性與操小時）選擇正常（中）兼顧平順性與操縱穩(wěn)定性縱穩(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)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

19、前輪同相位轉(zhuǎn)向，可以減小車輛轉(zhuǎn)向時的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（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)（六、汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP） 當(dāng)車輛行駛中出現(xiàn)險情，例如：突然一只動物突然闖當(dāng)車輛行駛中出現(xiàn)險情，例如：突然一只動物突然闖入路入路ESP ESP 是電子穩(wěn)定程序（是電子穩(wěn)定程序（E Electronic lectronic S Stability tability P Programme)rogramme)的簡稱，的簡稱，ESPESP系統(tǒng)能夠幫助駕駛者避免車輛出系統(tǒng)能夠幫助駕駛者避免車輛出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。 電

20、子穩(wěn)定程序?qū)儆谲囕v的主動安全電子穩(wěn)定程序?qū)儆谲囕v的主動安全. ESP. ESP能夠識別車輛能夠識別車輛不穩(wěn)定狀態(tài)，并通過對制動系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)和變速箱不穩(wěn)定狀態(tài)，并通過對制動系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)和變速箱管理系統(tǒng)實施控制，從而有針對性地彌補(bǔ)車輛滑動。管理系統(tǒng)實施控制，從而有針對性地彌補(bǔ)車輛滑動。 ESPESP是在是在 ABSABS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。ESPESP能夠識別諸如駕駛能夠識別諸如駕駛 員慌亂反應(yīng)這樣的緊急駕駛工況并通過對單個車輪施加制動和干預(yù)員慌亂反應(yīng)這樣的緊急駕駛工況并通過對單個車輪施加制動和干預(yù) 發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)來保持車輛的穩(wěn)定性。這個軟件能夠綜合理想轉(zhuǎn)向發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)來保持車輛的穩(wěn)定性。這個軟件能夠綜合理想轉(zhuǎn)向 角、橫擺角度、