汽车电子控制技术10安全与舒适性系统

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❖1.车高调整
❖2.减振器阻尼力控制
❖3.弹wenku.baidu.com刚度控制
二、电子控制悬架系统的种类
1.按传力介质的不同分:气压式、油压式
2.按控制理论的不同分
有级半主动式(阻尼力有级可调)
半主动式
无级半主动式(阻尼力连续可调) 全主动式
按频带和
能量消耗不同 慢全主动式
主动式 按驱动机构 和介质不同
电磁阀驱动的油气主动式 步近电动机驱动的空气主动式
第十章 安全与舒适性系统
第一节 汽车防滑控制系统
1、汽车防抱死制动系统(ABS)(Anti-Lock Brake System) 在汽车制动时,如果车轮抱死滑移,车轮与路面间的
侧向附着力将完全消失。如果只是前轮(转向轮)制动到抱 死滑移而后轮还在滚动,汽车将失去转向能力。如果只是 后轮制动到抱死滑移而前轮还在滚动,即使受到不大的侧 向干扰力,汽车也将产生侧滑(甩尾)现象。
因此,安装ABS系统具有一定的经济效益,也减少了轮胎粉尘对环境的污染
优点四
使用方便、工作可靠
ABS系统的使用与普通制动系统的使用几乎没有区别,制动时只要把脚踏 在制动踏板上,ABS系统就会根据情况自动进入工作状态,如遇雨雪路滑, 驾驶员也没有必要用一连串的点刹车方式进行制动,ABS系统会使制动状 态保持在最佳点。此即ABS制动过程中的保压状态。
方便?
一刹到底,不用点刹
可靠?
防抱死
轮速传感器
转速传感器的原理?
检测车轮的速度
将速度信号输入ABS的电控单元
转速传感器在车轮上的安装位置? 齿圈的齿数是根据所选用的轮胎的大小来选择
安装时,传感 头与齿圈之间 应留有约1毫 米的间隙。同 时注意在安装 前应向传感器 加注润滑脂, 以防止水、泥 或灰尘等对传 感器工作产生 影响。
需要说明的是,当汽车在积雪路面上制动时,若车轮抱死,则车轮前的楔状 积雪可阻止汽车的前进。在此条件下,装有ABS系统的汽车,其制动距离可 能更长。
优点三
改善了轮胎的磨损状况
车轮抱死会加剧轮胎磨损,而且轮胎胎面磨耗不均匀,使轮胎磨损消耗费 增加。经测定,汽车在紧急制动时,车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费, 已超过一套防抱死制动系统的造价。
第二节 汽车电子制动系统
传统的汽车制动系统管路长,阀类元件多 。对于长轴距汽车或多轴汽车或汽车列车来 说,气体传输路线长,速度慢,常产生制动 滞后现象,导致制动距离增大,安全性能降 低,而且制动系的成本也比较高。如果将制 动系的许多阀省去,制动管路以电线代替, 用电控元件来控制制动力的大小和各轴制动 力的分配,便是汽车的电子制动系统EBS。 ABS的制动系可以沿用传统的阀类控制元件 ,而EBS则是完全的电控制动系统。
被动悬架
一般的汽车绝大多数装有由弹 簧和减振器组成的机械式悬挂。 由于这种常规悬挂系统内无能 源供给装置,悬挂的弹性和阻 尼参数不会随外部状态而变化, 因而称这种悬挂为被动悬挂。 这种悬挂虽然往往采用参数优 化的设计方法,以求尽量兼顾 各种性能要求,但在实际上由 于最终设计的悬挂参数是不可 调节的,所以在使用中很难满 足高的行驶要求。
当压力下降后车轮加速太快时,ECU便切断通往电磁阀的电流,主缸和 轮缸再次相通,主缸中的高压制动液再次进入轮缸,使制动压力增加。
如果在“保持压力”命令发出后,仍有车轮抱死信号,ECU即向电磁线圈 通入一个最大电流,电磁阀处于“减压”位置,此时电磁阀将轮缸与回油 通道或储液室接通,轮缸中制动液经电磁阀流入储液室,轮缸压力下降。
ABS系统使用的转速传感器的分类
结构组成
电磁式
传感头 + 齿圈
永磁体 极轴 感应线圈
凿式 柱式
霍尔式
传感头 + 齿圈
永磁体 霍尔元件 电子电路
制动压力调节器
定义
制动压力调节器串接在制动主缸与轮缸之间,通过电磁阀直接 或间接地控制轮缸的制动压力。
电磁阀直接控制轮缸制动压力 电磁阀间接控制制动压力
循环式调节器 可变容积式调节器
低频调制
发射电路
时钟电路
双稳态电路
计数器
接受电路 显示电路
超声波传感器的原理
超声波传感器的结构
压 电 陶 瓷 晶 片
距离调节雷达
二、激光测距防撞控制系统
1、防追尾碰撞激光报警装置
❖该装置结构包括发光部、受光部、计算车间 距离的激光雷达、信号处理电路、显示装置 、车速传感器等构成。
❖激光镜头使脉冲状的红外激光束向前方照射 ,并利用汽车后部反光镜的反射光,通过受 光装置检测其距离。使用汽车反光镜,检测 距离约l00m,最大检测宽度35m以上。
❖显示装置安装在仪表盘上进行距 离显示。
扫描激光雷达
❖最早的前方用激光雷达都是发出多股激 光光束,并依靠前行车反光镜的反射时 间来测定其距离。但是由于要对前方车 辆进行辨别,因而开始采用扫描式激光 雷达。
❖这样,不但至前方车的距离可测,而且 其横向方向的位置也可以检测出来。此 技术的进一步发展,可使扫描角度成 360°。
三、雷达测距防撞控制系统
❖汽车避撞雷达是利用电磁波发射 后遇到障碍物反射的回波对其不断 检测和计算与前方或后方障碍物的 相对速度和距离,经过分析判断, 对构成危险的目标按程度不同进行 报警,控制车辆自动减速,直到自 动刹车
❖主要技术参数:作用距离不小于100m时, 误差为±0.5m;微波发射频率为 24.125GHz。
EBS组成
第二节 汽车防撞系统
一、要求: 1.环境监测 2.防碰撞判定 3.车辆控制
二、雷达防碰撞的核心: 汽车行驶中的安全距离的测定;
三、主要的几种方法: 超声波测距;激光测距;雷达测距;
碰撞模块的系统组成
一、汽车超声波雷达倒车防撞
利用了超声波的反射特性——测出发射与 接受到的反射波的时间差T,S=CT/2:C为 声速,且与温度有关(这里认为C是常量) ;T为时间
ABS的工作过程实际上是抱死-松开-抱死-松开的循 环工作过程,使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态,有 效地克服紧急制动时的跑偏、侧滑、甩尾,防止车身失控等 情况的发生。
总结:
ABS的工作原理简单一点来讲,就是由轮速感应器监测车轮的转速,监测 信号汇集到电子控制器内分析,一旦监测到车轮快要抱死时,电子控制器 会发出指令给电磁调节器,由它控制油压分配阀调节各个车轮的制动分
ASR的传感器
1.车轮轮速传感器:与ABS系统共享。 2.节气门开度传感器:与发动机电控系统共享。 3.ASR选择开关:ASR专用的信号输入装置。ASR选择开关关 闭时ASR不起作用。
ASR的电子控制单元(ECU)
ASR的ECU也是以微处理器为核心,配以输入输出电路及电源 等组成。 ASR与ABS的一些信号输入和处理是相同的,为减少电子器件 的应用数量,ASR控制器与ABS电控单元常组合在一起。
一旦轮子不转了(被抱死),汽车的运动就变得难以捉摸了。
一、按照惯性运动
➢如果汽车原来在平直的路面上行驶,问题可能不大。 ➢如果汽车正在弯道上行驶,离心惯性力 作用下就会脱离原来的道路,发生事故, 甚至滚下山崖。
二、在外力作用下运动
☻如果侧面来风,汽车可能侧滑。 ☻如果路面倾斜、凹凸不平、干湿不均,汽车可能滑移。 ☻路面条件造成各轮制动力不均匀,汽车会突发转动。
ABS制动过程中的 增压状态
ABS制动过程中的 保压状态
ABS制动过程中的 减压状态
常规制动过程中,ABS系统不工作。电磁线圈中无电流通过,电磁阀处 于“升压”位置,此时制动主缸与轮缸直通,由制动主缸来的制动液直 接进入轮缸,轮缸压力随主缸压力而增减。此时回油泵也不需工作。
当轮速传感器发出抱死危险信号时,ECU向电磁线圈通入一个较小的 保持电流(约为最大电流的1/2)时,电磁阀处于“保压”位置。此时主 缸、轮缸和回油孔相互隔离密封,轮缸中的制动压力保持一定。
泵,以“一放一收”的点放形式来控制刹车摩擦片,解除车轮的抱死现象。
用点放形式来制动,即可急剧降低轮速,又可保持轮胎与地面的附着力。
ABS系统的优点
优点一
增加了汽车制动时的稳定性
汽车在制动时,如果前轮先抱死,驾驶员将无法控制汽车的行驶方向,这是 非常危险的;倘若后轮先抱死,则会出现侧滑、甩尾,甚至使汽车整个调头 等严重事故。
ABS系统可以防止车轮制动时被完全抱死,提高了汽车行驶的稳定性。资料 表明,装有ABS系统的车辆,可使因车轮侧滑引起的事故比例下降8%左右。
优点二
能缩短制动距离


由试验得知,汽车车轮的滑动率在15%~20%时,轮胎与路面间有最大的附着系数
在同样紧急制动的情况下,ABS系统可以将滑移率控制在20%左右,从而可 获得最大的纵向制动力。因为抱死后车轮与地面的摩擦系数反而变小了。
ASR系统与ABS系统的不同主要在于: (1)ABS系统是防止制动时车轮抱死滑移,提高制动效果,确保 制动安全;ASR系统(TRC)则是防止驱动车轮原地不动而不停的 滑转,提高汽车起步、加速及滑溜路面行驶时的牵引力,确保行 驶稳定性。 (2)ABS系统对所有车轮起作用,控制其滑移率;而ASR系统只 对驱动车轮起制动控制作用。 (3)ABS是在制动时,车轮出现抱死情况下起控制作用,在车速 很低(小于8km/h)时不起作用;而ASR系统则是在整个行驶过程 中都工作,在车轮出现滑转时起作用,当车速很高(80~120 km/h)时不起作用。
循环式制动压力调节器 在制动总缸与轮缸之间串联一电磁阀,直接控制轮缸的制动压力。 这种压力调节系统的特点是制动压力油路和ABS控制压力油路相通。
2、汽车驱动防滑系统(ASR)(Anti Slip Reguliation)
ASR系统就是利用控制器控制车轮与路面的滑移率,防止汽车在加速 过程中打滑,特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮的空转,以保 持汽车行驶方向的稳定性,操纵性和维持汽车的最佳驱动力以及提高汽车 的平顺性。
1.前轮速度传感器 5.后轮速度传感器 9.制动轮缸
2.制动压力调节装置 6.停车灯开关 10.蓄电池
3.ABS电控单元 7.制动主缸 11.点火开关
4.ABS警告灯 8.比例分配阀
ABS工作原理
制动过程中,ABS电控单元(ECU)3不断地从前轮速度传感器1和后轮速 度传感器5获取车轮速度信号,并加以处理,分析是否有车轮即将抱死拖滑。
ASR的工作原理
车速传感器将行驶汽车驱动车轮转速及非 驱动车轮转速转变为电信号,输送给电控 单元ECU。ECU根据车速传感器的信号计算 驱动车轮的滑移率,若滑移率超限,控制 器再综合考虑节气门开度信号、发动机转 速信号、转向信号等因素确定控制方式, 输出控制信号,使相应的执行器动作,使 驱动车轮的滑移率控制在目标范围之内。
❖功能:测速测距、对前方100m内危险目标 提供声光报警;兼备汽车黑匣子功能;自动 巡航系统(行驶中自动保持与前面行驶车辆之 间的距离);紧急情况下自动刹车。
各种方式的比较
第四节 汽车电制悬架系统
一、电子控制悬架系统的功能——通 过控制调节悬架的刚度和阻尼力,使 汽车的悬架特性与道路状况和行驶状 态相适应。其基本功能如下:
❖关于报警发生范围,通过控制电 路的控制,三个激光束中的左右激 光束,取其35m以上,宽度控制 在3.5m,中央激光束的检测距离 取其80m以上,这样就能够更早 地检测插入车流的车辆,并发出警 报,同时它还能抑制弯道上的标识 物而发出报警,使之达到最优状态 。
❖控制部分由微机进行下列运算: 本车车速、前方行驶车辆车速、车 间距离、根据车间距离和安全车间 距离的比较发出警报声或报警灯闪 烁。
如果没有车轮即将抱死拖滑,制动压力调节 装置2不参与工作,制动主缸7和各制动轮缸 9相通,制动轮缸中的压力继续增大
如果电控单元判断出某个车轮(假设为左前 轮)即将抱死拖滑,它即向制动压力调节装 置发出命令,关闭制动主缸与左前制动轮缸 的通道,使左前制动轮缸的压力不再增大
若电控单元判断出左前轮仍趋于抱死拖滑状 态,它即向制动压力调节装置发出命令,打 开左前制动轮缸与储液室或储能器(图中未画 出)的通道,使左前制动轮缸中的油压降低
只要车轮还在滚动,上述情况就不会发生。
因为滚动着的车轮要遵循它的 运动规律,就是沿着垂直于轴线的 方向运动。只要轴的方向不变,车 的方向就不变。你就能够把握汽车 的运动。
ABS的作用就是防止车轮在制动过程中抱死。
通常,ABS是在普通制动系统的基础上+车轮速度传感器+ABS电控单 元+制动压力调节装置+制动控制电路等组成的,如下图
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