自动化的典型应用31

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5） 动力转向自动控制系统

汽车低速时转向力矩大，高速时转向力矩小，为使 司机轻松自如地进行转向操作，就需要辅助的力矩控制装 置。 动力转向系统根据汽车的 行驶状况，利用控制装置来调节 转向助力，从而得到理想的转向 性能。

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液压式动力转向系统的结构
1-方向盘 2-转向轴 3-转向中间轴 4-转向油管 5-转向油泵 6- 转向油罐 7- 转向节臂 8- 转向横拉杆 9- 转向摇臂 10- 整体式转向器 11-转向直拉杆 12-转向减振器

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制动防抱死系统的机械部分
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防抱死控制系统的组成和工作原理

通过检测车轮转速、制动装置等的工作状况，准确判断出 路面状况以及制动机构的相关参数， ECU通过判断和计算， 给出适宜的制动力调节量，实现自适应调节。
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4） 汽车驱动防滑自动控制系统

简称ASR （Acceleration Slip Regulation）

其中大部分属于反馈控制。
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二、自动化技术在汽车中的应用 1）发动机自动控制系统

核心部分是电子控制燃油喷射系统，配上相 应的装置还能实现空燃比控制、怠速控制、点火期 控制、排气再循环控制等。
燃油喷射电控系统
轿车发动机
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电控燃油喷射系统的组成及原理

核心是电子控制单元 ECU（ Electronic Control Unit ）， 另外还有发动机转速以及水温传感器、进气歧管内压力传 感器或进气通道内的空气流量传感器、电磁喷油器、冷起 动喷油器等。 ECU 根据检测到的发动机转速和温度、空气进气压力或流 量等参数，准确计算出不同工况下发动机所需要的燃油量， 再控制喷油器的燃油喷射，并保证发动机混合气的空燃比 在恰当的范围内。
汽车在附着系数相对较小的路面（如雨、雪潮湿 路面）突然加、减速时可能造成打滑空转，从而导致失去 方向控制能力，极易造成车祸事故。 ASR系统能够最大限度地避免打滑、空转和失控现 象，提高行驶的方向稳定性和平顺性。


ASR 系统与 ABS 的控制机制类似，但控制目标相反， 两个系统常常合二为一。也可以说，ASR系统是ABS的进一 步完善和补充。
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6） 悬架自动控制系统

该系统根据汽车行驶状况自动地调节汽车悬架的刚度与 振动阻尼，有的车还能够自动调整车高。 在起伏较大的路面能够有效地吸收振动，避免过大的上 下“浮动”，还能在转向时保持车身的正常姿态、紧急制动 时改善减振效果。对于能够根据车速自动调节悬架以调节车 高的汽车，还能够降低风阻系数，降低能耗，增大行驶稳定 性。

意义：汽车数量的大量增加造成道路拥堵、路况复杂、 交通事故和车祸频繁、能源危机、尾气污染等诸多问题， 自动化可以保障汽车行驶的安全、降低肇事率、操纵轻松 自如、提高运行性能、节省能源、减少废气排放等。
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汽车的控制系统
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汽车中应用了很多自动控制系统

发动机控制（点火、燃料喷射、空燃比、怠速等的控 制）、变速器控制、防抱死和驱动防滑制动控制、助力转 向控制、悬架控制、自动保持车速的巡航控制、导航系统、 防撞避撞控制、安全气囊控制、自动刮水器、自动开闭式 车窗、空调控制、灯光控制、无钥匙车门及车门锁定系统 等。

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悬架控制系统的类型及组成

分为空气悬架和液压悬架，其自动控制系统差异不大，通常 由位移、加速度、转向、制动压力等传感器、微机控制中心、 气压或液压组件等组成。
电控主动空气悬架
电控主动液压悬架
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悬架控制系统的工作原理
装在悬架内的位移传感器检测悬架的运动，车速表提供车 速信号，安装在转向轴上的光学传感器则检测出转向的信号以 及制动部分给出制动状况信号。这些信号都传输给微机进行分 析、运算，给出对汽车悬架的控制决策和相关控制量， 驱动电动泵调节悬架气 压或油压，以抵消引起 车辆振动的能量，同时 还有效控制了车辆的姿 态。

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3） 制动防抱死自动控制系统

简称ABS（Anti-lock Braking System）
汽车紧急制动时，车轮可能完全停止转动（“抱死” 现象），汽车以很大的惯性向前冲，车轮可能打滑，从而 发生侧滑、甩尾、甚至旋转等，很容易造成严重的交通事 故。 装有 ABS 的汽车将自动采取措施来防止车轮被完全抱 死，保持轮胎与地面间的附着力，增强行驶的稳定性。
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动力转向控制系统的组成及工作过程

一般由车速传感器、扭矩传感器、控制元件、电动或 气动或液动装置等组成，具有车速检测、控制决策和转向 助力功能。

系统在工作过程中不断检测汽车行驶的车速、转向器 扭矩等，馈送给电子控制装置，控制器计算出转向助力的 调节量，输送给执行电机或液压、气压驱动装置，驱动转 向器转向。

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2）变速器自动控制系统

组成：电子控制系统、齿轮变速器、换档执行机构、变矩 器等。
Βιβλιοθήκη Baidu自动档 变速杆
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变速器自动控制系统的作用和原理

可以自动地确定所需最佳档次和换挡时间，明显简 化、方便了汽车的换档操作，而且能够使行驶动力性达 到最佳的状态。 通过检测车速、发动机转速和水温、节气门开度、 自动变速器液压油油温等，控制系统的计算机可以确定 汽车运行的状态，并与设定的换档规律相比较，经计算、 分析、决策，向换档执行机构发出控制信号，经电磁阀、 油压或气动或电动伺服机构等实施相应动作，完成自动 换档。
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驱动防滑控制系统的工作原理

关键是防止驱动车轮空转打滑，采用的控制方式大多两 种：制动控制方式和发动机控制方式。 制动控制方式：当检测到驱动轮发生空转或将要发生空转 时，由 ECU 发出命令，对车轮实施制动； ASR 系统通常缓慢 提高制动力矩，以使制动过程平稳。 发动机控制方式：当检测到有空转或即将空转时， ECU 适 时发出命令，采用改变喷油量、点火时间、节气门开度等手段 来调节汽车发动机输出力矩，使驱动车轮与路面的附着力达到 最佳状态。
第7讲 自动化的典型应用（3）
1
主要内容：
7.1 汽车中的自动化系统 7.2 智能交通
2
1 汽车中的自动化系统
3

汽车自动化系统概述 自动化技术在汽车中的应用


汽车先进控制系统简介
汽车自动化发展动态
4
一、 汽车自动化系统概述
开发汽车自动化系统的目的和意义：

目的：全面改善汽车的行驶性能，提高汽车的安全性、 舒适性和易操作性。