【专课】Ch2汽车主动安全技术ppt模版课件

1、一、汽车动力性一、汽车动力性v 评价指标评价指标： 汽车的最高车速汽车的最高车速在良好的水平路面上汽车所能达到的最高行驶速度在良好的水平路面上汽车所能达到的最高行驶速度 汽车的加速时间汽车的加速时间原地起步加速时间、中途超车加速时间原地起步加速时间、中途超车加速时间 汽车能爬上的最大坡度汽车能爬上的最大坡度以汽车满载时在良好路面上的最大爬坡度表示以汽车满载时在良好路面上的最大爬坡度表示 经济性、经济性、安全性（视野性、制动可靠性）、运动性（动力安全性（视野性、制动可靠性）、运动性（动力性、操纵稳定性）、性、操纵稳定性）、耐久性耐久性（总成及整车可靠性）、实用性（总成及整车可靠性）、实用性（通过

2、性）、舒适性（平顺性）、（通过性）、舒适性（平顺性）、居住性、美观性居住性、美观性 电控转向技术电控转向技术 主动悬架系统（动态控制系统）主动悬架系统（动态控制系统） 防抱死制动系统与多管路制动系统、辅助制动系统防抱死制动系统与多管路制动系统、辅助制动系统 驱动防滑系统驱动防滑系统二、汽车行驶平顺性二、汽车行驶平顺性v 汽车动力因数汽车动力因数d： ) 12( dtdvggffdwt式中：式中：f ft t 驱动力（驱动力（n n）；）； f fw w 空气阻力（空气阻力（n n） 道路阻力系数道路阻力系数；d d 汽车旋转质量换算系数汽车旋转质量换算系数。 传动系统回转质量换算系数传动系统回

3、转质量换算系数d d：222021rmiii rmiagfawdv 汽车的动力因数仅取决于汽车发动机发出并传递到驱动轮汽车的动力因数仅取决于汽车发动机发出并传递到驱动轮的驱动力、汽车的空气阻力及汽车总重的驱动力、汽车的空气阻力及汽车总重v 汽车只要有相等的动力因数，则不论汽车的重量等其它结汽车只要有相等的动力因数，则不论汽车的重量等其它结构参数有何不同，都能克服同样的坡度或产生同样的加速度构参数有何不同，都能克服同样的坡度或产生同样的加速度v 定义定义： 汽车行驶平顺性汽车行驶平顺性指汽车在正常行驶中能保证乘坐者不致因车身指汽车在正常行驶中能保证乘坐者不致因车身振动而引起不舒服和疲劳的感觉，以

4、汽车乘员舒适程度来评价，亦振动而引起不舒服和疲劳的感觉，以汽车乘员舒适程度来评价，亦称为称为乘坐舒适性乘坐舒适性。图图2-1. 2-1. 人体对振动反应的人体对振动反应的“疲劳疲劳- -降低效率界限降低效率界限” 随着承受振动持续时间加长，感觉界限容许的加速度值下降；随着承受振动持续时间加长，感觉界限容许的加速度值下降； 人体最敏感的频率范围：对于垂直振动为人体最敏感的频率范围：对于垂直振动为4 48hz8hz，对于水平振，对于水平振动是动是2hz2hz以下。以下。 v评价指标：评价指标：（iso26311:1997（e） 暴露极限暴露极限当人体承受的振动强度在此极限内，可保健康或安全当人体承

5、受的振动强度在此极限内，可保健康或安全 疲劳降低工作效率界限疲劳降低工作效率界限当驾驶员承受的振动强度在此极限内，当驾驶员承受的振动强度在此极限内，可保证能正常进行驾驶可保证能正常进行驾驶 舒适降低界限舒适降低界限当乘员承受的振动强度在此极限内，不会明显感当乘员承受的振动强度在此极限内，不会明显感到不舒适到不舒适v 总的加速度加权均方差值：总的加速度加权均方差值：v平顺性评价方法平顺性评价方法：（iso26311：1997（e） 1/3倍频带评价方法倍频带评价方法把把“疲劳疲劳-降低效率界限降低效率界限”画在画在1/3倍频带的加倍频带的加速度均方差的频谱图上，看所有各频带的加速度均方差是否都在

6、保速度均方差的频谱图上，看所有各频带的加速度均方差是否都在保持的那个感觉界限之内持的那个感觉界限之内 总的加速度加权均方差评价方法总的加速度加权均方差评价方法用频率加权函数，将人体敏感用频率加权函数，将人体敏感的频率范围以外各频带人体承受的加速度均方差值的频率范围以外各频带人体承受的加速度均方差值 折算为等效于折算为等效于48hz（垂直振动）、（垂直振动）、12hz（水平振动）的数值（水平振动）的数值ip ip i pcii pfw )(式中：式中：w（fci ）频率加权函数频率加权函数； fci 第第i个频带的中心频率。并有：个频带的中心频率。并有：)(8 88)(4 14)(1 5 .0

7、)(nicicicicciciffffffw)(2 22)(1 1 )(licicicciffffw垂直垂直振动方向：振动方向：水平水平振动方向：振动方向：2)(2 n1i2ipwp 三、汽车三、汽车通过性通过性汽车通过性几何参数：汽车通过性几何参数：最小离地间隙最小离地间隙c c、接近角、接近角g g1 1、离去角、离去角g g2 2 、纵向通过半径、纵向通过半径r r1 1和横向通过半径和横向通过半径r r2 2。v 定义定义：汽车通过性汽车通过性指汽车在一定装载质量下，能以足够指汽车在一定装载质量下，能以足够高的平均车速通过各种道路及无路地带和克服各种障碍的能力。高的平均车速通过各种道路

8、及无路地带和克服各种障碍的能力。式中：式中：v0 0 制动初速度制动初速度( (m/s) )； j j 制动减速度值制动减速度值( (m/s2).). 汽车紧急制动全过程汽车紧急制动全过程见右图见右图23：v汽车的总制动距离汽车的总制动距离s： 制动效能制动效能指在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的制指在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时的减速度动距离或制动时的减速度 制动时的方向稳定性制动时的方向稳定性指在制动时指在制动时，汽车不发生跑偏汽车不发生跑偏、侧滑以及侧滑以及失去转向能力的性能失去转向能力的性能。常用制动时汽车按给定轨迹行驶的能力来评价常用制动时汽车按给

9、定轨迹行驶的能力来评价 制动效能的恒定性制动效能的恒定性主要是指在高速时或下长坡连续制动时制动主要是指在高速时或下长坡连续制动时制动效能能保持的程度效能能保持的程度一、汽车制动过程概述3)(2 )(02100tvtdvjvttvs二、驾驶员驾驶员制动反应阶段描述 制动操作反应过程：制动操作反应过程： 认知、判断、动作认知、判断、动作 驾驶员对突现危险信号的处理过程：驾驶员对突现危险信号的处理过程： 制动反应时间测试结果制动反应时间测试结果车内环境车内环境交通环境交通环境情报情报信号信号受容器受容器知知觉觉记忆记忆思考思考判判断断决决定定效果器效果器反应反应汽汽车车兴趣与欲望兴趣与欲望中枢神经中

10、枢神经环境环境信号信号感觉器官感觉器官运动器官运动器官图2-4 驾驶员对情报信号的处理过程示意图图2-4 驾驶员对情报信号的处理过程示意图v 制动制动反应时反应时间分布间分布柱状图柱状图2-6v 制动制动反应时反应时间对比间对比曲线图曲线图2-5三、制动传动系作用阶段描述三、制动传动系作用阶段描述表表2-2 对有预知与无预知制动信号的反应时间测试结果对有预知与无预知制动信号的反应时间测试结果驾驶员对有预知信号反应时间（s） 对无预知信号反应时间（s）峰值域值峰值域值abcde平均平均0.60.50.550.550.50.540.50.70.50.80.50.80.50.60.40.80.40.

11、80.850.60.90.70.60.730.71.10.61.00.71.00.60.90.60.90.51.1 制动传动系作用时间定义制动传动系作用时间定义指从制动操纵装置（制动踏指从制动操纵装置（制动踏板）开始动作，到制动系统产生一定大小的制动力所需要板）开始动作，到制动系统产生一定大小的制动力所需要的时间。的时间。 一般地：一般地：液压制动传动系的作用时间为液压制动传动系的作用时间为0.2s左右；左右； 气压制动传动系的作用时间为气压制动传动系的作用时间为0.4s左右。左右。 液压制动传动系作用时间的主要影响因素：液压制动传动系作用时间的主要影响因素：真空助力装置真空助力装置表表2-3

12、 一轿车在干燥路面上的制动数据一轿车在干燥路面上的制动数据制动初速度（km/h）t2(s)总制动距离s(m)s增加百分比(%)t2期间行驶距离s2 (m)s2增加百分比(%)30300.20.65.78.1843.51.253.75200图图2-7a 液压制动系统的响应液压制动系统的响应图图2-7b 气压制动系统的响应气压制动系统的响应 气压制动传动系作用时间的主要影响因素：气压制动传动系作用时间的主要影响因素：系统组成、制动系统组成、制动阀结构、制动管道及管接头的流动阻力、制动气室溶剂及受压面积等结阀结构、制动管道及管接头的流动阻力、制动气室溶剂及受压面积等结构因素以及贮气筒初始压力有关构因

13、素以及贮气筒初始压力有关四、持续制动阶段描述四、持续制动阶段描述1 1、制动车轮受力分析、制动车轮受力分析式中：式中： m m路面附着系数。路面附着系数。ftgfzfxrmm m图2-8 制动车轮（从动轮）图2-8 制动车轮（从动轮）受力状况受力状况4)(2 rmfmmv 制动器制动力制动器制动力fm m ：（忽略汽车制动过程中（忽略汽车制动过程中空气阻力与滚动阻力空气阻力与滚动阻力）式中：式中：mm m制动器摩擦力矩制动器摩擦力矩；r 车轮半径车轮半径。 当当mm m不很大时，地面制动力不很大时，地面制动力f fx 可以克服可以克服mm m 而使车轮而使车轮继续转动；且继续转动；且mm m增

14、大时，增大时， f fx 与与f fm m 同步增长；同步增长；f fx 最大不能超过地面附着极限。最大不能超过地面附着极限。 5)(2 mmmmmzzzxfffffrmfv 地面制动力地面制动力fx ： 汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，同时又受到地面汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，同时又受到地面附着条件的限制；附着条件的限制； 只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着系数时，才能获得足够的地面制动力，提高行车制动效能。着系数时，才能获得足够的地面制动力，提高行车制动效能。 2 2、 持续制动阶段车轮运动状态

15、描述持续制动阶段车轮运动状态描述v 车轮滑移现象车轮滑移现象制动开始后，车轮角制动开始后，车轮角速度减小，在车体速度与车轮转速之间速度减小，在车体速度与车轮转速之间产生一个速度差。车速与轮速之间存在产生一个速度差。车速与轮速之间存在着速度差这一现象称为滑移现象。着速度差这一现象称为滑移现象。图图2 2 m m 特性特性稳定域稳定域不稳定域不稳定域o opt 100%m mbmaxm mbm msm ms, m mbv 滑移率滑移率 :6)(2 100%vrv式中：式中：v汽车车体速度；汽车车体速度； r车轮滚动半径；车轮滚动半径； 车轮角速度车轮角速度 。v 汽车车轮在持续制动阶段汽车车轮在持

16、续制动阶段的减速过程的减速过程参见右图参见右图2-10 汽车车轮减速过程汽车车轮减速过程速度速度车体速度车体速度车轮速度车轮速度车轮减速度车轮减速度制动开始制动开始车轮转矩车轮转矩滑移率滑移率 opt抱死点抱死点制动压力制动压力制动力矩制动力矩时间时间100%oooo3 3、车体运动状态描述、车体运动状态描述制动时车体运动分析制动时车体运动分析图图2-12 汽车直线汽车直线制动抱死情况制动抱死情况 图图2-15弯道制动全轮抱死情况弯道制动全轮抱死情况图图2-13 汽车弯道汽车弯道制动前轮制动前轮抱抱死情况死情况图图2-14 汽车弯道汽车弯道制动后轮制动后轮抱抱死情况死情况转向力(b)转弯行驶时

17、制动转向力图2-11 车体在侧向力作用下制动时所受的力图2-11 车体在侧向力作用下制动时所受的力外部干扰(a)直线行驶时制动惯性力离心力惯性力行驶方向行驶方向3 3、车体运动状态描述、车体运动状态描述( (续续) )制动时车辆载荷的转移制动时车辆载荷的转移(b)转弯行驶时制动图2-16 制动时作用于轮胎的载荷图2-16 制动时作用于轮胎的载荷(a)直线行驶时制动惯性力行驶方向转弯方向前轮制动力后轮制动力wfwr俯仰力矩w惯性力w侧倾力矩侧向力wiwo侧向力v 设汽车的质量为设汽车的质量为m，重心高度为重心高度为h，轴距，轴距为为l，行驶速度为，行驶速度为v，制动减速度制动减速度dv/ /dt

18、制动引起的前后轴载制动引起的前后轴载荷荷wf与与wr的变化为：的变化为：)72( 2dtdvlmhwwrf制动引起的内外轮载制动引起的内外轮载荷荷wi与与wo的变化为：的变化为：)82( 22brhmvwwio五、五、abs防抱死制动系统防抱死制动系统q 防抱死制动系统（防抱死制动系统（absanti-lock braking system） 制动防滑系统制动防滑系统概述概述v 无无abs制动系统制动时现象制动系统制动时现象 ： 丧失转向能力丧失转向能力/ /方向操纵性能下降：操纵方向盘而达不到转向要求方向操纵性能下降：操纵方向盘而达不到转向要求 转向稳定性下降：方向盘操纵不灵，车尾部上翘；车

19、体打转或折叠转向稳定性下降：方向盘操纵不灵，车尾部上翘；车体打转或折叠 制动距离延长：超过一般的制动距离制动距离延长：超过一般的制动距离 v abs 定义：定义：通过将制动器制动通过将制动器制动力调节到适应轮胎力调节到适应轮胎路面所能路面所能提供的附着力，达到防止车轮提供的附着力，达到防止车轮在紧急制动期间抱死的目的。在紧急制动期间抱死的目的。1. abs1. abs基本原理基本原理制动时车体与车轮速度关系：制动时车体与车轮速度关系：图图2-17 制动时车体与车轮速度制动时车体与车轮速度v 根据行驶中的轮胎与路面间的根据行驶中的轮胎与路面间的附着系数对各车轮给予最佳制动附着系数对各车轮给予最佳

20、制动力，通常采用控制车轮的制动压力，通常采用控制车轮的制动压力的方法来实现。力的方法来实现。v 滑移率研究的定性结论滑移率研究的定性结论：v 车轮速度的定性结论车轮速度的定性结论： 制动器制动力与车轮加减速度的关系制动器制动力与车轮加减速度的关系 =100%时，纵向附着力不大而侧向附着力时，纵向附着力不大而侧向附着力几乎尽失，车辆失去制动稳定性与操纵性；几乎尽失，车辆失去制动稳定性与操纵性；图图4-18 制动器制动力与车轮加减速度制动器制动力与车轮加减速度 制动器制动力大于地面附着力（制动器制动力大于地面附着力（m mw）时时,车轮速度减小，车轮减速度（车轮速度减小，车轮减速度（ d dv1/

21、t1）与两力的差值成正比；与两力的差值成正比； 地面附着力大于制动器制动力时地面附着力大于制动器制动力时,车轮速度增加，车轮加速度（车轮速度增加，车轮加速度（ d dv2/t2）与两力的差值成正比，增加）与两力的差值成正比，增加的上限为车体速度。的上限为车体速度。 88%30%范围内，可以同时得到较大的纵范围内，可以同时得到较大的纵向与侧向附着能力，是安全制动的理想工作区；向与侧向附着能力，是安全制动的理想工作区； ：从：从0 opt的范围内为稳定区域，而从的范围内为稳定区域，而从 opt 100% 的范围内为非稳定区域；的范围内为非稳定区域； 一旦一旦越过越过 opt则很快进入车轮抱死状态。

22、则很快进入车轮抱死状态。 m m 特性特性稳定域稳定域不稳定域不稳定域o opt 100%m mbmaxm mbm msm ms, m mb 对对abs系统要求：系统要求： 在车轮的转动状态越过稳定界限的瞬间在车轮的转动状态越过稳定界限的瞬间，迅速、适度地减小制动器，迅速、适度地减小制动器的动力，使制动器制动力略低于车轮与地面间的附着力，从而使车的动力，使制动器制动力略低于车轮与地面间的附着力，从而使车轮的转动回到稳定区域内；轮的转动回到稳定区域内； 逐渐增大制动器制动力，直到车轮状态再次越过稳定界限止；尽量逐渐增大制动器制动力，直到车轮状态再次越过稳定界限止；尽量长时间地保持车轮运动在长时间

23、地保持车轮运动在 opt稳定界限附近的最佳滚动状态，实现最稳定界限附近的最佳滚动状态，实现最优制动控制目标。优制动控制目标。图图4-19 abs的理想制动控制的理想制动控制a) 理想的附着系数控制范围；理想的附着系数控制范围； b）理想的速度控制）理想的速度控制2. abs 的效果与现状的效果与现状v 效果：效果：v 有、无有、无abs 制动距离实测值对比：制动距离实测值对比： 确保车辆制动时的方向稳定性确保车辆制动时的方向稳定性 保持车辆制动时的转向操纵性保持车辆制动时的转向操纵性 取得最佳制动力取得最佳制动力 防止轮胎的局部不均匀磨损，可避防止轮胎的局部不均匀磨损，可避免或减轻制动噪声免或

24、减轻制动噪声表表2-32-3：直线行驶紧急制动时实测距离比较值：直线行驶紧急制动时实测距离比较值（制动初速度（制动初速度80km/h80km/h）图图2-20 abs装备率统计及预测图装备率统计及预测图v abs装备率统计及预测：装备率统计及预测：3. abs 的控制技术的控制技术v 试验试验方法方法和评和评价项价项目：目： 跟踪路面特性的变化，使跟踪路面特性的变化，使absabs各项性能指标始终处在最佳状态各项性能指标始终处在最佳状态的控制算法，以弥补现今汽车上广泛采用的逻辑控制的不足之处；的控制算法，以弥补现今汽车上广泛采用的逻辑控制的不足之处； 提高关键元件的可靠性和性能指标；提高关键元

25、件的可靠性和性能指标； 降低降低absabs的装车成本，扩大的装车成本，扩大absabs在汽车上的普及率；在汽车上的普及率； 由单一的由单一的absabs控制目标，转向多目标的综合控制。控制目标，转向多目标的综合控制。4. abs 的基本结构及其的基本结构及其工作过程工作过程表表2-42-4：试验方法、路面和评价项目试验方法、路面和评价项目v abs 的研究方向：的研究方向：（详见（详见现代汽车电子技术现代汽车电子技术相应部分内容）相应部分内容）5. abs 的试验评价的试验评价5. abs 的试验评价（续）的试验评价（续） 目的：测定不同路面附着系数下的制动距离，直线制动稳定性目的：测定不同

26、路面附着系数下的制动距离，直线制动稳定性v评价指标：评价指标：制动距离比制动距离比( (要求要求110%)110%)图图2-21 路面附着系数与可行制动初速度范围路面附着系数与可行制动初速度范围abs100%abs制动距离比起作用时的制动距离无、四轮报死时的制动距离图图2-22 路面附着系数与制动距离比路面附着系数与制动距离比v直线行驶制动的稳定性评价：直线行驶制动的稳定性评价：汽车横摆角速度（装汽车横摆角速度（装abs）偏转角速度偏转角速度5deg/s5deg/sv 不同附着系数组合路面上的制动：不同附着系数组合路面上的制动： 目的目的: : 是对是对absabs系统控制逻辑和控制驱动方式的

27、优劣。系统控制逻辑和控制驱动方式的优劣。 评价方式：评价方式：在左右附着系数不同在左右附着系数不同的组合路面上制动时的组合路面上制动时产生偏转力矩，但在产生偏转力矩，但在操纵其转向盘后应能操纵其转向盘后应能对其进行修正，能有对其进行修正，能有效控制住车辆运动。效控制住车辆运动。图图2-23 不同附着系数组合路面不同附着系数组合路面v 附着系数阶跃变化路面上的制动附着系数阶跃变化路面上的制动图图2-24 附着系数阶跃变化路面附着系数阶跃变化路面 目的目的: : 是对是对absabs系统控制逻辑系统控制逻辑中路面识别的动态响应作出评价。中路面识别的动态响应作出评价。 评价方式：评价方式：在附着系数

28、从高到低、从在附着系数从高到低、从低到高顺序交错排列的路段低到高顺序交错排列的路段上行驶，检验上行驶，检验abs系统对路系统对路面时别的动态响应。面时别的动态响应。图图2-25 躲避障碍物试验躲避障碍物试验 目的目的: : 是对装备是对装备absabs系统后汽车曲线行驶时制动操纵性系统后汽车曲线行驶时制动操纵性和稳定性作出评价。和稳定性作出评价。 评价方式：评价方式：汽车固定一个方向盘转角，绕一定半径（汽车固定一个方向盘转角，绕一定半径（250m）的圆周行驶时进行制动并使的圆周行驶时进行制动并使abs工作，测定汽车的侧滑量、停车时工作，测定汽车的侧滑量、停车时的偏转角，然后对的偏转角，然后对a

29、bs的效能进行评价。的效能进行评价。 目的目的: : 是对装备是对装备absabs系统系统后汽车制动时的操纵性和稳后汽车制动时的操纵性和稳定性作出评价定性作出评价 试验评价方案：试验评价方案：不断施以角阶跃输入转向，测不断施以角阶跃输入转向，测量汽车相应的偏转角速度响量汽车相应的偏转角速度响应（转向响应性能）应（转向响应性能）对无制动操作时的躲避障碍距对无制动操作时的躲避障碍距离和制动操作时离和制动操作时(使使abs工作工作)的躲避障碍距离进行比较的躲避障碍距离进行比较换道试验。换道试验。试验方法试验方法 试验路线中，躲避距离试验路线中，躲避距离l为为一定值，改变制动一定值，改变制动初速度使汽

30、车能顺利进入另一车道，有制动且初速度使汽车能顺利进入另一车道，有制动且abs工作时顺利工作时顺利换道的初速度换道的初速度v0 0不应小于无制动时的换道速度不应小于无制动时的换道速度。v评价指标：评价指标：横摆角速度比横摆角速度比( (要求要求150%)150%)表表2-5 换道试验结果及其评价例换道试验结果及其评价例5 . 10maxyy 目的: 是对abs系统的耐久性、可靠性、环境适应性、安装强度、抗干扰能力、失效界限等进行评价 试验类型试验类型:强化路试验（搓板路面：间距强化路试验（搓板路面：间距0.71.0m, ,突起高度突起高度1030mm) )人工强化路试验（人为改变制动系制动条件）

31、强化路试验（人为改变制动系制动条件）高寒、高温耐候性试验高寒、高温耐候性试验电子干扰强化环境试验电子干扰强化环境试验6. 装有装有abs的汽车的驾驶与维护的汽车的驾驶与维护踏板反应：踏板反应：为了让为了让abs使车轮不被抱死，且形成最优制动液压，可通使车轮不被抱死，且形成最优制动液压，可通过对车轮制动分泵或制动钳的液压进行减压、保压和增压进行控制。过对车轮制动分泵或制动钳的液压进行减压、保压和增压进行控制。 作为减压手段使执行机构内容积发生变化，向储油箱泄放，或者利用作为减压手段使执行机构内容积发生变化，向储油箱泄放，或者利用柱塞泵的泵吸作用进行减压。柱塞泵的泵吸作用进行减压。制动躁声：制动躁

32、声：原因：原因： （1）随着液压变化产生的振动和噪声；（）随着液压变化产生的振动和噪声；（2）液压元件本身）液压元件本身的振动传向车身；（的振动传向车身；（3）液压元件本身发出噪声。）液压元件本身发出噪声。措施：措施：在管路中设置阻尼室；在液压元件的固定部位使用软性安装在管路中设置阻尼室；在液压元件的固定部位使用软性安装坐垫等坐垫等7. abs 的发展动向的发展动向在不断采用最新的电子控制技术提高在不断采用最新的电子控制技术提高abs效能的基础上，效能的基础上，追求能兼顾性能、可靠性、成本以及重量等诸参数的最追求能兼顾性能、可靠性、成本以及重量等诸参数的最优化设计效果优化设计效果开发低成本的简

33、易型开发低成本的简易型abs系统，进一步推动系统，进一步推动abs市场由市场由高级车向大众化经济型车领域扩展；高级车向大众化经济型车领域扩展；完善诸如完善诸如 组合型多功能控制系统的研究开发，组合型多功能控制系统的研究开发，加快其实用化进程。加快其实用化进程。8. 装有装有abs的汽车的驾驶与维护的汽车的驾驶与维护v(1)紧急制动时，一脚踩完制动踏板全部行程紧急制动时，一脚踩完制动踏板全部行程(踩到底踩到底) ，不要重复地踩放制动踏板。不要重复地踩放制动踏板。v(3)对轮毂轴承要经常检查，定期进行维护。对轮毂轴承要经常检查，定期进行维护。v(4)经常检查轮胎气压经常检查轮胎气压,特别要注意各轮

34、胎的气压差。轮特别要注意各轮胎的气压差。轮胎气压不合格，会使制动系统控制失控。胎气压不合格，会使制动系统控制失控。v (5)注意检查蓄电池电压，其电压应不低于注意检查蓄电池电压，其电压应不低于11v，否则，否则abs制动系统不能正常工作。制动系统不能正常工作。v 8. 装有装有abs的汽车的驾驶与维护（续）的汽车的驾驶与维护（续）v(7)检查和拆卸液压部分时，应先泄压，特别是整体式检查和拆卸液压部分时，应先泄压，特别是整体式abs制动系统，油压很高（有的储液器油压达制动系统，油压很高（有的储液器油压达34mpa），否则），否则会伤人。会伤人。v(8) abs制动系统有故障时，不可带故障运行，应

35、立即拔下制动系统有故障时，不可带故障运行，应立即拔下安全断电器插头，以普通制动方式进行制动，并立即送修安全断电器插头，以普通制动方式进行制动，并立即送修理厂检查。理厂检查。 v(9)对装有对装有abs制动系统的汽车制动系统的汽车,驾驶时不要以为很保险驾驶时不要以为很保险,可以可以高速制动。紧急、制动时仍要控制车速高速制动。紧急、制动时仍要控制车速,特别是转弯时。特别是转弯时。v(10) abs制动系统工作时，不断有压力调节，在制动踏板制动系统工作时，不断有压力调节，在制动踏板上有些脉动，但踏板没有移动；还可以听到电磁阀的工作上有些脉动，但踏板没有移动；还可以听到电磁阀的工作声响，也可感觉到悬架

36、系统前后运动，这是正常现象，说声响，也可感觉到悬架系统前后运动，这是正常现象，说明明abs制动系统正常工作。制动系统正常工作。v (11)更换制动液或维护作业结束后，要对更换制动液或维护作业结束后，要对abs制动系统排制动系统排气。在进行排气时，要把气。在进行排气时，要把abs 制动系统的制动系统的ecu断开，绝对断开，绝对不能让不能让abs制动系统起作用。制动系统起作用。v asr的的工作原理和作用：工作原理和作用：v 现象现象: :比功率大且无比功率大且无asr的车辆，若在附着系数小的路面行驶，则：的车辆，若在附着系数小的路面行驶，则： fr型车：型车：猛加猛加“油门油门”又快速放松时将使

37、车辆发生不规则旋转；又快速放松时将使车辆发生不规则旋转； ff型车：型车：猛加猛加“油门油门” 将使车辆驱动轮发生空转而失去方向控制。将使车辆驱动轮发生空转而失去方向控制。v 驱动防滑系统驱动防滑系统asr (anti-skidding restraint, acceleration slip regulation)/ /牵引力（或驱动力）控制系统牵引力（或驱动力）控制系统tcs（traction control system）防止汽车加速过程中出现防止汽车加速过程中出现“打滑打滑”，特别是防止汽车在非对称路面，特别是防止汽车在非对称路面或在转弯时驱动轮的空转，维持最佳驱动力，保证实现汽车动力

38、性，保或在转弯时驱动轮的空转，维持最佳驱动力，保证实现汽车动力性，保持车辆的方向稳定性、操纵性。持车辆的方向稳定性、操纵性。 汽车起步、行驶中驱动轮可提供最佳驱动力，汽车起步、行驶中驱动轮可提供最佳驱动力，与无与无asrasr相比，提高了汽车的动力性，特别是在相比，提高了汽车的动力性，特别是在附着系数较小的路面上，起步、加速性能和爬坡附着系数较小的路面上，起步、加速性能和爬坡能力较佳；能力较佳； 能保持汽车方向的稳定性和前轮驱动汽车的转能保持汽车方向的稳定性和前轮驱动汽车的转向控制能力；向控制能力； 减少了轮胎的磨损与发动机油耗。减少了轮胎的磨损与发动机油耗。图2-26 附着系数（纵向）与滑移

39、率的关系v asr的的优点：优点：vasrasr可行的控制方案：可行的控制方案：一、asr典型实现方案 对发动机输出转矩进行控制方式：对发动机输出转矩进行控制方式：合理的控制发动机输出合理的控制发动机输出的驱动扭矩，可以使汽车获得最大驱动力，控制手段主要有：的驱动扭矩，可以使汽车获得最大驱动力，控制手段主要有：图图2-282-28中：中：1-1-轮速传感器；轮速传感器； 2-2-齿圈；齿圈；3-3-控制器；控制器； 4-4-压力调节器；压力调节器； 5-asr5-asr阀；阀； 6-asr6-asr继动马达；继动马达； 7-7-发动机；发动机；8-8-燃油泵；燃油泵； 9-9-双通单向阀双通单

40、向阀1.1.气压系统制动控制气压系统制动控制asr图图2-28 气压气压abs/asr系统结构方案系统结构方案 调节燃油喷油量：如减小或中断供油；调节燃油喷油量：如减小或中断供油； 调节点火时间：如减小点火提前角或停止点火调节点火时间：如减小点火提前角或停止点火； 调节进气量：如调节节气门开度和辅助空气装置。调节进气量：如调节节气门开度和辅助空气装置。 对驱动轮进行制动方式：对驱动轮进行制动方式：对发生滑转的驱动对发生滑转的驱动轮直接加以制动轮直接加以制动 ( (增加车轮制动分泵的压力增加车轮制动分泵的压力) ) 对可变锁止差速器进行控制方式：对可变锁止差速器进行控制方式：对电子控对电子控制限

41、滑差速器（制限滑差速器（lsdlsd），在其向驱动轮输出端的多片离），在其向驱动轮输出端的多片离合器上，以增加液压实现进行锁止控制。合器上，以增加液压实现进行锁止控制。图图2-27 差速器锁止控制差速器锁止控制1-蓄能器；蓄能器；2-电磁阀；电磁阀；3-压力传感器压力传感器 对发动机与驱动轮之间的扭矩进对发动机与驱动轮之间的扭矩进行控制方式：行控制方式：对离合器和变速器等进行对离合器和变速器等进行控制，实用中多是通过控制变速器的换挡控制，实用中多是通过控制变速器的换挡特性改变传动比来实现。特性改变传动比来实现。2. 2. 液压系统制动控液压系统制动控制制asrv 整体结构式整体结构式v 可变容

42、积式可变容积式图图2-29 整体结构式整体结构式asr方案方案图图2-30 可变容积式可变容积式asr方案方案在在abs系统中增加电磁阀系统中增加电磁阀和调节器即增加了驱动控制功和调节器即增加了驱动控制功能，构成能，构成asr与与abs组合在一组合在一起的整体结构式制动控制方案。起的整体结构式制动控制方案。在在abs系统的液压装置和系统的液压装置和轮缸之间增加轮缸之间增加asr的液压装的液压装置，即为可变容积式制动控置，即为可变容积式制动控制方案。制方案。v 液压系统制动控制液压系统制动控制式式asr的发展：的发展：整体结构式整体结构式asr：3. 3. 发动机控制发动机控制asr 调节调速器

43、的控制方式调节调速器的控制方式机械式机械式（图（图2-31）电子式电子式（图（图2-32）v 对柴油车的控制方式对柴油车的控制方式图图2-31 发动机控制发动机控制asr（气缸驱动）（气缸驱动）图图2-32 发动机控制发动机控制asr（电动机驱动）（电动机驱动）通过调速器调节喷油泵的通过调速器调节喷油泵的喷油量来降低其输出扭矩，从喷油量来降低其输出扭矩，从而防止驱动轮空转。而防止驱动轮空转。二、二、asr的使用效果的使用效果电子式发动机控制电子式发动机控制asrasr工作示意工作示意abs/asrecu电子调速器电子调速器ecu加速踏板位置信号加速踏板位置信号输出功率减小信号输出功率减小信号加

44、速踏板位置加速踏板位置图2-33 电子式发动机控制图2-33 电子式发动机控制asr工作示意图工作示意图asr无无asr有有asr有有asr无无asr无无asr有有驱驱动动力力图2-34 有无图2-34 有无asasr r的驱动对比的驱动对比冰冰压雪压雪深雪深雪v 冰、雪路面驱动力对比冰、雪路面驱动力对比v 左、右轮不同附着左、右轮不同附着系数路面加速性对比系数路面加速性对比asr无无asr有有asr有有asr无无asr无无asr有有加加速速性性图2-35 不匀附着路面有无图2-35 不匀附着路面有无asasr r加速性对比加速性对比夏用轮胎夏用轮胎水平道路水平道路冬用轮胎冬用轮胎水平道路水平

45、道路冬用轮胎冬用轮胎6%坡路6%坡路q vsc系统构成系统构成：q 车辆动态控制系统：车辆动态控制系统：在车辆的所有行驶状况下，在车辆的所有行驶状况下，vdc 都对各车轮的受力进行调节，都对各车轮的受力进行调节，从而主动地对车辆进行动力学控制，提高高速车辆的主动安全性。从而主动地对车辆进行动力学控制，提高高速车辆的主动安全性。v图中：图中：1-vsc1-vsc执行器；执行器；2-2-制动制动总泵压力传感器；总泵压力传感器；3-3-转向舵角传转向舵角传感器；感器；4-4-加速度传感器；加速度传感器；5-5-横向横向摆动率传感器；摆动率传感器；6-6-节气门动作器；节气门动作器；7-7-节气门位置

46、传感器；节气门位置传感器；8-8-车轮速车轮速度传感器；度传感器；9-abs9-abs、asrasr与与vscvsc用用ecuecuv车辆动态控制系统车辆动态控制系统vdc (vehicle dynamics control)v车辆稳定控制系统车辆稳定控制系统vsc (vehicle stability control) 丰田丰田v电子稳定化程序电子稳定化程序/ /电子稳定化控制程序系统电子稳定化控制程序系统espelectronic stabilization program/(control) procedure 奔驰奔驰-波许波许图图2-36 vsc控制构成图控制构成图q车辆非稳定状态判

47、定q vdcvdc的动力学原理：的动力学原理： 高附着系数路面转向行驶；高附着系数路面转向行驶； 低附着系数路面转向行驶；低附着系数路面转向行驶； vdcvdc对车辆行驶中横摆角速度、滑移对车辆行驶中横摆角速度、滑移角进行控制。角进行控制。v 三种情况比较三种情况比较：图图2-37 vdc2-37 vdc的动力学原理图的动力学原理图v 控制目标控制目标： 3 3个车辆自由度个车辆自由度( (前后向、横向、横摆前后向、横向、横摆) )； 目标状态目标状态； 实际状态。实际状态。v过多转向倾向：一般为过多转向倾向：一般为车身滑移角车身滑移角增大，且增大，且滑移角速度滑移角速度也增大时出现也增大时出

48、现v不足转向倾向：当实际的不足转向倾向：当实际的横向摆动率横向摆动率比目标的横向摆动率要小时出现比目标的横向摆动率要小时出现 克服过多转向倾向措施：克服过多转向倾向措施：转弯出现较大的过多转向时，根据这种倾向转弯出现较大的过多转向时，根据这种倾向的程度对外侧的前轮进行制动，以抵抗横向摆动力矩，恢复车辆的稳定性的程度对外侧的前轮进行制动，以抵抗横向摆动力矩，恢复车辆的稳定性 克服不足转向倾向措施：克服不足转向倾向措施：转弯出现较大的不足转向时，根据其倾向的转弯出现较大的不足转向时，根据其倾向的程度来控制发动机功率或对左右后轮进行制动，以产生使车辆回头的程度来控制发动机功率或对左右后轮进行制动，以

49、产生使车辆回头的“不不足转向控制力矩足转向控制力矩”，限制不足转向，限制不足转向20世纪世纪60年代提出，年代提出，80年代中年代中后期开始发展并实际应用后期开始发展并实际应用图2-38四轮转向的几何运动关系图2-38四轮转向的几何运动关系转动中心转弯半径转弯半径4ws车车2ws车车转动中心转弯半径转弯半径q 主要目的主要目的：提高汽车在高速行驶或在侧向风力作用时的提高汽车在高速行驶或在侧向风力作用时的操纵稳定性，改善在低速下的操纵轻便性，以及减小在停车操纵稳定性，改善在低速下的操纵轻便性，以及减小在停车场调车时的转弯半径场调车时的转弯半径2.2.四轮转向的转向特性四轮转向的转向特性四轮转向四

50、轮转向（4ws-four wheel steering）特性：特性：前后轮同相位转向，转角小，前后轮同相位转向，转角小，车身姿态变化小，目标行驶的跟踪性好车身姿态变化小，目标行驶的跟踪性好4. 4. 4ws4ws在高速行驶时的在高速行驶时的稳定性分析稳定性分析5. 4ws5. 4ws车在改变行车车在改变行车路线时的性能路线时的性能后轮的两种转向方式后轮的两种转向方式同方向同方向（同相位）（同相位）逆方向逆方向（逆相位）（逆相位）从直线行驶进入转从直线行驶进入转弯时弯时2ws车与车与4ws车的运动比较车的运动比较6. 6. 低速下的小低速下的小转弯半径行驶转弯半径行驶7. 7. 后轮转向控制类型

51、后轮转向控制类型v 机械控制式机械控制式v 机械机械+ +电子控制式电子控制式v 电子控制液压工作式电子控制液压工作式v 液压控制液压工作式液压控制液压工作式v 电子控制电动工作式电子控制电动工作式v 转角传感型转角传感型v 车速传感型车速传感型8. 4ws8. 4ws控制种类控制种类四轮转向的几何运动关系四轮转向的几何运动关系转动中心转弯半径转弯半径4ws车车2ws车车转动中心转弯半径转弯半径9. 9. 4ws4ws的工作原理的工作原理v 日本本田日本本田4ws4ws系（系（机械控制式机械控制式）日本本田日本本田4ws4ws机构机构后轮转向机构后轮转向机构轨迹曲线的形状轨迹曲线的形状转向运动

52、分析（如右图示）：转向运动分析（如右图示）： 日本本田日本本田4ws转向角转向角度分析（如右图示）度分析（如右图示）分析结论：分析结论：日本本田日本本田4ws4ws属于转角传感型，其后轮的属于转角传感型，其后轮的偏转情况与车速无关，而只偏转情况与车速无关，而只与方向盘转角有一定联系与方向盘转角有一定联系转向角度分析示意图转向角度分析示意图 日本马自达日本马自达4ws4ws机构机构v日本马自达日本马自达4ws4ws系（系（机械机械+ +电子电子+ +液压控制式液压控制式）10. 10. 与与2ws2ws相比，相比，4ws4ws的优点的优点特性：特性：日本马自达日本马自达4ws4ws既属既属车速传

53、感型又是转角传感型车速传感型又是转角传感型v 提高了汽车在高速行驶时和在滑溜提高了汽车在高速行驶时和在滑溜路面上的转向性能路面上的转向性能v 驾驶员操纵方向盘反应灵敏驾驶员操纵方向盘反应灵敏v 在不良路面和侧风等条件下，汽车在不良路面和侧风等条件下，汽车也具有较好的方向稳定性，提高了高也具有较好的方向稳定性，提高了高速下的直线行驶稳定性速下的直线行驶稳定性v 提高了汽车高速转弯的行驶稳定性，提高了汽车高速转弯的行驶稳定性，不但便于转向操纵，而且在进行急转不但便于转向操纵，而且在进行急转弯时，也能保持汽车的行驶稳定性弯时，也能保持汽车的行驶稳定性v 通过使后轮转向与前轮转向相反，通过使后轮转向与

54、前轮转向相反，减小了低速行驶时的转弯半径，不但减小了低速行驶时的转弯半径，不但便于在狭窄的路面上进行便于在狭窄的路面上进行u u型转弯，型转弯，而且在驶入车库等情况下便于驾驶。而且在驶入车库等情况下便于驾驶。观点：观点：v 现在的前轮转向是非常完善的现在的前轮转向是非常完善的 , , 可以充分地满足汽车行可以充分地满足汽车行驶需要驶需要 , , 全四轮转向并不能使汽车转向性能有明显改善。全四轮转向并不能使汽车转向性能有明显改善。v 现在的前轮转向是非常完善的现在的前轮转向是非常完善的 , , 可以充分地满足汽车行可以充分地满足汽车行驶需要驶需要 , , 全四轮转向并不能使汽车转向性能有明显改善

55、。全四轮转向并不能使汽车转向性能有明显改善。v v 如何去组合汽车的平移和转动这两种运动如何去组合汽车的平移和转动这两种运动 , , 使得汽车每使得汽车每一瞬时都处于最佳的转向行驶状态一瞬时都处于最佳的转向行驶状态 , , 这无论在理论上还是这无论在理论上还是在实用性技术上目前还没达到成熟的地步。在实用性技术上目前还没达到成熟的地步。 表表2-6 导航导航(navigation)检测系统分类和检测方法检测系统分类和检测方法现在位置的显示显示到达目的地的路线（静态）道路信息、交通信息显示最佳路线的导航第一代第一代第二代第二代第三代第三代图2-39 导航系统的发展形态图2-39 导航系统的发展形态

56、v 作用：作用：为车辆定位，通过与陆路交通管制系统通信，可共同提高交通管为车辆定位，通过与陆路交通管制系统通信，可共同提高交通管理系统的功能，确保车辆安全行驶理系统的功能，确保车辆安全行驶v 导航装置功能的发展形态：导航装置功能的发展形态：位置检测分类检测方法传感器名称绝对位置检测卫星导航全球定位系统（gps-global position system）电 波信号柱/信标相对位置检测方向传感器光纤陀螺仪、振动陀螺仪、气体陀螺仪、地磁传感器、车轮速差传感器图像匹配距离传感器车速脉冲导航系统组成导航系统组成无线电信标接收机图2-41 导航系统构成框图图2-41 导航系统构成框图地磁传感器光盘光盘

57、驱动器驱动器全球卫星定位系统接收机车速脉冲光纤陀螺仪显示控制器光盘接口电源定位控制器导航单元导航单元av控制单元av控制单元地图光盘音乐光盘光盘光盘驱动器驱动器阴极射线管扬声器接触式开关光盘光导纤维v 全球定位系统全球定位系统前置放大器频谱逆向扩散解调pll平面天线平面天线数字信号处理器数字信号处理器输出输出图2-40 全球定位系统框图图2-40 全球定位系统框图地区振荡器mixif频谱逆向扩散解调距离测定多普勒测定轨道数据收集位置计算移动速度方位计算mpu二、二、车距控制系统车距控制系统v 车距报警装置车距报警装置v 实例实例: : 三菱公司车距控制装置三菱公司车距控制装置1-转向角传感器转

58、向角传感器 2-停车灯开关停车灯开关 3-节气门执节气门执行机构行机构 4-电动负压泵电动负压泵 5-节气门位置传感器节气门位置传感器(tps)(内装怠速开关内装怠速开关)(不装不装tcs的车辆的车辆) 6-激激光雷达光雷达 7-自动变速器防手动换挡开关自动变速器防手动换挡开关 8-车车速传感器速传感器 9-发动机和自动变速器发动机和自动变速器ecu 10-abs用用ecu 11-加速踏板位置传感器加速踏板位置传感器(内装内装怠速开关怠速开关)(装装tcs的车辆的车辆) 12-预检车速控制预检车速控制用用ecu 13-报警蜂鸣器报警蜂鸣器 14-视频摄像视频摄像 图图2-42 三菱公司车距控制

59、装置构成三菱公司车距控制装置构成30 m扫描式激扫描式激光雷达光雷达照相机照相机车道车辆识别车道车辆识别车道车辆识别、与先车道车辆识别、与先行车的距离方向识别行车的距离方向识别计算与本车处于同一计算与本车处于同一车道内先行车位置车道内先行车位置车速传感器车速传感器转向角传感器转向角传感器图2-43 车距报警装置控制框图图2-43 车距报警装置控制框图稳定行驶控稳定行驶控制、车距控制制、车距控制报警控制报警控制发动机发动机自动变速器自动变速器蜂鸣显示蜂鸣显示节气门控制节气门控制换低挡变速换低挡变速报警输出报警输出车距控制模式：车距控制模式：基本控制系统由车基本控制系统由车速反馈、车距反馈速反馈、

60、车距反馈构成。车距反馈控构成。车距反馈控制常数根据图像形制常数根据图像形状设定，也可考虑状设定，也可考虑驾驶者舒适性进行驾驶者舒适性进行调节调节车距报警装置（续）车距报警装置（续）30 m扫描式激扫描式激光雷达光雷达照相机照相机车道车辆识别车道车辆识别车道车辆识别、与先车道车辆识别、与先行车的距离方向识别行车的距离方向识别计算与本车处于同一计算与本车处于同一车道内先行车位置车道内先行车位置车速传感器车速传感器转向角传感器转向角传感器图2-43 车距报警装置控制框图图2-43 车距报警装置控制框图稳定行驶控稳定行驶控制、车距控制制、车距控制报警控制报警控制发动机发动机自动变速器自动变速器蜂鸣显示