吉林大学 汽车电控制 第四章 汽车自动变速器

1、第四章 汽车自动变速器概述 车用变速器作用：1、降速增扭、2、中断动力、3实现倒车。一、手动变速器（MT）的缺点1、换挡操作劳动强度大，容易引起驾驶员的紧张。2、换挡时存在冲击力，减少传动系零件寿命，降低乘坐舒适性。3、换挡操作不当会使发动机熄火，发生溜车事故。4、换挡最佳时间不易控制，影响汽车行驶的动力性和经济性。人们希望汽车能够实现起步平稳、换挡合理、乘坐舒适、节能环保！二、自动变速器的发展过程：早期曾出现过半自动变速器：自动离合器加手动变速器的组合形式；液力变矩器+换挡离合器+辅助手动变速器。这些产品是自动变速器发展过程中的一个过渡产品，目前很少使用。1939年，GM公司首先在其产品上使

2、用由液力偶合器与行星齿轮机构组成的液力变速器，在一定范围内实现自动变速。20世纪4050年代，出现以车速和油门开度为换挡条件的液力控制换挡的自动变速器，使其应用更加广泛。20世纪70年代，电控技术开始用于自动变速器，丰田公司研制出一台电控自动变速器。1976年开始批量生产。20世纪80年代，出现以微机为控制核心的电控自动变速器。三、自动变速器分类按变矩方式分类：液力传动式自动变速器（AT）：由液力变矩器和行星齿轮机构组成。液力变矩器实现一定范围的无极变速和增加扭矩功能，行星齿轮机构实现转矩范围的进一步扩大和倒车功能，目前是应用最广泛的一种自动变速器。需要对液力变矩器的工作模式、行星齿轮三原件的

3、工作状态进行控制。金属带式自动变速器（CVT）：利用金属带与带轮侧壁之间的摩察力来传递转矩，通过调节带轮的有效半径来无级改变速比，主动轮和从动轮均由两个半轮组成，一个半轮沿轴向固定，另一个半轮通过液压机构可以沿轴向移动，从而实现主动轮和从动轮有效半径的改变。可以根据车速、节气门开度控制液压机构来改变传动带轮有效半径，实现无级变速。需要通过液压机构调节两个带轮中可移动半轮的轴向位置变化和金属带保持一定的张紧力。电传动式自动变速器：该变速功能是通过电机调速来实现，即控制电机的输入电压或交流电频率来调节电机的转速和转矩，实现无级变速。按换挡的控制方式分类：液压控制的液力传动式自动变速器。用机械方式将

4、车速和节气门开度信号转化为液压控制信号。使阀板中的各控制阀按照给定的换挡规律控制换挡执行机构动作。（2）电控式液力传动式自动变速器。用各种传感器将发电动机转速、节气门开度、车速、发动机温度、变速器的油温等参数转换为电信号。自动变速器ECU根据上述信号确定换挡控制信号，控制换挡电磁阀工作，使液压机构实现预期的动作，改变液力变矩器和行星齿轮机构的工作状态，实现自动换挡。2、按汽车驱动方式分类：分为前驱自动变速器和后驱自动变速器，但前驱自动变速器的壳体内装有差速器，前驱动汽车的发动机横直较多，其变速器将输入轴和输出轴设置为两个轴线方式，轿车多采用此方式。四、自动变速器（AT）基本组成及特点基本组成：

5、液力变矩器、行星齿轮机构、控制系统液力传动装置：它通过液力变矩器将发动机输出的功率输送给行星齿轮机构，解决发动机熄火、平稳起步和增大扭矩作用。辅助变速装置：由行星齿轮机构实现倒车、进一步减速增扭。增加汽车的使用范围。自动控制系统、电控和液压控制系统：通过传感器将机械参数转换为电信号，再通过各种电磁阀，将控制电压信号转换为相应的控制油压，从而实现对换挡执行机构的控制，实现自动变速和锁止等功能，实现最佳换挡控制，提高汽车的动力性和经济性。自动变速器特点：（1）操作简单，行车安全；（2）提高发动机及传动系使用寿命；（3）提高汽车的动力性；（4）提高汽车的通过性能；（5）减少废气排放，传动系优化设计，

6、保证发动机工作在最佳效率区间。（6）油耗较高。对某些驾驶员而言油耗会较高。（7）机构复杂，成本较高，维修复杂。自动变速的均为进口。五、电控自动变速器控制系统设计：（1）根据汽车动力性及经济性要求对传动系进行匹配，确定速比和转矩范围。（2）提出自动变速器的控制逻辑。如起步、升降挡、制动、倒车、爬坡等。（3）确定控制参数的测量方案。信号形式，精度、可实现性。（4）确定传动器及执行机构的控制形式。（5）设计控制器的硬件电路。（6）确定换挡规律，进行软件编程。（7）可靠性、抗电磁干扰性、安全性等检测。（8）故障诊断及维修。（9）台架调试。AMT系统框图自动变速器挡位设置P：停车挡，停车锁止机构将变速器

7、输出轴锁止，驱动轮不能转动。同时变速器 置于空挡。R：倒车档，液压系统倒挡油路接通，驱动轮反转，实现倒车。 N：空挡，行星齿轮机构空转，不输出动力。 D：前进挡，控制系统接通相应的前进挡油路，行星齿轮系统在执行机构控 制下得到相应的传动比，随行驶条件变化而自动改变传动比，实现自动变 速。 2：高速发动机制动档，液压系统只能在前进挡中的1、2挡自动切换，不能升入高档，从而使发动机获得较大的制动效果。 L：低速发动机制动档，汽车被锁定在前进挡中的1挡，发动机制动效果更强，适合于山区行驶。 发动机只有在变速杆处在P或N挡时才能启动。第二节 自动变速器的结构与工作原理自动变速器由液力变矩器、行星齿轮机

8、构、液压系统和电控系统组成。图44一、液力变矩器。它安装在发动机与行星齿轮变速器之间，以液压油为工作介质，进行扭矩传递、变矩、变速和离合作用。组成：泵轮（主动轮）、涡轮（从动轮）、导轮。泵轮是输入元件，位于液力变矩器后端，与变矩器壳体刚性连接，壳体随发动机飞轮一起转动。涡轮是输出元件，通过花键与行星齿轮系统输入轴相连，它位于泵轮前方，其叶片面向泵轮叶片。导轮位于涡轮与泵轮之间，是液力变矩器的反应元件，导轮通过单向离合器固定在导轮轴上。泵轮、涡轮和导轮装配好后会形成断面为循环圆的环状体，环形内腔中充满液压油。工作原理。发动机带动液力变矩器壳体转动使泵轮旋转，泵轮叶片间的液压油在离心力作用下，从内

9、缘流向外缘，当泵轮转速大于涡轮转速时，泵轮叶片的外缘的液压大于涡轮外缘的液压，使涡轮随泵轮一起转动。若此时涡轮已停止或与泵轮转速差很大，则由泵轮传给涡轮的动能较小，大部分液压油通过导轮叶片又流回泵轮。这时泵轮输出的动能由发动机和涡轮返回的两部分动能组成，然后泵论液压油再次流向涡轮，使涡轮扭矩增大、车辆起步，同时部分动能转化为热能。工作特性增扭特性：当泵轮与涡轮转速差较大时，从涡轮流回到泵轮的液压油会使泵轮减速，但由于泵、涡轮之间存在导轮，涡轮流回的液压油首先冲击导轮，经导轮改变液压油的流向后，再去冲击泵轮加速。结果泵轮将从发动机和涡轮回流的能量一起传递给涡轮，使涡轮输出转矩增大。此时导轮必须固

10、定，耦合特性：随着涡轮转速的提高，液压油流向会发生改变，又在导轮上产生涡流，损耗能量。因此，在泵、涡轮转速差较小时，放松导轮，使导轮能自由旋转，避免产生涡流。当泵、涡轮转速差小于10%时，单向离合器导通，导轮可自由旋转（空转），液力变矩器进入耦合工作区，提高传递效率。失速特性：是指涡轮因负载过大而停止转动，但泵轮仍在旋转。液力变矩器只有能量输入，而无能量输出。液力变矩器油温将急剧升高，该特性代表液力变矩器的抗过载能力。锁止特性：用锁止离合器锁止液力变矩器的泵、涡轮。锁止离合器的从动盘安装在涡轮轮毂花键上，主动部分压盘与泵轮固定，当离合器接合时，泵轮与涡轮刚性连成一体，使传动效率为1。二、行星齿

11、轮机构液力变矩器可在一定范围内实现无级变速，但范围较小，不能满足汽车工作要求，必须与机械变速器组合使用，扩大传动比范围，以单排行星齿轮机构为例说明其工作原理。组成：太阳轮、齿圈、装有行星轮的行星架。工作原理：行星齿轮机构中，任意元件为动力输入，一元件固定，另一元件为动力输出，则可以实现不同的传动比。设太阳轮齿数为S，齿圈齿数为R，由于行星齿轮是内外啮合，可以想象固定行星齿轮的行星架的齿数必须大于齿圈齿数R，为S+R，而齿圈齿数R必大于太阳论齿数S。太阳轮输入，行星架输出，齿圈固定，S+R/S，速比大于一。行星架输入，太阳轮输出，齿圈固定，S/S+R，速比小于一。齿圈输入，行星架输出，太阳轮固定

12、，S+R/R，速比大于一。行星架输入，齿圈输出，太阳轮固定，R/S+R，超速档。太阳轮输入，齿圈输出，行星架固定，R/S，倒档。速比大于一。齿圈输入，太阳轮输出，行星架固定，S/R，速比小于一。两元件连在一起为输入，第3元件为输出，传动比为1。直接挡。所有元件不固定，则变速器空挡。优点所有行星轮均参与工作，承载大，工作安静。工作时，变速壳不受力，可以减轻壳体重量。齿轮处于常啮合状态，换挡简单，工作平稳。三、执行机构多片离合器，单向离合器，制动器三种。离合器用于将涡轮输出轴与行星齿轮机构三元件之一的连接和固定。 要求：a)分离时有足够的间隙。 b)油压消失后，油腔内不能有油，保证彻底分离。 c)

13、离合器工作平稳、安静。（2）制动器用于执行机构的锁止，它由制动带和液压伺服系统组成，制动带是内表面带有镀层的开口式环形钢带，钢带开口的一端支承在与变速器壳体固定连接的支座上，另一端与伺服装置相连，制动结束后钢带与制动鼓之间要有间隙，防止钢带过渡磨损。单向离合器又称单向自由轮，它可以根据行星齿轮某一元件相对旋转方向控制其只能沿一个方向旋转，而另一个方向锁止。特点，锁止只取决于相连元件的相对运动，无需专门的油压控制。四、控制系统1、液压控制系统组成：液压泵、阀体、储能器、连接管路等。见下图2、电控系统组成：传感器、ECU、执行器信号输入（传感器输入和开关信号输入）开关信号主要有：行驶模式选择开关、

14、空挡起动开关、制动灯开关、超速挡（O/D）开关。连续信号有：节气门位置、发动机水温等。车速传感器。通常有2个车速传感器，一个安装在变速器输出轴上，用于控制换挡点车速和锁止离合器工作状态。另一个安装在里程表里，作为备用。传感器种类有3种：舌簧开关、光电耦合和磁阻元件式。一般情况，光电耦合型车速传感器安装在里程表内，轮轴转一周，光线被阻断20次，产生20个脉冲。磁阻元件式车速传感器安装在变速器输出轴处，原理与曲轴转速传感器相同。模式选择开关：经济模式和动力模式。空挡起动开关。只有在N、P挡，汽车才能起动。停车灯开关和停车制动开关。当制动开关接通时，自动变速器自动解除锁止信号，松开锁止离合器，发动机

15、熄灭。ECU：自动变速器可以与发动机共用一个ECU，或单独使用ECU。功能：控制换挡时刻，目前有单参数和双参数换挡（既以车速或负荷换挡）动力性最佳换挡规律：在相邻两档同一节气门开度下，牵引力曲线交点转速为换挡车速。经济性最佳换挡规律：在相邻两挡不同节气门开度下，油耗曲线相交点转速为换挡车速。控制超速行驶：只有在D挡且超速开关打开时，汽车才能进入超速行驶。控制锁止离合器：当液力变矩器泵轮与涡轮轮速差较小时，为提高机械效率，应使锁止离合器接合，使泵轮与涡轮刚性连接。ECU在下列情况强行解除锁止。 = 1 * GB3 汽车制动时或节气门全闭时。 = 2 * GB3 在升降档过程中。 = 3 * GB

16、3 发动机温度低于60时。控制换挡品质。ECU通过控制发动机转矩保证换挡平顺，也可以调节行星齿轮机构液压控制元件的工作压力，使元件接合更加柔和。评价用纵向加速度的变化率指标。用换挡冲击度评价换挡品质，即用纵向加速度的变化率计算。自诊断与失效防护功能。当系统有故障时，ECU储存故障信息，可以事后读故障码，排除故障，有些车在变速器电控系统故障时，配合手动换挡机构可使车辆连续行驶，不能升降挡。执行器，按在变速器中的功能可分为换挡电磁阀，锁止电磁阀和调压电磁阀。开关电磁阀脉冲线性电磁阀V 车速VV 车速V1V221n转速n2n1换挡延迟。当车速从V1到达V2时，从1挡换成2挡，而当车速从V2降至V1时

17、，才由2挡降至1挡。优点是换入新挡位后，不会因节气门或车速微小变化而重新回到原挡位，可以减少换挡循环。硬件电路设计输入通道传感器放大、定形、隔离传感器放大、定形、隔离定时/计数接口CPU计数接口输入比信号。车速模拟信号。节气门开度、温度、压力、位移等信号。传感器传感器放大滤波A/D接口CPU被测量开关量。选挡开关。制动开关等。传感器传感器电平转换并行接口CPU开关量输出通道。控制对象为电磁阀或步进电机。负载为感性负载，脉冲输出。输出电路应包括光电耦合，功率放大。软件设计换挡规律存储。它是以换挡参数求当前挡位的分段函数，以数据的形式存放在ROM。换挡控制，锁止控制程度。主控程序流程：初始化系统自

18、检初始化系统自检测量参数及指令存参数、断电倒车控制怠速控制出错处理按动力换挡停车倒车滑行怠速运行经济滑行控制按经济换挡YYYYYNNNNNN电控自动变速器的检查：性能检查一般检查 1、发动机怠速检查，如果发动机怠速过高，出现换挡冲击，自动变速器工作不正常。检查怠速时，自动变速器应放在停车或空挡位置。750rpm. 2、自动变速器液压品质和油面高度检查，油面应在规定的高度。（二）道路试验 1、升挡检查。节气门1/2开度起步加速，发动机转速会瞬时下降，并有纵向冲击。 2、升挡车速检查。4挡自动变速器，在节气门1/2开度时，1挡升为2挡的车速为25-35km/h，23挡，55-70km/h，34挡，

19、90-120km/h。行星齿轮机构应用实例：拉维娜行星齿轮系统。两排行星齿轮机构共用一个齿圈和行星架，行星架上的2套行星齿轮相互啮合，其中短行星轮与小太阳轮啮合，长行星轮与大太阳轮啮合，同时也与齿圈啮合。齿圈为动力输出轴，大小太阳轮为动力输入轴，行星架可以固定或单向转动、大太阳可以固定，也可以与小太阳轮成为一体。C1：前进离合器，接合时使输入轴与小太阳轮接合；C2：直接档离合器，接合时使大小太阳轮为一体；B2：2档制动器，用来固定大太阳轮；B3：低、倒档制动器，固定行星架；F1：单向离合器，用来锁止行星架，使其单向锁止。手柄位置变速器挡位执行元件状态C1C2B2B3F1D1挡2挡3挡2或11挡

20、2挡R倒档N位：所有执行元件都不工作，前后行星排所有元件均不受约束，行星齿轮机构无动力输出。D位1档：单向离合器锁止行星架，使其无法逆时针旋转，前进挡离合器接合，小太阳轮为动力输入元件，动力传递路线：第一轴-小太阳轮-短行星齿轮-长行星齿轮-齿圈。（大太阳轮转动）D位2档：前进离合器接合，2档制动器将大太阳轮固定，动力传递路线：第一轴-小太阳轮-长太阳轮-齿圈。（大太阳轮固定）D位3档：前进离合器和直接档离合器工作，大小太阳轮锁为一体，长、短行星齿轮同方向旋转，由于这两套行星齿轮处于常啮合状态而无法旋转，于是整个行星齿轮系统被联锁成一体，以直接档传递动力。R位：直接档离合器工作，大太阳轮为动力

21、输入元件，低、倒档制动器将行星架固定，动力传递路线：第一轴-大太阳轮-长行星齿轮-齿圈。二、辛普森三档变速器。（由三个行星排组成）它可提供3个前进挡，1个倒车挡，2个行星排共用一个太阳轮，执行机构由前进离合器C1，直接挡离合器C2，单向离合器F1，二挡制动器B1和倒挡制动器B2。C1用于联接输入轴与太阳轮组件。C2用于联接输入轴与前齿圈。B1固定太阳轮组件。B2、F1用于固定后行星架。手柄位置变速器挡位执行元件状态C1C2B1B2F1D1挡2挡3挡2或11挡2挡R倒档第五章 ABS汽车防抱死制动系统第一节 概述一、ABS的应用与发展汽车防抱死制动系统（Anti-lock Brake Syste

22、m）是提高汽车主动安全的措施之一，它可以提高汽车制动时的方向性、稳定性和缩小制动距离，充分发挥汽车的制动效能。ABS最早应用于航空领域，用于飞机着陆时的制动过程，提高飞机的制动能力，缩短跑道距离。上世纪70年代，随着电子技术的进步，数字电子计算机的应用，ABS的电子化控制日趋成熟，使ABS系统的成本下降，体积减小，控制精度提高，工作可靠。80年代开始批量应用，到90年代，美、日、韩产业的汽车ABS装车比例均超过70-80%。目前ABS已成为这些国家生产汽车的必装件。我国于上世纪80年代初开始对ABS进行研制。国产ABS已开始批量生产，目前国内科研单位正在研究气压制动ABS。ABS与TCS联合控

23、制，ABS与TCS、ESP联合控制，以提高汽车的操纵稳定性。二、ABS工作原理 1、车轮滑移率 汽车在制动过程中，车轮在路面是边滚边滑的过程。汽车未制动时，车轮处在纯滚动状态，当车轮制动抱死时，车轮在路面做纯滑动运动。V：车速，Vw：轮速，r：车轮半径，：车轮角速度用滑移率S来描述汽车制动时车轮的运动状态。车轮纯滚动，V=VW，S=0；车轮抱死时（纯滑动时），Vw=0，S=1，车轮边滚动边滑动时，0S1之间。 2、附着系数和滑移率的关系 车轮滑移率对车轮与地面之间的附着系数影响很大。 （1）附着系数大小与路面状况有关。干燥路面附着系数大，潮湿路面附着系数小，冰雪路面附着系数更小。 （2）在同一

24、路面上，附着系数随滑移率变化而变化。通常在滑移率为10%-30%范围内，附着系数会保持在最大值附近。当车轮抱死时，纵向附着系数有所下降，但横向附着系数降至零附近。横向附着力为零时，汽车失去抗侧向力的能力，当路面有凸起或有石块时，汽车会出现甩尾现象，容易发生交通事故。 3、车轮抱死对汽车性能影响 （1）前轮先抱死。汽车失去转向能力，但汽车由于惯性作用，会继续沿原运动方向运动。 （2）后轮先抱死。汽车失去稳定性，由于横向附着力为零，路面有凸起或石子时，汽车会出现甩尾现象，发生交通事故。 4、ABS优点： ABS可以获得最大地面制动力，最大限度缩小制动距离，同时汽车能保持方向稳定性和转向能力。 （1

25、）制动时保持方向稳定性。 （2）制动时保持转向能力。 （3）缩短制动距离（在特定路面）。 （4）减少轮胎磨损。 （5）减轻驾驶员紧张情绪。汽车制动性能评价：制动效能：制动距离、制动减速度制动效能的恒定性，热衰退性能制动的方向稳定性，跑偏、侧滑、失去转向能力制动强度z：，汽车前后轮同时抱死，不发生抱死所要求的最小路面附着系数为利用附着系数，它越接近制动强度z越好。ABS技术难点：防止车轮抱死，制动压力如何调整？如何调整制动时各车轮制动力，保持制动稳定性？如何识别不同路面？故障如何诊断、处理？第二节 ABS组成、分类及控制一、ABS组成1、传感器（1）车速传感器（高端轿车装配）。计算车速，计算滑移

26、率。（2）轮速传感器。计算轮速，计算滑移率。（3）减速度传感器。用于路面识别情况。2、执行器（1）制动压力调节器。接受ECU指令，通过电磁阀的动作实现制动系统压力的调节，实现制动系统压力的增加、保持和降低。（2）液压泵。受ECU控制，在可变容积式压力调节系统中建立控制油压；在循环式压力调节系统中在减压过程将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。（3）ABS警告灯。ABS有故障，ECU将ABS警告灯亮。3、ECU。接收传感器的信号，并对信号进行滤波、放大、整形，根据一定的控制算法，计算出车速、轮速和滑移率，以及加速度、减速度，并作出判断，输出控制指令，控制各

27、种执行器工作。二、ABS分类1、按生产厂家（1）博世（BOSCH）ABS，德国（2）戴维斯（TEVES）ABS，德国（3）德尔科（DELCO）ABS，美国（4）本迪克斯（BENDIX）ABS，美国（5）瓦布科（WABCO）ABS，德国（6）本田信友ABS，日本（7）上海汽车制动系统有限公司，中国2、按通道和传感器分类（1）四通道式，有4个传感器、4个制动压力调节器。（2）3通道式，前轮是独立控制，后轮按低选原则，用一个制动压力调节器。（3）双通道式，前后轮各用一个制动压力调节器。（4）单通道式，在后轮设立一个制动压力调节器。采用何种方式与汽车价格有关。三、ABS控制技术（一）控制方法门限值控制

28、，最优控制，滑模控制。目前，多以门限值控制为主。逻辑门限值控制多以车轮减速度、加速度为主要控制门限，将滑移率为辅助控制门限。目前，以车轮加、减速度与滑移率控制门限接合起来，有助于路面情况识别，可提高系统的自适应能力。ECU可以计算出车轮加、减速度。在计算滑移率时，首先以制动开始时的车身速度（轮速乘以半径）为制动初速度，按给定斜率，计算出下一时刻车速，作为参考车速，再计算出车轮参考滑移率。逻辑门限值大小，需要反复试验来确定。（二）控制过程1、高附着系数路面（1）在制动开始阶段，制动压力提高，轮速下降。车轮减速度增大。当减速度达到设定的控制门限值-a时，（2）此时在高附着系数路面上车轮滑移率可能还

29、处在稳定区。所以先计算车轮滑移率。如果滑移率小于门限值，则进入制动压力保持阶段。当滑移率大于其门限值时，说明车轮已进入不稳定区，则进入制动压力减少阶段。（3）由于制动压力降低，车轮由于惯性作用又开始加速，当车轮减速度小于控制门限值时，应进入制动压力保持阶段。（4）由于车轮惯性，车轮仍在回升加速，直到超过设定的第一个加速度门限值+a后，继续加速，而超过第二个门限值+A，则应增大制动压力，使车轮加速度下降，使车轮加速度小于+A，再次进入保压阶段。当车轮减速度大于-a时，再次进入减压阶段。2、低附着路面控制特点：较小的制动力，就会使车轮抱死，而且需要较长的时间恢复，才能进入滑移率稳定区。（1）在压力

30、保持阶段，由于附着系数较小，车轮加速很慢，在保压阶段，车轮加速度未能达到+a，此时，ECU将在减压过程中，以较小的减压率减压，直到车轮加速度超过+a。（2）此后进入保压阶段，当车轮加速度又低于+a时，就以较小的增压率增大制动压力，直到车轮减速度又低于-a，进入大循环。在低附着路面上ABS控制难度会更大些！3、由高附着系数突变到低附着系数的ABS过程在一个制动调节循环结束后，车轮突然由高附着系数进入低附着系数路面。由于车轮仍以较大的制动压力调节水平调节轮速，车轮滑移率会快速超过参数滑移率上限，此时将不进入制动保压阶段，而应继续减小制动压力，直到车轮的角加速度高于控制门限值。然后再进入保压阶段，直

31、到车轮角加速度低于控制门限值。然后在以较小的速率进行增压，直到车轮角减速度再次低于控制门限值，随后进入下一个制动压力调节循环。由低附着路面向高路面过渡相对难度会小些！在制动压力调节时控制门限值和执行器的响应时间是控制的关键环节。在车速较低时，ABS不起作用。第三节 ABS主要部件的结构与工作原理一、传感器（一）轮速传感器。安装在车轮处，有电磁感应式和霍尔元件式。 1、电磁式。齿圈安装在随车轮一起转动的部件上，而传感器安装在不转动的部件上。传感器由永磁体、磁极线圈组成，传感头与齿圈间隙为0.5-1.0mm。特点：结构简单，成本低，但输出幅值随轮速向变化，轮速低时，输出电压很小，（1V），频率响应

32、慢。 2、霍尔元件式。输出幅值不受轮速影响。频响高，抗电磁干扰能力强。齿圈，传感头（永磁体、霍尔元件、控制电路）（二）减速度传感器，测量车轮减速度，识别零路面。差动变压器式。当汽车制动减速时，铁心因惯性力作用而发生移动，从而使差动变压器有电压输出，输出电压与车轮减速度成比例。二、电控单元。对传感器输出信号进行放大，计算比较。按照控制逻辑输出控制指令，调节制动压力。 1、输入级电路，低通滤波，整形、放大电路组成，并将模拟信号转换为数字信号。 2、计算电路：车轮减速度，初始速度、滑移率、加减速度、ECU有两个CPU（一个用于计算，一个用于检验计算结果），以保证工作的可靠性。若两CPU计算结果不一致

33、，则ABS退出工作。ECU运算监测系统各部件工作状况，如轮速传感器、液压泵、电磁阀，当系统工作不正常时，立即向安全保护电路输出终止ABS工作指令。 3、输出电路。输出控制信号。通过功率放大器向电磁阀提供控制电流，驱动执行器工作。 4、安全保护电路。电源监控，故障记忆。ABS警告灯驱动。ABS停止工作后，系统恢复到常规制动功能。三、制动压力调节器（一）液压式调节。用电磁阀直接控制制动压力的系统叫循环式制动压力调节器，间接控制制动压力的压力调节器称为可变容积式制动压力调节器。 1、电磁阀、三位三通、可实现增压、保压、降压。 2、液压泵、由直流电机和回转球阀式活塞泵组成。 3、储能器、保持制动压力平

34、稳。只有当储能器压力低于规定值后，液压泵才投入工作。循环式制动压力调节工作过程：（1）常规制动：电磁阀不通电，制动主缸与制动轮缸相通。主缸可以控制制动压力的增减、液压泵不工作。（2）减压过程：主缸与轮缸通道被断开，制动轮缸与储液器相通，轮缸中液体流入储液器，而使制动压力降低，同时油泵工作把流出的制动液加压后送入主缸。（3）保压过程：所有通道都被截断。（4）增压过程：主缸再次与轮缸相通，高压液压油从储液器中流入，主缸中的高压油流入轮缸，增加制动压力，增减压力的速度可由电磁阀控制。 可变容积式制动压力调机器工作过程：它是在原制动系统中的各路中增加一套液压装置。通过电磁阀可以调节轮缸侧管路容积，从而

35、间接改变制动压力。（1）常规制动：主缸与轮缸接通，主缸可以控制制动压力。（2）减压过程：主缸与轮缸通道被切断，因调压活塞移动而使轮缸侧容积增加，制动压力减小，减小幅度取决于轮缸侧容积的增加量。（3）保压过程：ECU控制调压活塞静止不动，管路容积不发生变化，制动压力保持不变。（4）增压过程：主缸与轮缸相通，轮缸侧容积减小，制动压力增加。 新型ABS系统装有电动增压泵，来提供制动压力。 （二）真空式制动压力调节器：它是从发动机进气歧管获得真空负压，来控制制动压力。四、ABS使用注意事项： 1、ABS是在常规制动基础上的电控系统，当出现故障时，应先检查常规制动系统是否正常。 2、ABS ECU对过电

36、压、静电压较为敏感，在发动机工作时，不要拆装ABS电器元件和连接器。 3、ECU在高温下可损坏。85时，承受时间约为2h。 4、维修高压储能器时，应先检查。 5、要求制动液每年更换一次。 6、拆卸轮速传感器时，不要碰撞传感头。 7、使用或维修后，如制动踏板复？，应对制动系统排气。 8、要使用厂家推荐的轮胎。 9、ABS系统部件损坏，应整体更换。 10、ABS紧急制动时发出声响为正常。第六章 驱动防滑轮系统（ASR）与稳定性控制（ESP）驱动防滑ASR（Acceleration-Slip Regulation）是防止汽车驱动轮防抱死的调节系统，它可以保持汽车在驱动时的方向稳定性、转向能力和加速性

37、能。有时又称牵引力控制TCS（Traction Control System）。通常可以将ABS与ASR合为一体，制成防滑控制系统。第一节 概述一、汽车行驶附着条件：汽车行驶时的驱动力受到地面附着力的限制，当驱动力超过附着力时，驱动轮开始在地面上滑转。驱动轮滑转率： 此公式与ABS滑移率计算公式有所不同：，但结果是一样的。：轮速，：车速汽车光全滚动时：=0.汽车光全滑转时：=1.在驱动轮滑转率为10-20%时，纵向附着系数有极大值，横向附着系数也较大，当=1时，纵向附着系数较小，横向附着系数为零。ASR优点：（1）在汽车起步、行驶过程，获得最佳驱动力。（2）能保持汽车的方向稳定性和转向轮的转向

38、能力。（3）减少轮胎磨损，降低发动机油耗。二、ASR控制公式 1、对发动机输出转矩进行控制（1）调节燃油量（2）调节点火时间（3）调节进气量方式（3）可使加速平稳，燃烧充分、污染小，但反应慢。方式（1）、（2）反应较快，但推迟点火会导致燃烧不充分，增加污染物排放，故 2、对驱动轮进行制动控制通过对发生滑转的驱动轮施加制动力，可有效地防止驱动轮滑转，但为防止过热，此方法只能在低速短时间使用。 3、可变锁止差速器进行控制电控差速器，可以把左右驱动轮的滑转率之差控制在允许范围之内。当汽车起步时，调节差速器锁止程度，充分利用地面附着力。当汽车转弯时，可提高汽车转向能力。三、ASR特点：（1）ASR由驾

39、驶员控制工作状态。（2）ASR不工作时，副节气门全开，ASR制动压力调节器不会影响制动系统工作。（3）ASR工作时，若有制动信号，则ASR自动退出。（4）ASR只能在一定范围内进行防滑控制，120km/h.（5）ASR具有自诊断功能。（6）ASR与ABS信号在一起可实现汽车稳定性控制。 第二节 ASR的基本组成及工作原理一、组成：ASR与ABS共用轮速传感器和ECU，在驱动轮制动轮缸的管路中增设了一个ASR制动压力调节器，在主节气门上方增设一个电动副节气门，并设有传感器。二、原理： 1）ECU根据轮速信号确定驱动轮的滑转率和参考车速。 2）车轮滑转率超过设定限值时，使副节气门的步进电机转动，减

40、小节气门开度，使发动机输出转矩减小。 3）驱动轮驱动力矩减小，若此时驱动轮滑转率仍未降低到设定范围内，ECU控制ASR制动压力调节器，对驱动轮增加一定的制动力，使驱动轮滑转率降到规定范围。第三节 ESP的基本组成及工作原理一、概述：汽车电子稳定控制（Electronic Stability Program）用于实时检测汽车行驶状态，在紧急躲避障碍物或转弯时出现过渡转向时，使汽车避免偏离理想轨迹，减少交通事故。目前ESP有三种控制系统：1、4通道系统，对4个车轮能独立施加制动力；2、2通道系统，只能对2前轮施加制动力；3、3通道系统，对2前轮独立施加制动力，对后轮施加同样的制动力。二、ESP组成

41、及控制原理：ESP由个部分组成：1、用于检测汽车行驶状态和驾驶员操作的传感器部分；2、用于估算汽车侧滑状态和计算恢复到安全状态所需控制量的ECU部分；3、根据计算结果控制制动力和驱动力的执行器部分；4、用于提示驾驶员汽车失去稳定的信息部分。ESP控制原理：ECU计算出保持车身稳定的理论值，与车身侧倾角和侧向加速度实际值比较，发出控制命令，自动纠正驾驶员的不足和过渡转向操作。车辆行驶在低附着路面上行驶时车辆易出现甩尾现象，ECU控制发动机输出扭矩和各车轮制动力矩，使汽车保持原来的行驶轨道。第四节 电子感应制动控制系统（SBC）汽车电子感应制动控制系统（Sensotronic Brake Cont

42、rol）SBC是采用电子控制功能取代传统制动系统中的制动踏板与轮边制动器之间的机械及液压连接，该系统动态响应快、方向稳定性和转向操纵能力强。一、SBC的特点：1、优点：（1）具有常规制动系统的功能，同时能进行制动力控制、制动力分配和故障诊断功能。（2）由于采用高压蓄能器，制动压力较高，因此制动距离较短。（3）SBC与ESP配合工作可以提高汽车行驶稳定性。（4）在弯路制动时可以调节内外侧车轮制动压力，提高制动效能2、不足：电子原件的工作稳定性、系统功率消耗、成本等二、组成：1、传感器：轮速传感器、偏航率传感器、转向角传感器及横向加速度传感器、制动压力传感器。2、操作部件：双腔制动主缸、制动液储液

43、器、制动踏板位置模拟器、液压调节单元。三、工作原理：1、正常制动：两个分离阀通电，分离阀处于分离状态，切断轮缸与操纵单元的连接，SBC处于线控制动方式。当SBC工作时，制动踏板位移转换为电信号发送到ECU，ECU根据此信号和其它传感器信号及车辆行驶状态计算出各车轮所需的制动力，对制动压力调节器发出控制指令，控制电机通过高压蓄能器分别向各车轮施加制动力，使汽车快速、稳定制动或减速。当汽车转弯行驶制动时，SBC与ESP相互作用，调节左右车轮制动力，保持车辆行驶的稳定性。与传统车制动系统相比制动时间短，可以分别调节各轮制动力。2、系统故障制动：当SBC故障时，两个分离电磁阀断电，分离阀处于接通状态，

44、轮缸与主缸直接连通，传统制动系统工作。第四节 电子制动力分配（EBD）电子制动力分配（Electric Brake Force Distribution）采用电子技术代替传统的比例阀，根据汽车制动时产生的轴荷转移的不同，自动调节前后桥的制动力分配比例，不需要增加任何硬件配置，通过ABS软件的控制逻辑实现，它可以提高车辆紧急制动时的舒适性、安全性和稳定性。一、EBD组成及工作原理理想的前后桥制动力分配曲线只与汽车的总质量及质心位置有关，空载和满载时的I曲线不同，实际上前后桥上的制动力分配由前后制动器的大小决定，只能是一条直线，即贝塔线。ECU不断计算汽车在各种行驶状态下前后轮的滑移率，如果后轮与前轮轮滑移率之比超过稳定边界值，则后轮的制动液进液阀关闭，以阻止后轮制动压力继续增加。如果制动强度继续增加，则前轮滑移率继续增加，后前轮滑移率比值下降，后轮进液阀开启，后轮制动压力增加，后前轮滑移率比值上升，由进入上一循环。二、EBD的特点1、EBD只采用滑移率控制车轮抱死2、降低前轮制动器的热负荷3、前、后制动器摩擦片磨损均匀4、在相同制动踏板力时，具有较大的汽车减速度5、在汽车寿命期限内制动力分配不变6、可以失效报警7、EBD适用于所有可能的制动情况和车辆调节8、后桥附着系数利用率高，不受载荷、温度和磨损影响9、制动液消耗少第七章 电控助力转向系统（EP