汽车电子技术电子教案-CHAPTER53

汽车电子技术电子教案--CHAPTER53第一页，共21页。2、ABS/ASR/VDC系统

VDC是在ABS/ASR的基础上发展起来的，该系统把汽车的制动、驱动、悬架、转向和发动机等各主要总成的控制系统在功能上、结构上有机地综合在一起，可使汽车在各种恶劣工况下，对不同承载、不同轮胎气压和不同程度的轮胎磨损都有良好的方向稳定性，表现出最佳的行驶性能。VDC工作原理：VDC对转向行驶的控制主要是借助于对各个车轮的制动控制和发动机功率输出控制来实现的。VDC用传感器：车轮传感器。跟踪车轮运动状态。方向盘转角传感器。横摆角速度传感器。核心传感器，其和方向盘转角的比值是反应汽车转向行驶品质的一个重要参数。侧向加速度传感器。车轮位移传感器。车轮与车身的相对位置变化，用于半主动悬架控制，改善汽车的接地性能

CHAPTER5.3第二页，共21页。CHAPTER5.3二、ABS/ASR系统结构1、ASR系统结构主要由电子控制装置、轮速传感器、油门位置传感器、油门控制器和压力调节器构成2、ABS/ASR系统结构在ABS基础上，为了增加驱动防滑控制，需对制动力控制和发动机调速控制各增加一个执行机构。发动机力矩控制器用于控制发动机的功率输出。驱动轮上的ABS系统用做制动力控制。储气筒中的压缩空气经ASR控制阀4，再经双向阀5引到驱动轮的压力调节器3中，每个驱动轮上均布置一个ASR控制阀，任一侧驱动轮过分滑转，均可得到相应的控制。第三页，共21页。CHAPTER5.33、不同场合下可得到的控制方式（1）ABS控制；（2）ABS控制+光滑路面显示控制（3）ABS控制+光滑路面显示控制+制动力控制（4）ABS控制+光滑路面显示控制+发动机调速控制（5）ABS控制+光滑路面显示控制+发动机调速控制+轴荷转移控制（气体悬架）（6）ABS控制+ASR控制三轴6*2式货车，还需要在两轴ABS/ASR基础上再增加两个继动阀。继动阀8的功能是当ASR工作时，第三轴的车轮不被制动，而在ABS工作时，驱动轴压力调节器3的压力可经继动阀8传到第三轴的车轮的制动气室中。第三轴车轮与直接控制的第二轴车轮采用边对边的间接控制。第四页，共21页。CHAPTER5.3三、汽车驱动防滑系统控制原理1、汽车驱动行驶时轮胎—路面附着系数考虑驱动和制动两种状态下驱动轮的滑动程度，重新定义滑动率S：S=（rr0×ωω-vω）/vω×100%此定义和原来的定义只差一个负号。驱动时，0＜S＜∞,S=∞，车轮飞转，而车原地不动；纯滚动时，S=0；制动时，0＞S≥-1。在驱动和制动两种过程中，若其他一切条件相同，附着系数随滑动率的变化是完全一样的。当左、右两侧驱动轮所处的附着状态相同时，ASR系统的设计把汽车方向稳定性放在优先位置。在对开路面上，ASR系统设计重点在增加驱动力。第五页，共21页。CHAPTER5.32、发动机调速控制工作原理两侧驱动轮在附着条件相同的光滑路面上行驶，滑动率已达到其受控门限值时，发动机调速控制过程就开始了。3、制动力控制工作原理如果两侧驱动轮转速不同，快速侧车轮将被部分制动。ABS工作比ASR工作具有优先权。制动力控制具有两个安全控制模块：第一个模块仅监视汽车的行驶速度，当车速高于30时，断开制动力控制装置，发动机调速控制装置处于待工作状态。第二模块的功能通过计算制动力控制机构工作总量的办法，监视车速在30以下时制动器的负荷。如果超过负荷门限值，制动力控制机构则周期性停止工作，在暂停期间，由发动机调速控制机构接替工作。第六页，共21页。CHAPTER5.34、发动机调速控制和制动力综合控制工作原理实际中多是两者同时工作。此时，制动力控制机构的功用是使两车轮同步转动，发动机调速控制机构的功用是使两车轮的滑转保持在一定限度内。5、轴荷转移工作原理为了释放后桥气囊中的压缩空气，ABS/ASR系统使一个二位二通阀移动，使气囊中气体溢出。轴荷转移也有时间上的要求，最迟在过90S后，驱动桥荷要恢复到原来的值，此后如果需要再进行轴荷转移，至少要间隔50S。第七页，共21页。CHAPTER5.5五、驱动防滑系统的执行机构除ABS的传感器和压力调节器外，ASR系统还需增加两个ASR控制阀、两个双向阀和一个调节发动机功率输出的控制装置。1、电子控制装置2、ASR控制阀ASR控制阀要求能够快速转换，且压缩空气的流量尽可能地大，因此，需要有一个先导阀。ASR控制阀在其阀体里含有两个用于先导控制的电磁阀和两个膜片阀，可实现对两个驱动轮的独立控制。3、双向阀作用是当ASR系统起作用时，ASR系统与通常的制动系统断开第八页，共21页。CHAPTER5.4其他电子控制系统一、巡航控制1、系统组成第九页，共21页。CHAPTER5.42、执行机构常用电机和真空管型执行机构来控制油门开度。（1）电机型执行机构。电磁离合器通电后，离合器结合才能工作。电位计用来检测连杆的位置。油门全开和全闭的相应连杆轴位置上设有开关。当离合器或制动踏板、或变速箱处于空挡，或手刹车起作用时，由离合器开关、制动开关、空挡开关、手刹开关等信号，可直接控制电磁离合器分离。（2）真空管型执行机构。当执行机构中的线圈通电时，真空口打开，大气口关闭，在执行机构内产生真空，吸出隔膜片。线圈不通电时，真空口关闭，大气口打开，空气进入执行元件，隔膜片被弹簧拉回。通过控制线圈信号的占空比来控制真空度的变化。第十页，共21页。3、控制方法通常是将汽车在平坦路面上行驶时车速与油门开度的关系存储在巡航控制系统ECU的ROM中，据此进行控制。控制线不能呈现垂直状态。否则，车速的波动减少到零，行驶阻力微小的变化都会引起油门开度的改变，由于反应过度灵敏，易产生游车。为防止飞车，备有高速和低速限制电路，当车速低于或高于某速度时，巡航控制系统不工作。CHAPTER5.4第十一页，共21页。CHAPTER5.4二、牵引控制1、系统组成

牵引控制是一个同时控制发动机输出功率和汽车制动性能的系统，该系统包括：ECU、轮速传感器、油门位置控制器和制动控制执行机构等。ECU通过车轮转速传感器和油门位置传感器的信号，根据车速、路面状态和驾驶员对油门踏板的操作情况，控制油门执行机构来调节发动机的输出功率，并控制制动执行机构来达到抑制驱动轮转速的目的。第十二页，共21页。CHAPTER5.42、执行机构（1）油门执行机构执行机构采用双油门阀，第一个与油门踏板相连，由驾驶员操纵，第二个与步进电机驱动，由牵引控制ECU控制。（2）制动执行机构当牵引控制处于启动状态时，三个液压阀被打开，第一个阀阻断由轮缸和主缸流来的油液，第二个阀将油液导入轮缸，第三个阀放掉在控制中不再需要的液压油，所有阀一起工作，将压力从蓄压器加入轮缸，抑制车轮旋转。第十三页，共21页。CHAPTER5.43、控制方法采用四相位步进电机作为控制执行机构的驱动信号时序，依次激发四相位线圈来控制步进电机旋转。单相激发系统控制方法：相位A被激发后，激发转换到相位B，则执行机构向关闭方向旋转一步，通过从相位A-到B-到A的激发，油门关闭角增大。当激发按照相位A、B-到A-顺序出现时，执行机构的旋转方向相反，油门关闭的角度减小。牵引控制特性：后轮驱动汽车的牵引控制由前轮转速的计算结果进行初始化，该结果还用于设置目标控制速度。当后轮转速超过目标转速时，油门和制动的执行机构启动，防止汽车滑动。第十四页，共21页。CHAPTER5.4三、动力转向控制形式：基于“液压伺服助力”方法的“普通型”动力转向系统和采用电子控制的“车速响应型”动力转向系统普通型：具有固定的动力放大倍数速度响应型：低速时减轻转向操纵力，高速时具有相当的转向操纵力，提高转向稳定性，可根据车速高低，控制实现两种不同的特性线之间转换。基本组成：车速传感器、流量控制电磁阀、动力转向齿轮箱、动力转向泵和ECU工作原理：第十五页，共21页。CHAPTER5.4四、四轮转向（4WS）在后悬架上安装后轮转向机构，使驾驶员操纵方向盘时转动汽车前后4个轮，不仅提高了高速时的稳定性和可控性，而且提高了低速时的机动性。1、系统组成主要包括ECU、车速传感器、转向角度传感器和执行机构等。第十六页，共21页。CHAPTER5.42、转向角度传感器电位计式，安装在转向机内，以电压大小向ECU传送转向角度和方向信号3、执行机构电机接受ECU信号，带动继动杆，放大前轮转向方向和角度，并控制继动杆左右移动，驱动后轮转向。4、控制方法一种方法是当车速低于40时反相转动后轮，而在车速高于40时，同相转动后轮。另一种方法是在汽车行驶时协调控制后轮转动。当汽车转向、侧向风力、制动等引起侧滑时，系统控制后轮的转动可提高汽车行驶稳定性。第十七页，共21页。CHAPTER5.4五、四轮驱动（4WD）（1）4WD优点（2）传统的局部时间4WD系统。动力按50：50分配向前后轮，存在功率循环，引起发动机功率的损耗以及轮胎和传动系统零件的磨损（3）带中间差速器（轴间差速器）的4WD系统。前后轮的输出转速相等时，按50：50分配发动机动力，转速不等时，前后轮的输出轴之间可实现差速，避免了功率循环。在易滑路面上，只要有一个车轮打滑，则其他各车轮也将失去驱动能力，因此中间差速器均带有闭锁装置，空滑时将差速器闭锁在4WD中，前后轮的动力分配影响汽车的行驶性能，理想的分配应在30：70到50：50之间第十八页，共21页。CHAPTER5.4（4）带粘性差速器的4WD系统。具有前后动力不等分配功能。通过控制改变离合器的力矩，改变前后车轮的分配比例。可在33：67到50：50之间第十九页，共21页。CHAPTER5.4（5）电子控制离合器力矩的4WD系统。通过检测前后轮的转速差，检查