12-汽车行驶与安全

行驶安全控制系统1悬架系统控制2巡航控制3动力转向4安全气囊1悬架系统控制

一、概述汽车悬架是指连接车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)的一系列传力装置。汽车悬架的作用有：(1)承载即承受汽车各方向的载荷.(2)传递动力即将车轮与路面间产生的驱动力和制动力传递给车身，使汽车向前行驶、减速或停车。(3)

缓冲即缓和汽车和路面状况等引起的各种振动和冲击，以提高乘员乘坐的舒适性。除此之外，汽车的悬架对汽车车轮的定位有较大的影响，进而影响汽车行驶性能、操纵性能及乘坐的舒适性。

行驶平顺性对悬架的要求：降低悬架的刚度，可使悬架对路面不平度不敏感，车身振动时的加速度减小，车辆的平顺性得以改善。

操纵稳定性要求：降低的悬架的刚度，会导致车身位移增加，给操纵稳定性带来不良影响，增加弹簧刚度提高车辆的操纵稳定性。理想的悬架应该根据不同的质量，不同行驶条件和行驶工况下，其弹簧的刚度和减振器阻尼也不同，以使能最大限度地满足车辆平顺性和稳定性的需要

二、半从动悬架（仅改变减震器阻尼）

回转阀在A、B、C三个不同截面上设有阻尼孔，回转阀与阻尼调节杆相连，执行器可通过转动阻尼调节杆来控制阻尼孔的开闭，以实现减振器阻尼的调节。硬状态、中间状态、软状态

三、半主动悬架

根据加速度传感器将悬架（车身）的振动参数转换为相应的电信号，经整形放大后输送给控制器、控制器根据需要输出控制信号，对悬架的阻尼进行控制

减振器中驱动杆和空心活塞一同上下运动、减振器油液可通过驱动杆和空心活塞小孔流通，利用小孔节流作用形成阻尼，步进电机来改变驱动杆与空心活塞的相对角度，以使阻尼小孔时机通过的截面大小改变，从而实现减振器阻尼的调节。

四、主动悬架系统主动式悬架是一种带有动力源的悬架，在悬架系统中附加一个可控制作用力的装置。主动式悬架可根据汽车载荷、路面状况、行驶速度、启动、制动、转向等状况的变化，自动调整悬架的刚度、阻尼力及车身高度等。通常把用于提高平顺性的控制称为路面感应控制，而把用于增加稳定性的控制称为车身姿势控制。另外，车身高度控制是主动式悬架系统的重要控制项目之一。1.电控油气悬架系统

2.光电式车高传感器1—信号发生器；2—遮光盘；3—传感器盖；4—信号线；5—金属油封环；6—传感器壳；7—传感器轴3.光电式转角传感器光电式转角传感器的安装位置和结构1—转角传感器；2—传感器；3—光电元件；4—遮光盘；5—轴；6—圆盘；7—传感器圆盘

光电式转角传感器的工作原理空气悬架气动缸的基本结构断面图

悬架安装位置1—空气悬架；2—车身高度传感器4.悬架刚度与阻尼的自动调节

5.车身高度调节由空气压缩机、空气干燥器、进气电磁阀、排气电磁阀及电子控制系统等组成。（1）调高车身由直流电机驱动空气压缩机产生压缩空气为动力源。

当需要增加车身高度时，悬架ECU控制空气控制电磁阀打开，使压缩空气进入空气悬架主气室，以增加车身高度

（2）调低车身当汽车需要降低车身高度时，悬架ECU控制电磁阀打开，使空气悬架主气室中部分压缩空气排出，以降低车身高度。2巡航控制

一、概述

巡航控制系统是一种利用电子控制技术保持汽车自动等速行驶的系统。由于巡航控制系统能够使汽车自动地以等速行驶，避免了驾驶员操纵加速踏板使汽车行驶车速反复变化的情况。因而，使发动机的运行工况变化平稳，改善了汽车的燃料经济性和发动机的排放性能。

二、巡航控制系统的使用（1）设定巡航车速（2）改变设定车速（3）取消巡航车速三、汽车巡航控制系统的原理（1）工作原理

（2）基本组成1.主开关、控制开关主开关(MAIN)是巡航控制系统的主电源开关；手柄式巡航控制开关一般由设定/减速开关、恢复/加速开关和取消开关组成。

2.传感器车速传感器节气门位置传感器3.巡航控制ECU记忆设定车速功能、等速控制功能、设定车速调整功能取消和恢复功能、车速上下限控制功能安全电磁离合器控制功能、自动取消功能诊断功能

4.执行器巡航控制系统的执行器由ECU控制，根据ECU的控制信号控制节气门的开度，以保持车速恒定。（1）真空驱动型真空驱动型执行器主要由控制阀、释放阀、两个电磁线圈、膜片、回位弹簧和空气滤清器等组成。当ECU给控制阀电磁线圈通电时，与大气相通的空气通道关闭，与进气歧管相通的真空通道打开，执行器内的真空度增加，膜片左移将弹簧压缩，与膜片相连的拉杆将节气门开大。当控制阀电磁线圈断电时，与进气歧管相通的真空通道关闭，与大气相通的空气通道打开，空气进入执行器，膜片右移，节气门关小。（2）电动机驱动型执行器电动机驱动型执行器由电动机、传动机构、电磁离合器和电位器电动机驱动型执行器1—驱动电动机；2、14—电位计；3、15—电位计主动齿轮；4—电路板；5、17—蜗轮及电磁离合器；6、18—离合器片；7—滑环；8、21—主减速器；9、19—控制臂10—杆B；11、12—限位开关；13—杆A；16—蜗杆；20—电动机

3动力转向

一、概述汽车动力转向系统用液压泵的液力或由电动机电磁力矩提供转向辅助，动力转向可使转向操纵灵活、轻便。

电控转向系统是一种动力转向放大倍率可控的动力转向系统，能根据车速及转向情况对转向助力大小实施控制。低速时转向有较大的放大倍率，高速行驶时减小动力转向放大倍率。ECU根据相关传感器检测到的转向和车速参数来控制电动机扭矩大小和转向方向，并通过电磁离合器和减速机构使汽车转向机构得到与行驶工况相适应的转向作用力。与液力动力转向系统相比，电动式动力转向系统具有发动机能耗低、安装方便、工作特性好、系统安全可靠、使用维修方便、开发周期短等特点

1.工作原理电动式EPS是利用电动机作为助力源，根据车速和转向参数等，由ECU完成助力控制，其原理可概括如下：当操纵转向盘时，装在转向盘轴上的转矩传感器不断地测出转向轴上的转矩信号，该信号与转向角、车速信号同时输入到ECU。

ECU根据这些输入信号，确定助力转矩的大小和方向，即选定电动机的电流和转向，调整转向辅助动力的大小。电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后，加在汽车的转向机构上，得到一个与汽车工况相适应的转向作用力。二、电子控制动力转向系统

2.组成电动式EPS的组成1—转向盘；2—输入轴；3—ECU；4—电动机；5—电磁离合器；6—转向齿条；7—横拉杆；8—转向轮；9—输出轴；10—扭力杆；11—扭矩传感器；12—转向齿轮

（1）转矩传感器转矩传感器的作用是测量转向盘与转向器之间的相对转矩，以作为电动助力的依据之一。(a)(b)无触点式转矩传感器的结构及工作原理图

它是将负载力矩引起的扭力杆角位移转换为电位器电阻的变化，并经滑环传递出来作为转矩信号。

（2）转向角传感器光电式和霍尔式，根据齿条的位移量和位移方向测出转向角。（3）电磁离合器单片干式电磁离合器的工作原理图1—滑环；2—线圈；3—压板；4—花键；5—从动轴；6—主动轮；7—滚动轴承

（4）电动机

（5）减速机构减速机构作用是减速增扭，将电动机产生的电磁力矩传递给转向器，实现转向助力目前，实用的减速机构有多种组合方式，一般采用蜗轮蜗杆与转向轴驱动组合式，也有的采用两级行星齿轮与传动齿轮组合式。图6.26奥拓(Alto)牌汽车电动式EPS布置图1—车速传感器；2—转矩传感器；3—减速机构；4—电动机和离合器；5—发电机；6—转向齿轮；7—发动机转速传感器；8—蓄电池；9—ECU图6.27奥拓(Alto)牌汽车电动式EPS内部结构1—转矩传感器；2—控制臂；3—传感器轴；4—扭杆；5—滑块；6—球槽；7—连接环；8—钢球；9—蜗轮；10—蜗杆；11—离合器；12—电动机图6.30奥拓(Alto)汽车电动式EPS控制框图4安全气囊SRS

一、概述它是一种当汽车遇到冲撞时能很快膨胀的缓冲垫，可以保护车内乘员不致撞到车厢内部，是一种被动安全装置。1.按照安全气囊安装数目分单气囊系统(只装在驾驶员侧)和双气囊系统(驾驶员侧和副驾驶员侧各有一个安全气囊)两种。2.按照安全气囊的触发机构分电子式和机电式两种。

二、安全气囊系统的基本组成全气囊系统主要由传感器、气囊组件、气体发生器、电控装置(ECU)等组成

三、工作原理当汽车遭受前方一定角度范围内的碰撞时，安装在汽车前部和车内的碰撞传感器都会检测到汽车突然减速信号，并将信号输入SRSECU，以便判断是否发生碰撞。当汽车遭受碰撞且减速度达到设定值时，SRSECU发出控制指令将气囊组件中的点火器(电雷管)电路接通，电雷管引爆使点火剂(引药)受热爆炸(即电热处通电发热引爆炸药)。点火剂引爆时，迅速产生大量热量，使充气剂(叠氮化钠固体药片)受热分解并释放出大量氦气充入气囊，气囊便冲开气囊组件上的装饰盖板鼓向驾驶员和乘员；通过气囊产生变形和排气节流来吸收人体碰撞产生的动能，从而达到保护人体之目的四、工作过程

五、碰撞传感器传感器用于检测、判断汽车发生事故后的撞击信号，以便及时提供启动安全气囊信号。1.按其结构分(1)机电式传感器当汽车发生碰撞时，感应块便移向触点，如碰撞传感器闭合，则引发器接通点火电路，气囊膨开。(2)电子式传感器电子式加速度计对汽车正向加速度进行连续测量，并将测量结果输送给ECU。ECU内有一套复杂的碰撞信号处理程序，能够确定气囊是否需要膨开。若需要气囊膨开，ECU便会接通点火电路，气囊膨开。

2.传感器按其安装位置分（1）前碰撞传感器(a)不工作状态(b)工作状态前碰撞传感器

(2)中央碰撞传感器中央碰撞传感器有应变电阻片的半导体式和机械式两种。半导体式传感器由应变电阻片和集成电路组成；传感器测量减速度并将其转换为电信号送至点火控制电路，用于判断安全气囊是否需要启动。机械式传感器正面碰撞中受到超过预定值的减速度时，其触点接触并启动安全气囊。(3)保险传感器防止误动作，是装在中央控制内的一个水银开关。

六、气体发生器气体发生器又称充气器，用于在点火器引爆点火剂时，产生气体向气囊充气，使气囊膨开。气体发生器由上盖、下盖、充气剂(片状叠氮化钠)和金属滤网组成

七、点火器点火剂包括引爆炸药和引药，引出导线与气囊连接器插头连接，当连接器插头拔下或插头与连接器未完全结合时，短路片将两根引线短接，防止静电或导电将电热丝电路接通而造成气囊误膨开。当SRSECU发出点火指令时，电热丝电路接通，电热丝迅速红热引爆引药；点火器分解图1—引爆炸药；2—药筒；3—引药；4—电热丝；5—陶瓷片；6—永久磁铁；7—引出导线；8—绝缘套管；9—绝缘垫片；10—电极；11—电热头；12—药托

八、气囊