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1、2020年6月5日星期五 汽车电器与电子控制技术 哈尔滨工业大学 威海 汽车工程学院 2020年6月5日星期五 课程主要内容及章节安排 第1篇辅助知识篇第1章汽车电子技术概述第2章汽车供电系统与常用传感器第2篇发动机控制篇第3章电控喷油系统第4章电控点火系统第5章发动机综合控制系统第3篇底盘与传动系控制篇第6章自动变速器第7章汽车防滑控制系统第8章行驶安全及舒适性控制系统第9章电动助力转向系统第4篇附属设备篇第10章附属设备及新型电子控制技术 2020年6月5日星期五 第3篇底盘与传动系控制篇 2020年6月5日星期五 第8章行驶安全及舒适性控制系统 汽车的行驶安全性分为主动安全性和被动安全性
2、两大类 所谓行驶主动安全性是指汽车避免发生意外事故的能力 而被动安全性 则是指汽车在发生意外事故时对成员进行有效保护的能力 通俗的讲 主动安全性就是要使汽车在行驶时 有惊无险 而被动安全性则是要做到汽车发生事故时 车毁人不亡 悬架是车架 或承载车身 与车桥 或车轮 之间一切传力连接装置的总称 其主要作用是把路面作用于车轮上的垂直反力 支承力 纵向力 牵引力和制动力 侧向力及这些反力所造成的力矩传递到车架 或车身 以保证汽车正常行驶 2020年6月5日星期五 汽车行驶安全性 被动安全系统安全气囊安全带主动坐椅主动召唤救援作用是车内人员受伤害时提供保护 主动安全系统制动防抱死与辅助制动驱动防滑 牵
3、引力控制 稳定性控制转向控制 转向助力 悬架控制作用是防止事故发生 2020年6月5日星期五 8 1汽车电子稳定控制 8 1 1简介8 1 2ESP8 1 3ESC8 1 4DSC8 1 5VSC8 1 6VSA8 1 7VSM8 1 8PSM8 1 9VDIM8 1 10StabiliTrak8 1 11AdvanceTrac 2020年6月5日星期五 8 1 1简介 电子稳定控制系统很多品牌的汽车都有 只是各厂家的叫法不同而已 比如大众称其为ESP 本田叫VSA 丰田管它叫VSC 广义上的电子稳定控制系统称为ESC才严谨 2020年6月5日星期五 8 1 1简介 什么是电子稳定控制系统 汽
4、车电子稳定控制系统是车辆新型的主动安全系统 是汽车防抱死制动系统 ABS 和牵引力控制系统 TCS 功能的进一步扩展 并在此基础上 增加了车辆转向行驶时横摆率传感器 测向加速度传感器和方向盘转角传感器 通过ECU控制前后 左右车轮的驱动力和制动力 确保车辆行驶的侧向稳定性 2020年6月5日星期五 8 1 1简介 该系统由传感器 电子控制单元 ECU 和执行器三大部分组成 通过电子控制单元监控汽车运行状态 对车辆的发动机及制动系统进行干预控制 典型的汽车电子稳定控制系统在传感器上主要包括4个轮速传感器 方向盘转角传感器 侧向加速度传感器 横摆角速度传感器 制动主缸压力传感器等 执行部分则包括传
5、统制动系统 真空助力器 管路和制动器 液压调节器等 电子控制单元与发动机管理系统联动 可对发动机动力输出进行干预和调整 2020年6月5日星期五 8 1 1简介 2020年6月5日星期五 8 1 1简介 2020年6月5日星期五 8 1 1简介 这套系统主要对车辆纵向和横向稳定性进行控制 保证车辆按照驾驶员的意识行驶 电子稳定控制系统的基础是ABS制动防抱死功能 该系统在汽车制动情况下轮胎即将抱死时 一秒内连续制动上百次 有点类似于机械式 点刹 如此一来 在车辆全力制动时 轮胎依然可以保证滚动 滚动摩擦的效果比抱死后的滑动摩擦效果好 且可以控制车辆行驶方向 另一方面该系统会与发动机ECU协同工
6、作 当驱动轮打滑时通过对比各个车轮的转速 电子系统判断出驱动轮是否打滑 立刻自动减少节气门进气量 降低发动机转速从而减少动力输出 对打滑的驱动轮进行制动 这样便可以减少打滑并保持轮胎与地面抓地力之间最合适的动力输出 此时无论怎么给油 驱动轮都不会发生打滑现象 2020年6月5日星期五 8 1 1简介 2020年6月5日星期五 8 1 1简介 2020年6月5日星期五 8 1 1简介 该系统在保证车辆横向稳定性方面体现在当系统通过转角传感器 横向加速度传感器及轮速传感器的信号发现车辆发生了转向不足或过度时 系统会控制单个或是多个车轮进行制动 来调整汽车变换车道或在过弯时的车身姿态 使汽车在变换车
7、道或是过弯时能够更加的平稳而安全 2020年6月5日星期五 8 1 1简介 各品牌的命名不尽相同 通常人们说的ESP其实是博世公司的注册商标 准确书写应为ESP 在相关的ECER13H FMVSS126甚至GTRNo 8法规中 将电子稳定控制系统称为ESC 所以从学术角度来讲 广义上的电子稳定控制系统称为ESC才严谨 目前 世界范围内主要供应电子稳定控制系统的供应商有六家 分别是博世 天合 电装 爱信精机 大陆 德尔福 众厂家的系统也基本都是从这几家采购而来 再冠以不同的名字 不过 即使是同一系统在不同车型上的功能也会有不同 这里我们只说最基本的功能 2020年6月5日星期五 8 1 1简介
8、2020年6月5日星期五 8 1 1简介 虽然名称不同 但个厂家车辆稳定系统的原理基本一致 丰田VDIM和宝马DSC系统与其它厂家有些许的不同 VDIM系统加入了对转向系统的干预 使驾驶员对行车轨迹的修正变得更轻松 在宝马上的DSC系统则加入了可调功能 减少了对驾驶乐趣的影响 此外 ESC系统并不是孤立的 还可以以它为基础延伸出一系列主动安全和方便驾驶的功能 2020年6月5日星期五 8 1 2ESP 博世是第一家把电子稳定程序 ESP 投入量产的公司 因为ESP是博世公司的专利产品 所以只有博世公司的车身电子稳定系统才可称之为ESP 在博世公司之后 也有很多公司研发出了类似的系统 如丰田的V
9、SC和宝马的DSC等 ESP全称是 ElectronicStabilityProgram 包含ABS及ASR 是这两种系统功能上的延伸 ESP系统由控制单元及转向传感器 监测方向盘的转向角度 车轮传感器 监测各个车轮的速度转动 侧滑传感器 监测车体绕垂直轴线转动的状态 横向加速度传感器 监测汽车转弯时的离心力 等组成 控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断 进而发出控制指令 2020年6月5日星期五 8 1 2ESP 有ESP与只有ABS及ASR的汽车 它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应 而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误 防患于未然 ESP对过度转向或
10、不足转向特别敏感 例如汽车在路滑时左拐过度转向 转弯太急 时会产生向右侧甩尾 传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力 产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上 当然 任何事物都有一个度的范围 如果驾车者盲目开快车 现在的任何安全装置都难以保证其安全 2020年6月5日星期五 8 1 2ESP 2020年6月5日星期五 8 1 2ESP 2020年6月5日星期五 8 1 3ESC ESC是通用对车身稳定控制系统的称呼 通用旗下各品牌国产车型均配备ESC系统 如别克君威 雪佛兰迈锐宝 另外还有福特翼虎 翼搏等 ESC ElectronicStabilityControl 与ESP系统
11、的原理和控制方式相同 德尔福和天合生产的系统都被命名为ESC ESC主要作用是对过度转向或不足转向特别敏感 例如汽车在路滑时左拐过度转向 转弯右侧甩尾 传感器感太急 时会产生向觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力 产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上 2020年6月5日星期五 8 1 3ESC 2020年6月5日星期五 8 1 4DSC 由于ESP名称已经被德国博世公司注册 故其他公司开发的电子稳定系统只能使用其他名称 如宝马的DSC 它的性能类似德国博世公司的ESP 它可以确保车辆行驶的稳定性 并在起动或加速时保证所有车轮的牵引力 它能探测到过度转向或不足转向的最初迹象 DSC将
12、做出动作 防止车辆发生甩尾现象 2020年6月5日星期五 8 1 4DSC 2020年6月5日星期五 8 1 4DSC 2020年6月5日星期五 8 1 5VSC VSC的全称为VehicleStabilityControl 是丰田公司对车身稳定控制系统的称呼 VSC作为车辆的辅助控制系统 它可以对因猛打方向盘或者路面湿滑而引起的侧滑现象进行控制 当传感器检测出车辆侧滑时 系统能自动对各车轮的制动以及发动机动力进行控制 VSC可在车辆行驶时随时监测由各传感器所提供的车辆动态信息 以了解车辆目前的状况 当车身打滑时 各传感器信息与平稳行驶的数据不同时 系统据此判断出车辆出现打滑情况 自动介入车辆
13、的操控 以油门及制动控制器来修正车辆的动态 由于所有打滑现象均是因为部分车轮超过了该车轮所能承载的附着力所造成的 因此针对打滑问题而开发的VSC系统可提供高标准的主动安全 2020年6月5日星期五 8 1 5VSC 当前轮或后轮的抓地力达到极限时 汽车转向的稳定性就会受到极大的影响 车辆转弯行驶时 如前轮首先达到抓地极限时 则会引起转向不足 此时驾驶员怎么打方向盘也不能减小转弯半径 从而难以循踪行驶 出现转向失灵 而如果后轮首先达到附着极限 则将造成甩尾现象 车辆本身会变得不稳定 VSC系统通过对不同车轮独立的实施制动 使车辆产生相应的回转力矩 以避免推头或甩尾的现象发生 为抑制前轮的侧滑 首
14、先制动后轮 以产生向内旋转运动 然后对四个车轮制动 使车速降到某一水平 以平衡旋转运动 使转向在转弯力的范围内进行 当出现后轮侧滑时 外前轮被制动 以产生向外旋转的运动 确保汽车的稳定性 2020年6月5日星期五 8 1 5VSC 2020年6月5日星期五 8 1 6VSA VSA是VehicleStabilityAssist英文缩写 是本田和讴歌对电子稳定控制系统的称呼 其作用和原理和ESC是一样的 让汽车在变换车道或是过弯时能够更加的平稳而安全 2020年6月5日星期五 8 1 6VSA 2020年6月5日星期五 8 1 6VSA 2020年6月5日星期五 8 1 7VSM VSM是韩国现
15、代对电子稳定控制系统的称呼 其作用和ESC一样 只是现代厂商称呼它为VSM VSM车辆稳定控制系统是将ESC和MDPS 现代的电动助力转向系统称呼 两个系统结合在一起 根据道路状况及ESC工作状态 通过MDPS给方向盘施加正确的助力 2020年6月5日星期五 8 1 7VSM 2020年6月5日星期五 8 1 8PSM PSM是保时捷对车身稳定控制系统的称呼 其全称是保时捷稳定管理系统 PSM 即使在动态性能接近极限时也能使车辆保持稳定 传感器持续监控车辆的行驶方向 车速 摇摆速度和横向加速度 PSM可以利用这些信息计算出任何给定时间的实际行驶方向 如果车辆开始出现转向过度或转向不足 PSM会
16、对车轮进行选择性制动 以使车辆恢复稳定 2020年6月5日星期五 8 1 8PSM 2020年6月5日星期五 8 1 8PSM 2020年6月5日星期五 8 1 9VDIM VDIM是VehicleDynAMIcsIntegratedManagement的缩写 它是丰田皇冠以及雷克萨斯汽车上的汽车动态综合管理系统 属于电子稳定控制系统中的一种 其原理是把现有的ABS TRC和VSC等分别单独控制的功能整合成一个系统 进行统一控制 使汽车同时拥有理想的运动性能和很高的主动安全性的先进功能 VDIM系统从诸多安置在车内每个关键角落的感应器中获取数据 掌握诸如车轮转速 刹车阻力以及车身移动等行车信息 车辆动态综合管理系统整合应用多个稳定与安全系统 如防抱死制动系统 电子制动力分配系统 牵引力控制系统 汽车稳定系统 电子助力转向系统等 它能实现单一设置独立运转所无法比拟的最佳状态 例如 汽车在湿滑的路面转弯时容易发生侧滑 这时通过控制发动机的输出功率 以及进行刹车控制 就可以控制打滑 并且通过主动转向协调控制 VGRS可变齿比转向系统 将会控制前轮转向角 使车辆保持稳定姿态 2020年6月5日
