现代汽车电子技术的发展及汽车驾乘智能化

2、12.1 防抱死制动系统防抱死制动系统(ABS)(ABS) - - 5 5 - -2.22.2 智能化安全气囊系统智能化安全气囊系统(SRS)(SRS) - - 5 5 - -2.32.3 汽车自动避撞系统汽车自动避撞系统(AVCSS)(AVCSS) - - 5 5 - -2.42.4 汽车轮胎压力检测系统汽车轮胎压力检测系统(TPMS)(TPMS)- - 6 6 - -2.52.5 前照灯电子互控系统前照灯电子互控系统- - 6 6 - -第三章第三章乘坐舒适休闲的电子系统乘坐舒适休闲的电子系统- - 6 6 - -3.13.1 智能化汽车空调智能化汽车空调- - 7 7 - -3.23.

3、2 电控自动座椅电控自动座椅- - 7 7 - -3.33.3 电控主动悬架系统电控主动悬架系统- - 7 7 - -3.43.4 车载多媒体和远程通信系统车载多媒体和远程通信系统- - 7 7 - -结语结语- - 8 8 - - 1 -前言前言随着现代汽车技术的高速发展,汽车的动力性、经济性、环保性、安全性、操纵性、舒适性和娱乐性得到了极大的提高,特别是各种先进电子装置在汽车上被广泛应用,使汽车的驾驶操作变得更简易可靠,乘坐更舒适安全,智能化程度越来越高。汽车不仅是人们出行的可靠交通工具,还正变成人际交往中流动的办公室和舒适的休闲娱乐室,成为人们社会活动的重要场所。这些变化,正是汽车向电子

4、化方向发展给人们带来的智能化驾乘享受。据有关统计,有的汽车电子装置造价已占整车造价的 1/3 甚至更高,高级轿车有的装备了几十个微处理器、上百个传感器,电子化程度可以说是衡量汽车高档与否的重要标志。下面就汽车操纵稳定性、行驶安全性、驾乘舒适性等方面体现汽车驾乘智能化的电子控制系统进行介绍。- 2 -现代汽车电子技术的发展及汽车驾乘智能化现代汽车电子技术的发展及汽车驾乘智能化摘摘要要就现代汽车操纵稳定性、行驶安全性、乘坐舒适性等方面的智能化电子控制系统作了分类介绍与综述,对了解现代汽车电子技术的发展状况具有一定的指导意义。关关键键词词: :汽车电子技术;自动程序;电控;智能化;安全性;舒适

5、性;ABS; EAT ESP;EBD- 3 -第一章第一章操纵稳定的电子控制系统操纵稳定的电子控制系统提高汽车操纵稳定性,过去一直局限于改进轮胎、悬架、转向系和传动系等的性能来实现。随着车载微处理器、传感器和执行机构的迅速发展,突破了这些局限,一些现代汽车安装了各种显著改善操纵,稳定性更具智能化的电子控制系统。1.11.1 电控自动变速器电控自动变速器(EAT)(EAT)驾驶员特别是新手操纵普通变速器的时候,常常在坡道、路况复杂等驾驶条件下,因须频繁换挡而手忙脚乱。有了电控自动变速器,可以不踏离合器就能实现换挡,而且发动机不会熄火。电控自动变速器能根据发动机节气门开度和车速等行驶

6、状况,按照换挡特性,精确地控制变速比,使汽车行驶处于最佳挡位。它具有提高传动效率、降低油耗、改善换挡平顺性和汽车行驶平稳性以及延长变速器使用寿命等优点。1.21.2 电控制动力分配系统电控制动力分配系统(EBD)(EBD)制动时,如果四个轮胎附着地面的条件不同(如四个轮子与地面的摩擦力不同),汽车就可能出现打滑、倾斜和侧翻等现象。EBD 的功能就是在汽车制动的瞬间,快速计算出四个轮胎由于附着条件不同而各异的摩擦力数值,然后调整制动装置,使其按照设定的程序在运动中快速调整,让制动力与摩擦力相匹配,以保证车辆的行驶平稳和安全。电控制动力分配系统在本质上可以说是汽车防抱死制动系统(AB

7、S)的辅助功能,它可以提高 ABS 的功效。所以 EBD 在安全指标上,使汽车的操纵平稳性能更胜一筹。当重踏制动时,EBD 在 ABS 作用之前,依据车辆的重量和路面状况,自动以前轮为基准去比较后轮的滑动率,如发觉此差异程度必须被调整时,制动油压系统将会调整传至后轮的油压,以得到更平衡且更接近理想化的制动力分布。所以 EBD+ABS 就是在 ABS 的基础上,平衡每一个车轮的有效地面附着力,改善制动力的平衡,防止出现甩尾和侧滑带来的操纵失控,保证了汽车操纵的可靠平稳,并缩短汽车制动距离。1.31.3 加速防滑系统加速防滑系统(ASR)(ASR)在汽车运行时,当驾驶员操作不当、离合

8、器接合过快、猛踏油门等情况时, 会造成后轮(驱动轮)空转打滑现象,使功率无谓消耗,更严重的是影响到转向的稳定性,这种情况在路面溜滑时更易发生。因此一些汽车上安装了加速防滑装置- 4 -(ASR),它能有效防止这种现象的产生。ASR 常与 ABS 同时使用,已经成为欧美和日本等发达国家汽车的标准配置。加速防滑系统(“别克(Buick)”车称之为“牵引力控制系统(TCS)”),汽车的牵引力控制可以通过减少节气门开度来降低发动机的输出功率或者由制动器控制车轮打滑来实现,装有 ASR 的汽车综合这两种方法来工作,也就是所谓 ABS/ASR。ASR 能在汽车加速时将车轮的空转滑动控制在极小的范

9、围内,从而防止驱动轮的快速滑动,达到提高牵引力和保持汽车行驶稳定性的目的。行驶在易滑的路面上,没有 ASR 的汽车加速时驱动轮容易打滑,如果是后驱动的车辆容易甩尾,如果是前驱动的车辆容易方向失控,安装了 ASR 的汽车在加速时就能避免或减轻这种现象的产生。转向时,如果发生驱动轮打滑会导致车辆侧滑而使方向失控,而有 ASR 时就能控制车辆沿着正确的路线转向。在装有 ASR 的车上,从油门踏板到汽油机节气门(或柴油机喷油泵操作杆)之间的机械连接被电控油门装置所代替,当传感器将油门踏板的位置及轮速信号送到电控单元(ECU)时,ECU 就会产生控制电压信号,伺服电机依此信号重新调整节

10、气门的位置(或者柴油机操纵杆的位置),然后将该位置信号反馈至 ECU,以便及时调整制动力。1.41.4 电子稳定程序系统电子稳定程序系统(ESP)(ESP)电子稳定程序系统是 ABS 和 ASR 两种系统功能的延伸,称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式,目前正成为我国一些中高级轿车(如上海大众生产的桑塔纳“世纪新秀”轿车)的标准配置。ESP 系统由控制单元和执行机及各种传感器: 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。汽车行驶过程中,ESP 系统通过不同传

11、感器实时监控驾驶者转弯方向、车速、油门开度、制动力大小,以及车身倾斜度和侧倾速度,由此判断汽车正常安全行驶和驾驶者操纵汽车意图的差距。然后通过调整发动机的转速和各车轮上的制动分布,以此来修正过度转向或转向不足。ESP 在提高汽车行驶稳定性方面效果显著。有 ESP 的汽车与只有 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 则能够主动探测和分析车况并纠正驾驶的错误,防患于未然。ESP 对过度转向或不足转向特别敏感,例如汽车在路滑时左拐过度转向(转弯过急)时会产生向右侧甩尾,控制单元接收到传感器监测到滑动信息就会迅速向执行机构发出

12、指令制动右前轮使其恢复附着力,从而产生一个相反的转矩使汽车保持在原来的车道上。总之,ESP 具有三大特点:(1)实时监控:ESP 能够实时监控驾驶者的操控动作、路面反应、汽车运动状态,并不断向发动机和制动系统发出指令。(2)主动干预: ABS 等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用,但不能调控发动机。ESP 则可以通过主动调控发动机的转速,并调整每个轮子的驱动力和制动力,来修正汽车的过度转向和转向不足。(3)事先提醒:当驾驶者操作不当或车轮与路面附着力异常时,ESP 向驾驶者亮起警示灯报警。- 5 -第二章第二章行驶安全性的电子控制系统行驶安全性的电子控制系统交通事故给生命财产

13、带来极大的威胁,使人们对汽车的安全性能要求越来越高,为此而研发出了许多可靠的汽车安全装置,并在汽车上得到推广应用,取得了很好的安全效果。一些电子安全装置已经发展到非常“聪明”的智能化阶段,一些原来光靠人本身难以完成的动作,先进的电子控制系统都能帮助自动实现。2.12.1 防抱死制动系统防抱死制动系统(ABS)(ABS)在没有安装 ABS 的汽车紧急制动时,四个车轮被完全抱死,这时汽车只要在轻微侧向力作用下(比如倾斜的路面或者地上的一块小石头),就会发生侧滑,导致汽车急剧摆动,甚至完全调头,而更加危险的是,当汽车行驶在弯道时,由于前轮抱死,汽车将丧失转向能力,这时转动方向盘虽然也能带

14、动前轮转向,但由于车轮缺乏足够的附着力使汽车无法转向而失控,汽车将沿着惯性方向前进直至停止。有了 ABS 就可以通过控制制动液压力的收放,来达到对车轮抱死的控制。当车轮制动时,安装在车轮上的传感器立即能感知车轮是否抱死,并将信号传给 ECU,ECU 会马上降低被抱死车轮的制动力,车轮又继续转动,转动到一定程度,ECU 又发出制动指令,保证车轮处于既受到制动又不致抱死的状态,这样不断重复直至汽车完全停下来。ECU 能在一秒钟之内对车轮进行几百次的检测,并同时对制动系统进行数十次的操纵,在“抱死-松开-抱死-松开”的循环工作过程中,使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态。因此,安装了 ABS 的汽车能显著改善汽车的制动性,具备一定的转向避让能力,提高了紧急制动安全性。2.22.2 智能化安全气囊系统智能化安全气囊系统(SRS)(SRS)为了克服普通安全气囊的缺点,更好地发挥它的保护作用,近年来,提出了智能型汽车安全气囊系统的概念。智能化安全气囊系统是在普通型安全气囊的基础上增设

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