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1、汽 车 底 盘 电 控 技 术制作人 赵良红汽 车 底 盘 电 控 技 术模块一 汽车底盘电控系统概述汽 车 底 盘 电 控 技 术目前在汽车底盘上应用的电控系统主要有：1）自动变速器2）防抱死制动系统3）驱动防滑系统4）电子稳定程序控制系统5）电控悬架系统6）电子控制动力转向系统7）电控四轮驱动8）汽车轮胎监测系统 汽 车 底 盘 电 控 技 术1自动变速器目前在在轿车上使用的自动变速器有几种类型：1）液力自动变速器2）有级式机械自动变速器3）有级双离合器式机械自动变速器4）械式无级自动变速器。汽 车 底 盘 电 控 技 术（1） 电控液力自动变速器液力自动变速器采用液力传动与 机械传动相结
2、合。液力传动是以液体 为介质的叶片传动机械，其利用工作 轮叶片与工作液体相互作用，引起机 械能与液体能的相应转换，以此来传 递动力，并通过液体动量矩的变化来 改变转矩。液力传动既具有离合器的 功能，又使发动机与传动系之问实现 “柔性”连接和传动，因而将发动机和 底盘这两大振动源分隔，这就减轻车 辆的振动，提高了车辆乘坐舒适性， 使车辆起步平稳，加速均匀、柔和。汽 车 底 盘 电 控 技 术液力自动变速器的缺点：首先是传动效率较低（液力传动一般只有82%至86%），因此动力性及经济型较差；其次是相对于手动变速器其结构复杂，制造成本高， 维修技术要求高。液力自动变速器的应用：由于液力自动变速器制造
3、技术成熟，优点比较突出，同时在电子控 制技术的应用下其传动效率较低缺点也大有改善，因此液力自动变速器 还是在绝大部分轿车上大量采用，占自动变速器应用的90%以上，目前 的我们通常说的自动变速器就是特指液力自动变速器（AT）。汽 车 底 盘 电 控 技 术（2） 有级式机械自动变速器（AMT）有级式机械自动变速器（Automated Manual Transmission，简 称AMT）是在手动变速器的基础上进行改造，主要改变手动换档操纵部 分。即在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统 来实现换挡的自动化。因此AMT实际上是由一个机器人系统来完成操作 离合器和选档的两个动作。由
4、于AMT能在现生产的手动波基础上进行改 造，生产继承性好，投入的费用也较低，容易被生产厂接受。有级式机械自动变速器的特点：有级式机械自动变速器具有自动变速的优点，又保留了齿轮式机械 变速器传动效率高（有级式机械自动变速器比液力机械自动变速器车节 油1030左右）、价廉、宜于制造的长处。但与液力自动变速器相 比，自动换挡控制的难度更大，要求很高的控制精度，同时舒适性有待 改善，汽 车 底 盘 电 控 技 术（3） 有级式双离合 器机械自动变速器（ DSG）有级式双离合器机械自 动变速器（Doubleclutch Gearbox ，简称DSG）也是 属于有级式机械自动变速器 的一种，其主要包括一个
5、由 两组离合器片集合而成的双 离合器装置，一个由实心轴 及其外套筒组合而成的双传 动轴机构，以及控制单数和 双数档位的两组齿轮， 汽 车 底 盘 电 控 技 术（4）机械式无级自动变 速器（CVT）机械式无级变速器 (Continously Variable Transmission，简称CVT) 与有 级式机械变速器的区别在于，它 的变速比不是间断的，而是一系 列连续变化。 汽 车 底 盘 电 控 技 术机械式无级自动变速器 的变速原理： 工作时通过主动轮组与从动 轮组的可动盘做轴向移动来改变 主动轮、从动轮锥面与V型传动 带啮合的工作半径，从而改变传 动比。两个带轮可以实现反向调 节，即当
6、其中一个带轮凹槽逐渐 变宽时，另一个带轮凹槽就会逐 渐变窄。可动盘的轴向移动量是 由控制系统调节主动轮、从动轮 液压缸压力来实现的。由于主动 轮组和从动轮组的工作半径可以 实现连续调节，从而实现了无级 变速。 汽 车 底 盘 电 控 技 术防抱死制动系统(Antilock Braking System,简称ABS)是普遍应用于现在轿车的一项电子控制系统。据统计，汽车突然遇 到情况进行制动时，90以上的驾驶者往往会一脚将制动踏板踩到底来个紧急制动，这时候的车子十分容易产生滑移并发生 侧滑，即人们俗称的“甩尾”。造成汽车侧滑的原因很多，例如行驶速度、地面状况、轮胎结构等都会造成侧滑，但最根本的 原
7、因是汽车在紧急制动时车轮轮胎与地面的滚动摩擦会突然变 为滑动摩擦，轮胎的抓地力几乎丧失，此时驾驶者即使扭动转 向盘也会无济于事。装备ABS车辆其方向稳定性及转向操纵能 力都会大大提高。 2. 防抱死制动系统汽 车 底 盘 电 控 技 术(a)无ABS (b)有ABS 装用ABS增加了汽车制动时的方向稳定性汽 车 底 盘 电 控 技 术(a)无ABS (b)有ABS 装用ABS汽车制动时仍具有转向操纵能力汽 车 底 盘 电 控 技 术驱动防滑系统（Acceleration Slip Regulation，简称ASR）的作用是当汽车加速时将滑动率控制在一定的范围内，从而 防止驱动轮快速滑动。它的功
8、能一是提高牵引力，二是保持汽 车的行驶稳定。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：后轮驱动的车辆容易甩尾，前轮驱动的车辆 容易方向失控。有ASR时，汽车在加速时就不会产生或能够减轻这种现象。在转弯肘，如果发生驱动轮打滑会导致整个车辆 向一侧偏移，当有ASR时就会使车辆沿着正确的路线转向。 3.驱动防滑系统汽 车 底 盘 电 控 技 术装备备有ASR未装备备有ASRASR的作用汽 车 底 盘 电 控 技 术电子稳定程序控制系统（Electronic Stability Program，简称ESP）是提高汽车行驶条件下的主动安 全，特别是在转弯时，即侧向力起作用时，ESP使汽车
9、稳定并保持安全行驶。有些汽车公司采用自己的缩写， 比如沃尔沃公司叫DSTC，宝马汽车又被称作DSC，丰 田又称其为VSC。 4.电子稳定程序控制系统汽 车 底 盘 电 控 技 术ESP包含ABS及ASR，是这两种系统功能上的延伸。因 此，ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。装有 ESP的与只有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 并纠正驾驶员操作的错误，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(转弯太 急)时会向右侧甩尾，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
10、反的转矩而使汽车保持在原来 的车道上。汽车稳定性主动控制系统突破了ABSASR的限制，通过直接监测汽车的实时运行姿态进行控制，直接保证 汽车的稳定性，因此显著提高了控制效果，特别是能显著提 高汽车处于附着极限时的稳定性，因而大大减少了交通事故 。 汽 车 底 盘 电 控 技 术汽车悬架的作用是缓冲和吸收来自车轮的振动，在汽车行 驶过程中还要传递车轮与路面间产生的驱动力和制动力。汽 车在转向时，悬架还要承受来自车身的侧向力，并在汽车起 步和制动时能够抑制车身的俯仰振动，提高汽车的行驶稳定 性和乘坐的舒适性。电子控制悬架系统的最大优点就是它能使悬架随不同的路 况和行驶状态作出不同的反应。既能使汽车
11、的乘坐舒适性达 到令人满意的状态，又能使汽车的操纵稳定性达到最佳状态 。 5. 电控悬架系统汽 车 底 盘 电 控 技 术电子控制动力转向(Electronic Control Power Steering，简称 EPS或ECPS)系统是根据车速、转向情况等对转向助力实施控制，使动力转向系统在不同的行驶条件下都有最佳的放大倍率：在低速 时有较大的放大倍率，可以减轻转向操纵力，使转向轻便、灵活； 在高速时则适当减小放大倍率，以稳定转向手感，提高高速行驶的 操纵稳定性。发动机前置及前轮驱动式轿车其前轴负荷的增加使得转向轻便 性也成为受到普遍关注的问题，由于电子控制动力转向系统不仅能 很好地解决转向
12、轻便与转向灵活的矛盾，还能提高行驶安全性和舒 适性，因此，在轿车上使用电子控制动力转向系统已日渐增多。 6电子控制动力转向系统汽 车 底 盘 电 控 技 术过去只有越野车采用四轮驱动，越野汽车为了充分利用所有 车轮与地面之间的附着条件，以获得尽可能大的牵引力，而采用 四轮驱动。越野车一般在变速器后面装有手动的分力器，前后车 桥均为驱动桥。变速器输出的扭矩通过分力器和传动轴分别传递 到前后驱动桥，再通过差速器将扭矩传递到4个车轮上。现在有 些轿车和一些多功能车也采用了四轮驱动装置，如宝马X5、雷克 萨斯LEXUS RX300、奥迪A4等。由于轿车的车架结构与越野车的车架结构有所不同，作用目的也有
13、差异，所以轿车上的四轮驱 动装置是常啮合式，而且多采用电子计算机控制中央差速器，省 去了手动分力器，四轮驱动ECU根据路面状态的反馈信息，自动将扭矩按需分配给前后车轮。7.电控四轮驱动汽 车 底 盘 电 控 技 术随着道路交通的进一步改进，汽车行驶速度越来越高 ，据统计，在高速公路上发生的交通事故中，由于汽车爆 胎所引起的占有极高的比例，占据了高速公路上交通事故 的70。轮胎监控系统(TPMS)则能防患于未然，保持标准的车胎气压行驶和及时发现轮胎漏气是避免轮胎故障发 生的关键，非标准气压行驶，将会使轮胎寿命缩短。 TPMS能实时监测轮胎的压力及温度，并分别在压力过高、过低、轮胎被扎和温度过高时发出警示，从而起到保障 行车安全、延长车胎寿命的作用。 8.汽车轮胎监测系统
