汽車電子新技術(shù)概論

1、汽車電子新技術(shù)概論汽車電子新技術(shù)概論 重慶大學(xué) 機(jī)械學(xué)院汽車系 張偉 2013年11月18日汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 一、概述一、概述 目前，汽車技術(shù)正在經(jīng)歷一次快速的演變， 這種演變由四個(gè)大趨勢(shì)推動(dòng): n為所有人提供移動(dòng)性移動(dòng)性 n為所有人打造更潔凈的世界更潔凈的世界 n為所有人提供安全性安全性 n將所有人都連接起來(lái)連接起來(lái) n與以往的汽車相比，汽車正變得更安全、更高能 效、并能提供更令人愉悅的駕駛體驗(yàn)，如今，汽 車如今已經(jīng)成為駕駛者個(gè)人生活空間的延伸。許 多改進(jìn)都得益于電子技術(shù)的創(chuàng)新。 1.汽車電子技術(shù)的發(fā)展概況汽車電子技術(shù)的發(fā)展概況 汽車電子技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)

2、史汽車電子技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史 在現(xiàn)代汽車上，電子技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，涉及 到發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)、底盤控制技術(shù)、車身控制 技術(shù)、車輛行駛控制技術(shù)及信息通訊技術(shù)等方 面。它的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)大的階段 ： 第一階段第一階段(20世紀(jì)世紀(jì)6070年代末年代末)電子化時(shí)期電子化時(shí)期 主要開(kāi)發(fā)單獨(dú)性的電子零部件，從而改善單個(gè)機(jī)械 部件的性能。如整流器、調(diào)節(jié)器、晶體管無(wú)觸 點(diǎn)點(diǎn)火、閃光器、電子時(shí)鐘等。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 n第二階段第二階段(20世紀(jì)世紀(jì)7090年代初年代初)獨(dú)立控制時(shí)期獨(dú)立控制時(shí)期 由于大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā) 展，開(kāi)發(fā)一些獨(dú)立的控制系統(tǒng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、 AB

3、S控制系統(tǒng)、安全氣囊、巡航控制系統(tǒng)等。該階段 是汽車電子化快速發(fā)展的時(shí)期，各個(gè)單獨(dú)系統(tǒng)的控 制技術(shù)逐漸成熟。 n第三階段第三階段(20世紀(jì)世紀(jì)90年代至現(xiàn)在年代至現(xiàn)在)協(xié)調(diào)控制時(shí)期協(xié)調(diào)控制時(shí)期 由于32位、64位微機(jī)的出現(xiàn)和控制技術(shù)的日趨成熟， 同時(shí)汽車電子技術(shù)多學(xué)科交叉的特點(diǎn)更加明顯，汽 車電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加從整體的角度來(lái)考慮。開(kāi)始 廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)，使汽車更加自動(dòng) 化、智能化、并向汽車與社會(huì)環(huán)境的聯(lián)結(jié)方向轉(zhuǎn)移。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 2.汽車電子新技術(shù)一覽 較普及待普及 發(fā)動(dòng)機(jī) EFI,ESA,EGR,EVAP,VVT,TSI,

4、 變速器 ECT(AMT,EAT),CVTDCT 車輛 ABS,ASR,LSD,CCS,E PS,4WS,4WD,TEMS DBW,CAN,GPS,EBS, EBD,ESP,EHB,OPDS 二、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)二、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 1.電子控制噴油裝置電子控制噴油裝置 電控燃油噴射裝置因其性能優(yōu)越而得到了日益普及。 電子噴油裝置可以自動(dòng)地保證發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最佳狀 態(tài)，使其在輸出一定功率的條件下最大限度地節(jié)油和 凈化空氣。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)并修正得到發(fā)動(dòng)機(jī)最佳工況時(shí)的 供油控制規(guī)律、事先把這些客觀規(guī)律編成程序存在微 機(jī)的存儲(chǔ)器中(脈譜表)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，根據(jù)各傳 感器測(cè)得的空氣流量、排氣管中含氧量、進(jìn)氣

5、溫度、 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及工作溫度等參數(shù)，按預(yù)先編好的運(yùn)算程 序進(jìn)行運(yùn)算、然后和內(nèi)存中的最佳工況的參數(shù)進(jìn)行比 較和判斷再調(diào)整供油量。這樣就能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)一直處 于最優(yōu)工作條件下運(yùn)行，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能得 到提高。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 1.1電控汽油噴射系統(tǒng)概述電控汽油噴射系統(tǒng)概述 (一)電控汽油噴射系統(tǒng)的供油特性 n對(duì)燃油噴射進(jìn)行精確控制，可使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工 況下獲得合適濃度的混合氣?；旌蠚鉂舛鹊目刂?可采用氧傳感器進(jìn)行閉環(huán)控制，但對(duì)特殊的運(yùn)行 工況，如需加濃混合氣時(shí)，采用開(kāi)環(huán)控制。 (二)電控燃油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 1提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和轉(zhuǎn)矩 2降

6、低燃油消耗 3.減少排放污染 4改善使用性能 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 1.2 電控汽油噴射系統(tǒng)分類電控汽油噴射系統(tǒng)分類 1）按噴油器安裝部位分類按噴油器安裝部位分類 有缸內(nèi)噴射（GDI）和缸外噴射 ，缸外噴射方式是 目前普遍采用的噴射方式。 根據(jù)噴油器和安裝位置的不同可分為單點(diǎn)噴射方式 和多點(diǎn)噴射方式。 (1)多點(diǎn)噴射(MPI)； (2)單點(diǎn)噴射(SPI) 2）.按噴射油壓分類按噴射油壓分類 有高壓噴射(高于進(jìn)氣管壓力200kPa以上)和低壓噴 射(低于進(jìn)氣管壓力200kPa以下)。高壓噴射多用 于MPI系統(tǒng)中，低壓噴射廣泛用于SPI系統(tǒng)中。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 3

7、).按進(jìn)氣量的檢測(cè)方式分類按進(jìn)氣量的檢測(cè)方式分類 (1)流量型：流量型中又有L型(體積流量) 和LH型(質(zhì)量 流量) 兩種。 (2)壓力型(D型)：D型系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)氣管內(nèi)絕對(duì)壓力間接 計(jì)量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量。 4）.按按噴射定時(shí)分類噴射定時(shí)分類 (1)連續(xù)噴射：燃油噴射的時(shí)間占有全循環(huán)的時(shí)間。連 續(xù)噴射僅限于進(jìn)氣管噴射（SPI）的情況。 (2)間歇噴射：可分為與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)同步和異步兩種噴 射方式。與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)同步的間歇噴射方式又可分 為：同時(shí)噴射、分組噴射順序三種。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 1.3電控汽油噴射系統(tǒng)的組成電控汽油噴射系統(tǒng)的組成 主要由進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)三 部

8、分組成。 1).進(jìn)氣系統(tǒng)：進(jìn)氣系統(tǒng)：其功用是為發(fā)動(dòng)機(jī)提供必需的空氣。 2).燃油供給系統(tǒng)：燃油供給系統(tǒng)： 噴油器按發(fā)動(dòng)機(jī)控制的噴油脈沖 信號(hào)把汽油噴人進(jìn)氣道。當(dāng)冷卻水溫度低時(shí)，冷 起動(dòng)噴油器將汽油噴人進(jìn)氣總管，以改善發(fā)動(dòng)機(jī) 低溫時(shí)的起動(dòng)性能。 3).電子電子控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)：功用是根據(jù)各種傳感器的信號(hào)， 由計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合分析和處理，通過(guò)執(zhí)行裝置控制 噴油量等，使發(fā)動(dòng)機(jī)具有最佳性能。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 1.4 工作原理工作原理 nECU根據(jù)空氣流量計(jì)(L型)或進(jìn)氣歧管壓力 傳感器(D型)和轉(zhuǎn)速傳感器等的信號(hào)確定進(jìn) 入汽缸的空氣量，根據(jù)其他傳感

9、器的信號(hào)判 斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，據(jù)此確定空燃比要求，也 就可以確定每一個(gè)循環(huán)的基本供油量。然后 根據(jù)各種傳感器的信號(hào)進(jìn)行點(diǎn)火提前角、溫 度、節(jié)氣門開(kāi)度、空燃比等各種工作參數(shù)的 修正，最后確定某一工況下的最佳噴油量。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 2.2.電子點(diǎn)火裝置電子點(diǎn)火裝置(ESA)(ESA) n它由微機(jī)、傳感器及其接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等幾部分 構(gòu)成。 n該裝置可根據(jù)傳感器送來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)各種參數(shù)進(jìn)行 運(yùn)算、判斷，然后進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)刻的調(diào)節(jié)、這樣可 以節(jié)約燃料、減少空氣污染。 n此外，新型發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制裝置還有自適應(yīng)控制、 智能控制及自診斷操作等。一般認(rèn)為，發(fā)動(dòng)機(jī)電 子控制裝置的節(jié)能效果在15以上，而

10、效果更明 顯的則是在環(huán)境保護(hù)方面。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 有分電器的點(diǎn)火系有分電器的點(diǎn)火系 無(wú)分電器點(diǎn)火系無(wú)分電器點(diǎn)火系 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 3.發(fā)動(dòng)機(jī)其他控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)其他控制系統(tǒng) 在發(fā)動(dòng)機(jī)部分利用電子技術(shù)的內(nèi)容還有： n廢氣再循環(huán)(EGR)、怠速控制(ISC)、 n電動(dòng)油泵、發(fā)電機(jī)輸出、冷卻風(fēng)扇、 n發(fā)動(dòng)機(jī)排量、節(jié)氣門正時(shí)、二次空氣噴射、 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓、燃油蒸氣收集系統(tǒng)（EVAP） n自我診斷功能等，它們?cè)诓煌能囆蜕隙蓟?多或少地被應(yīng)用。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)

11、重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 4. 可變配氣相位可變配氣相位(VVT) n傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪配氣相位是通過(guò)各種不同配氣相位 的試驗(yàn)，從中選取某一固定配氣相位兼顧其他工 況是發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一種折衷方案。因?yàn)槠渑錃庀?位是固定的，無(wú)法在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以發(fā) 動(dòng)機(jī)性能難以在各種工況下都達(dá)到最佳。由于環(huán)境 保護(hù)和人類可持續(xù)發(fā)展的要求，低能耗和低污染已 成為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向要求發(fā)動(dòng)機(jī)既要保證 良好的動(dòng)力性，又要降低油耗滿足排放法規(guī)的規(guī)定。 n可變配氣相位(Variable Valve Timing簡(jiǎn)稱VVT機(jī)構(gòu)) 能使氣門正時(shí)、氣門開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間及氣門升程等參 數(shù)中的一個(gè)或

12、多個(gè)隨發(fā)動(dòng)機(jī)的工況變化實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào) 節(jié)，從而獲得更好的燃油經(jīng)濟(jì)性，更優(yōu)異的扭矩和 功率特性，提高怠速穩(wěn)定性和降低排放。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 可變配氣相位機(jī)構(gòu)的類型可變配氣相位機(jī)構(gòu)的類型 n按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和驅(qū)動(dòng)方式的不同，可分為凸輪驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)和無(wú)凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩大類。 n凸輪驅(qū)動(dòng)可變配氣相位機(jī)構(gòu)研究時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)， 機(jī)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單可靠，在汽車上已有應(yīng)用。 改變凸輪軸相角的可變配氣相位機(jī)構(gòu)； 變換凸輪型線的可變配氣相位機(jī)構(gòu) ； 改變凸輪與氣門之間聯(lián)結(jié)的可變配氣相位機(jī)構(gòu)。 n無(wú)凸輪驅(qū)動(dòng)可變配氣相位機(jī)構(gòu)。 電磁驅(qū)動(dòng)可變配氣相位機(jī)構(gòu) ； 電液驅(qū)動(dòng)可變配氣相位機(jī)構(gòu) ； 電氣驅(qū)動(dòng)可變配氣相位機(jī)構(gòu) 。 汽

13、車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 5. TSI發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī) n以雙增壓為其最主要的特點(diǎn)，機(jī)械+渦輪+分層直噴=TSI。 TSI是Twincharger（渦輪增壓和機(jī)械增壓）和Fuel Stratified Injection（燃油分層直噴）三個(gè)關(guān)鍵特色的首字母縮寫。這 是一款雙增壓的燃油分層直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。 nTSI是Turbo FSI的縮寫，T即渦輪增壓、S指分層、I代表直 噴。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，TSI是帶渦輪增壓的FSI。從技術(shù)上講TSI與 FSI是同一家族，缸內(nèi)直噴的工作原理相同，由于加入了增 壓技術(shù)，TSI比FSI更先進(jìn)，屬于大功率、低轉(zhuǎn)速大扭矩的發(fā) 動(dòng)機(jī)。 n直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)好處在于隔絕了已燃混

14、合氣向氣缸壁和氣 缸蓋的散熱，從而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱損耗。從表面來(lái)看， TSI發(fā)動(dòng)機(jī)與FSI相比減少了一個(gè)字母“F”，但名字的改變沒(méi) 有令其本質(zhì)發(fā)生變化，加入增壓器后與普通直噴技術(shù)相比， TSI發(fā)動(dòng)機(jī)擁有更小的體積和更出色的動(dòng)力表現(xiàn)和節(jié)油優(yōu)勢(shì)。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 5.1 技術(shù)要點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)技術(shù)要點(diǎn)及優(yōu)勢(shì) n渦輪增壓的特性是利用排放廢氣，裝置本身基本不消耗發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng) 力，增加進(jìn)氣效率提高動(dòng)力；但是缺點(diǎn)是通常要發(fā)動(dòng)機(jī)超過(guò)2000 轉(zhuǎn)后才介入，不利于起步加速，渦輪的慣性讓加速還有一個(gè)響應(yīng) 時(shí)間的延遲。 n機(jī)械增壓優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)起啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)就開(kāi)始介入，起步加速有

15、力，沒(méi) 有渦輪的工作延遲，即時(shí)響應(yīng)。缺點(diǎn)是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出來(lái) 讓增壓器工作，消耗部分發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。 nTSI燃油直噴技術(shù)在同等排量下實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性 的完美結(jié)合，是當(dāng)今汽車工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)中最為成熟、最先進(jìn)的 燃油直噴技術(shù)，并引領(lǐng)了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。 nTSI優(yōu)勢(shì)在于： n發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略采用基于扭矩控制； n增壓器在發(fā)動(dòng)機(jī)停止后有獨(dú)立冷卻系統(tǒng)； n具有電子超速回流控制，防止增壓器過(guò)熱； n連續(xù)可變配氣相位（曲軸轉(zhuǎn)角60），令油耗降低，提高功率； n鏈條傳動(dòng)，壽命長(zhǎng)，終身免換。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 5.2 TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵組件發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵組件 n為該技術(shù)專門設(shè)

16、計(jì)的、單活塞高壓泵的共軌高壓 噴射系統(tǒng)，負(fù)責(zé)提供充足的燃料，保證系統(tǒng)達(dá)到 所需要的壓力狀態(tài)； n全新設(shè)計(jì)的每氣缸配有4氣門的新氣缸蓋，氣門由 凸輪滾子從動(dòng)件驅(qū)動(dòng)； n可持續(xù)控制進(jìn)氣的燃燒進(jìn)程； n排氣循環(huán)回收系統(tǒng)； n改進(jìn)的排氣控制系統(tǒng)，帶有NOx存儲(chǔ)型催化式排 氣凈化器和NOx感應(yīng)器，現(xiàn)在低硫汽油的供應(yīng)日 益普及，發(fā)動(dòng)機(jī)全面節(jié)油的潛力逐漸得以實(shí)現(xiàn)。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 5.3 TSI發(fā)動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別發(fā)動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別 nTSI發(fā)動(dòng)機(jī)配備了按需控制的燃油供給系統(tǒng)，每缸四氣門，可 變進(jìn)氣歧管以及進(jìn)排氣凸輪軸連續(xù)可調(diào)裝置，汽油被直接噴入 燃燒室，共軌高壓噴射系統(tǒng)負(fù)責(zé)提

17、供精確的燃料，形成30到 100bar之間的工作壓力。同時(shí)，燃料室的幾何設(shè)計(jì)以及毫秒 級(jí)精確計(jì)算注入汽油量的功能大大提高了其壓縮比，這也是高 效發(fā)動(dòng)機(jī)的必要條件。在進(jìn)氣道方面，由電子系統(tǒng)控制所需的 空氣流量，實(shí)現(xiàn)了無(wú)節(jié)流變質(zhì)調(diào)節(jié)，提高了充氣效率，從而獲 得更高的升功率，而發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)也變得更為直接。 n推動(dòng)這種進(jìn)步的主要因素是部分負(fù)荷狀態(tài)下的分層進(jìn)氣原理。 通過(guò)一個(gè)活塞泵提供所需的100bar以上的壓力，噴油嘴將噴 射時(shí)間控制在千分之一秒內(nèi)，將燃料在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間直接注入 燃燒室，通過(guò)對(duì)燃燒室內(nèi)部形狀的設(shè)計(jì)，讓混合氣能產(chǎn)生較強(qiáng) 的渦流使空氣和汽油充分混合。然后使火花塞周圍區(qū)域能有較 濃的混合

18、氣，其他周邊區(qū)域有較稀的混合氣，保證了在順利點(diǎn) 火的情況下盡可能的實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒。這就是分層燃燒的精髓所 在。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 n兩者的結(jié)合改善了起步加速，也具有充足的 后勁，相對(duì)來(lái)說(shuō)動(dòng)力損耗減低到最小。 n直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)好處在于隔絕了已燃混合 氣向氣缸壁和氣缸蓋的散熱，從而降低了發(fā) 動(dòng)機(jī)的熱損耗。從表面來(lái)看，TSI發(fā)動(dòng)機(jī)與 FSI相比減少了一個(gè)字母“F”，但名字的改 變沒(méi)有令其本質(zhì)發(fā)生變化，加入增壓器后與 普通直噴技術(shù)相比，TSI發(fā)動(dòng)機(jī)擁有更小的 體積和更出色的動(dòng)力表現(xiàn)和節(jié)油優(yōu)勢(shì)。 n但是TSI發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)橛推焚|(zhì)量的原因在國(guó)內(nèi) 不適用,TSI發(fā)動(dòng)機(jī)要有非常純凈的汽油才可 以

19、發(fā)揮最大功效。 三、電控自動(dòng)變速器三、電控自動(dòng)變速器 nECAT可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷、轉(zhuǎn)速、車速、制動(dòng)器 工作狀態(tài)及駕駛員所控制的各種參數(shù)、經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī) 的計(jì)算、判斷后自動(dòng)地改變變速器的速比，從而實(shí) 現(xiàn)變速器換擋的最佳控制，即可得到最佳擋位和最 佳換擋時(shí)間。它的優(yōu)點(diǎn)是加速性能好、靈敏度高、 能準(zhǔn)確地反映行駛負(fù)荷和道路條件等。貨車傳動(dòng)系 的電子控制裝置，能自動(dòng)適應(yīng)瞬時(shí)工況變化，保持 發(fā)動(dòng)機(jī)以盡可能低的轉(zhuǎn)速工作。并通過(guò)電磁閥及氣 動(dòng)伺服液壓缸來(lái)執(zhí)行。它不僅能明顯地簡(jiǎn)化汽車操 縱，而且能實(shí)現(xiàn)最佳的行駛動(dòng)力性和安全性。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 1.電控自動(dòng)變速器組成與原理電控自動(dòng)變速器組成與

20、原理 1.1基本組成：基本組成：液力傳動(dòng)裝置、輔助變速裝置和自動(dòng) 變速控制系統(tǒng) 液力傳動(dòng)裝置液力傳動(dòng)裝置 液力傳動(dòng)裝置有液力耦合器和液力變扭器，現(xiàn)代自動(dòng)變速器 液力傳動(dòng)裝置都采用液力變扭器。變扭器安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)飛 輪上，它通過(guò)液力傳遞動(dòng)力，并可在一定的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)減 速增扭和無(wú)級(jí)變速。 輔助變速裝置輔助變速裝置 有行星齒輪式和平行軸齒輪式兩種，一般為4個(gè)前進(jìn)擋、1個(gè) 倒擋。齒輪變速器與液力變扭器相配合，就形成了更大范 圍內(nèi)的無(wú)級(jí)變速。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 自動(dòng)變速控制系統(tǒng)自動(dòng)變速控制系統(tǒng) n液力控制式通過(guò)節(jié)氣門閥和調(diào)速器，將自動(dòng)變 速控制信號(hào)節(jié)氣門開(kāi)度和車速轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì) 應(yīng)的控制油壓

21、來(lái)控制換擋閥的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 變速； n電子控制式則是將節(jié)氣門傳感器和車速傳感器 的電信號(hào)，輸入到電腦，由電腦確定換擋時(shí)機(jī) ，輸出換擋電信號(hào)，控制換擋電磁閥動(dòng)作，再 通過(guò)換擋閥和換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。 n電子控制自動(dòng)變速器的控制過(guò)程如下圖所示 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 2.無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器(CVT) nCVT是英文“Continuous Variety Transmission”的縮 寫，即連續(xù)變速器。下面介紹V帶無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。 n無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是： 1)最好的燃油經(jīng)濟(jì)性和最低的排放污染 2)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)操作方便性和乘坐舒適

22、性均好，其傳 動(dòng)效率卻遠(yuǎn)高于帶有液力傳動(dòng)的有級(jí)式自動(dòng)變速器。 3)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)可使發(fā)動(dòng)機(jī)工作穩(wěn)定 4)能最好地協(xié)調(diào)汽車的外界行駛條件與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷， 充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的功率潛力。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 2.1 鋼帶式無(wú)級(jí)變速器工作原理鋼帶式無(wú)級(jí)變速器工作原理 n變速原理：變速部分由主動(dòng)帶輪(也稱初級(jí) 輪)、V帶和從動(dòng)帶輪(也稱次級(jí)輪)所組成。 當(dāng)主動(dòng)帶輪的半徑r1處于最小半徑(兩個(gè)半 輪之間的軸向距離最大)，從動(dòng)帶輪的半徑 r2處于最大半徑 (兩個(gè)半輪間的軸向距離最 小)時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)所形成的傳動(dòng)比最大，相 當(dāng)于低檔行駛狀態(tài) 。結(jié)構(gòu)如圖24，變速過(guò) 程見(jiàn)圖25。 n無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的關(guān)鍵部

23、件V帶主要是采用鋼 帶(圖26) 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 3. DCT雙離合器變速箱雙離合器變速箱 n即雙離合器式自動(dòng)變速傳動(dòng)（Dual Clutch Transmission） 由于它既繼承了ATM和手動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝空間 緊湊、重量輕、傳動(dòng)效率高、制造成本低等許多優(yōu)點(diǎn)，又 融合AT不間斷動(dòng)力、迅速平穩(wěn)換擋的良好特點(diǎn)，很快便成 了業(yè)界研究開(kāi)發(fā)的新熱點(diǎn)。 nDCT中的兩付離合器與二根輸入軸相連，如果離合器1通過(guò) 實(shí)心軸與擋位1、3、

24、5相連，那么離合器2則通過(guò)空心軸與 擋位2、4、6和倒擋相連。換擋和離合操作都是通過(guò)一集 成電子和液壓元件的機(jī)械電子模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。而不再通過(guò)離 合器踏板操作。駕駛員可以手動(dòng)換擋或?qū)⒆兯贄U處于全自 動(dòng)D擋（舒適型，在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)換擋）或S擋（任務(wù) 型，在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行時(shí)換擋）模式。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 DCT工作過(guò)程 n當(dāng)汽車掛上1檔起步行駛時(shí)，控制奇數(shù)檔輸入的離合器1接通， 使連接奇數(shù)檔的實(shí)心輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)，1檔同步器自動(dòng)與低速檔輸 出軸上的1檔齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)與低速檔輸出軸

25、聯(lián)動(dòng)。動(dòng)力傳遞 路線如圖6（a）中實(shí)線和箭頭所示。 n在1檔同步器和1檔齒輪相嚙合的同時(shí)，2檔同步器也在電控 組件的控制下和2檔齒輪相嚙合，處于工作待命狀態(tài)。此時(shí)， 控制偶數(shù)擋位輸入軸的離合器2是分離的，因而此時(shí)處于與發(fā) 動(dòng)機(jī)動(dòng)力完全斷開(kāi)的狀態(tài)，如圖6（a）中虛線和箭頭所示的 路線，此時(shí)連接偶數(shù)檔的空心輸入軸雖然在2檔齒輪的帶動(dòng)下 也會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，但其完全是在跟隨著其他奇數(shù)檔的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并 沒(méi)有任何動(dòng)力的輸出，僅是為接下來(lái)的升檔做預(yù)先準(zhǔn)備。因 此偶數(shù)檔位的輸入軸也就不會(huì)對(duì)奇數(shù)檔輸入軸的動(dòng)力造成干 涉，高速檔的輸出軸也會(huì)跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，但同樣是處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)， 沒(méi)有任何動(dòng)力的輸出，不會(huì)發(fā)生相互干涉。 汽車電子

26、新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 n變速器進(jìn)入2檔時(shí)，離合器1脫開(kāi)的同時(shí)，離合器2連接，掛 上2檔如圖6（b）中實(shí)線和箭頭所示，與此同時(shí)，3檔又預(yù)先 結(jié)合如圖6（b）中虛線和箭頭所示，如此連續(xù)的進(jìn)行工作， 使得變速器在入檔和摘檔時(shí)完全沒(méi)有間隙。 n所以在DCT變速器的工作過(guò)程中總是有2個(gè)檔位是結(jié)合的， 一個(gè)正在工作，另一個(gè)則為下一步做好準(zhǔn)備?？刂婆紨?shù)檔的 離合器在電控單元的控制下，與發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出端結(jié)合， 控制奇數(shù)檔輸入軸的離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端斷開(kāi)，就完成 了輸入軸的動(dòng)力切換，這一過(guò)程中，兩個(gè)離合器完全是同步 進(jìn)行的，而不再會(huì)像傳統(tǒng)的單離合器變速器那樣，在離合

27、器 與發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出端斷開(kāi)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力中斷的現(xiàn)象。在 完成了二檔動(dòng)力切換同時(shí)，控制三檔的同步器也會(huì)在電控部 件的控制下，與三檔變速齒輪箱嚙合，使三檔的傳動(dòng)齒輪處 于待命狀態(tài)。 n除了升檔時(shí)，DSG會(huì)使更高檔位處于待命狀態(tài)以外，在超速 檔時(shí)，同樣可以為降檔實(shí)現(xiàn)待命狀態(tài)，加快降檔時(shí)間。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 四、行駛安全控制系統(tǒng)四、行駛安全控制系統(tǒng) 1.防抱死制動(dòng)系統(tǒng)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS) (ABS) 它通過(guò)控制汽車制動(dòng)時(shí)車輪的制動(dòng)力矩來(lái)保證車輪與 地面達(dá)到最佳滑動(dòng)率(1520)，從而使汽車在各 種路面上制動(dòng)時(shí)，車輪與地面都能達(dá)到縱向的峰值附 著系數(shù)和較大的側(cè)向附著系數(shù)，以保證

28、車輛制動(dòng)時(shí)不 發(fā)生抱死拖滑、失去轉(zhuǎn)向能力等不安全的工況、提高 汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性，減小制動(dòng)距離。 驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(ASR)也叫做牽引力控制系統(tǒng)(TCS或TRC) ，是ABS的完善和補(bǔ)充，它可以防止起動(dòng)和加速時(shí)的驅(qū) 動(dòng)輪打滑，既有助于提高汽車加速時(shí)的牽引性能，又 能改善其操作穩(wěn)定性。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 車輪處于車輪處于“抱死抱死”狀態(tài)的負(fù)效應(yīng)狀態(tài)的負(fù)效應(yīng) : : (l)由于車輪被抱死,車輛不能實(shí)現(xiàn)彎道轉(zhuǎn)向, 躲避障礙物或行人而造成交通事故。 (2)在非對(duì)稱附著系數(shù)的路面,車輪抱死將喪 失直線行駛穩(wěn)定性,易出現(xiàn)側(cè)滑、甩尾及急 轉(zhuǎn)等危險(xiǎn)現(xiàn)象。 (3)車輪抱死時(shí)的附著力一般低于路

29、面所能提 供的最大附著力,車輪在全抱死狀態(tài)的制動(dòng) 距離反而有所增加。 (4)因?yàn)檐囕啽槐缹?dǎo)致輪胎局部急劇摩擦, 降低了輪胎的使用壽命。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 2. 驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)（驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)（ASR） n驅(qū)動(dòng)控制裝置(Anti-Skidding Restraint，Traction Control,Acceleration Slip Regulation,簡(jiǎn)稱ASR或 TRC)的作用是防止汽車在加速、起步過(guò)程中的滑 轉(zhuǎn),特別防止汽車在非對(duì)稱路面或在轉(zhuǎn)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)輪 的空轉(zhuǎn),是保持方向穩(wěn)定性、操縱性和最佳驅(qū)動(dòng)力 的裝置。可以說(shuō)在利用-曲線的性質(zhì)

30、,并把滑轉(zhuǎn)/ 移率控制在某一范圍,這兩者是一致的。ABS控制 的是車輪的滑移率,而ASR控制是車輪的滑轉(zhuǎn)率。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 ASR控制方式 (1)制動(dòng)控制方式。對(duì)將要空轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)力, 把發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的多余轉(zhuǎn)矩在制動(dòng)器上消耗掉,控制車 輪的滑轉(zhuǎn)率在期望的范圍內(nèi)。 (2)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方式。調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸人到驅(qū)動(dòng)輪上 的轉(zhuǎn)矩,使車輪的滑轉(zhuǎn)率在合適的范圍。 n制動(dòng)控制方式比發(fā)動(dòng)機(jī)控制方式響應(yīng)速度快,能有效 地防止汽車起步時(shí)或者從高路面突然躍變到低 路面時(shí)車輪的空轉(zhuǎn)。制動(dòng)控制方式還能對(duì)每個(gè)驅(qū)動(dòng) 輪進(jìn)行獨(dú)立控制,與差速器鎖止裝置具有同樣的功能。 發(fā)動(dòng)機(jī)控制方式則是根據(jù)路面狀況輸

31、人給驅(qū)動(dòng)輪最 佳的驅(qū)動(dòng)力矩,具體方法有改變?nèi)剂蠂娚淞?、點(diǎn)火時(shí) 間和節(jié)氣門開(kāi)度。 n兩種方法既可以單獨(dú)使用,也可以組合起來(lái)使用。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 3. 汽車電控制動(dòng)系統(tǒng)汽車電控制動(dòng)系統(tǒng)EBS n汽車電控制動(dòng)系統(tǒng)EBS是在ABS的基礎(chǔ)上，用電子控制取 代傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)來(lái)控制制動(dòng)系統(tǒng)，以達(dá)到良好的制動(dòng)效 果，增加汽車制動(dòng)安全性。汽車制動(dòng)時(shí)，車輪的制動(dòng)力與 地面附著系數(shù)有關(guān)，當(dāng)車輪滑移率處于18%左右時(shí)，地面 附著系數(shù)可以達(dá)到最大，此時(shí)的側(cè)向穩(wěn)定性也較好。當(dāng)車 輪完全抱死時(shí)，地面附著力有所下降，而側(cè)向穩(wěn)定性為零

32、。 極易出現(xiàn)側(cè)滑和甩尾現(xiàn)象，容易造成事故。 nABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)就是在汽車制動(dòng)時(shí)，使車輪滑移率處 于附著系數(shù)最高點(diǎn)，即保證汽車獲得最大的附著力，同時(shí) 又能保持相應(yīng)的側(cè)向穩(wěn)定性。當(dāng)車輪將要抱死時(shí)，ABS系 統(tǒng)發(fā)一信號(hào)給壓力調(diào)節(jié)器，以控制制動(dòng)器的制動(dòng)力，使制 動(dòng)力停止增加。這時(shí)制動(dòng)器中的制動(dòng)液少量回流減壓，然 后又增壓，制動(dòng)力增長(zhǎng)，如此連續(xù)幾次達(dá)到最佳的制動(dòng)效 果，可以達(dá)到1020次秒。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 nEBS系統(tǒng)比ABS系統(tǒng)增加了各種傳感器，包括三維力傳感 器、制動(dòng)器摩擦片磨損傳感器等。制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)踏板位置 信號(hào)傳給電控單元，同時(shí)各力傳感器把載荷、地面附著力 和制動(dòng)氣壓信

33、號(hào)傳給電控單元，由電控單元自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng) 壓力，形成閉環(huán)控制。 n該系統(tǒng)用電子控制取代機(jī)械傳動(dòng)，減少制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng) 的滯后時(shí)，縮短制動(dòng)距離， n在低強(qiáng)度時(shí)，使摩擦片磨損最?。?n中等強(qiáng)度時(shí)，利用ABS達(dá)到最佳的附著系數(shù)利用率； n高強(qiáng)度時(shí)，施加最大的制動(dòng)壓力，從而獲得最佳的控制制 動(dòng)力。 n摩擦磨損傳感器可以監(jiān)測(cè)得各制動(dòng)片的摩擦情況，控制各 制動(dòng)器壓力分配延長(zhǎng)使用壽命。 nEBS系統(tǒng)可以與其它電子控制系統(tǒng)一起由一個(gè)電控單元進(jìn) 行集中統(tǒng)一控制。實(shí)現(xiàn)各種不同要求的控制功能。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 4. 電子制動(dòng)力分配（電子制動(dòng)力分配（EBD） nEBD的英文全稱是“Electric

34、Brake force Distribution”，漢意 是“電子制動(dòng)力分配”。汽車制動(dòng)時(shí)，如果四只輪胎附著地 面的條件不同，比如，左側(cè)輪附著在濕滑路面，而右側(cè)輪附 著于干燥路面，四個(gè)輪子與地面的摩擦力同，在制動(dòng)時(shí)(四 個(gè)輪子的制動(dòng)力相同)就容易產(chǎn)生打滑、傾斜和側(cè)翻等現(xiàn)象。 nEBD的功能就是在汽車制動(dòng)的瞬間，高速計(jì)算出四個(gè)輪胎由 于附著不同而導(dǎo)致的摩擦力數(shù)值，然后調(diào)整制動(dòng)裝置，使其 按照設(shè)定的程序在運(yùn)動(dòng)中高速調(diào)整，達(dá)到制動(dòng)力與摩擦力 (牽引力)的匹配，以保證車輛的平穩(wěn)和安全當(dāng)緊急剎車車輪 抱死的情況下，EBD在ABS動(dòng)作之前就已經(jīng)平衡了每一個(gè)輪 的有效地面抓地力，可以防止出現(xiàn)甩尾和側(cè)移，并縮

35、短汽車 制動(dòng)距離。 nEBD實(shí)際上是ABS的輔助功能，它可以改善提高ABS的功效。 所以在安全指標(biāo)上，汽車的性能又多了“ABS+EBD”。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 5. 電控行駛平穩(wěn)系統(tǒng)電控行駛平穩(wěn)系統(tǒng)ESP nESP是英文“Electronic Stability Program”的縮寫，中 文譯成“電控行駛平穩(wěn)系統(tǒng)”。這一組系統(tǒng)通常是支 援ABS及ASR的功能，是這兩種系統(tǒng)功能上的延伸因 此，ESP稱得上是當(dāng)前汽車防滑裝置的最高級(jí)形式。 它通過(guò)對(duì)從各傳感器傳來(lái)的車輛行駛狀態(tài)信息進(jìn)行分 析。然后向ABS、ASR發(fā)出糾偏指令來(lái)幫助車輛維持 動(dòng)態(tài)平

36、衡，ESP可以使車輛在各種狀況下保持最佳的 穩(wěn)定性，在轉(zhuǎn)向過(guò)度或轉(zhuǎn)向不足的情形下效果更加明 顯。 nESP一般需要安裝轉(zhuǎn)向傳感器、車輪傳感器、側(cè)滑傳 感器、橫向加速度傳感器等。ESP可以監(jiān)控汽車行駛 狀態(tài)并自動(dòng)向一個(gè)或多個(gè)車輪施加制動(dòng)力。以保持 汽車在正常的車道上運(yùn)行，甚至在某些情況下可以進(jìn) 行每秒150次的制動(dòng)。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 ESP的類型的類型 n目前ESP有3種類型：能向4個(gè)車輪獨(dú)立施加制動(dòng)力 的四通道或四輪系統(tǒng)；能對(duì)兩個(gè)前輪獨(dú)立施加制 動(dòng)力的雙通道系統(tǒng)；能對(duì)兩個(gè)前輪獨(dú)立施加制動(dòng) 力和對(duì)后輪同時(shí)施加制動(dòng)力的三通道系統(tǒng)。 n有ESP

37、與只有ABS或ASR的汽車之間的差別在于 ABS或ASR只能被動(dòng)地作出反應(yīng)而ESP最重要的 特點(diǎn)就是它的主動(dòng)性，ESP能夠探測(cè)和分析車況并 糾正駕駛的錯(cuò)誤，防患于未然。ESP對(duì)過(guò)度轉(zhuǎn)向或 不足轉(zhuǎn)向特別敏感例如汽車在路滑時(shí)左拐過(guò)度 轉(zhuǎn)向太急時(shí)會(huì)產(chǎn)生向右側(cè)甩尾傳感器感覺(jué)到滑 動(dòng)就會(huì)迅速制動(dòng)右前輪使其恢復(fù)附著力，產(chǎn)生一 種相反的轉(zhuǎn)矩而使汽車保持在原來(lái)的車道上。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 6.電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)EHB n當(dāng)前車輛對(duì)制動(dòng)性能的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)制動(dòng) 系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)和原理的限制在提高制動(dòng)性能方面 潛力有限，EHB作為一種新型的制動(dòng)系統(tǒng)彌補(bǔ)了 傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的不足，可以很

38、大限度地提高車輛 制動(dòng)性能。 nEHB是一種線控制動(dòng)(brake-by-wire)系統(tǒng)，它以電 子元件替代了部分機(jī)械元件，制動(dòng)踏板不再與制 動(dòng)輪缸直接相連，駕駛員操作由傳感器采集作為 控制意圖，完全由液壓執(zhí)行器來(lái)完成制動(dòng)操作， 彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和原理所導(dǎo)致的不足， 使制動(dòng)控制得到最大的自由度，從而充分利用路 面附著，提高制動(dòng)效率。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 五、轉(zhuǎn)向系電子控制系統(tǒng)五、轉(zhuǎn)向系電子控制系統(tǒng) 1.電子控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 電控電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用一部直流電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng) 的液壓助力缸、用蓄電池和電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。這種 微機(jī)控制的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓助力系統(tǒng)比 起來(lái)具有部

39、件少、體積小、重量輕的特點(diǎn)，且不會(huì) 發(fā)生漏油等問(wèn)題。目前應(yīng)用的有電子控制前輪、后 輪及前后四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。使用電控轉(zhuǎn)向系可以獲得 最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向作用力特性，最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向回正特性 ，提高汽車的轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性，可以提高 汽車低速時(shí)的機(jī)動(dòng)性以及高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要特點(diǎn) (1)電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向齒輪箱可以制成 一個(gè)整體，管道、液壓泵等不需單獨(dú)占據(jù)空間，易于 裝車。 （2)增加了電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)，而取消了液壓管道等部 件，使整個(gè)系統(tǒng)趨于小型輕量化。 (3)液壓泵僅在必要時(shí)用來(lái)使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，故可以節(jié) 能。 (4)因?yàn)榱慵臄?shù)目少，不需要

40、加油和抽空氣，所以 在生產(chǎn)線上的裝配性好。由此，從發(fā)展的角度看， 電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將成為標(biāo)準(zhǔn)件裝備在汽車上。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成及工作原理 n電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本上是由轉(zhuǎn)矩傳感器 、車速傳感器、控制元件、電動(dòng)機(jī)和減速機(jī) 構(gòu)組成的。 n在操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)輸出信號(hào)檢測(cè)出 操縱力的大小，同時(shí)根據(jù)車速傳感器產(chǎn)生的 脈沖信號(hào)又可測(cè)出車速，再控制電動(dòng)機(jī)的電 流，形成適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向助力(見(jiàn)圖) 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 2. 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) n線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)稱SBW(St

41、eering By Wire System)，它由具 有容錯(cuò)功能的網(wǎng)絡(luò)相連接的控制單元、執(zhí)行器、傳感器和冗 余電控單元組成，如圖1所示，取消了轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間 的機(jī)械連接，完全由電實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，擺脫了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各 種限制。不但可以自由設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向的力傳遞特性，而且可 以設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向的角傳遞特性，給汽車轉(zhuǎn)向特性的設(shè)計(jì)帶來(lái) 無(wú)限的空間。駕駛員操作轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向盤傳感器檢測(cè)駕駛 員的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)(橫擺角傳感器、攝像機(jī)等)，向轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng) ECU提供環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)和環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò) 總線實(shí)時(shí)傳送給電子控制單元ECU，ECU按照駕駛員的轉(zhuǎn)向 數(shù)據(jù)和環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)，控制轉(zhuǎn)向執(zhí)行器動(dòng)作實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，并將

42、 車輪的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)矩和路感等反饋給駕駛員。為確保轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 安全可靠，系統(tǒng)設(shè)置了冗余電控單元，在緊急情況下，系統(tǒng) 會(huì)忽略錯(cuò)誤信息，使車輛安全平穩(wěn)地運(yùn)行。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 2.1 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) n線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能滿足環(huán)保、節(jié)能和安全的汽車工業(yè)發(fā)展方向，是整個(gè)汽車智 能化和自動(dòng)化的線控技術(shù)的一個(gè)分支，具有良好的商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的市場(chǎng)前 景。其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)。 a改善了安全性。取消了轉(zhuǎn)向柱等機(jī)械連接，避免了撞車事故中轉(zhuǎn)向柱對(duì)駕駛 員的傷害；電控單元根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)對(duì)駕駛員的操作做出相應(yīng)的調(diào)整

43、， 當(dāng)汽車運(yùn)行在非正常工況時(shí)，能夠自動(dòng)對(duì)汽車進(jìn)行穩(wěn)定控制。 b提高了舒適性。由于取消了機(jī)械結(jié)構(gòu)連接，駕駛員的腿部活動(dòng)空間明顯增大， 而且地面的不平和轉(zhuǎn)向輪的不平衡不會(huì)傳遞到轉(zhuǎn)向軸上，從而減緩了駕駛員 的疲勞。 c經(jīng)濟(jì)性好。取消了轉(zhuǎn)向柱等機(jī)械連接，減輕了轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，降低了 汽車零部件的制造成本，改善了整車燃油經(jīng)濟(jì)性。 d操縱穩(wěn)定性好。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)改善了傳統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能解決的汽車轉(zhuǎn)向 過(guò)程中轉(zhuǎn)向力和轉(zhuǎn)向響應(yīng)時(shí)間的矛盾，使得轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向盤同步工作，控 制更加靈敏；具有變傳動(dòng)比特點(diǎn)的線控系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)的固定轉(zhuǎn)向角傳動(dòng) 比所帶來(lái)的轉(zhuǎn)向特性隨著汽車行駛姿態(tài)的不同而變化的缺點(diǎn)；通過(guò)優(yōu)化控制

44、穩(wěn)定性因數(shù)，能提高整車的操縱穩(wěn)定性。 e個(gè)性化的設(shè)置?？梢愿鶕?jù)駕駛員的要求設(shè)置轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)向盤反饋力矩H， 以滿足不同駕駛員的要求和適應(yīng)不同的駕駛環(huán)境，與轉(zhuǎn)向相關(guān)的駕駛行為都 可以通過(guò)軟件來(lái)設(shè)置與實(shí)現(xiàn)。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 2.2 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用 n2005年12月6-9日，2005上海國(guó)際汽車零部件及 汽車用品展覽會(huì)在上海國(guó)際展覽中心舉行，同濟(jì) 大學(xué)自主研發(fā)的“春暉三號(hào)一嘉樂(lè)”微型電動(dòng)轎 車在展會(huì)中亮相?！按簳熑?hào)一嘉樂(lè)”酷似甲殼 蟲(chóng)，其最大亮點(diǎn)就是采用了線控轉(zhuǎn)向技術(shù)。屬于 線控轉(zhuǎn)向四輪驅(qū)動(dòng)的微型概念車。 n863計(jì)劃電動(dòng)汽車專項(xiàng)首席科學(xué)家、同濟(jì)大學(xué)校長(zhǎng)

45、萬(wàn)鋼教授領(lǐng)銜研發(fā)了“線控轉(zhuǎn)向四輪驅(qū)動(dòng)微電動(dòng) 轎車技術(shù)”汽車。汽車的4個(gè)車輪邊上各有一個(gè)輪 轂電機(jī)，通過(guò)線傳電控技術(shù)控制車輪的轉(zhuǎn)向和車 速，提高了整車的主動(dòng)安全性和操縱穩(wěn)定性。同 時(shí)，該車采用了高能蓄電池和小型氫燃料電池的 混合動(dòng)力，凸顯出環(huán)保、節(jié)能的理念。 3. 四輪轉(zhuǎn)向四輪轉(zhuǎn)向(4WS) 3.1 工作原理工作原理 n4WS汽車是其后輪與前輪一起共同完成轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。 4WS汽車的目標(biāo)就是在低速行駛時(shí)，依靠逆向轉(zhuǎn)向( 前、后輪的轉(zhuǎn)角方向相反)，改善汽車的操縱性，獲 得較小的轉(zhuǎn)向半徑；在中、高速行駛時(shí)，依靠同向 轉(zhuǎn)向(前、后輪的轉(zhuǎn)角方向相同)，減小汽車的橫擺 運(yùn)動(dòng)，提高車道變更和曲線行駛的操縱穩(wěn)定性

46、。 3.2 控制方式控制方式 1）轉(zhuǎn)向角的比例控制 2）橫擺角速度比例控制 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 1）轉(zhuǎn)向角的比例控制）轉(zhuǎn)向角的比例控制 n所謂轉(zhuǎn)向角的比例控制，就是后輪的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)向 盤的轉(zhuǎn)角成比例變化，并讓其在低速轉(zhuǎn)向時(shí)，使 后輪與前輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)；在中高速行駛時(shí)，與前輪 同向轉(zhuǎn)向。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 2）橫擺角速度比例控制橫擺角速度比例控制 n是一種根據(jù)檢測(cè)出的車身橫擺角速度來(lái)控制后輪 轉(zhuǎn)向量的控制方法。因?yàn)橥ㄟ^(guò)橫擺角速度可直接 檢測(cè)出車身的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)后輪的轉(zhuǎn)角也作相應(yīng) 的增減，就可能從轉(zhuǎn)向初期開(kāi)始，使車身方向與 前進(jìn)方向之

47、間的誤差非常小。又由于它能直接感 知到車輛的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此，即使有轉(zhuǎn)向以外的 力(如橫向風(fēng)等)引起車身自轉(zhuǎn)，也能馬上感知到， 并可迅速通過(guò)對(duì)后輪的轉(zhuǎn)向控制來(lái)抑制自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 4. 電子控制防滑差速器電子控制防滑差速器 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 n能夠防止車輪打滑的差速器即為防滑差速器，它是 一種能自動(dòng)控制汽車驅(qū)動(dòng)輪打滑的差動(dòng)裝置，屬于 主動(dòng)安全傳動(dòng)裝置。 防滑差速器的作用就是當(dāng)汽車在好路面上行駛時(shí)，它 具有正常的差速作用，當(dāng)汽車在壞路面上行駛時(shí)，它 的差速作用被鎖止，從而能起到防止驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)的 作用。裝有防滑差

48、速器的汽車，當(dāng)某一車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn) 時(shí)，它能將驅(qū)動(dòng)力矩的大部分或全部傳給不滑轉(zhuǎn)的驅(qū) 動(dòng)車輪，充分利用不滑轉(zhuǎn)車輪同地面間的附著力，產(chǎn) 生足夠的牽引力，使汽車越過(guò)障礙，繼續(xù)前進(jìn)。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 六、主動(dòng)懸架系統(tǒng)六、主動(dòng)懸架系統(tǒng) n所謂主動(dòng)懸架系統(tǒng)，是在懸架系統(tǒng)中采用有 源或無(wú)源控制元件組成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。 根據(jù)車輛的運(yùn)動(dòng)狀況和路面狀況主動(dòng)作出反 應(yīng)，以抑制車身的振動(dòng)和擺動(dòng)，使懸架始終 處于最佳的減振狀態(tài)。理論研究表明主動(dòng)懸 架性能顯著優(yōu)越于被動(dòng)懸架。特別是隨著微 型電路技術(shù)的發(fā)展，使主動(dòng)懸架的發(fā)展前景 更為廣闊。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系

49、 張偉 半主動(dòng)懸架半主動(dòng)懸架 n半主動(dòng)懸架的基本工作原理：半主動(dòng)懸架的基本工作原理： 用可調(diào)彈簧或可調(diào)整減振器組成懸架，并根據(jù)簧載 質(zhì)量的速度響應(yīng)等反饋信號(hào)，按照一定的控制規(guī)律 ，調(diào)節(jié)可調(diào)彈簧的剛度或可調(diào)減振器的阻尼力。 n特點(diǎn)：特點(diǎn)： 與主動(dòng)懸架相比，半主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)消耗的能量 很小，造價(jià)較低。因此，半主動(dòng)懸架在商業(yè)上應(yīng)用 早于主動(dòng)懸架?，F(xiàn)在一些高檔的轎車，已逐漸開(kāi)始 較多地采用了的主動(dòng)懸架。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 主動(dòng)懸架主動(dòng)懸架 全主動(dòng)懸架簡(jiǎn)稱主動(dòng)懸架，它可以根據(jù)汽車 行駛條件的變化，主動(dòng)改變懸架的剛度和阻 尼系數(shù)。在汽車行駛路面速度變

50、化以及在汽 車起步、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等工況時(shí)主動(dòng)懸架都可 進(jìn)行有效的控制。此外，主動(dòng)懸架還可以根 據(jù)車速的變化控制車身的高度(車高控制系 統(tǒng))，可改善汽車在壞路的行駛性能和高速 操縱穩(wěn)定性。 根據(jù)懸架介質(zhì)的不同，又可分為油氣式主動(dòng) 懸架(液壓式)和空氣式主動(dòng)懸架兩種。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 七七. 車載網(wǎng)絡(luò)車載網(wǎng)絡(luò) nCAN總線即控制器局域網(wǎng)(CAN-Controller Area Network)，屬于多路傳輸系統(tǒng)的一種，它是一種有 效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。用 以解決現(xiàn)代汽車中眾多電子裝置之間繁

51、忙的信息交 換問(wèn)題。 n汽車總線系統(tǒng)是通過(guò)某種通訊協(xié)議將汽車中各種電 控單元.智能傳感器和智能儀表等連接起來(lái)而構(gòu)成 汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。汽車總線是在借鑒計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 車輛上引入總線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)：車輛上引入總線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)： 減少了線束的數(shù)量和線束的容積，提高了電子系統(tǒng) 的可靠性、可維護(hù)性； 采用通用傳感器，達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的； 改善了系統(tǒng)的靈活性，通過(guò)系統(tǒng)的軟件可以實(shí)現(xiàn)系 統(tǒng)功能的變化。 n從總線所實(shí)現(xiàn)的功能角度分，可分為兩類： n一類是控制策略驅(qū)動(dòng)的總線，如SAE的J1850、德 國(guó)大眾的ABUS、博世的CAN、美國(guó)商用機(jī)器的

52、AutoCAN、ISO的VAN、馬自達(dá)的ALMNET等。 n另一類是以大量數(shù)據(jù)傳輸為目的的多媒體總線，如， IDB-C、IDB-1394、MOST、AMIC-C等。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 主要汽車通訊協(xié)議主要汽車通訊協(xié)議 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 八八. 汽車導(dǎo)航系統(tǒng)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)GPS nGPS為全球定位系統(tǒng)，裝有導(dǎo)航系統(tǒng)的汽車，在駕駛室內(nèi)有 一顯示屏。上面顯示著某個(gè)城市的交通圖(稱為電子地圖)， 以及當(dāng)時(shí)汽車在圖上所處的位置。如果駕駛員輸人目的地的 地名、在圖上的位置，那么圖上就會(huì)顯示一條從汽車所處位 置到目的地的最佳路線和行駛方向，引導(dǎo)汽車行駛，起到導(dǎo) 航作用。這樣

53、，駕駛員可以安心地駕車到達(dá)陌生地區(qū)以及在 夜間安全行車。此外，GPS還能夠隨時(shí)告訴駕駛員當(dāng)時(shí)的交 通狀況，指出什么地方交通擁擠，什么地方車流暢通，以及 什么地方有空缺位置可以停車。使駕駛員能繞過(guò)擁擠路段， 較快到達(dá)目的地，避免交通阻塞，提高綜合行車效率。 n整個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)由GPS導(dǎo)航、自律導(dǎo)航、地圖匹配器、信號(hào)處 理單元、存貯器、顯示器、傳感器等幾部分組成。GPS導(dǎo)航 由GPS天線和GPS接收機(jī)組成。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 nGPS衛(wèi)星發(fā)射出電波發(fā)射時(shí)刻信息，而接收機(jī)可根據(jù)電波到 達(dá)的時(shí)刻，算出電波行走的時(shí)間。將這時(shí)間乘以電波傳播 速度就可以知道衛(wèi)星與接收機(jī)的距離，即衛(wèi)星與裝有該接

54、 收機(jī)的汽車的距離。同時(shí)，各GPS衛(wèi)星的軌道位置也被發(fā)射 出去。因此，接收點(diǎn)位置可由以三個(gè)衛(wèi)星為中心的三個(gè)球 面交點(diǎn)求出，即可確定該車在電子地圖上的位置。 n當(dāng)汽車行駛在地下隧道、密集森林、高層建筑群等接收不 到GPS信號(hào)時(shí)，汽車會(huì)進(jìn)行自律導(dǎo)航。 nGPS導(dǎo)航和自律導(dǎo)航得到的汽車狀態(tài)及位置的一些信號(hào)要經(jīng) 過(guò)地圖匹配器處理后才能準(zhǔn)確無(wú)誤地在電子地圖上顯示出 來(lái)。 n電子地圖是這樣制成的：首先利用城市航空測(cè)量拍到的全 貌照片，經(jīng)過(guò)實(shí)際調(diào)查、標(biāo)記、補(bǔ)充形成一張精確的地形 圖，它包括各城市道路交通圖、公路網(wǎng)及沿線地名。然后 將地形圖通過(guò)數(shù)字化儀、掃描儀，送人PC機(jī)中，并用專門 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和編輯處

55、理，生成數(shù)字地形模型。再經(jīng) 疊加、分類、標(biāo)記形成一張電子地圖并制成只讀光盤。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 n汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展非常迅速，目前已有一些系 統(tǒng)上采用32位的CPU嵌人實(shí)時(shí)操作的微處理單元， 便于高速行駛的汽車進(jìn)行快速處理數(shù)據(jù)。激光技 術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)生大容量數(shù)字化視盤可以存貯更多 的信息。使用薄膜晶體管有源液晶顯示器可使圖 像更加清晰。 n汽車導(dǎo)航系統(tǒng)能實(shí)時(shí)提供自身位置和目的位置坐 標(biāo)、全部行駛的直線距離、時(shí)間、速度、前進(jìn)方 向等。當(dāng)遇到道路阻塞、路段施工或走錯(cuò)路等情 況，GPS能夠及時(shí)進(jìn)行檢索，提供新路線。此外， 為了讓駕駛員事先了解行駛中路面情況，GPS還能 進(jìn)行語(yǔ)音提示。

56、若將汽車導(dǎo)航系統(tǒng)與其它部門進(jìn) 行聯(lián)網(wǎng)，駕駛員能夠隨時(shí)獲得交通狀況的最新信 息，從而使汽車避開(kāi)阻塞和擁擠路段，實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 道路選擇和無(wú)阻擋行駛。汽車導(dǎo)航的普及使用， 將會(huì)給2l世紀(jì)的城市交通帶來(lái)新的面貌。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 十、線控技術(shù)十、線控技術(shù) n線控技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于航空業(yè)，用線控制系統(tǒng)來(lái)取代傳統(tǒng) 的液壓和機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)成為技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，采用線控技術(shù) 的制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)有望在未來(lái)汽車上率先獲 得應(yīng)用。國(guó)外GM、DELPHI、KOYO、TRW、BENZ等公司已 運(yùn)用線控技術(shù)開(kāi)發(fā)了概念車。 n汽車電子中各種線控制系統(tǒng)或線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將迅速發(fā)展，汽車 用線控技術(shù)將在今后數(shù)

57、年中大量出現(xiàn)，如線控制動(dòng)(brake by-wire)、線控轉(zhuǎn)向(steer by-wire)、線控油門(throttle by- wire)、線控懸架(suspension by-wire)等正在加緊研究開(kāi)發(fā)。 當(dāng)線控這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)時(shí)，汽車將是一種完全的高新技術(shù)產(chǎn)品， 發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向機(jī)全都不見(jiàn)了。汽 車可以說(shuō)是一臺(tái)裝在輪子上的計(jì)算機(jī)。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 1. 線控技術(shù)簡(jiǎn)介線控技術(shù)簡(jiǎn)介 n1.1線控技術(shù)的結(jié)構(gòu)原理 n線控技術(shù)(by-wire)，就是由“電線”或者電信號(hào)實(shí)現(xiàn)傳遞控 制，而不是通過(guò)機(jī)械連接裝置來(lái)操作的。 n線控技術(shù)是在控制單元和執(zhí)行器之間用電子

58、裝置取代傳統(tǒng)的 機(jī)械連接裝置或液壓連接裝置，由電線取代機(jī)械傳動(dòng)部件， 取消了機(jī)械結(jié)構(gòu)，賦予汽車設(shè)計(jì)新的空間。 n線控系統(tǒng)需要高性能的控制器，比如由Freescale半導(dǎo)體公司 提供的MPC500MPC5500系列微處理器。還需要有精確高 速的通訊協(xié)議網(wǎng)絡(luò)、容錯(cuò)技術(shù)和分配獨(dú)立處理功能的模塊。 n線控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)原理是：駕駛員的操縱指令通過(guò)人機(jī)接 口轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作；傳感 器感知功能裝置的狀態(tài)，通過(guò)電信號(hào)傳給人機(jī)接口，反饋給 駕駛員，如圖1所示。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 線控系統(tǒng)在人機(jī)接口通訊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感機(jī)構(gòu)之間，以及 與其他的系統(tǒng)之間要進(jìn)行大量的信息

59、傳輸，要求網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí) 性好、可靠性高，而且要求具有冗余的“功能實(shí)現(xiàn)”，以保 證在故障時(shí)仍可實(shí)現(xiàn)裝置的基本功能。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 1.2 線控技術(shù)的特點(diǎn)線控技術(shù)的特點(diǎn) 1.2.1線控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)線控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) a省力，人們可以不用直接操作機(jī)械力。 b由于操縱控制通過(guò)駕駛員的手完成，不需要轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱 和腳踏板，這樣就減少了正面碰撞時(shí)的潛在危險(xiǎn)性，改善了 汽車的安全性和舒適性。并為汽車設(shè)計(jì)提供了更大的空間。 c便于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化設(shè)計(jì)，由于駕駛特性如制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、加速等 過(guò)程都是程序設(shè)定的，設(shè)計(jì)師可設(shè)計(jì)不同的程序供用戶選擇。 d比質(zhì)量輕，性能高(響應(yīng)快)。線控系統(tǒng)取消了許多機(jī)械連接 裝

60、置、液壓裝置和氣壓裝置，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝，便于 實(shí)現(xiàn)汽車輕量化。 e維護(hù)用品可大大減小，減少維護(hù)費(fèi)用。取消機(jī)械和液壓連接 可減少車身質(zhì)量并簡(jiǎn)化維護(hù)工作，可能磨損的部件更少了。 f可以將汽車的車內(nèi)娛樂(lè)裝置也集成到網(wǎng)絡(luò)之中，使得汽車導(dǎo) 航和自動(dòng)駕駛成為可能，整個(gè)汽車就是一個(gè)完整的電路整體。 g安裝測(cè)試簡(jiǎn)單快捷，更穩(wěn)固的電子接口(模塊結(jié)構(gòu))，隔板間 無(wú)機(jī)械連接，簡(jiǎn)單布置就能增加電子控制功能。 汽車電子新技術(shù)重慶大學(xué)汽車系 張偉 1.2.2 線控技術(shù)的缺點(diǎn)線控技術(shù)的缺點(diǎn) n電子設(shè)備還相當(dāng)?shù)牟豢煽侩姶鸥蓴_、器 件失效、軟件程序的設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)攻擊等等。 一旦電路失效而沒(méi)有機(jī)械冗余就會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難 性的后果轉(zhuǎn)