汽車電器電子技術(shù)課件(下)

汽車電子控制技術(shù)

第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

第一節(jié)電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

傳統(tǒng)汽車制動(dòng)系統(tǒng)功能：使行駛的汽車車輪受制動(dòng)力矩的作用，使車輛減速或停止汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(Anti-LockBrakingSystem,ABS):是汽車上的一種主動(dòng)安全裝置，用于汽車制動(dòng)時(shí)防止車輪抱死，以提高汽車制動(dòng)過程中的方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制能力和縮短制動(dòng)距離，充分發(fā)揮汽車制動(dòng)效能。緒論第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)緒論ABS的作用：制動(dòng)時(shí)防止車輪抱死，并能最大限度地利用車輪與地面間的附著系數(shù)采用ABS的優(yōu)點(diǎn)：a.使制動(dòng)過程中車輪處于非抱死狀態(tài)防止制動(dòng)過程中車輛側(cè)滑甩尾，提高制動(dòng)中方向穩(wěn)定性b.

防止前輪抱死，喪失轉(zhuǎn)向能力，提高制動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)向操縱性c.縮短制動(dòng)距離，減少輪胎磨損

第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論一、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和工作原理：輪速傳感器電控單元ECUABS執(zhí)行器：制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，安裝在主缸和輪缸之間能增減各輪缸的制動(dòng)油壓，從而控制制動(dòng)力管路附件和ABS警告燈

第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論緒論

第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論工作原理：轉(zhuǎn)速傳感器—》ECU—》控制指令—》控制制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥動(dòng)作—》制動(dòng)壓力

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緒論二、ABS分類：1．按系統(tǒng)構(gòu)造分：根據(jù)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器和制動(dòng)主缸的結(jié)構(gòu)關(guān)系分為分離式和整體式

（1）分離式：其制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器自成一體，通過制動(dòng)管路與制動(dòng)主缸和制動(dòng)輪缸相連，具有很強(qiáng)的布置靈活性，適合將ABS作選擇裝備時(shí)采用。（2）整體式：制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器與制動(dòng)主缸和液壓制動(dòng)助力器組合為一個(gè)整體，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間，作為汽車標(biāo)準(zhǔn)裝備，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。一般為高級轎車采用。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論

2．按系統(tǒng)控制方案分：軸控制和輪控制

（1）軸控制：根據(jù)一個(gè)速度信號（輪速或軸速）共同控制同一根軸上的兩輪低選控制：

指由附著系數(shù)較低的一個(gè)車輪來確定同一軸上兩車輪的共同制動(dòng)壓力。保證附著系數(shù)小的車輪不發(fā)生抱死

高選控制：指由附著系數(shù)較高的一個(gè)車輪來確定同一軸上兩車輪的共同制動(dòng)壓力。（2）輪控制：相關(guān)的兩個(gè)或四個(gè)車輪全部按照各自的加、減速度分別進(jìn)行單獨(dú)控制，也稱單輪控制第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論3．按控制通道與傳感器數(shù)量分：控制通道指制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器通往制動(dòng)器的獨(dú)立控制的液壓或氣壓通路，一般來說，電磁閥數(shù)目即為控制通路數(shù)。按控制通道與車輪速度傳感器數(shù)量多少可分為：

（1）單通道一傳感器系統(tǒng)

（2）二通道二傳感器系統(tǒng)

（3）二通道三傳感器系統(tǒng)（4）三通道三傳感器系統(tǒng)

（5）四通道四傳感器系統(tǒng)通道傳感器越多，性能越好，價(jià)格越高，可根據(jù)汽車檔次不同進(jìn)行選擇第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論四通道式：有四個(gè)輪速傳感器，在通往四個(gè)車輪制動(dòng)分泵的管路中，各設(shè)一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行獨(dú)立控制第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論優(yōu)點(diǎn)：制動(dòng)時(shí)可以最大限度地利用每個(gè)車輪的最大附著力，附著系數(shù)利用率高。缺點(diǎn)：如果汽車左右輪附著系數(shù)相差較大，制動(dòng)時(shí)兩個(gè)車輪的地面制動(dòng)力就相差較大，會產(chǎn)生橫擺力矩，使車身向制動(dòng)力較大的一側(cè)跑偏，影響汽車的方向穩(wěn)定性。成本高第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論三通道式：一般是對兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制，兩后輪按照低選原則進(jìn)行一同控制，也稱其為混合控制。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論優(yōu)點(diǎn)：兩后輪按低選原則控制，可以保證汽車在各種條件下左右兩后輪的制動(dòng)力相等，保證汽車具有良好的方向穩(wěn)定性，對兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制，主要考慮轎車，特別是前輪驅(qū)動(dòng)的汽車，前輪的制動(dòng)力在汽車總制動(dòng)中所占的比例較大，可以充分利用前輪的附著力，一方面使起車獲得盡可能大的總制動(dòng)力，以縮短制動(dòng)距離，還可使制動(dòng)中兩前輪始終保持較大的橫向附著力，使汽車具有良好的轉(zhuǎn)向控制能力。在小轎車上應(yīng)用較多。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

二通道式：為了減少制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置的數(shù)量，降低成本，采用該種方式。緒論單通道ABS系統(tǒng)：它在后輪制動(dòng)器總管中設(shè)置一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，在后橋主減速器上安裝一個(gè)輪速傳感器（或在兩后輪上各安裝一個(gè)輪速傳感器。一般是對兩后輪按低選原則進(jìn)行一同控制。

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緒論缺點(diǎn)：不能使兩后輪的附著力得到充分利用，制動(dòng)距離沒有明顯縮短未對前輪進(jìn)行控制，制動(dòng)時(shí)前輪會出現(xiàn)抱死，因而轉(zhuǎn)向操縱能力并未得到改善優(yōu)點(diǎn)：制動(dòng)時(shí)后輪不會發(fā)生抱死，能顯著提高制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)簡單、成本低，在一些輕型載貨車上仍有使用

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緒論

三、系統(tǒng)組成：輪速傳感器、ECU、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器1.輪速傳感器：整個(gè)系統(tǒng)的信號來源，檢測車輪速度、計(jì)算滑移率，通常采用電磁感應(yīng)式。工作原理：齒圈與車輪固定在一起，齒圈隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒不斷接近離開感應(yīng)頭，感應(yīng)線圈中感應(yīng)出正比于車輪轉(zhuǎn)速的正弦信號，經(jīng)整形放大，濾波送入單片機(jī)，輪速測定準(zhǔn)確與否決定整個(gè)系統(tǒng)的控制品質(zhì)。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論

2．電子控制單元：計(jì)算、分析、發(fā)控制指令、故障診斷。（1）輸入：輪速信號（2）微控制器：對輸入信號進(jìn)行計(jì)算、邏輯分析處理，形成相應(yīng)的控制信號（3）輸出：對輸出控制信號驅(qū)動(dòng)放大，控制電磁閥完成壓力調(diào)節(jié)任務(wù)，另外還包括警告指示

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緒論（4）安全監(jiān)控系統(tǒng)：ABS為涉及車輛安全系統(tǒng)，為保證系統(tǒng)可靠性設(shè)有一套附加的安全系統(tǒng)，一般附加一個(gè)CPU專用于安檢。

功能：a.對主CPU進(jìn)行安全檢查，如ROM、RAM區(qū)數(shù)據(jù)，A/D轉(zhuǎn)換的檢查，I/O口檢查。b.電磁閥開關(guān)動(dòng)作是否正常，是否短路或斷路。c.各種車輪傳感器檢查，電源電壓檢查。若有故障則向主CPU發(fā)送信號，由主CPU處理后，再發(fā)相應(yīng)故障代碼

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緒論ECU工作過程：根據(jù)輸入的輪速信號計(jì)算出車輪減速度和滑移率——》計(jì)算分析——》發(fā)控制指令——》完成制動(dòng)調(diào)節(jié)第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論3．制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器：分氣動(dòng)控制和液壓控制，以博世公司ABS-2S型液壓調(diào)節(jié)器為例組成：驅(qū)動(dòng)壓力泵、蓄能器、電磁閥、貯油室

（1）貯油室：減壓階段，儲存由輪制動(dòng)缸流出的制動(dòng)液（泄壓后的油液），達(dá)到降低制動(dòng)壓力目的。

（2）驅(qū)動(dòng)壓力泵（回油泵）：將儲油室內(nèi)的泄壓后的油液（不存在壓力）抽出，加壓后泵入蓄能器或制動(dòng)主缸以備下次控制循環(huán)加壓時(shí)使用，也稱再循環(huán)泵。（3）蓄能器：將回油泵送入的高壓制動(dòng)液暫時(shí)儲存起來以備車輪制動(dòng)缸增壓時(shí)使用，還可緩沖制動(dòng)液管路中的壓力波動(dòng)。

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緒論（4）電磁閥（液壓控制閥）：用于ABS工作時(shí)調(diào)節(jié)制動(dòng)壓力，在制動(dòng)主缸、輪制動(dòng)缸和貯油室之間建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)增壓、減壓和保壓的功能。通常采用三位三態(tài)工作方式的電磁閥。即三個(gè)工作位置實(shí)現(xiàn)三種工作狀態(tài)，加、保、減?！Y(jié)構(gòu)：加壓閥（進(jìn)油）泄壓閥（排油）、銜鐵、線圈單向閥，進(jìn)油口和出油口有過濾器。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論a.增壓狀態(tài)：電磁閥裝配時(shí)，主副彈簧有預(yù)應(yīng)力，且主彈簧強(qiáng)度大，使初始狀態(tài)加壓閥開啟，泄壓閥關(guān)閉。開始制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)主缸中的壓力油液直接通過制動(dòng)主缸接口—加壓閥—輪制動(dòng)缸接口，作用于輪制動(dòng)缸，使制動(dòng)器壓力升高，實(shí)現(xiàn)增壓，此時(shí)電磁閥中無激勵(lì)電流。結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：制動(dòng)壓力直接作用于制動(dòng)輪，不使用ABS或ABS有故障時(shí)，只要切斷電流，可恢復(fù)原車的制動(dòng)功能。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論b.保壓狀態(tài)：當(dāng)控制器以中等電流

激勵(lì)電磁閥線圈時(shí)，作用于銜鐵使其下移的電磁力僅能克服主彈簧的彈力而使加壓閥關(guān)閉，泄壓閥在副彈簧作用下仍維持關(guān)閉狀態(tài)，切斷了主缸與輪制動(dòng)缸之間通道，使輪制動(dòng)缸壓力保持一定，電磁閥處于保壓狀態(tài)。

c.減壓狀態(tài)：當(dāng)ECU以最大電流

激勵(lì)線圈時(shí)，作用于銜鐵上的電磁力完全克服主副彈簧彈力，使泄壓閥打開加壓閥關(guān)閉，輪制動(dòng)缸中的制動(dòng)油通過泄壓電磁閥到回油管接口，流回貯油室，于是輪制動(dòng)缸中壓力降低，電磁閥處于減壓狀態(tài)。

控制方法：ECU發(fā)三種量級的電流給電磁閥線圈，實(shí)現(xiàn)三種狀態(tài)。電磁閥的設(shè)計(jì)是ABS關(guān)鍵技術(shù)之一，要求響應(yīng)速度快。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論四、控制要點(diǎn)：防抱死制動(dòng)就是通過控制制動(dòng)力的方法來調(diào)節(jié)制動(dòng)力的大小，使車輛在任何情況下都能使緊急制動(dòng)的車輪保持在最佳的制動(dòng)狀態(tài)，獲得最佳制動(dòng)效果。有多種不同的優(yōu)化設(shè)計(jì)控制方案：門限、最優(yōu)化控制方式、滑模動(dòng)態(tài)變結(jié)構(gòu)控制方式等。成熟的產(chǎn)品廣泛采用的是邏輯門限值控制方式。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論——邏輯門限值控制方式：根據(jù)路面和車輪慣量等因素設(shè)定滑移率和車輪加減速度的門限值，來識別車輪是在穩(wěn)定區(qū)域還是在非穩(wěn)定區(qū)域轉(zhuǎn)動(dòng)，然后進(jìn)行控制。有加減速度門限值，滑移率門限值或混合方式。大多數(shù)產(chǎn)品選擇加減速度門限作為主要門限，并以參考滑移率作為輔助門限

1．滑移率：汽車制動(dòng)時(shí)車輪速度變慢，車身速度也降低，車輪處于滾動(dòng)又滑動(dòng)的狀態(tài)，把制動(dòng)時(shí)車速與輪速發(fā)生差異的現(xiàn)象稱為滑移，滑移率定義如下：第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論

第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)緒論最佳制動(dòng)狀態(tài)應(yīng)是車輪在地面上即滾動(dòng)又滑動(dòng)，且以滾動(dòng)為主。汽車制動(dòng)效能的高低主要反映在對地面最大附著系數(shù)的利用率上，而附著系數(shù)與滑移率存在一定關(guān)系第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論2．滑移率與附著系數(shù)關(guān)系：如圖，（1）縱附

隨滑移率增大急劇上升，并在

為15%—30%之間達(dá)到最大值若

繼續(xù)增大，則

緩慢減?。?）橫附

在=0時(shí)最大，并隨

增大而迅速降低，當(dāng)=100%車輪抱死時(shí)，

幾乎為0，車輛將失去方向穩(wěn)定性及操縱性。（3）路面性質(zhì)不同，關(guān)系圖不完全一樣，通常在各種路面條件下制動(dòng)時(shí)，將

控制在8%-30%之間，能達(dá)到較好的控制效果。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論3．控制方法：

（1）車輪滑移率控制方式：要控制滑移率，需準(zhǔn)確測知車身速度和車輪速度，車輪速度易測，準(zhǔn)確測定車身速度需采用專門傳感器（多譜勒雷達(dá)），制動(dòng)時(shí)，將輪速傳感器信號和多譜勒雷達(dá)測得的車身速度信號送入微機(jī)，算出滑移率，再根據(jù)滑移率進(jìn)行控制。該方法需增加一個(gè)測速雷達(dá)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，應(yīng)用受到限制。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論（2）車輪加減速度邏輯門限值控制方法：在程序中預(yù)先設(shè)定減速度門限值-a0和加速度門限值a0和A0。開始制動(dòng)時(shí)，由ECU控制電磁閥增壓（加壓閥開啟，泄壓閥關(guān)閉），制動(dòng)壓力上升，車輛和車輪開始減速，由輪速傳感器測出輪速，對輪速微分，求出輪速減速度-a，查表得出減速度門限值-a0，兩者比較，若|-a|>|-a0|，則降低制動(dòng)壓力（由ECU控制電磁閥減壓，加壓閥關(guān)閉，泄壓閥開啟）。輪速由下降到上升逐漸開始加速，由輪速微分求出加速度a，查表求出a0，當(dāng)a>a0時(shí)，停止減壓，由ECU控制電磁閥保壓，兩個(gè)閥都關(guān)閉。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論阿車輪轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，當(dāng)達(dá)到加速度門限A0時(shí)，ECU控制電磁閥加壓，使輪速快速下降，重復(fù)上述過程。缺點(diǎn)：有一定局限性，如高速緊急制動(dòng)時(shí)，在穩(wěn)定區(qū)域就可能達(dá)到減速度門限，但此時(shí)滑移率很小，不需減壓控制，因此通常采用加、減速度門限和滑移率組合控制方法。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論（3）組合控制方法：設(shè)定滑移率控制門限S1和S2及加減速度門限a0和-a0

，車輛開始制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)壓力上升，在車輪達(dá)到減速度門限-a0

時(shí)，判斷滑移率是否達(dá)到S1，若沒有達(dá)到，說明滑移率很小，則不進(jìn)行減壓控制，防止了穩(wěn)定區(qū)域不必要減壓，若車輪達(dá)到減速度門限-a0

且滑移率達(dá)到

S1才進(jìn)行減壓控制。若減速度達(dá)到-a0，滑移率達(dá)到S2

，則說明滑移率很大，立即進(jìn)行減壓控制，這樣無論車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和路面附著系數(shù)如何變化，都能達(dá)到良好的控制效果，這種方法的滑移率計(jì)算用到的車身速度是通過車輪速度計(jì)算出的參考車速。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論五、ABS故障檢測和診斷：可分為自診斷和維修診斷：1．自診斷：車輛啟動(dòng)后實(shí)時(shí)進(jìn)行的，包括：

（1）啟動(dòng)后，ECU執(zhí)行所有內(nèi)部回路自檢

（2）ECU進(jìn)行控制閥的功能檢測

（3）輪速傳感器檢測

（4）電源電壓是否正常

（5）制動(dòng)壓力與管路壓力是否正常若有故障將故障代碼儲存，并用ABS警告燈發(fā)警報(bào)為提高ABS的可靠性，系統(tǒng)還采取容錯(cuò)控制技術(shù)，當(dāng)有些部件失效時(shí)，它們在系統(tǒng)中的功能可用其他部件部分或全部代替，使系統(tǒng)保持規(guī)定的性能或不喪失基本功能。

第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論

2．ABS維修診斷：通過故障診斷儀進(jìn)行，功能如下：

（1）故障碼讀?。鹤x出故障碼，并將此代碼經(jīng)解碼器譯成易讀文字顯示出來

（2）狀態(tài)顯示：實(shí)時(shí)顯示各傳感器，執(zhí)行器和控制閥的輸出狀態(tài)，幫助進(jìn)行故障判斷

（3）調(diào)整與指導(dǎo)維修：通過診斷接口改寫ECU內(nèi)部某些存儲器內(nèi)容，達(dá)到調(diào)整目的。第四章汽車電子防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

緒論汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)

汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)又稱汽車牽引力控制系統(tǒng)，ASR或TCSABS作用:制動(dòng)時(shí)防止車輪抱死，并能最大限度地利用車輪與地面間的附著系數(shù)ASR作用：驅(qū)動(dòng)時(shí)防止車輪打滑，使車輪獲得最大限度的驅(qū)動(dòng)力，提高行車穩(wěn)定性、牽引性和操縱性，是ABS的延伸和補(bǔ)充，常與ABS配合使用，構(gòu)成汽車行駛的主動(dòng)安全系統(tǒng)。最早：85年，Volvo生產(chǎn)，86年，Bosch把ABS和ASR結(jié)合在一起應(yīng)用到轎車上緒論一、基本原理：通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和制動(dòng)系統(tǒng)等手段來控制驅(qū)動(dòng)力，使汽車在起步和加速時(shí)，防止驅(qū)動(dòng)力超過輪胎與路面的附著力而導(dǎo)致車輪打滑。保持最佳驅(qū)動(dòng)力，改善汽車的方向穩(wěn)定性和操縱性汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)緒論二、ASR的基本結(jié)構(gòu)：兩者有許多相同之處，主要部件可以共用。電控單元（通常與ABS集成在一個(gè)控制器中，ASR控制方式有多種，不同方式所需輸入輸出信號不一樣）、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器、輪速傳感器、差速制動(dòng)閥（專用），發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制裝置（專用）。汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)緒論三、ASR控制方式：ASR控制包括兩部分：制動(dòng)防滑和發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力控制。1．驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制：當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)時(shí)，給驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)力，使其保持在最佳滑移率范圍內(nèi)，控制方法與ABS控制相類似，可采用基于車輪加減速度和車輪滑移率門限值組合的方法。對于雙輪驅(qū)動(dòng)的車輛，非驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速即為車速，則由前后車輪的速度可求出驅(qū)動(dòng)輪的滑移率，驅(qū)動(dòng)輪加減速度由兩個(gè)時(shí)刻速度差求得，該方法防滑控制反應(yīng)迅速，但制動(dòng)力不能過大（出于舒適性與避免制動(dòng)器過熱的考慮），且限制制動(dòng)時(shí)間，通常與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制配合使用汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)緒論

2．發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制：最早采用，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)時(shí)，適當(dāng)減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，便可有效降低滑移率，有以下幾種控制方法：

（1）點(diǎn)火參數(shù)調(diào)節(jié)：減小點(diǎn)火提前角，可適度減小扭矩，若此時(shí)驅(qū)動(dòng)輪繼續(xù)打滑，延遲點(diǎn)火不能控制滑移率，則停止點(diǎn)火，為防止排放污染增加，同時(shí)也應(yīng)中斷供油，該方法反應(yīng)迅速實(shí)現(xiàn)方法：與發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。

（2）燃油供給量調(diào)節(jié)：通過減少供油或暫停供油來減小扭矩。實(shí)現(xiàn)方法：通信

汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)緒論（3）節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)：通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度減小扭矩，兩種方法：

a.采用電磁閥和伺服缸控制：油門開度的擺桿與伺服缸連在一起，通過改變比例閥的開口大小，改變伺服缸的輸出位置，達(dá)到調(diào)節(jié)油門開度的目的。

b.步進(jìn)電機(jī)控制：ECU控制由步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度，增加連接機(jī)構(gòu)，該方法工作平穩(wěn)，但響應(yīng)速度較慢。3．差速器鎖止控制：ECU通過控制鎖止電磁閥鎖止差速器來控制驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)輪的鎖緊程度可由差速器的液壓預(yù)緊盤來調(diào)節(jié)汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)緒論

4．離合器控制和變速器控制：二者都是利用傳動(dòng)系控制扭矩的方式離合器：在驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生過度滑轉(zhuǎn)時(shí)，減小離合器結(jié)合程度，使主從動(dòng)片出現(xiàn)部分相對滑轉(zhuǎn)，從而減小傳遞到輪軸的驅(qū)動(dòng)扭矩。這兩種控制方式反應(yīng)較慢，變化突然，影響舒適性，一般不作為單獨(dú)控制方式應(yīng)用。上述方法都有其局限性，通常采用組合控制。目前廣泛采用的是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩調(diào)節(jié)和驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制的組合方法控制分兩部分：發(fā)動(dòng)機(jī)控制和制動(dòng)控制當(dāng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪打滑且車輪的滑移率超過門限值時(shí)，判斷當(dāng)前車速是否低于車速門限（30km/h），是，則進(jìn)行制動(dòng)控制，大于30km/h，采用發(fā)動(dòng)機(jī)控制。兩個(gè)輪同時(shí)打滑，則采用發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制，兩種控制同時(shí)起作用。汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)緒論車輛巡航控制系統(tǒng)

車輛巡航是智能交通(ITS)中先進(jìn)車輛控制的一個(gè)重要方面,運(yùn)用該系統(tǒng)可以減輕駕駛員因長時(shí)間控制油門而產(chǎn)生的疲勞,減少或避免交通事故的發(fā)生,同時(shí)又避免了頻繁的不必要的油門變動(dòng),改善了汽車燃料經(jīng)濟(jì)性、舒適性和環(huán)保性。第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論

傳統(tǒng)巡航控制(CC)自適應(yīng)巡航控制(ACC)自動(dòng)智能巡航控制(AICC)第五章車輛巡航控制系統(tǒng)車輛巡航控制系統(tǒng)緒論汽車巡航系統(tǒng)的發(fā)展大致分為如下幾個(gè)階段:機(jī)械式控制;以模擬電路為基礎(chǔ)的定車速巡航系統(tǒng)：20世紀(jì)50年代末到70年代初;適應(yīng)性巡航系統(tǒng)：20世紀(jì)70年代末到80年代的后期,隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了以數(shù)字控制為基礎(chǔ)的適應(yīng)性巡航系統(tǒng)；基于起-停(Stop&Go)的巡航控制。第五章車輛巡航控制系統(tǒng)車輛巡航控制系統(tǒng)緒論

第五章汽車巡航控制系統(tǒng)第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論

第五章汽車巡航控制系統(tǒng)第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)

自適應(yīng)巡航控制（AdaptiveCruiseControl，簡稱ACC）系統(tǒng)是基于巡航控制技術(shù)發(fā)展而來的一種智能化的車速自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于可以視交通情況自動(dòng)采取適宜措施（加速、減速、制動(dòng)），使得自適應(yīng)巡航系統(tǒng)能很好地適應(yīng)路況復(fù)雜的城市道路行駛。

巡航控制系統(tǒng)提高了車輛的駕駛舒適性，但也容易因?yàn)轳{駛員的注意力分散而引發(fā)交通事故。同時(shí)，在需要頻繁制動(dòng)的城市道路上并不實(shí)用，而自適應(yīng)巡航則能很好地適應(yīng)路況較復(fù)雜的城市路況。緒論系統(tǒng)的組成

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)主要由車距傳感器（雷達(dá)）、輪速傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器以及ACC控制單元等組成。

自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的組成緒論車距傳感器一般安裝在散熱器格柵內(nèi)或前保險(xiǎn)杠的內(nèi)側(cè)，它可以探測到汽車前方200m左右的距離。車距傳感器（雷達(dá)）與ACC控制單元安裝在同一殼體內(nèi)。寶馬E90新3系車距傳感器車距傳感器與ACC控制單元緒論

在前后車輪上裝有輪速傳感器（與ABS系統(tǒng)共用），可以檢測車輛的行駛速度；轉(zhuǎn)向角傳感器用來判斷車輛行駛的方向；ACC控制單元采集各個(gè)傳感器的信號并進(jìn)行計(jì)算，以便實(shí)時(shí)地與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和制動(dòng)防抱死控制單元交換數(shù)據(jù)。自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的工作原理

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)是一種智能化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它是在前面介紹的巡航控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。

在車輛行駛過程中，安裝在車輛前部的車距傳感器（雷達(dá)）持續(xù)掃描車輛前方道路，同時(shí)輪速傳感器采集車速信號。緒論

當(dāng)與前車之間的距離過小時(shí)，ACC控制單元可以通過與制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動(dòng)作，使車輪適當(dāng)制動(dòng)，并使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率下降，以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。

ACC系統(tǒng)視交通情況自動(dòng)采取強(qiáng)度適宜的制動(dòng)措施緒論

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)在控制車輛制動(dòng)時(shí)，通常會將制動(dòng)減速度限制在不影響舒適性的程度，當(dāng)需要更大的減速度時(shí)，ACC控制單元會發(fā)出聲光信號通知駕駛員主動(dòng)采取制動(dòng)操作。當(dāng)與前車之間的距離增加到安全距離時(shí)，ACC控制單元控制車輛按照設(shè)定的車速行駛。

雖然自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)可以自動(dòng)控制車速，但在任何時(shí)候駕駛員都可以主動(dòng)進(jìn)行加速或制動(dòng)。當(dāng)駕駛員在巡航控制狀態(tài)下進(jìn)行制動(dòng)后，ACC控制單元就會終止巡航控制；當(dāng)駕駛員在巡航控制狀態(tài)下進(jìn)行加速，停止加速后，ACC控制單元會按照原來設(shè)定的車速進(jìn)行巡航控制。緒論

通過車距傳感器的反饋信號，ACC控制單元可以根據(jù)靠近車輛物體的移動(dòng)速度判斷道路情況，并控制車輛的行駛狀態(tài)；通過反饋式加速踏板檢測駕駛員施加在踏板上的力，ACC控制單元可以決定是否執(zhí)行巡航控制，以減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。反饋式加速踏板自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的擴(kuò)展功能

通過軟件升級和增加少量電子裝置等方法，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)無需增加更多的裝置即可實(shí)現(xiàn)車輛的智能駕駛等多項(xiàng)擴(kuò)展功能。緒論

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)一般在車速大于25km/h時(shí)才會起作用，而當(dāng)車速降低到25km/h以下時(shí)，就需要駕駛員進(jìn)行人工控制。通過系統(tǒng)軟件的升級，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)“停車/起步”功能，以應(yīng)對在城市中行駛時(shí)頻繁的停車和起步情況。

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的這種擴(kuò)展功能，可以使汽車在非常低的車速時(shí)也能與前車保持設(shè)定的距離。當(dāng)前方車輛起步后，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)會提醒駕駛員，駕駛員通過踩加速踏板或按下按鈕發(fā)出信號，車輛就可以起步行駛。

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)使車輛的編隊(duì)行駛更加輕松。ACC控制單元可以設(shè)定自動(dòng)跟蹤的車輛。當(dāng)本車跟隨前車行駛時(shí)，ACC控制單元可以將車速調(diào)整為與前車相同，同時(shí)保持穩(wěn)定的車距，而且這個(gè)距離可以通過方向盤附近的控制桿上的設(shè)置按鈕進(jìn)行選擇。緒論

位于轉(zhuǎn)向柱左側(cè)的ACC操作桿緒論

具有起-停巡航功能的車輛自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)是針對擁擠的城市交通工況，即當(dāng)車輛低速行駛且速度頻繁發(fā)生變化時(shí)，設(shè)計(jì)的一種符合該車輛行駛工況的自動(dòng)輔助駕駛系統(tǒng)。第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論功能具有傳統(tǒng)巡航控制的定速巡航功能直接對車輛進(jìn)行縱向速度控制，保持本車與前車之間的安全間距：應(yīng)用車載雷達(dá)等傳感器直接監(jiān)測汽車前方的行駛環(huán)境，如前方本行駛車道上是否存在其它前行車輛、本車與前車之間的距離及相對速度等。第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論探測靜止的目標(biāo)并對車輛進(jìn)行相應(yīng)的控制:如前方有一靜止的車輛或遇到紅燈信號時(shí)，能夠控制車輛有效停車。車輛的自動(dòng)起步功能主動(dòng)避撞功能第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論和前車保持安全距離，在前車減速或停車時(shí)，能控制本車減速或緊急停車；根據(jù)駕駛員要求自動(dòng)調(diào)整車間的距離。第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論當(dāng)前車由靜止開動(dòng)時(shí)本車能自動(dòng)起步；第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論當(dāng)前方?jīng)]有任何障礙物時(shí)，起-停巡航系統(tǒng)能控制車速到設(shè)定的巡航速度，并能限定車速；第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論能處理相鄰車道車輛切入的情況，當(dāng)前方駕駛員改變車道時(shí)，能識別并能正常工作；第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論能識別交通信號燈和路標(biāo)并做出正確反映，在緊急情況或到達(dá)系統(tǒng)的設(shè)定值時(shí)能提醒駕駛員；第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論剎車踏板激活時(shí),起-停巡航控制系統(tǒng)失效，自動(dòng)切入駕駛員的控制；能提高交通安全，緩和擁擠的交通。如果和導(dǎo)航系統(tǒng)一起使用，還能根據(jù)道路等級，前車車速的界限以及道路形狀，自動(dòng)調(diào)整本車速度和車間距離。第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論起-停巡航系統(tǒng)縱向車間距控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及關(guān)系圖第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論起-停巡航的控制系統(tǒng)原理圖第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論傳感器距離傳感器:雷達(dá)和機(jī)器視覺傳感器車速傳感器節(jié)氣門位置傳感器車輛加速度傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器制動(dòng)油壓傳感器等

起-停巡航系統(tǒng)

第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論控制器國外在Stop&Go控制上嘗試了多種控制方法,如最優(yōu)控制、魯棒控制、基于模型的控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等;在控制結(jié)構(gòu)上主要采用多層次結(jié)構(gòu)。第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論韓國漢陽大學(xué)和現(xiàn)代汽車公司合作的Stop&Go樣車采用上下層控制結(jié)構(gòu)上層控制器根據(jù)車載傳感器測得的數(shù)據(jù)確定期望的加速度下層控制器控制節(jié)氣門和制動(dòng)執(zhí)行器,根據(jù)期望的加速度控制執(zhí)行器的動(dòng)作第五章車輛巡航控制系統(tǒng)

起-停巡航系統(tǒng)

緒論

起-停巡航系統(tǒng)

執(zhí)行器電子節(jié)氣門：主要包括節(jié)氣門本體、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)等，其中電子節(jié)氣門普遍采用步進(jìn)電機(jī)或無刷直流電機(jī)進(jìn)行控制。制動(dòng)執(zhí)行器：主要分為氣動(dòng)或液動(dòng)式。氣動(dòng)式如電動(dòng)真空增壓器，液動(dòng)式執(zhí)行器為高壓蓄能結(jié)構(gòu)。第五章車輛巡航控制系統(tǒng)緒論

第六章電子控制安全氣囊一、安全氣囊作用和分類：1．作用：主要針對乘員上體特別是頭部和頸部在碰撞時(shí)的安全而設(shè)計(jì)的。對乘員的身體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生緩沖作用，減小乘員身體的慣性力和加速度，防止乘員與車內(nèi)物體發(fā)生碰撞，提高乘員在交通事故中的安全性。

緒論

2．分類：按控制類型不同可分為機(jī)械式和電子控制式——電子控制式又分如下幾種類型：

（1）車內(nèi)安全氣囊系統(tǒng)：系統(tǒng)安裝在車內(nèi)

I．前方電子控制式安全氣囊系統(tǒng)：目前絕大多數(shù)安氣系統(tǒng)采用這種形式，以汽車前方碰撞保護(hù)為前提而設(shè)計(jì)。

第六章電子控制安全氣囊緒論a.單動(dòng)作安氣系統(tǒng)：車輛發(fā)生碰撞時(shí)，不管汽車速度高低，安氣系統(tǒng)及安全帶預(yù)緊器同時(shí)動(dòng)作?！獑螝饽蚁到y(tǒng)：一般為司機(jī)專用，方向盤式，全車只有一個(gè)——單氣囊+安全帶預(yù)緊器系統(tǒng)：——雙氣囊+雙安全帶預(yù)緊器系統(tǒng)：一對為司機(jī)用，另一對有的放前排，有的放后排——多氣囊+多安全帶預(yù)緊器系統(tǒng)，一般每個(gè)座位前放一個(gè)

第六章電子控制安全氣囊緒論

b.雙動(dòng)作安全氣囊系統(tǒng)：在汽車碰撞時(shí)，能根據(jù)汽車速度和減速度的大小自動(dòng)選擇只是安全帶預(yù)緊動(dòng)作還是二者同時(shí)動(dòng)作，汽車低速行駛時(shí)（30公里/小時(shí)），只使用前者，大于則兩者同時(shí)起作用。

II．側(cè)面電子控制式安氣系統(tǒng)：為解決側(cè)面碰撞時(shí)的安全，安裝側(cè)面安氣系統(tǒng)，一般裝在車門上

第六章電子控制安全氣囊緒論（2）車外安全氣囊系統(tǒng)：又稱保險(xiǎn)杠內(nèi)藏式安全系統(tǒng)，為保護(hù)被撞行人而設(shè)計(jì)。安裝在汽車前保險(xiǎn)杠內(nèi)。汽車正面碰撞行人時(shí)，保險(xiǎn)杠內(nèi)藏推板迅速落下，阻止行人被碾壓在車下，同時(shí)，內(nèi)藏楔狀氣囊快速充氣向前張開，拖起被撞行人，同時(shí)保險(xiǎn)杠兩側(cè)的翼狀氣囊充氣后向兩側(cè)舉開，防止行人跌向兩側(cè)。正在研制階段

第六章電子控制安全氣囊緒論二、電子式安全氣囊組成結(jié)構(gòu)：主要由傳感器、控制器、氣體發(fā)生器和氣囊等組成

第六章電子控制安全氣囊緒論

第六章電子控制安全氣囊氣囊的形式有兩種:一種體積比較大，即使乘客不系安全帶也能起到良好的保護(hù)作用，主要在美國市場，因?yàn)槊绹ㄒ?guī)對安全帶的佩戴沒有強(qiáng)制性;

一種體積較小，與安全帶配合使用，是將安全氣囊與三點(diǎn)式安全帶共同組成一個(gè)乘員保護(hù)系統(tǒng),使之達(dá)到最佳的乘員保護(hù)效果。這種氣囊主要在歐洲市場應(yīng)用，因?yàn)闅W洲對安全帶的佩戴有強(qiáng)制性要求。緒論

第六章電子控制安全氣囊緒論以雙動(dòng)作雙氣囊為例1．機(jī)械部分結(jié)構(gòu)：

（1）氣囊系統(tǒng)：兩個(gè)氣囊分別安裝在轉(zhuǎn)向盤和乘員前的儀表板上，其結(jié)構(gòu)原理基本相同氣囊系統(tǒng)由氣囊和充氣器組成

第六章電子控制安全氣囊緒論

a.氣囊結(jié)構(gòu)：氣囊疊放在氣盒里，材料為呢龍織物能承受大于2500N的拉力。保護(hù)蓋：保護(hù)氣囊，而且必須在氣囊張開時(shí)易于破碎而不影響氣囊膨脹，且碎時(shí)不能傷害乘員。

b.充氣器：由電雷管、氣體發(fā)生器和過濾器等組成。在沖撞減速的作用下傳感器向控制器發(fā)沖撞信號，控制器向電雷管輸送電流，引爆并點(diǎn)燃火藥，產(chǎn)生的火焰加熱氣化劑，使其產(chǎn)生大量氮?dú)?，通過金屬過濾器的冷卻、降壓，迅速吹漲氣囊。

第六章電子控制安全氣囊緒論

（2）安全帶預(yù)緊器：安裝在前排座椅的左右兩外側(cè)

結(jié)構(gòu)：電雷管、氣化劑、汽缸活塞和導(dǎo)線等當(dāng)汽車碰撞時(shí)，電雷管由ECU控制接通電源，引爆火藥，產(chǎn)生的火焰加熱氣化劑，活塞在膨脹氣體作用下迅速移動(dòng)，帶動(dòng)安全帶迅速預(yù)緊將駕駛員向座椅靠背拉動(dòng)，阻止其沖向前方。

第六章電子控制安全氣囊緒論

2．電控部分結(jié)構(gòu)：如圖，傳感器、ECU、氣囊和預(yù)緊器的引爆裝置、報(bào)警裝置。緒論

(1)傳感器：

緒論緒論緒論

（2）氣囊電壓：由從點(diǎn)火開關(guān)接出的汽車蓄電池主電源、穩(wěn)壓器、電源監(jiān)控器、備用電源等組成。正常工作時(shí)，有主電源供電，并對備用電源充電，由于主電源電壓波動(dòng)大，因此設(shè)有穩(wěn)壓器，汽車發(fā)生故障或碰撞后主電源損壞時(shí)，電源監(jiān)控器立即切斷主電源，啟動(dòng)備用電源。

第六章電子控制安全氣囊緒論（3）氣囊引爆器：雙動(dòng)作雙氣囊系統(tǒng)有4個(gè)引爆器，實(shí)際上是一個(gè)電點(diǎn)火器，碰撞時(shí)各傳感器都向ECU輸送碰撞信號，經(jīng)ECU判斷后確定是哪一級的碰撞，控制器分別向相應(yīng)的引爆器輸出電信號，經(jīng)功率管放大后，向電雷管輸送一個(gè)一定大小的電流而引爆點(diǎn)燃固體燃料，加熱汽化劑使氣囊張開。

第六章電子控制安全氣囊緒論氣體發(fā)生器有壓縮氣體式(冷式)、燃燒式(熱式)、混合式三種。

壓縮氣體式主要與機(jī)械式傳感器及控制器連用。由于其產(chǎn)氣量少、充氣速度慢等缺點(diǎn)，應(yīng)用較少。

燃燒式通過燃燒劑燃燒產(chǎn)生大量氣體，產(chǎn)氣量大，容易控制，應(yīng)用較多。但工作過程中產(chǎn)生大量的熱量和固體顆粒，所以要采取降溫、過濾等相應(yīng)措施。為防止火藥產(chǎn)生的熱量對乘員造成傷害，有些氣囊內(nèi)部涂有隔熱涂層。

第六章電子控制安全氣囊緒論混合式是用少量的燃燒物質(zhì)產(chǎn)生足夠的熱量，使得壓縮氣體迅速膨脹而充滿氣囊。其產(chǎn)氣量大，而產(chǎn)生的熱量少，是今后的發(fā)展方向。

第六章電子控制安全氣囊緒論（4）聲光報(bào)警及讀碼器：一般為一個(gè)LED指示燈，有的加上蜂鳴器，正常情況下接通電源，燈亮一定時(shí)間后熄滅，系統(tǒng)自檢到故障時(shí)，燈亮以警告駕駛員發(fā)生故障。

第六章電子控制安全氣囊緒論三、電子式安全氣囊的工作原理

傳感器感受汽車碰撞強(qiáng)度并將其傳給控制器，控制器進(jìn)行判斷并在適當(dāng)時(shí)機(jī)發(fā)出點(diǎn)火信號觸發(fā)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器點(diǎn)火后迅速產(chǎn)生大量氣體展開氣囊。從而達(dá)到保護(hù)乘員生命安全的目的。

第六章電子控制安全氣囊緒論緒論緒論安全氣囊的關(guān)鍵技術(shù)

1碰撞判斷要準(zhǔn)確：汽車的碰撞形式是各式各樣的，其碰撞強(qiáng)度、減速度波形、車體變形等都是不一樣的，但都要求氣囊系統(tǒng)能準(zhǔn)確地判斷出強(qiáng)度如何，并能準(zhǔn)確控制氣囊點(diǎn)爆。

第六章電子控制安全氣囊緒論目前氣囊系統(tǒng)有兩種形式：

——與安全帶配合使用，當(dāng)?shù)退倥鲎矔r(shí)，主要是安全帶對乘員起保護(hù)作用，當(dāng)發(fā)生高速碰撞時(shí)，才啟動(dòng)氣囊對人進(jìn)行保護(hù)，此時(shí)氣囊主要保護(hù)人的面部，又稱之為“面袋”

——單獨(dú)起保護(hù)作用，發(fā)生碰撞時(shí)，氣囊要保護(hù)人的頭部和胸部。第二種氣囊的體積較大(對司機(jī)側(cè)氣囊為60升以上)，充氣時(shí)間長，充氣量大，啟動(dòng)氣囊的碰撞車速較低，造價(jià)高。第一種氣囊的體積較小，(對司機(jī)側(cè)氣囊為40升左右)，充氣量小，充氣時(shí)間短，啟動(dòng)氣囊的碰撞車速高，造價(jià)低。就我國情況看，第一種氣囊更適合我國國情。

第六章電子控制安全氣囊緒論

氣囊的點(diǎn)爆車速與各個(gè)國家的事故形式有關(guān)。通常是根據(jù)大量的事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，總結(jié)出在不同車速的碰撞事故對乘員造成的傷害程度，據(jù)此確定何種車速需啟動(dòng)氣囊對乘員進(jìn)行保護(hù)。目前國外的資料中可以得知，對使用安全帶的“面袋”來說，一般規(guī)定：20km/h以下正面撞墻時(shí)，氣囊不點(diǎn)爆；30km/h以上正面撞墻時(shí)，氣囊一定點(diǎn)爆；20～30km/h之間為點(diǎn)火的模糊區(qū)，氣囊可點(diǎn)爆也可不點(diǎn)爆。對不使用安全帶的氣囊，一般是12.8km/h(8mph)正面撞墻時(shí)氣囊不爆，20.9km/h(13mph)正面撞墻時(shí)氣囊要點(diǎn)爆。如果高速碰撞時(shí)氣囊沒有點(diǎn)爆(漏點(diǎn)火)，會造成乘員的嚴(yán)重傷害，是絕對不允許的。

第六章電子控制安全氣囊緒論2.點(diǎn)火時(shí)刻要準(zhǔn)確：以司機(jī)側(cè)氣囊為例。氣囊點(diǎn)爆后，氣體發(fā)生器的充氣時(shí)間約是30毫秒。對處于正常位置的50百分位假人，最佳情況下是發(fā)生碰撞時(shí)，氣囊剛剛充滿氣體后，人的頭部即與氣囊接觸，這樣保護(hù)作用最好。如果人頭部接觸到氣囊時(shí)，氣囊尚未充氣完畢(遲點(diǎn)火)，則氣囊不僅不能起到緩沖吸能作用，巨大的爆炸力反而會將人打傷。如果氣囊充氣完畢后很長時(shí)間人的頭部才與氣囊接觸(早點(diǎn)火)，由于氣囊節(jié)流小孔的排氣作用，氣囊中沒有足夠的氣體壓力，同樣會影響對人的保護(hù)作用。

第六章電子控制安全氣囊緒論

如果乘員乘坐位置偏離了正常位置，如司機(jī)離方向盤過近或過遠(yuǎn)，稱為離位乘員。氣囊對離位乘員具有較強(qiáng)的傷害作用。以司機(jī)側(cè)氣囊為例，根據(jù)美國有關(guān)機(jī)構(gòu)的尸體試驗(yàn)結(jié)果，如果氣囊點(diǎn)爆時(shí)尸體胸部靠在方向盤上，氣囊會將其肋骨打斷；如果胳膊靠在方向盤上，氣囊會使得胳膊骨折。氣囊對離位兒童乘員的傷害尤為嚴(yán)重。因此美國在推行低能量氣囊，即延長氣囊的充氣時(shí)間，減少氣囊爆出時(shí)的侵略性。此時(shí)氣囊的充氣時(shí)間大于30ms，氣囊的點(diǎn)爆時(shí)間要提前。

第六章電子控制安全氣囊緒論3.抗粗糙路面干擾能力強(qiáng)：氣囊系統(tǒng)是一次性使用的安全防護(hù)系統(tǒng)，若意外點(diǎn)爆，除了會造成經(jīng)濟(jì)損失，由于氣囊點(diǎn)爆時(shí)的巨大聲響和體積，會對乘員造成驚嚇，可能會引發(fā)不必要的事故。因此必須具有高的抗粗糙路面干擾能力。根據(jù)清華大學(xué)的總結(jié)，當(dāng)汽車以20～60km/h的速度通過下述路面時(shí)，氣囊不應(yīng)點(diǎn)爆：上下110毫米高的臺階、鐵路鐵軌、270毫米深的坑及國標(biāo)路面，計(jì)有扭曲路面、坑洼路面、石塊路面、搓板路面、卵石路面等。這些情況都會產(chǎn)生較大的汽車減速度，氣囊系統(tǒng)必須能識別出此種狀況，氣囊不能點(diǎn)爆。

第六章電子控制安全氣囊緒論4.高可靠性與工作穩(wěn)定：由于汽車的工作環(huán)境比較復(fù)雜，氣囊必須有較高的工作可靠性和穩(wěn)定性。

如汽車在雨中工作；

汽車在高溫氣候中行駛；

汽車在寒冷的地區(qū)使用；

汽車在高海拔的地區(qū)使用；

汽車在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中等。

這些環(huán)境都不能引起氣囊系統(tǒng)的失效。另外，某些時(shí)候汽車上的電瓶電壓可能偏低；在發(fā)生碰撞時(shí)，可能在碰撞的最初時(shí)刻即將電瓶破壞，使氣囊系統(tǒng)失去電源。因此氣囊系統(tǒng)要有很寬的工作電源范圍，并且當(dāng)電源失掉后，應(yīng)能有數(shù)百毫秒的持續(xù)工作能力。

第六章電子控制安全氣囊緒論

第七章電子控制懸架系統(tǒng)一、懸架的作用和分類:1.作用:（1）支撐車體，提供橫向、縱向穩(wěn)定性，保證成員的舒適性.（2）提供地面不平度的調(diào)節(jié)能力，防止車輛構(gòu)件和貨物受到?jīng)_擊、振動(dòng)和損壞。（3）提供車重在地面上有選擇地分配（4）保證車輛與地面的附著力，傳遞驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)力矩提供克服障礙的能力（5）提供改變方向的輔助作用緒論

第七章電子控制懸架系統(tǒng)理想的懸架系統(tǒng):（1）在車輛載荷變化的情況下實(shí)現(xiàn)車高的調(diào)整，使車高適應(yīng)路面狀況和車速變化，提高汽車的操縱穩(wěn)定性和通過性（2）在轉(zhuǎn)彎、加速、減速等車輛受力不平衡的情況下實(shí)現(xiàn)車輛的姿態(tài)調(diào)整（3）在不平路面行駛情況下調(diào)節(jié)系統(tǒng)剛度及阻尼特性，在一定程度上隔絕路面不平度對車輛的擾動(dòng)。緒論2．分類：按照對汽車行駛工況的適應(yīng)程度可把懸架分為三類：（1）被動(dòng)懸架系統(tǒng)：由參數(shù)固定的彈簧和減振器構(gòu)成。對被動(dòng)懸架的設(shè)計(jì)就是要確定彈簧和減振器的參數(shù)，使系統(tǒng)在平順性和安全性之間尋求一個(gè)折衷方案，這種折衷只可能在特定情況下是最優(yōu)的，不能隨路況、車速等條件調(diào)節(jié)參數(shù)。

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論（2）半主動(dòng)懸架：通常是指懸架元件中彈簧剛度和減振器阻尼系數(shù)之一可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的懸架。因彈簧鋼度選定后很難改變，可對半主動(dòng)懸架的阻尼進(jìn)行調(diào)節(jié)。因不需為懸架系統(tǒng)提供連續(xù)能量輸入的動(dòng)力源，因此這種懸架又稱為無源主動(dòng)懸架。如圖所示：

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論緒論對于把阻尼可變減振器作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的半主動(dòng)懸架，它是通過傳感器檢測到路況及行駛狀態(tài)的變化以及車身加速度等，由ECU根據(jù)控制策略發(fā)出脈沖控制信號，實(shí)現(xiàn)對減振器系數(shù)的有級或無級可調(diào)。①有級半主動(dòng)式：阻尼有級可調(diào)。②無級半主動(dòng)式：要求其阻尼隨行駛狀態(tài)動(dòng)力學(xué)要求作無級連續(xù)調(diào)節(jié)，并在幾ms內(nèi)由最小變到最大，具有阻尼快速響應(yīng)的特點(diǎn)。

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論緒論緒論（3）全主動(dòng)懸架：是1954年通用汽車公司的ErspielLabrosse在懸架設(shè)計(jì)中提出的。該懸架既無固定的剛度又無固定的阻尼系數(shù)，可以隨著道路條件的變化和行駛需要的不同要求而自動(dòng)地改變彈簧剛度和減振器阻尼系數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對每個(gè)車輪進(jìn)行單獨(dú)控制。如圖所示：

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論全主動(dòng)懸架在系統(tǒng)中附加了一個(gè)可控制作用力的裝置可根據(jù)汽車載荷、路面狀況、行駛速度、起動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等形式條件的變化自動(dòng)調(diào)整懸架的剛度阻尼以及車身高度等控制參數(shù)。又可分為由電磁閥驅(qū)動(dòng)的油氣式懸架和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣式懸架等形式。

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論全主動(dòng)懸架的一般結(jié)構(gòu)方案是:用液壓油缸來取代被動(dòng)懸架中的彈簧和減振器或保留彈簧，以支撐車體的靜載荷，也可以用空氣彈簧來代替金屬螺旋彈簧。全主動(dòng)懸架的組成如圖所示

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論緒論決策機(jī)構(gòu)：決策機(jī)構(gòu)由ECU和傳感器等組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過監(jiān)測道路條件、汽車的運(yùn)行狀態(tài)和駕駛員的需求，按照所設(shè)定的控制規(guī)律向執(zhí)行機(jī)構(gòu)適時(shí)地發(fā)出控制命令；執(zhí)行機(jī)構(gòu)：需要選用高精度的液壓伺服裝置，而且要較大的外部動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，所需的力作動(dòng)器需要大的動(dòng)力源，并且驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的功率相當(dāng)可觀;

緒論缺點(diǎn)：主動(dòng)懸架的控制系統(tǒng)需要復(fù)雜的傳感器和電子控制設(shè)備導(dǎo)致成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低;其次，主動(dòng)懸架中所需的力作動(dòng)器需要大的動(dòng)力源，此動(dòng)力源降低了整車的性能；主動(dòng)懸架不能接受失效方式，如果力作動(dòng)器失效，汽車將沒有阻尼并可能沒有彈簧，對汽車和駕駛員這種情況很危險(xiǎn)。緒論主動(dòng)式懸架的主要功能：路面感應(yīng)控制：用于提高平順性的控制車身姿勢控制：用于增加穩(wěn)定性的控制車身高度控制主動(dòng)懸架是汽車懸架的發(fā)展方向。

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論二、電子控制懸架系統(tǒng)的工作原理：半主動(dòng)懸架系統(tǒng)和主動(dòng)懸架系統(tǒng)雖然在控制參數(shù)和效果上有差別，但基本設(shè)計(jì)思想相同。

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論1．半主動(dòng)懸架的控制原理：（1）無級半主動(dòng)懸架控制方法：以車身振動(dòng)加速度的均方根作為控制的目標(biāo)量，以阻尼為控制量，控制原理如圖所示：

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論緒論緒論

緒論2．主動(dòng)懸架的工作原理：兩種類型——由電磁閥驅(qū)動(dòng)的油氣懸架——由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣懸架

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論緒論

傳感器

——方向盤轉(zhuǎn)角傳感器：安裝在轉(zhuǎn)向柱上，將汽車轉(zhuǎn)向程度和速度信息送入ECU

——加速度傳感器：與加速踏板連接的加速動(dòng)作傳感器將加速動(dòng)作信號送入ECU，是模擬量在空氣懸架系統(tǒng)中利用節(jié)氣門開度傳感器測量節(jié)氣門變化速度?！囁賯鞲衅鳎簻y出的車速信號和方向盤轉(zhuǎn)角信號可計(jì)算出車身側(cè)傾程度。

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論

——車高傳感器：安裝于車身和車橋之間，用來測量車身與車橋的相對高度，其變化頻率和幅度可反映車身平順性信息，還作為車高自動(dòng)調(diào)節(jié)的依據(jù)。

a.接觸型車高傳感器：直線式線性電位器,它的滑動(dòng)觸點(diǎn)通過滑桿與懸架相連，這樣懸架相對前后橋上下的運(yùn)動(dòng)便帶動(dòng)滑動(dòng)觸點(diǎn)的移動(dòng)，電位器的阻值便發(fā)生變化再轉(zhuǎn)為電壓信號變化，傳感器便輸出一個(gè)與懸架高度成正比的電壓信號。

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論

b.非接觸型車高傳感器：光電式車高傳感器把車高經(jīng)機(jī)械連接變換成傳感器軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖：

傳感器內(nèi)部有依靠連桿帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的軸，在軸上裝有一個(gè)開有許多孔的光孔盤，光孔盤兩側(cè)裝有4組光電耦合元件，每組光電耦合元件包括發(fā)光二極管和光敏管各一個(gè)及控制電路，光孔盤位于發(fā)光二極管和光敏三極管之間，當(dāng)車高發(fā)生變化，通過連桿帶動(dòng)傳感器軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光孔盤也跟著旋轉(zhuǎn)，當(dāng)光孔盤擋住發(fā)光管的光時(shí)，光敏管截止，控制電路輸出高電平。當(dāng)孔對準(zhǔn)發(fā)光管與光敏管時(shí)，光線照射到光敏三極管上，控制電路導(dǎo)通，輸出低電平，這樣，光電耦合元件便將車高的變化轉(zhuǎn)換成開關(guān)電信號，送入ECU，利用四組光電耦合元件到同與節(jié)支的16種組合，可以把車高的變化范圍分為若干個(gè)區(qū)域進(jìn)行檢測緒論

緒論緒論——制動(dòng)壓力傳感器：裝于制動(dòng)管路中，制動(dòng)時(shí)它向微機(jī)送出一個(gè)階躍信號，使微機(jī)產(chǎn)生并輸出抑制點(diǎn)頭的信號。

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論緒論緒論緒論

2.主動(dòng)式空氣懸架系統(tǒng)的工作原理：調(diào)節(jié)阻尼車高、剛度等參數(shù)。系統(tǒng)組成：剛度與阻尼調(diào)節(jié)系統(tǒng)車身高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)

第七章電子控制懸架系統(tǒng)緒論緒論緒論緒論緒論緒論緒論緒論緒論緒論緒論緒論緒論緒論緒論緒論緒論緒論

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

第一節(jié)車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

一、汽車上應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的必要性1．隨著汽車上電控裝置的增多，使連接這些裝置的線路越來越復(fù)雜，布線困難，線路和接頭的增加成為安全問題的巨大隱患，同時(shí)也難于維護(hù)，因此在這種情況下，減少線束成為一個(gè)必須要解決的問題。傳統(tǒng)的電器系統(tǒng)大多采用點(diǎn)對點(diǎn)的單一通信方式，相互之間少有聯(lián)系，無法解決線束龐大的問題，因此網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)成為必然的選擇。緒論2．另一方面，在汽車上將越來越多地使用線控技術(shù)（CBW)，而線控技術(shù)是以網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ)的。所謂線控就是用電子信息的傳送取代過去由機(jī)械的、液壓的或氣動(dòng)的系統(tǒng)連接的傳動(dòng)部分。線控系統(tǒng)在人機(jī)接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感機(jī)構(gòu)之間以及其他系統(tǒng)之間要進(jìn)行大量信息傳輸，基于串行通信的的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這種通信功能的最佳結(jié)構(gòu)

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論3.未來汽車上應(yīng)能提供任何辦公室或家庭中的網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)，在智能交通系統(tǒng)中，一個(gè)汽車應(yīng)具有接收和提供相關(guān)信息的功能，完成這些功能需要很強(qiáng)的通信能力和數(shù)據(jù)共享能力，因此要用到汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。汽車網(wǎng)絡(luò)真正應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代。應(yīng)用最廣泛的是CAN和SAEJ1850

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論幾種典型汽車總線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

LIN總線1998年Motorola、Audi、BMW等公司成立了一個(gè)協(xié)會，并于1999年7月提出了LIN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。目的是給出一個(gè)價(jià)格低廉、性能可靠的低速網(wǎng)，來逐步取代各種各樣的低端總線系統(tǒng)。典型應(yīng)用是車上傳感器和執(zhí)行器的聯(lián)網(wǎng)。

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：吉林大學(xué)

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論

特點(diǎn)單主機(jī)多從機(jī)結(jié)構(gòu)，無需仲裁機(jī)制設(shè)備的硬件成本低：基于普通UART（通用異步收發(fā)器）／SCI（串行通信接口）接口的低成本硬件保證信號傳輸?shù)难舆t時(shí)間低成本的單線設(shè)備傳輸速率可達(dá)20Kb／s，傳輸距離40m不需改變LIN從節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件就可以在網(wǎng)絡(luò)上增加節(jié)點(diǎn)吉林大學(xué)

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論吉林大學(xué)

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論目前，Motorola是全球最主要的LIN協(xié)議芯片及其相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序提供商，提供硬件開發(fā)工具及相應(yīng)的軟件包、LIN物理層接口等。吉林大學(xué)

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論CAN總線CAN總線是由BOCH公司在1980年開發(fā)并專門為汽車使用的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議主要用于汽車內(nèi)部大量控制器、測試儀器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)通信。

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)吉林大學(xué)

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論特點(diǎn)多主站依據(jù)優(yōu)先權(quán)進(jìn)行總線訪問；無破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的仲裁；借助接收濾波的多幀傳送；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求；吉林大學(xué)

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論配置靈活性；全系統(tǒng)數(shù)據(jù)相容性；錯(cuò)誤檢測和出錯(cuò)信令；發(fā)送期間若丟失仲裁或由于出錯(cuò)而遭破壞的幀可自動(dòng)重新發(fā)送；暫時(shí)錯(cuò)誤和永久性故障節(jié)點(diǎn)的判別以及故障節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)脫離。

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論緒論FlexRay

FlexRay是BMW和DaimlechrysIer為了和半導(dǎo)體制造商合作而聯(lián)合提出的一個(gè)為車上應(yīng)用系統(tǒng)高層網(wǎng)絡(luò)和線控系統(tǒng)開發(fā)的通信標(biāo)準(zhǔn)。

目標(biāo)：開發(fā)面向車內(nèi)高速控制應(yīng)用的高級通信技術(shù)，提高車輛安全性、可靠性和舒適度。

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）雙通道總線型結(jié)構(gòu)吉林大學(xué)

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論

（2）雙通道星型結(jié)構(gòu)

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論

（3）總線、星型混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論

特點(diǎn)

FlexRay是基于時(shí)間觸發(fā)、高速率的通信協(xié)議；FlexRay總線支持兩個(gè)通信信道A和B。每個(gè)通信信道的速度可以達(dá)到10Mbps。這兩個(gè)信道主要是用于冗余和故障容錯(cuò)的信息傳輸，但在對容錯(cuò)功能要求不高僅對速率有要求的系統(tǒng)中，兩個(gè)信道可用于傳輸不同的信息，從而通信速率就可以達(dá)到20Mbps。

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論帶寬可調(diào)，通過對通信控制器的配制，可在10Mbps、8Mbps、5MMbps及2．5Mbps的速率下工作，提高了帶寬的靈活性，適用更多的應(yīng)用場合；可以通過冗余和非冗余通信構(gòu)建多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型、星形和混合型等。通信方式可采用時(shí)間觸發(fā)和事件觸發(fā)相結(jié)合的方式；支持光物理層和電物理層。

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論

數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_定性接收器可提前知道消息到達(dá)的時(shí)間，并且到達(dá)時(shí)間的臨時(shí)偏差幅度非常小。因此，即便行車環(huán)境惡劣多變，F(xiàn)lexRay協(xié)議仍可以確保將信息延遲和抖動(dòng)降至最低，從而盡可能保持了傳輸?shù)耐脚c可預(yù)測性。

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論容錯(cuò)性FlexRay提供單通道和雙通道容錯(cuò)通信單通道系統(tǒng)：當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，總線監(jiān)控器會將通信控制器和總線斷開，從而不會影響其他節(jié)點(diǎn)的工作。其星型拓?fù)渲械男切芜B接器本身就具有故障隔離功能。雙通道系統(tǒng)：是通過冗余備份的方法來實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)的，即兩個(gè)通道上傳輸相同的信息。

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論緒論MOST網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)允許采用多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),包括星形和環(huán)形或菊花鏈。

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論基于MOST總線的典型車載高端娛樂系統(tǒng)

緒論

特點(diǎn)

抗干擾性強(qiáng)高速低成本即插即用能夠適應(yīng)多種數(shù)據(jù)

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論

利用一個(gè)低價(jià)的光纖網(wǎng)絡(luò),可以傳送下述3種數(shù)據(jù)。①同步數(shù)據(jù)——實(shí)時(shí)傳送音頻信號、視頻信號等流動(dòng)型數(shù)據(jù);②非同步數(shù)據(jù)——傳送訪問網(wǎng)絡(luò)及訪問數(shù)據(jù)庫等的數(shù)據(jù)包;③控制數(shù)據(jù)——傳送控制報(bào)文及控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢CAN，LIN將繼續(xù)在車身及動(dòng)力系統(tǒng)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用信息娛樂系統(tǒng)通信總線應(yīng)具有容量大、通信速度高等特點(diǎn)，因此，傳輸介質(zhì)逐漸使用光纖取代以往的銅線，面向信息娛樂系統(tǒng)的MOST和D2B將在此領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論對于安全等級要求更高的系統(tǒng)，如轉(zhuǎn)向控制和制動(dòng)系統(tǒng)及安全氣囊的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的發(fā)展方向是采用線控技術(shù)。FlexRay、Byteflight將會在該領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)緒論二、車上網(wǎng)絡(luò)種類：汽車工程師協(xié)會SAE按照汽車上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能將其劃分為三類:（1）A級網(wǎng)絡(luò)（2）B級網(wǎng)絡(luò)（3）C級網(wǎng)絡(luò)

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論具體應(yīng)用于車上的網(wǎng)絡(luò)主要有：1.局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（LIN，LocalInterconnectNetwork）：1998年由多家汽車生產(chǎn)廠商（Audi,Daimlerchrysler,Volvo,Volkswagen）、元器件生產(chǎn)廠（Motorola）和開發(fā)工具公司聯(lián)合發(fā)起的一個(gè)汽車低端網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，目的是給出一個(gè)價(jià)格低廉、性能可靠的低速網(wǎng)，來逐步取代目前各種各樣的低端總線系統(tǒng)。是A級網(wǎng)絡(luò)，典型應(yīng)用是車上傳感器和執(zhí)行器的聯(lián)網(wǎng)2.TTP/A：A級網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用目標(biāo)與LIN基本一致，基于時(shí)間觸發(fā)訪問方式的協(xié)議。3.SAEJ1850：最初由美國的Ford,GM,Chrysler公司提出的，他們當(dāng)中的很多車型采用其作為B級網(wǎng)絡(luò)使用

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論4.CAN協(xié)議：由Bosch公司提出，最早在歐洲汽車上廣泛使用，目前包括美國、日本的公司也將其作為B級或C級網(wǎng)絡(luò)使用5.TTP/C和FlexRay:

是以線控系統(tǒng)為主要應(yīng)用目標(biāo)的C級汽車網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，相關(guān)的支撐元器件、開發(fā)測試工具還處于研制階段。6.MOST和D2B：是由媒體領(lǐng)域引入的標(biāo)準(zhǔn)，由于媒體信息音像傳輸數(shù)據(jù)量大，要求傳輸速率高，一般采用光纖或同軸電纜作為物理層媒介7.無線局部網(wǎng)絡(luò)：在汽車控制系統(tǒng)和媒體系統(tǒng)應(yīng)用中有一些探索性工作，藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）。

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論

第二節(jié)CAN總線一、CAN的產(chǎn)生和發(fā)展

CAN（ControllerAreaNetwork）總線是由BOCH公司在1980年開發(fā)并專門為汽車使用的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議主要用于汽車內(nèi)部大量控制器、測試儀器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)通信。

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論

二、

CAN總線的概念及特點(diǎn)

概念：

CAN是一種通過標(biāo)準(zhǔn)集成電路實(shí)現(xiàn)的具有高可靠性的串行通信協(xié)議。它為串行通信提供包括位定時(shí)、幀格式、信息識別、數(shù)據(jù)傳送、確認(rèn)和錯(cuò)誤檢測的通信協(xié)議。它是一種多主站結(jié)構(gòu)，即不依賴中心網(wǎng)絡(luò)控制器，允許每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息、識別和確認(rèn)信息，提供檢測錯(cuò)誤和重新傳送數(shù)據(jù)以及必要時(shí)自動(dòng)關(guān)閉故障節(jié)點(diǎn)的能力。CAN總線可以用點(diǎn)對點(diǎn)，一點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播幾種方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論特點(diǎn)：l

多主站依據(jù)優(yōu)先權(quán)進(jìn)行總線訪問；

l

無破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的仲裁；l

借助接收濾波的多地址幀傳送；l

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求；

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論l

配置靈活性；l

全系統(tǒng)數(shù)據(jù)相容性；l

錯(cuò)誤檢測和出錯(cuò)信令；l

發(fā)送期間若丟失仲裁或由于出錯(cuò)而遭破壞的幀可自動(dòng)重新發(fā)送l暫時(shí)錯(cuò)誤和永久性故障節(jié)點(diǎn)的判別以及故障節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)脫離

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論三、CAN的速率與傳輸距離

基于CAN總線的系統(tǒng)內(nèi)任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最大傳輸距離與其位速率有關(guān)。兩節(jié)點(diǎn)間的最大距離見表

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論

CAN總線系統(tǒng)任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最大距離

位速率

最大總線長度

1Mbps

40m

500Kbps

130m

250Kbps

270m

125Kbps

530m

100Kbps

620m

50Kbps

1.3km

20Kbps

3.3km

10Kbps

6.7km

5Kbps

10km緒論四、CAN總線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)N節(jié)點(diǎn)2…120?120?CAN總線

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論五、CAN的分層結(jié)構(gòu)

CAN遵從OSI模型，按照OSI基準(zhǔn)模型，CAN結(jié)構(gòu)分為兩層，數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。1．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層：又可分為邏輯鏈路控制子層LLC和媒體訪問控制子層MAC。

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論

（1）

LLC子層功能如下：幀接收濾波：幀的內(nèi)容由標(biāo)識符命名，標(biāo)識符并不能指明幀的目的地。超載通告：如果接收器內(nèi)部條件要求延遲下一個(gè)LLC數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀，則通過LLC子層開始發(fā)送超載幀最多可產(chǎn)生兩個(gè)超載幀，以延遲下一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀?；謴?fù)管理：發(fā)送期間，對于丟失仲裁或被錯(cuò)誤干擾的幀LLC子層具有自動(dòng)重發(fā)功能。

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論（2）

MAC子層功能如下：發(fā)送功能：即發(fā)送數(shù)據(jù)封裝和媒體訪問管理接收功能：接收媒體訪問管理和接收數(shù)據(jù)卸載

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論

2．物理層又可分為物理信令PLS、物理媒體附屬裝置PMA和媒體相關(guān)接口MDI，其中物理媒體附屬裝置和媒體相關(guān)接口構(gòu)成了媒體訪問單元MAU。l

PLS：實(shí)現(xiàn)與位表示、定時(shí)和同步相關(guān)的功能。l

PMA：實(shí)現(xiàn)總線發(fā)送/接收的功能電路并可提供總線故障檢測方法l

MDI：實(shí)現(xiàn)物理媒體和MAU之間機(jī)械和電器接口。

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論六、CAN協(xié)議的邏輯位表達(dá)方式：

CAN的總線數(shù)值為兩種互補(bǔ)邏輯數(shù)值之一：“顯性”或“隱性”?！帮@性”（DOMINANT）數(shù)值表示邏輯“0”，隱性（RECESSIVE）表示邏輯“1”當(dāng)總線上的CAN控制器發(fā)送的都是隱性位時(shí)，此時(shí)總線狀態(tài)是隱性位（邏輯1）。如果總線上有顯性位出現(xiàn)，隱性位總是讓位于顯性位，即總線上是顯性位狀態(tài)（邏輯0）。

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論七、CAN協(xié)議定義的幀類型：CAN協(xié)議共定義四種不同的幀類型：數(shù)據(jù)幀遠(yuǎn)程幀

錯(cuò)誤指示幀

超載幀

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論

1．?dāng)?shù)據(jù)幀：用于傳送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)幀的格式如圖所示：

第八章車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緒論

各個(gè)位域定義如下：l

幀起始域——該域表示一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀的開始，它由一個(gè)顯性位組成，該顯性位用于接收狀態(tài)下的CAN控制器的硬同步。l

仲裁域——該域由信息標(biāo)識碼及RTR位組成，當(dāng)有多個(gè)CAN控制器同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，在仲裁域進(jìn)行面向位的沖突裁決。RTR是遠(yuǎn)程發(fā)送請求位，RTR位在數(shù)據(jù)幀中必須是顯性位，而在遠(yuǎn)程幀中是隱性位。