汽车底盘电控系统概述课件.ppt

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1、,汽车底盘电控技术,为什么学？,汽车工业的发展的趋势朝着电子化、智能化、人性化的方向发展。人们对于汽车的舒适性、安全性、可靠性的要求越来越高，传统的机械系统已很难满足这些要求，电子控制技术在汽车工业中广泛应用。为满足汽车检测与维修技术专业教学需要，使广大汽车维修技术人员系统的掌握现代汽车底盘电控技术，在学生生产实习活动之前所必须掌握的一项专项技能。,本课程所讲述的内容是围绕目前汽车维修行业普遍急需的专项技术而展开的，根据企业生产的实际需要而设定的。,原因一,原因二,为什么学习汽车底盘电控技术课程,汽车发动机构造与维修汽车发动机电控技术汽车底盘构造与维修,回忆？,角色？,教学目标,全面掌握汽车底

2、盘电控技术的基本原理熟练掌握现代检测设备的使用方法对汽车底盘电控技术常见故障具有初步诊断的能力对汽车底盘电控技术常见故障具有排除的能力掌握汽车底盘电控技术的维修方法，具有一定的维修技能,要求,怎么学？,职业素养 是个很大的概念，专业是第一位的，但是除了专业，敬业和道德是必备的，体现到职场上的就是职业素养；体现在生活中的就是个人素质或者道德修养。,每个人都是一棵数，原本都可以成为大树，而根系就是一个人的职业素养。枝、干、叶、型就是其显现出来的职业素养表象。要想枝繁叶茂，首先必须根系发达。EQ：情商IQ：智商CQ：职商一生成败看职商！,电控自动变速器电控防抱死制动系统电控驱动防滑系统电控悬架系统电

3、控动力转向系统,汽车底盘电子控制主要包括,1 汽车电子控制系统的一般结构,汽车电子控制系统的技术核心是ECU，技术关键是传感器。,3 ECU的基本结构,ECU是由输入处理电路、微处理器（单片机）、输出处理电路、系统通信电路及电源电路组成，的结构如图所示。,传感器输入到ECU的信号主要有二种：即模拟信号、数字信号（包括开关信号）。模拟信号必须通过A/D转换器。为了保证汽车控制需要。A/D转换通常采用10位以上，4ms以下采样间隔。对于数字信号，常需要进行电位匹配、波形修正、防颤等处理。,输出处理电路：微处理器输出的是+5V脉冲信号，且电流也在15mA以下，不能直接驱动电磁阀、电动机、指示灯等，必

4、须经过输出处理电路进行转换。,电源电路：ECU内设了稳压电源，保证不因外部电源恶劣时影响ECU的稳定工作，同时ECU的内置电池也保证在外部电源短时缺电时不丢失数据。,4 微处理器（单片机）的结构,微处理器：是将中央处理器CPU（Central Processing Unit）、存储器（Memory）、定时器/计数器、输入/输出（I/O）接口电路等主要计算机部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机，所以也称单片机。,单片机结构框图,CUP结构框图,单片机的核心部分又是中央处理器（CPU），是具有译码指令和数据处理能力的电子部件，是汽车电子控制单元的核心，基本结构如图所示，由运算器（Calcula

5、tor）、寄存器（Register）和控制器Controller）组成。,1.2 发动机电控系统的控制内容与方式,School of Energy Science and Engineering,自动挡,手动挡,PK,同学讨论,自动挡给驾驶所带来的便利、舒适、安全等突出优点。,结构和发展趋势PK价格和维修费用PK操控和劳动强度PK安全性与省油操作PK 故障排除与自助PK特殊状态操作PK,适合自己的是最好的,常见自动变速器,AT的应用,AT的发展史,20世纪30-40年代起，开始发展AT20世纪70年代，美国（每年生产的600-800万辆轿车）AT的装备率超过90%80年代后期，日本AT的装备率

6、超过65%轿车、城市公共汽车、矿用汽车、越野军用车,1液力自动变速器（AT）把液压控制功能改由微处理器来完成，实现了由AT向EAT的转变。（E-Electronic),20世纪80年代，随着微电子技术迅猛发展，机电一体化技术进入了汽车领域，推动了汽车变速装置的重大变革。三种传动装置均出现了电子化的趋势：,优点,减少了结构的复杂性,减少了制造技术要求,降低了成本,提高了产品适应性,2手动式机械变速器（MT）（M-Manual)借助于微机控制技术，正在演变为EMT,从而克服了手动操纵的种种弊端,3无级变速器（CVT）由电子控制取代液压控制，实现由CVT向ECVT的转变。,Continuously

7、Variable Transmission,目的,达到简化结构提高控制精度,优势,电子控制与液压控制相比具有明显的,1）微机控制可以实现以前由液压控制难以实现的更复杂多样的控制功能，使变速器的性能得到提高。2）微电子控制可以极大地简化液压控制结构，减少生产投资及种种困难。,优势,3）电子控制功能借助于软硬结合才能实现，由于软件易于修改，可使产品具有适应结构参数变化的特性。4）随着汽车电子化的发展，汽车传动系的电子控制可以与发动机、制动系、安全气囊等系统通过总线联网，资源共享，实现整体控制，进一步简化控制结构。5）为满足不同驾驶者的需要，较容易实现集手动自动于一体控制的自动变速器。,二、防抱死制

8、动系统（ABS-Anti-lock Brake System),观察的结果？,制动过程中车轮的三种运动状态,纯滚动cg.wmv,边滚边滑gh.wmv,抱死拖滑bs.wmv,直线行驶时车轮抱死的汽车运行情况弯道行驶时车轮抱死的汽车运行情况dh.wmv,没有ABS时，如果紧急刹车一般会使轮胎抱死，由于抱死之后轮胎与地面是滑动摩擦，所以刹车的距离会变长。如果前轮锁死，车子失去侧向转向力，容易跑偏；如果后轮锁死，后轮将失去侧向抓地力，就易发生甩尾。特别是在积雪路面，当紧急制动时，就更容易发生上述的情况。ABS是通过控制刹车油压的收放，来达到对车轮抱死的控制。其工作过程实际上是抱死松开抱死松开的循环工作

9、过程，使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态。,积雪路面shk.wmv,二、防抱死制动系统（ABS-Anti-lock Brake System),1、加强对车辆的控制。装备有ABS的汽车，驾驶员在紧急制动过程中仍能保持着很大程度的操控性，可以及时调整方向，对前面的障碍或险情做出及时、必要的躲避。而未配备ABS的车辆紧急制动时容易产生侧滑、甩尾等意外情况，使驾驶员失去对车辆的控制，增加危险性。,优势,二、防抱死制动系统（ABS-Anti-lock Brake System),2、减少浮滑现象。没有配备ABS的车辆在潮湿、光滑的道路上紧急制动，车轮抱死后会出现车辆在路面上保持惯性继续向前滑动的情况

10、。而ABS由于减少了车轮抱死的机会，因此也减少了制动过程中出现浮滑的机会。,优势,二、防抱死制动系统（ABS-Anti-lock Brake System),3、有效缩短制动距离。在紧急制动状态下，ABS能使车轮处于既滚动又拖动的状况，拖动的比例占20左右，这时轮胎与地面的摩擦力最大，即所谓的最佳制动点或区域。普通的制动系统无法做到这一点。,优势,二、防抱死制动系统（ABS-Anti-lock Brake System),4、减轻了轮胎的磨损。使用ABS消除了在紧急制动过程中抱死的车轮使轮胎遭受不能修复的损伤，即在轮胎表面形成平斑的可能性。大家留心就会发现，在道路上留下长长刹车痕迹的是未装备A

11、BS的车辆，而装备了ABS的车辆，只会留下轻微的刹车痕迹，并且是一小段一小段的，明显减少了轮胎和地面的磨损程度。,优势,二、防抱死制动系统（ABS-Anti-lock Brake System),二、防抱死制动系统（ABS-Anti-lock Brake System),二、防抱死制动系统（ABS-Anti-lock Brake System),1.ABS只是汽车的速度超过一定以后（如5km/h或8km/h），才会对制动过程中趋于抱死的车轮进行防抱死制动压力调节。2.在制动过程中，只有当被控制车轮趋于抱死时，ABS才会对趋于抱死车轮的制动压力进行防抱死调节；在被控制车轮还没有趋于抱死时，制动过

12、程与常规制动系统的制动过程完全相同。3.ABS都具有自诊断功能，能够对系统的工作情况进行监测，一旦发现存在影响系统正常工作的故障时将自动地关闭ABS，并将ABS警示灯点亮，向驾驶发出警示信号，汽车的制动系统仍然可以像常规制动系统一样进行制动。,电控驱动防滑控制系统,二、防抱死制动系统（ABS-Anti-lock Brake System),二、防抱死制动系统（ABS-Anti-lock Brake System),二、防抱死制动系统（ABS-Anti-lock Brake System),1）减小体积和质量，提高集成度以降低成本和价格，简化安装。2）开发一种系统适应多种车型的回流泵系统。3）改

13、变电磁阀的磁路设计和结构设计，提高电磁阀的响应速度。4）软件重视改进算法，提高运算速度。5）逐渐推广应用ABS+TC（ASR）相结合的系统。6）采用计算机进行ABS与汽车的匹配、标定技术，同时加强道路试验。7）ABS与电控悬架、电控四轮转向、电控自动变速器、主动制动器等相结合的组合装置是ABS的研究方向。,二、防抱死制动系统（ABS-Anti-lock Brake System),去年那场大雪过后，在镜子一样的路上，我开车还像平时一样加速、制动，和平时不同的是，我感到油门不像以往那样灵敏，有时车子还有点加不上油的感觉，偶尔地，我还觉得前轮在不停地自动点刹车，同时，仪表板上的黄色三角形警告灯在闪

14、烁。这正是ASR在起作用。,三、驱动防滑系统（ASR-Acceleration Slip Regulation),个人感觉,提问：,什么叫汽车的打滑？,三、驱动防滑系统（ASR-Acceleration Slip Regulation),一是汽车制动时车轮的滑移二是汽车驱动时车轮的滑转,ABS系统是防止制动时车轮抱死而滑移ASR是防止驱动车轮原地不动而不停的滑转,ASR是继ABS之后应用于车轮防滑的电子控制系统其基本功能为,防止汽车在加速过程中打滑，特别是防止汽车在非对称路面或在转弯时驱动轮的空转，以保持汽车行驶方向的稳定性，操纵性和维持汽车的最佳驱动力以及提高汽车的平顺性。,三、驱动防滑系统

15、（ASR-Acceleration Slip Regulation),ABS与ASR的主要区别：ABS是防止车轮在制动时被抱死而产生侧滑，ASR则是防止汽车在加速时因驱动轮打滑而产生的侧滑，ASR是在ABS的基础上的扩充，两者相辅相成。,三、驱动防滑系统（ASR-Acceleration Slip Regulation),四、悬架系统,传统悬架的组成：弹簧、减振器、导向机构 属于被动式悬架：车轮和车身状态只能被动地取决于路面及行驶状况以及汽车的弹性支承元件、减振器和导向机构。无法满足变化莫测的路面状况和汽车行驶状况，操纵性与舒适性不和谐。,回忆？,四、悬架系统,电子控制悬架系统的基本目的是：通

16、过控制调节悬架的刚度和阻尼力，突破传统被动悬架的局限性，使汽车的悬架特性与道路状况和行驶状态相适应，从而保证汽车行驶的平顺性和操纵的稳定性要求都能得到满足。,发 展,四、悬架系统,车高调整：无论车辆的负载多少，都可以保持汽车高度一定，车身保持水平，从而使前大灯光束方向保持不变；当汽车在坏路面上行驶时，可以使车高升高，防止车桥与路面相碰；当汽车高速行驶时，又可以使车高降低，以便减少空气阻力，提高操纵稳定性。,一、基本功能,四、悬架系统,减振器阻尼力控制：通过对减振器阻尼系数的调整，防止汽车急速起步或急加速时车尾下蹲；防止紧急制动时的车头下沉；防止汽车急转弯时车身横向摇动；防止汽车换挡时车身纵向摇

17、动等，提高行驶平顺性和操纵稳定性。,一、基本功能,四、悬架系统,弹簧刚度控制：与减振器一样在各种工况下，通过对弹簧性系数的调整，来改善汽车的乘坐舒适性与操纵稳定性。,一、基本功能,1）被动式悬架：车轮和车身状态只能被动地取决于路面及行驶状况以及汽车的弹性支承元件、减振器和导向机构。2）主动悬架：是根据行驶条件，随时对悬架系统的刚度、减振器的阻尼力以及车身的高度和姿式进行调节，使汽车的有关性能始终处于最佳状态。3）半主动悬架：仅对减振器的阻尼力进行调节，有些还对横向稳定器的刚度进行调节。2）、3）的调节方式都有机械式和电子式两种,二、形 式,四、悬架系统,三、发展趋势,四、悬架系统,形式：动力转

18、向控制 四轮转向控制 采用动力转向系统的目的是使转向操纵轻便，提高响应特性，但传统动力转向系统转向操纵力不便控制。为了实现各种行驶条件下转向盘上所需的力都是最佳值，电子控制动力转向系统应运而生。传统前轮转向系统，低速时的机动性和高速时的操纵稳定性较差。为了改善整车的转向特性和响应特性，低速时改善车辆的机动性，高速时改善车辆的稳定性，四轮转向控制开始出现。（4WS）,五、电子控制动力转向系统EPS-Electronic Control Power Steering),五、电子控制动力转向系统EPS-Electronic Control Power Steering),一般说来，车速越低转向操纵越

19、重，若采用固定的助力倍数，当低速下转向的操纵力减小到比较理想的程度时，则可能导致高速下操纵力过小、手感操纵力不明显，转向不稳定；反之，如果加大高速转向时的操纵力，则低速转向时的操纵力又过大。为广实现在各种转速下转向的都足最佳值，电子控制助力转向系统是最好的选择。它不但可以随行驶条件及时调整转向助力倍数，而且在结构上也远比单纯液力和气力式助力转向系统轻巧简便。通过电子控制动力转向系统，可使驾驶员在汽车低速行驶时转向轻便、灵活；在中、高速行驶时增加转向操纵力，使驾驶员的手感增强，从而可获得良好的转向路感和提高转向操纵的稳定性。,五、电子控制动力转向系统EPS-Electronic Control

20、Power Steering),相比传统液压动力转向系统，电动助力转向系统具有以下 优 点：1、只在转向时电机才提供助力，可以显著降低燃油消耗。2、转向助力大小可以通过软件调整，能够兼顾低速时的转向轻便性和高速时的操纵稳定性，回正性能好。3、结构紧凑，质量轻，生产线装配好，易于维护保养。4、通过程序的设置，电动助力转向系统容易与不同车型匹配，可以缩短生产和开发的周期。,汽车在给人们带来方便、快捷的同时，自其诞生之时起也带给了人类继战争之后又一大灾难，每年都有成千上万的人死于车祸，更有许多人因车祸受伤致残。车祸迫使人们更加注意汽车的安全性，同时也迫使汽车生产厂家在汽车上装备乘员安全保护装置。如图

21、安全气囊的组成及各元件在车上的位置 汽车乘员安全保护装置可分为主动保护装置和被动保护装置两种。主动保护装置能够依靠其本身的结构来保证汽车在行驶过程中的安全性。如制动防抱死系统，它能够在汽车制动时防止汽车侧滑、甩尾，从而保证乘员的安全。被动保护装置能够在汽车发生事故时，保护乘员或减轻乘员的伤害程度。安全带和安全气囊（Supplemental Restraint System，简称SRS）就属于汽车乘员被动保护装置。其中安全带在被动保护过程中起主要作用，而安全气囊在被动保护过程中仅起辅助作用，它可以弥补佩带安全带后仍不能保护汽车乘员脸部的缺陷。,安全气囊主要由传感器总成（包括安全传感器、中央碰撞传

22、感器、前碰撞传感器）、折叠的空气囊、发火极、充气器、控制电脑、警告灯等组成。各元件在车上的布置位置如图所示。,巡航控制系统是一种利用电子控制技术保持汽车自动等速行驶的系统。由于巡航控制系统工作时汽车等速行驶，当汽车巡航行驶时可以改善汽车的行驶平顺性，提高汽车的舒适性，减轻驾驶员的疲劳。,其他控制系统,电控四轮驱动4WD又称全轮驱动AWD（All Wheel Drive），由70年代以前用于越野车发展到应用于轿车，并引入电控系统，由电磁控制或者液压控制离合器多层叶片从而改变发动机驱动力在变速器内传递的路径。四轮驱动系统主要分类：半时四驱（Part Time 4WD）：在正常路面，车辆一般会采用后

23、轮驱动的方式。而一旦遇到路面不良或驱动轮打滑的情况，ECU会自动检测并立即将发动机输出扭矩分配给两个前轮，自然切换到四轮驱动状态。全时四驱（Full Time 4WD）：汽车四个车轮一直保持有驱动力的四驱系统。全时四驱系统可分成固定扭矩分配（前后50：50比例分配）和变扭矩分配（前后动力分配比例可变）两大类。轮胎气压监控系统 轮胎压力监控系统TPMS（Tire Pressure Monitoring System）通过连续地监测轮胎的压力、温度和车轮转速，能够自动地为驾驶员发出警告，从而保证行车安全。,电控自动变速器电控防抱死制动系统电控驱动防滑系统电控悬架系统电控动力转向系统,作 业,题目：随着汽车工业的飞速发展，计算机在汽车上的应用越来越广泛，汽车底盘发生了哪些重大的变革？增加了哪些新的功能，使汽车的驾驶更为简单方便，乘坐更为舒适安全？要求：以格式整齐，字数不少于1000字。,