汽車的轉(zhuǎn)向與制動(dòng)控制PPT課件.ppt

汽車的轉(zhuǎn)向與制動(dòng)控制 主講人 安樹科 1 4 1汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 4 1 1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用與相關(guān)要求 用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng) AutomobileSteeringSystem 圖6 1 2 為確保行車安全 對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有如下要求 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)工作可靠 操縱輕便 對(duì)輕微的路面沖擊 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)有自動(dòng)回正能力 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)應(yīng)能減小地面?zhèn)鞯椒较虮P上的沖擊 并保持適當(dāng)?shù)?路感 當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí) 轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)能減輕或避免對(duì)駕駛員的傷害 6 1 2轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可按轉(zhuǎn)向的能源不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng) Mechanicalsteeringsystem 和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) Powersteeringsystem 兩類 3 其中電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以在低速時(shí)減輕轉(zhuǎn)向操作力 以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操縱輕便性 在高速時(shí)則可適當(dāng)加重轉(zhuǎn)向力 以提高操縱穩(wěn)定性 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用 在提高汽車轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性的同時(shí) 能顯著縮短轉(zhuǎn)彎半徑 提高車輛的彎道通過性能 4 4 2機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 1 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所需轉(zhuǎn)向操縱力完全由駕駛員提供 轉(zhuǎn)向器作為一種增力裝置 對(duì)駕駛員的操縱力按一定比例進(jìn)行放大 以獲得足夠大的力矩使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)向輪的高靈敏性 要求轉(zhuǎn)向器具有較小的傳動(dòng)比 而好的操縱輕便性則要求轉(zhuǎn)向器具有較大的傳動(dòng)比 但是由于轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比是固定的 所以這兩個(gè)要求是矛盾的 傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 主要是通過選擇最佳轉(zhuǎn)向器速比曲線等措施來協(xié)調(diào)這一矛盾的 5 2 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)于重型汽車和車速較高的轎車 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)很難滿足轉(zhuǎn)向的靈敏性和操作的輕便性兩方面的要求 因此 對(duì)于軸荷重的中 重型車和廣泛應(yīng)用低壓輪胎的轎車 為了轉(zhuǎn)向操縱輕便和提高高速行駛的安全性 已較為廣泛的使用動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上假設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的 駕駛員能輕松地控制轉(zhuǎn)向 按傳力介質(zhì)的不同 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向 氣壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向 電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向三大類 按控制的方式不同 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為機(jī)械控制式和電控式兩種 電控式根據(jù)動(dòng)力源不同又分為電控液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) EHPS 和電控式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) EPS 6 4 3汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 4 3 1動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 1 液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成 為使汽車操縱輕便及行駛安全 目前轎車 載重汽車 客車大多采用液壓轉(zhuǎn)向助力器 構(gòu)成液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) Hydraulicpowersteeringsystem 略作HPS 液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 7 4 3 2電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 1 電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向 ElectronicControlPowerSteering EPS 系統(tǒng)在低速行駛時(shí)可使轉(zhuǎn)向輕便 靈活 當(dāng)汽車在中高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時(shí) 又能保證提供最優(yōu)的動(dòng)力放大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感 從而提高了高速行駛的操縱穩(wěn)定性 圖6 5電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 8 2 電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類 根據(jù)動(dòng)力源的不同 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 液壓式EPS 和電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 電動(dòng)式EPS 液壓式EPS在傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了控制液體流量的電磁閥 車速傳感器和ECU等 ECU根據(jù)檢測到的車速信號(hào) 控制電磁閥 使轉(zhuǎn)向動(dòng)力放大倍率實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào) 從而滿足汽車在中 低速時(shí)的轉(zhuǎn)向助力要求 電動(dòng)式EPS是利用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源 ECU根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速等信號(hào) 控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小和方向 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過減速機(jī)構(gòu)減速增加轉(zhuǎn)矩后 加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上 使之得到一個(gè)與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力 9 3 電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn) 為滿足現(xiàn)代汽車對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求 電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有以下特點(diǎn) 良好的隨動(dòng)性 即方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間具有準(zhǔn)確的 對(duì)應(yīng)關(guān)系 同時(shí)能保證轉(zhuǎn)向輪可維持在任意轉(zhuǎn)向角位置 有高度的轉(zhuǎn)向靈敏度 即轉(zhuǎn)向輪對(duì)方向盤具有靈敏的響應(yīng) 良好的穩(wěn)定性 即具有很好的直線行駛穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向自動(dòng)回正能力 助力效果能隨車速變化和轉(zhuǎn)向阻力的變化作相應(yīng)的調(diào)整 低速時(shí) 有較大的助力效果 以克服路面的轉(zhuǎn)向阻力 中 高速時(shí) 要有適當(dāng)?shù)穆犯?以避免因轉(zhuǎn)向過輕 方向盤 發(fā)飄 而發(fā)生事故 10 4 4電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 4 4 1電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 1 電動(dòng)式EPS的組成 圖6 10電動(dòng)式EPS的組成1 方向盤 2 輸入軸 轉(zhuǎn)向軸 3 ECU 4 電動(dòng)機(jī) 5 電磁離合器 6 轉(zhuǎn)向齒條 7 橫拉桿 8 轉(zhuǎn)向車輪 9 輸出軸 10 扭力桿 11 轉(zhuǎn)矩傳感器 12 轉(zhuǎn)向齒輪 11 4 5電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 4 5 1電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 目前 絕大多數(shù)汽車都是以兩個(gè)前輪作為轉(zhuǎn)向車輪 這樣的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為兩輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng) Two wheelsteering 略作2WS 為了使汽車具有更好的彎道通過性和操縱穩(wěn)定性 一些汽車在后橋上也安裝了轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 前后左右四個(gè)車輪均為轉(zhuǎn)向車輪 這樣的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng) Four wheelsteering或all wheelsteering 略作4WS 汽車采用四輪轉(zhuǎn)向 4WS 系統(tǒng)的目的是 在汽車低速行駛時(shí) 依靠逆向轉(zhuǎn)向 前 后車輪的轉(zhuǎn)角方向相反 獲得較小的轉(zhuǎn)向半徑 改善汽車的操縱性 在汽車以中 高速行駛時(shí) 依靠同向轉(zhuǎn)向 前 后車輪的轉(zhuǎn)角方向相同 減小汽車的橫擺運(yùn)動(dòng) 使汽車可以高速變換行進(jìn)路線 提高轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性 12 4WS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一般布置形式1 車速傳感器 2 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器 3 車輪轉(zhuǎn)速傳感器 4 后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu) 5 后輪轉(zhuǎn)角傳感器 a 2WS車 b 4WS車 低速轉(zhuǎn)向時(shí)的行駛軌跡 13 a 2WS車 b 4WS車 中 高速轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱性比較 14 4 5 2轉(zhuǎn)向角比例控制式4WS系統(tǒng) 所謂轉(zhuǎn)向角比例控制 是指使后輪的偏轉(zhuǎn)方向在低速區(qū)與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反 在高速區(qū)與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相同 并同時(shí)根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)向角度和車速情況控制后輪與前輪偏轉(zhuǎn)角度比例 轉(zhuǎn)向角比例控制式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成 15 偏置軸與轉(zhuǎn)向樞軸的工作原理 16 2 系統(tǒng)的主要控制功能 1 轉(zhuǎn)向控制方式的選擇 當(dāng)通過2WS選擇開關(guān)選擇2WS方式時(shí) ECU控制4WS轉(zhuǎn)換器使后輪在任何車速下的轉(zhuǎn)向角為零 這是為習(xí)慣于前輪轉(zhuǎn)向的駕駛?cè)嗽O(shè)置的 在4WS方式下 駕駛員還可根據(jù)駕駛習(xí)慣和行駛情況通過4WS轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行NORM工況與SPORT工況的變換 對(duì)后輪轉(zhuǎn)向角比例控制特性進(jìn)行選擇 2 轉(zhuǎn)向角比例控制 當(dāng)選定4WS方式時(shí) ECU根據(jù)車速信號(hào)和轉(zhuǎn)向角比例傳感器信號(hào) 計(jì)算車速與轉(zhuǎn)向角的實(shí)際數(shù)值 控制4WS轉(zhuǎn)換器電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)后輪轉(zhuǎn)向角控制比例 3 安全保障功能 當(dāng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí) 4WS故障警告燈將點(diǎn)亮 并在ECU中記憶故障部位 同時(shí) 后備系統(tǒng)實(shí)施以下控制 17 當(dāng)4WS轉(zhuǎn)換器主電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí) ECU驅(qū)動(dòng)輔助電動(dòng)機(jī)工作 使后輪以NORM模式與前輪作同向轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng) 并根據(jù)車速進(jìn)行轉(zhuǎn)向角比例控制 當(dāng)車速傳感器發(fā)生故障時(shí) ECU取SP1和SP2兩個(gè)車速傳感器中輸出車速信號(hào)高的為依據(jù) 控制4WS轉(zhuǎn)換器主電動(dòng)機(jī)僅進(jìn)行同向轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向角比例控制 當(dāng)轉(zhuǎn)向角比例傳感器發(fā)生故障時(shí) ECU驅(qū)動(dòng)4WS轉(zhuǎn)換器輔助電動(dòng)機(jī)使后輪處于與前輪同向轉(zhuǎn)向最大值 并終止轉(zhuǎn)向角比例控制 如果輔助電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障 則通過驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)完成這一控制 當(dāng)ECU出現(xiàn)異常時(shí) 4WS輔助電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪至與前輪同向轉(zhuǎn)向最大值位置 以避免后輪處于反向運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 并終止轉(zhuǎn)向角比例控制 當(dāng)后輪處于與前輪同向轉(zhuǎn)向狀態(tài)時(shí) 后輪的最大轉(zhuǎn)向角很小 且有利于確保高速轉(zhuǎn)向時(shí)的方向穩(wěn)定性 18 4 5 3橫擺角速度比例控制式4WS系統(tǒng) 橫擺角速度比例控制是一種能根據(jù)檢測出的車身橫擺角速度來控制后輪轉(zhuǎn)向量的控制方法 它與轉(zhuǎn)向角比例控制相比 具有兩方面優(yōu)點(diǎn) 一是它可以使汽車的車身方向從轉(zhuǎn)向初期開始就與其行進(jìn)方向保持高度一致 二是它可以通過檢測車身橫擺角速度感知車身的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 因此 即使有外力 如橫向風(fēng)等 引起車身自轉(zhuǎn) 也能馬上感知到 并可迅速通過對(duì)后輪的轉(zhuǎn)向控制來抑制自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 1 系統(tǒng)組成 橫擺角速度比例控制式4WS系統(tǒng)的組成如6 25所示 19 1 前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 圖6 26前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1 方向盤 2 齒輪齒條副 3 液壓油缸 4 齒條端部 5 控制齒條 6 前帶輪 7 轉(zhuǎn)角傳動(dòng)拉索 8 彈簧 9 帶輪傳動(dòng)組件 20 2 后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 圖6 27后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1 后帶輪 2 凸輪推桿 3 襯套 4 滑閥 5 主動(dòng)齒輪 6 脈動(dòng)電動(dòng)機(jī) 7 從動(dòng)齒輪 8 閥控制桿 9 液壓缸右室 l0 12 功率活塞 11 液壓缸軸 13 液壓缸左室 14 彈簧 15 閥套筒 16 控制凸輪 21 2 控制原理 1 后輪轉(zhuǎn)角控制 方向盤轉(zhuǎn)角與后輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系如圖6 28所示 圖6 28中的后輪轉(zhuǎn)角特性是由機(jī)械轉(zhuǎn)向與電動(dòng)轉(zhuǎn)向特性合成后得到的 圖6 28方向盤轉(zhuǎn)角與后輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系 22 大轉(zhuǎn)角控制 機(jī)械式轉(zhuǎn)向 圖6 29大轉(zhuǎn)角控制原理1 前帶輪 2 滑閥 3 支點(diǎn)A 4 閥控制桿 5 液壓缸軸 6 功率活塞 7 閥套筒 8 控制凸輪 23 小轉(zhuǎn)角控制 電控轉(zhuǎn)向 a 閥控制桿的運(yùn)動(dòng) b 整體的運(yùn)動(dòng)圖6 30小轉(zhuǎn)角控制原理1 閥套筒 2 滑閥 3 支點(diǎn)A 4 從動(dòng)齒輪 5 閥控制桿 24 二 汽車的制動(dòng)控制 汽車的制動(dòng)分為行車制動(dòng) 駐車制動(dòng)和應(yīng)急制動(dòng) 本節(jié)主要介紹現(xiàn)代汽車的行車制動(dòng)控制 1 汽車的制動(dòng)性能及其評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車的制動(dòng)性能是指汽車以一定速度行駛時(shí) 能在規(guī)定的距離內(nèi)停車并維持穩(wěn)定的行駛方向 以及在長下坡過程中能持續(xù)維持一定車速和駐留原地的能力 制動(dòng)性能是汽車的重要使用性能和安全性能 以下從三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià) 25 1 制動(dòng)效能 及以一定初速度制動(dòng)時(shí)獲得的制動(dòng)距離或制動(dòng)減速度 2 制動(dòng)效能的恒定性 即抗衰退性 包括長時(shí)間制動(dòng)抗熱衰退性和涉水后抗水衰退性 3 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性 即抗跑偏 抗側(cè)滑和保持轉(zhuǎn)向能力的穩(wěn)定性 一般通過改進(jìn)制動(dòng)系結(jié)構(gòu) 選取恰當(dāng)?shù)哪Σ敛牧?可提高制動(dòng)效能及其恒定性 制動(dòng)方向穩(wěn)定主要通過前后軸制動(dòng)力的變分配來改善 26 2 汽車的制動(dòng)原理 27 3 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的組成及分類 28 29 4汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng) 在車輛制動(dòng)時(shí)如果車輪抱死滑移 則車輪與路面間的側(cè)向附著能力將完全喪失 防抱死制動(dòng)系統(tǒng) Anti 1ockBrakingSystem ABS 的設(shè)計(jì)目的 就是在汽車制動(dòng)過程中 不論道路情況如何 始終將車輪滑移率控制在20 左右 從而保證車輛能獲得最佳的制動(dòng)性能和轉(zhuǎn)向操縱性能 4 1防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的功能和分類 1 汽車制動(dòng)時(shí)的車輪運(yùn)動(dòng)分析 汽車在制動(dòng)過程中 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力大于輪胎 道路附著力時(shí) 車輪就會(huì)抱死滑移 只有汽車具有足夠的制動(dòng)器制動(dòng)力 同時(shí)地面又能提供較大的附著力時(shí) 汽車才能獲得良好的制動(dòng)效果 30 輪胎滑移的程度用滑移率S來表示 車輪滑移率是指實(shí)際車速v與車輪速度vw之差同實(shí)際車速v的比值 其表達(dá)式為 S 式中 S為車輪滑移率 v為車速 車輪中心縱向速度 m s vw為車輪速度 車輪瞬時(shí)圓周速度 vw rw m s r為車輪半徑 m w為車輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 rad s 當(dāng)v vw時(shí) 滑移率S 0 車輪自由滾動(dòng) 當(dāng)vw 0時(shí) 滑移率S 100 車輪完全抱死滑移 當(dāng)v vw時(shí) 滑移率0 S 100 車輪既滾動(dòng)又滑移 滑移率越大 車輪滑移程度越大 31 圖4 1附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系 虛線與實(shí)線標(biāo)注的上下順序一一對(duì)應(yīng) B 縱向附著系數(shù) S 橫向附著系數(shù) S 滑移率 32 橫向附著系數(shù)是研究汽車行駛穩(wěn)定性的重要指標(biāo)之一 橫向附著系數(shù)越大 汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和保持轉(zhuǎn)向控制的能力越強(qiáng) 當(dāng)滑移率為零時(shí) 橫向附著系數(shù)最大 隨著滑移率的增加 橫向附著系數(shù)逐漸減小 當(dāng)車輪抱死時(shí) 橫向附著系數(shù)接近于零 汽車將失去方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向控制能力 其危害極大 如果前輪抱死 雖然汽車能沿直線向前行駛 但是失去轉(zhuǎn)向控制能力 由于前輪維持轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)能力的橫向附著力喪失 因此 汽車仍將按原行駛方向滑行 可能沖入其他車道與車輛相撞或沖出路面與障礙物相撞而發(fā)生惡性交通事故 a 前輪防滑控制 b 后輪防滑控制有無ABS的比較 藍(lán)車無ABS 灰車有ABS 33 如果后輪抱死 汽車的制動(dòng)穩(wěn)定性就會(huì)變差 抵抗橫向外力的能力很弱 后輪稍有外力 如側(cè)向風(fēng)力或地面障礙物阻力 作用就會(huì)發(fā)生側(cè)滑 甩尾 甚至出現(xiàn)調(diào)頭 即突然出現(xiàn)180 轉(zhuǎn)彎 等危險(xiǎn)現(xiàn)象 如圖4 3 b 所示 a 前輪防滑控制 b 后輪防滑控制有無ABS的比較 藍(lán)車無ABS 灰車有ABS 綜上所述 為了獲得最佳制動(dòng)效能和制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性 應(yīng)將車輪滑移率控制在最佳滑移率范圍 20 左右 內(nèi) 因此 通過采用ABS 使汽車在制動(dòng)過程中自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪的制動(dòng)力 防止車輪抱死滑移 從而縮短制動(dòng)距離 提高方向穩(wěn)定性 增強(qiáng)轉(zhuǎn)向控制能力 減少交通事故的發(fā)生 34 4 2防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的作用 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)能防止汽車在常規(guī)制動(dòng)過程中由于車輪完全抱死而出現(xiàn)的后軸側(cè)滑 前輪喪失轉(zhuǎn)向能力等現(xiàn)象 從而充分發(fā)揮輪胎與路面間的潛在附著力 最大限度地改善汽車的制動(dòng)性能 以提高汽車在制動(dòng)過程中的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力 從而滿足行車安全的需要 ABS的作用 目前歐 美 日 韓等國家和地區(qū)的汽車使用最多的ABS的品牌有德國的博世 Bosch 德國戴維斯公司的坦孚 TEVES 另外還有美國德爾科公司 Delco 美國本迪克斯公司 BENDIX 等 35 4 3ABS的控制方式分類 1 四通道控制方式 為了對(duì)四個(gè)車輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行獨(dú)立控制 在每個(gè)車輪上各安裝一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器 并在通往各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)管路中各設(shè)置一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)分裝置 通道 對(duì)應(yīng)于雙制動(dòng)管路的H型 前后 或X型 對(duì)角 兩種布置形式 四通道ABS也有兩種布置形式 如圖4 5所示 使用四通道控制方式的常見車型有 奧迪 前輪驅(qū)動(dòng) 紅旗轎車 廣州本田 X型 a 前后布置 b 對(duì)角線布置圖4 5四通道控制方式 36 2 三通道控制方式 四輪ABS大多為三通道系統(tǒng) 而三通道系統(tǒng)都是對(duì)兩前輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行單獨(dú)控制 對(duì)兩后輪的制動(dòng)壓力按低選原則一同控制 使用三通道控制方式的常見車型有 桑塔納2000GSi 北京切諾基等 圖4 6三通道控制方式 a 四傳感器對(duì)角線布置 b 四傳感器前后布置 c 三傳感器前后布置 37 3 雙通道控制方式 a 前后布置 b 對(duì)角線布置圖4 7雙通道控制方式 由于雙通道ABS難以在方向穩(wěn)定性 轉(zhuǎn)向操縱能力和制動(dòng)距離等方面得到兼顧 所以目前很少被采用 4 單通道控制方式 單通道ABS一般對(duì)兩后輪按低選原則一同控制 其主要作用是提高汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性 單通道ABS具有結(jié)構(gòu)簡單 成本低的優(yōu)點(diǎn) 因此在輕型貨車上得到廣泛應(yīng)用 單通道控制方式 38 4 4防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的組成 圖4 9典型的汽車ABS系統(tǒng)組成1 前輪轉(zhuǎn)速傳感器 2 制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器 3 ABS電控單元 4 ABS警告燈 5 后輪轉(zhuǎn)速傳感器 6 制動(dòng)燈開關(guān) 7 制動(dòng)主缸 8 比例分配閥 9 制動(dòng)輪缸 10 蓄電池 11 點(diǎn)火開關(guān) 39 5汽車牽引力控制系統(tǒng) 5 1牽引力控制系統(tǒng)概述 1 汽車牽引力控制系統(tǒng)的作用 汽車牽引力控制系統(tǒng) TractioncontrolSystem TRC 也可略作TCS 是繼防抱死制動(dòng)系統(tǒng)之后應(yīng)用于車輪防滑的電子控制系統(tǒng) 其功用是防止汽車在起步 加速時(shí)和在滑溜路面行駛時(shí)的驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn) 故有些汽車公司也將該技術(shù)稱為驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng) AccelerationSlipRegulation ASR 當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)而車身不動(dòng)或是汽車的速度低于轉(zhuǎn)動(dòng)車輪的輪緣速度時(shí) 輪胎與地面之間就有相對(duì)的滑動(dòng) 這種滑動(dòng)稱為 滑轉(zhuǎn) 汽車防滑控制系統(tǒng)可以在車輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時(shí) 通過對(duì)滑轉(zhuǎn)車輪施以制動(dòng)力或控制發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出來抑制車輪的滑轉(zhuǎn) 以避免汽車牽引力和行駛穩(wěn)定性下降 40 車輛在低附著系數(shù)路面 冰雪 濕滑 泥濘路面 上加速起步時(shí) 裝備TRC的汽車可以很好地沿著既定車道行駛 而未裝備TRC的汽車則很容易出現(xiàn)甩尾 側(cè)滑等現(xiàn)象 圖4 31TRC的作用 2 TRC與ABS的比較 ABS和TRC都是用來控制車輪相對(duì)地面的滑動(dòng) 以提高車輪與地面之間的附著力 但ABS控制的是汽車制動(dòng)時(shí)車輪的 滑移 主要用來提高汽車的制動(dòng)效能和制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性 而TRC是控制汽車行駛時(shí)的驅(qū)動(dòng)車輪 滑轉(zhuǎn) 用于提高汽車起步 加速及在滑溜路面行駛時(shí)的牽引力和確保行駛穩(wěn)定性 一般在車速很低 小于8km h 時(shí)ABS不起作用 而TRC一般在車速很高 大于80km h 時(shí)不起作用 41 3 TRC系統(tǒng)的控制方式 1 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩控制 通常采用三種控制方法進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制 一是節(jié)氣門開度調(diào)節(jié) 即在發(fā)動(dòng)機(jī)原節(jié)氣門的基礎(chǔ)上 串聯(lián)一個(gè)副節(jié)氣門 或者直接安裝電子節(jié)氣門 由ASR系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)控制其開度 二是減少或切斷噴油量 三是減小點(diǎn)火提前角 圖4 32發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩控制 42 2 對(duì)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行制動(dòng)控制 通過對(duì)單邊滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)車輪施加適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)力 使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)并限制其滑轉(zhuǎn)率 3 差速器鎖止控制 對(duì)差速器進(jìn)行鎖止時(shí) 可以使左右驅(qū)動(dòng)輪的輸入轉(zhuǎn)矩不同 差速器鎖止控制就是基于這一原理 根據(jù)路面情況和鎖止比把滑移率控制在某一范圍內(nèi) 圖4 33差速器鎖止控制 43 4 TRC的工作原理 圖4 34雷克薩斯LS400TRC的工作原理 44 5牽引力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 1 TRC部件的組成 圖4 35TRC部件配置圖 45 6TRC執(zhí)行器的工作過程 LS400TRC液壓控制系統(tǒng)如圖4 45所示 TRC液壓控制系統(tǒng)中蓄壓器切斷電磁閥的作用是在TRC系統(tǒng)工作時(shí) 將來自蓄壓器的液壓傳送至盤式制動(dòng)分泵 總泵切斷電磁閥當(dāng)蓄壓器中的液壓被傳送至盤式制動(dòng)分泵時(shí) 阻止制動(dòng)液流回到總泵 儲(chǔ)液室切斷電磁閥在TRC系統(tǒng)工作時(shí) 使制動(dòng)液從盤式制動(dòng)分泵流回至總泵儲(chǔ)液室 46 6電子制動(dòng)力分配與輔助制動(dòng)系統(tǒng) 6 1電子制動(dòng)力分配系統(tǒng) 電子制動(dòng)力分配系統(tǒng) ElectricBrake forceDistribution EBD 能夠根據(jù)車輛載荷 空載 滿載 道路附著條件和制動(dòng)強(qiáng)度等因素的變化情況 自動(dòng)調(diào)節(jié)前 后軸的制動(dòng)力分配比例 提高制動(dòng)效能 在一定程度上可以縮短制動(dòng)距離 并配合ABS提高制動(dòng)穩(wěn)定性 圖4 53EBD對(duì)前 后車輪制動(dòng)力的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié) 47 圖4 54EBD對(duì)前 后 左 右四個(gè)車輪制動(dòng)力的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié) 48 EBD實(shí)際上是ABS的輔助功能 它可以提高ABS的功效 所以在安全指標(biāo)上 汽車的性能又多了 ABS EBD 由圖4 55可以直觀地看出 ABS EBD 的功效 在德國車系 如AUDI 中 習(xí)慣以德文ElectronischeBremsenkraftVerteiler來表述電子制動(dòng)力分配系統(tǒng) 并略作EBV 因此 在汽車技術(shù)資