12-汽車行駛與安全

行駛安全控制系統(tǒng)1懸架系統(tǒng)控制2巡航控制3動(dòng)力轉(zhuǎn)向4安全氣囊1懸架系統(tǒng)控制

一、概述汽車懸架是指連接車架(或承載式車身)與車橋(或車輪)的一系列傳力裝置。汽車懸架的作用有：(1)承載即承受汽車各方向的載荷.(2)傳遞動(dòng)力即將車輪與路面間產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力傳遞給車身，使汽車向前行駛、減速或停車。(3)

緩沖即緩和汽車和路面狀況等引起的各種振動(dòng)和沖擊，以提高乘員乘坐的舒適性。除此之外，汽車的懸架對(duì)汽車車輪的定位有較大的影響，進(jìn)而影響汽車行駛性能、操縱性能及乘坐的舒適性。

行駛平順性對(duì)懸架的要求：降低懸架的剛度，可使懸架對(duì)路面不平度不敏感，車身振動(dòng)時(shí)的加速度減小，車輛的平順性得以改善。

操縱穩(wěn)定性要求：降低的懸架的剛度，會(huì)導(dǎo)致車身位移增加，給操縱穩(wěn)定性帶來(lái)不良影響，增加彈簧剛度提高車輛的操縱穩(wěn)定性。理想的懸架應(yīng)該根據(jù)不同的質(zhì)量，不同行駛條件和行駛工況下，其彈簧的剛度和減振器阻尼也不同，以使能最大限度地滿足車輛平順性和穩(wěn)定性的需要

二、半從動(dòng)懸架（僅改變減震器阻尼）

回轉(zhuǎn)閥在A、B、C三個(gè)不同截面上設(shè)有阻尼孔，回轉(zhuǎn)閥與阻尼調(diào)節(jié)桿相連，執(zhí)行器可通過轉(zhuǎn)動(dòng)阻尼調(diào)節(jié)桿來(lái)控制阻尼孔的開閉，以實(shí)現(xiàn)減振器阻尼的調(diào)節(jié)。硬狀態(tài)、中間狀態(tài)、軟狀態(tài)

三、半主動(dòng)懸架

根據(jù)加速度傳感器將懸架（車身）的振動(dòng)參數(shù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)整形放大后輸送給控制器、控制器根據(jù)需要輸出控制信號(hào)，對(duì)懸架的阻尼進(jìn)行控制

減振器中驅(qū)動(dòng)桿和空心活塞一同上下運(yùn)動(dòng)、減振器油液可通過驅(qū)動(dòng)桿和空心活塞小孔流通，利用小孔節(jié)流作用形成阻尼，步進(jìn)電機(jī)來(lái)改變驅(qū)動(dòng)桿與空心活塞的相對(duì)角度，以使阻尼小孔時(shí)機(jī)通過的截面大小改變，從而實(shí)現(xiàn)減振器阻尼的調(diào)節(jié)。

四、主動(dòng)懸架系統(tǒng)主動(dòng)式懸架是一種帶有動(dòng)力源的懸架，在懸架系統(tǒng)中附加一個(gè)可控制作用力的裝置。主動(dòng)式懸架可根據(jù)汽車載荷、路面狀況、行駛速度、啟動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等狀況的變化，自動(dòng)調(diào)整懸架的剛度、阻尼力及車身高度等。通常把用于提高平順性的控制稱為路面感應(yīng)控制，而把用于增加穩(wěn)定性的控制稱為車身姿勢(shì)控制。另外，車身高度控制是主動(dòng)式懸架系統(tǒng)的重要控制項(xiàng)目之一。1.電控油氣懸架系統(tǒng)

2.光電式車高傳感器1—信號(hào)發(fā)生器；2—遮光盤；3—傳感器蓋；4—信號(hào)線；5—金屬油封環(huán)；6—傳感器殼；7—傳感器軸3.光電式轉(zhuǎn)角傳感器光電式轉(zhuǎn)角傳感器的安裝位置和結(jié)構(gòu)1—轉(zhuǎn)角傳感器；2—傳感器；3—光電元件；4—遮光盤；5—軸；6—圓盤；7—傳感器圓盤

光電式轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理空氣懸架氣動(dòng)缸的基本結(jié)構(gòu)斷面圖

懸架安裝位置1—空氣懸架；2—車身高度傳感器4.懸架剛度與阻尼的自動(dòng)調(diào)節(jié)

5.車身高度調(diào)節(jié)由空氣壓縮機(jī)、空氣干燥器、進(jìn)氣電磁閥、排氣電磁閥及電子控制系統(tǒng)等組成。（1）調(diào)高車身由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣為動(dòng)力源。

當(dāng)需要增加車身高度時(shí)，懸架ECU控制空氣控制電磁閥打開，使壓縮空氣進(jìn)入空氣懸架主氣室，以增加車身高度

（2）調(diào)低車身當(dāng)汽車需要降低車身高度時(shí)，懸架ECU控制電磁閥打開，使空氣懸架主氣室中部分壓縮空氣排出，以降低車身高度。2巡航控制

一、概述

巡航控制系統(tǒng)是一種利用電子控制技術(shù)保持汽車自動(dòng)等速行駛的系統(tǒng)。由于巡航控制系統(tǒng)能夠使汽車自動(dòng)地以等速行駛，避免了駕駛員操縱加速踏板使汽車行駛車速反復(fù)變化的情況。因而，使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況變化平穩(wěn)，改善了汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能。

二、巡航控制系統(tǒng)的使用（1）設(shè)定巡航車速（2）改變?cè)O(shè)定車速（3）取消巡航車速三、汽車巡航控制系統(tǒng)的原理（1）工作原理

（2）基本組成1.主開關(guān)、控制開關(guān)主開關(guān)(MAIN)是巡航控制系統(tǒng)的主電源開關(guān)；手柄式巡航控制開關(guān)一般由設(shè)定/減速開關(guān)、恢復(fù)/加速開關(guān)和取消開關(guān)組成。

2.傳感器車速傳感器節(jié)氣門位置傳感器3.巡航控制ECU記憶設(shè)定車速功能、等速控制功能、設(shè)定車速調(diào)整功能取消和恢復(fù)功能、車速上下限控制功能安全電磁離合器控制功能、自動(dòng)取消功能診斷功能

4.執(zhí)行器巡航控制系統(tǒng)的執(zhí)行器由ECU控制，根據(jù)ECU的控制信號(hào)控制節(jié)氣門的開度，以保持車速恒定。（1）真空驅(qū)動(dòng)型真空驅(qū)動(dòng)型執(zhí)行器主要由控制閥、釋放閥、兩個(gè)電磁線圈、膜片、回位彈簧和空氣濾清器等組成。當(dāng)ECU給控制閥電磁線圈通電時(shí)，與大氣相通的空氣通道關(guān)閉，與進(jìn)氣歧管相通的真空通道打開，執(zhí)行器內(nèi)的真空度增加，膜片左移將彈簧壓縮，與膜片相連的拉桿將節(jié)氣門開大。當(dāng)控制閥電磁線圈斷電時(shí)，與進(jìn)氣歧管相通的真空通道關(guān)閉，與大氣相通的空氣通道打開，空氣進(jìn)入執(zhí)行器，膜片右移，節(jié)氣門關(guān)小。（2）電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型執(zhí)行器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型執(zhí)行器由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電磁離合器和電位器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型執(zhí)行器1—驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；2、14—電位計(jì)；3、15—電位計(jì)主動(dòng)齒輪；4—電路板；5、17—蝸輪及電磁離合器；6、18—離合器片；7—滑環(huán)；8、21—主減速器；9、19—控制臂10—桿B；11、12—限位開關(guān)；13—桿A；16—蝸桿；20—電動(dòng)機(jī)

3動(dòng)力轉(zhuǎn)向

一、概述汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用液壓泵的液力或由電動(dòng)機(jī)電磁力矩提供轉(zhuǎn)向輔助，動(dòng)力轉(zhuǎn)向可使轉(zhuǎn)向操縱靈活、輕便。

電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向放大倍率可控的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，能根據(jù)車速及轉(zhuǎn)向情況對(duì)轉(zhuǎn)向助力大小實(shí)施控制。低速時(shí)轉(zhuǎn)向有較大的放大倍率，高速行駛時(shí)減小動(dòng)力轉(zhuǎn)向放大倍率。ECU根據(jù)相關(guān)傳感器檢測(cè)到的轉(zhuǎn)向和車速參數(shù)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)扭矩大小和轉(zhuǎn)向方向，并通過電磁離合器和減速機(jī)構(gòu)使汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)得到與行駛工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。與液力動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有發(fā)動(dòng)機(jī)能耗低、安裝方便、工作特性好、系統(tǒng)安全可靠、使用維修方便、開發(fā)周期短等特點(diǎn)

1.工作原理電動(dòng)式EPS是利用電動(dòng)機(jī)作為助力源，根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向參數(shù)等，由ECU完成助力控制，其原理可概括如下：當(dāng)操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向盤軸上的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測(cè)出轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，該信號(hào)與轉(zhuǎn)向角、車速信號(hào)同時(shí)輸入到ECU。

ECU根據(jù)這些輸入信號(hào)，確定助力轉(zhuǎn)矩的大小和方向，即選定電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向，調(diào)整轉(zhuǎn)向輔助動(dòng)力的大小。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過減速機(jī)構(gòu)減速增扭后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，得到一個(gè)與汽車工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。二、電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

2.組成電動(dòng)式EPS的組成1—轉(zhuǎn)向盤；2—輸入軸；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)向輪；9—輸出軸；10—扭力桿；11—扭矩傳感器；12—轉(zhuǎn)向齒輪

（1）轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器的作用是測(cè)量轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間的相對(duì)轉(zhuǎn)矩，以作為電動(dòng)助力的依據(jù)之一。(a)(b)無(wú)觸點(diǎn)式轉(zhuǎn)矩傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理圖

它是將負(fù)載力矩引起的扭力桿角位移轉(zhuǎn)換為電位器電阻的變化，并經(jīng)滑環(huán)傳遞出來(lái)作為轉(zhuǎn)矩信號(hào)。

（2）轉(zhuǎn)向角傳感器光電式和霍爾式，根據(jù)齒條的位移量和位移方向測(cè)出轉(zhuǎn)向角。（3）電磁離合器單片干式電磁離合器的工作原理圖1—滑環(huán)；2—線圈；3—壓板；4—花鍵；5—從動(dòng)軸；6—主動(dòng)輪；7—滾動(dòng)軸承

（4）電動(dòng)機(jī)

（5）減速機(jī)構(gòu)減速機(jī)構(gòu)作用是減速增扭，將電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁力矩傳遞給轉(zhuǎn)向器，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力目前，實(shí)用的減速機(jī)構(gòu)有多種組合方式，一般采用蝸輪蝸桿與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動(dòng)組合式，也有的采用兩級(jí)行星齒輪與傳動(dòng)齒輪組合式。圖6.26奧拓(Alto)牌汽車電動(dòng)式EPS布置圖1—車速傳感器；2—轉(zhuǎn)矩傳感器；3—減速機(jī)構(gòu)；4—電動(dòng)機(jī)和離合器；5—發(fā)電機(jī)；6—轉(zhuǎn)向齒輪；7—發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器；8—蓄電池；9—ECU圖6.27奧拓(Alto)牌汽車電動(dòng)式EPS內(nèi)部結(jié)構(gòu)1—轉(zhuǎn)矩傳感器；2—控制臂；3—傳感器軸；4—扭桿；5—滑塊；6—球槽；7—連接環(huán)；8—鋼球；9—蝸輪；10—蝸桿；11—離合器；12—電動(dòng)機(jī)圖6.30奧拓(Alto)汽車電動(dòng)式EPS控制框圖4安全氣囊SRS

一、概述它是一種當(dāng)汽車遇到?jīng)_撞時(shí)能很快膨脹的緩沖墊，可以保護(hù)車內(nèi)乘員不致撞到車廂內(nèi)部，是一種被動(dòng)安全裝置。1.按照安全氣囊安裝數(shù)目分單氣囊系統(tǒng)(只裝在駕駛員側(cè))和雙氣囊系統(tǒng)(駕駛員側(cè)和副駕駛員側(cè)各有一個(gè)安全氣囊)兩種。2.按照安全氣囊的觸發(fā)機(jī)構(gòu)分電子式和機(jī)電式兩種。

二、安全氣囊系統(tǒng)的基本組成全氣囊系統(tǒng)主要由傳感器、氣囊組件、氣體發(fā)生器、電控裝置(ECU)等組成

三、工作原理當(dāng)汽車遭受前方一定角度范圍內(nèi)的碰撞時(shí)，安裝在汽車前部和車內(nèi)的碰撞傳感器都會(huì)檢測(cè)到汽車突然減速信號(hào)，并將信號(hào)輸入SRSECU，以便判斷是否發(fā)生碰撞。當(dāng)汽車遭受碰撞且減速度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，SRSECU發(fā)出控制指令將氣囊組件中的點(diǎn)火器(電雷管)電路接通，電雷管引爆使點(diǎn)火劑(引藥)受熱爆炸(即電熱處通電發(fā)熱引爆炸藥)。點(diǎn)火劑引爆時(shí)，迅速產(chǎn)生大量熱量，使充氣劑(疊氮化鈉固體藥片)受熱分解并釋放出大量氦氣充入氣囊，氣囊便沖開氣囊組件上的裝飾蓋板鼓向駕駛員和乘員；通過氣囊產(chǎn)生變形和排氣節(jié)流來(lái)吸收人體碰撞產(chǎn)生的動(dòng)能，從而達(dá)到保護(hù)人體之目的四、工作過程

五、碰撞傳感器傳感器用于檢測(cè)、判斷汽車發(fā)生事故后的撞擊信號(hào)，以便及時(shí)提供啟動(dòng)安全氣囊信號(hào)。1.按其結(jié)構(gòu)分(1)機(jī)電式傳感器當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，感應(yīng)塊便移向觸點(diǎn)，如碰撞傳感器閉合，則引發(fā)器接通點(diǎn)火電路，氣囊膨開。(2)電子式傳感器電子式加速度計(jì)對(duì)汽車正向加速度進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果輸送給ECU。ECU內(nèi)有一套復(fù)雜的碰撞信號(hào)處理程序，能夠確定氣囊是否需要膨開。若需要?dú)饽遗蜷_，ECU便會(huì)接通點(diǎn)火電路，氣囊膨開。

2.傳感器按其安裝位置分（1）前碰撞傳感器(a)不工作狀態(tài)(b)工作狀態(tài)前碰撞傳感器

(2)中央碰撞傳感器中央碰撞傳感器有應(yīng)變電阻片的半導(dǎo)體式和機(jī)械式兩種。半導(dǎo)體式傳感器由應(yīng)變電阻片和集成電路組成；傳感器測(cè)量減速度并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送至點(diǎn)火控制電路，用于判斷安全氣囊是否需要啟動(dòng)。機(jī)械式傳感器正面碰撞中受到超過預(yù)定值的減速度時(shí)，其觸點(diǎn)接觸并啟動(dòng)安全氣囊。(3)保險(xiǎn)傳感器防止誤動(dòng)作，是裝在中央控制內(nèi)的一個(gè)水銀開關(guān)。

六、氣體發(fā)生器氣體發(fā)生器又稱充氣器，用于在點(diǎn)火器引爆點(diǎn)火劑時(shí)，產(chǎn)生氣體向氣囊充氣，使氣囊膨開。氣體發(fā)生器由上蓋、下蓋、充氣劑(片狀疊氮化鈉)和金屬濾網(wǎng)組成

七、點(diǎn)火器點(diǎn)火劑包括引爆炸藥和引藥，引出導(dǎo)線與氣囊連接器插頭連接，當(dāng)連接器插頭拔下或插頭與連接器未完全結(jié)合時(shí)，短路片將兩根引線短接，防止靜電或?qū)щ妼㈦姛峤z電路接通而造成氣囊誤膨開。當(dāng)SRSECU發(fā)出點(diǎn)火指令時(shí)，電熱絲電路接通，電熱絲迅速紅熱引爆引藥；點(diǎn)火器分解圖1—引爆炸藥；2—藥筒；3—引藥；4—電熱絲；5—陶瓷片；6—永久磁鐵；7—引出導(dǎo)線；8—絕緣套管；9—絕緣墊片；10—電極；11—電熱頭；12—藥托

八、氣囊