汽车新技术课件
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至关重要； （3）使用电动机、减速机构和转矩传感器等部件，增加了系统的成本。
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四轮转向系统
汽车的四轮转向（简称4WS）是指汽车在转向时，4个车 轮都可相对车身主动偏转，使之起到转向作用，以改善汽 车的转向机动性能。
按照后轮转向机构控制和驱动方式的不同，四轮转向可分 为机械式、液压式、电控机械式、电控液压式和电控电动 式等几种类型。目前使用最广泛的4WS系统为电控液压式， 主要用于前轮采用液压助力转向系统的汽车中。
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3）制动压力调节器 制动压力调节器的功用是接收来自ECU的控制指令，控
制制动压力的增、减，它是ABS的执行器。
（1）循环式制动压力调节器
循环式制动压力调节器由电磁阀、液压泵和电动机等部件组成。 调节器直接装在汽车原有的制动管路中，通过串联在制动主缸 和制动轮缸之间的三位三通电磁阀直接控制轮缸的压力，可以 使轮缸的工作处于常规工作状态、增压状态、减压状态或保压 状态。三位是指电磁阀有三个不同位置，分别控制轮缸制动压 力的增、减或保压，三通是指电磁阀上有3个通道，分别通制 动主缸、制动轮缸和储液器。
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1）优点（1）效率高、能量消耗少； （2）系统内部采用刚性连接，反应灵敏，滞后小，驾驶员的“路感”好； （3）结构简单，质量小； （4）系统便于集成，整体尺寸减小；省去了油泵和辅助管路，总布置更加方
便； （5）无液压元件，对环境污染少。
2）缺点（1）直接助力式电动转向系统提供的辅助动力较小，难以用于大型车辆； （2）减速机构、电动机等部件会影响汽车的操纵稳定性，正确匹配整车性能
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2．制动防抱死系统（ABS）的类型及布置形式 1）按汽车制动系统分类
（1）液压制动系统ABS；
（2）气压制动系统ABS；
（3）气顶液制动系统ABS。
2）按ABS中控制管路(通道)数和传感器数量，又可分为以 下6种布置形式
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（1）四传感器四通道四轮独立控制的ABS
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电子伺服制动系统的组成与类型
与其它电控系统一样，电子伺服制动系统 主要由若干个传感器、电子控制单元（ECU） 和执行元件组成。按照其控制方式的不同可分 为三种类型：电控液压制动系统EHB(Electrohydraulic Brake)、电子制动系统EBS （Electronic Braking System）、全电路制 动系统BBW（Brake-By-Wire）。电控伺服制动 系统的共同特点是都具有踏板转角与踏板力可 按比例调控的电子踏板；具有控制制动力矩与 踏板转角相对应的程序控制单元；具有的程序 控制单元可基于其他传感器或控制器的输入信 号实现主动制动及其它功能.
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电子伺服制动系统的基本工作原理 电控液压制动系统（EHB）
电控液压制动系统是将电子与液压系统相结合，由 电子系统提供控制，液压系统提供动力。该系统的主要特 点是通过传感器建立了运动状态、制动压力的动态监测和 危险工况的预警。还增加了制动管路的压力控制和制动准 备功能，一旦踩下制动踏板，车辆即以最大的压力、最快 的响应实施制动，前后制动压力比会随路况的不同而变化， 从而提高弯道制动时的安全性。
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2020/11/23
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直接助力式电动转向系统的结构和工作原理 当转向轴转动时，转矩传感器开始工作，把两段转向轴
在扭杆作用下产生的相对转角转变成电信号传给电子控制单 元（ECU），ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号决定 电动机的旋转方向和助力电流的大小，并将指令传递给电动 机，通过离合器和减速机构将辅助动力施加到转向系统（转 向轴）中，从而完成实时控制的助力转向。
驱动防滑转系统（ASR）和ABS一样，主要由电子控制 器、传感器、制动压力调节器等三大部分组成。ASR中 的电子控制器可以是独立的，也可以与ABS共用，轮速 传感器可与ABS共用，ASR与ABS的制动压力调节器也 可以共用。因此通常将ASR和ABS组合在一起。
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在实际应用的ASR中，绝大多数都是采用调节发动机 输出转矩的方式来控制汽车驱动力矩。而调节发动机的输 出转矩，通常是利用发动机电子控制装置，通过控制节气 门开度和点火提前角的方式来实现。
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2．ASR的传感器
ASR的传感器主要是轮速传感器和节气门位置传感器。轮速 传感器与ABS共用，而节气门位置传感器则与发动机控制系统 共用。
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（2）四传感器四通道前轮独立后轮低选控制的ABS
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（3）四传感器三通道前轮独立后轮低选控制的ABS
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（4）三传感器三通道前轮独立后轮低选控制的ABS
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1．制动防抱死系统的基本组成和工作原理
制动防抱死系统主要由轮速传感器、制动压力调节器和 电子控制器（ECU）等组成。
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其基本工作原理是，汽车制动时，首先由轮速传感器测出 与制动车轮转速成正比的交流电压信号，并将该电压信号 送入电子控制器（ECU）。由ECU中的运算单元计算出车 轮速度、滑动率及车轮的加、减速度，然后再由ECU中的 控制单元对这些信号加以分析比较后，向压力调节器发出 制动压力控制指令。使压力调节器中的电磁阀等直接或间 接地控制制动压力的增减，以调节制动力矩，使之与地面 附着状况相适应，防止制动车轮被抱死。
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（2）可变容积式制动压力调节器
可变容积式制动压力调节器主要由电磁阀、 控制活塞、液压泵和储能器等组成，是在 原液压制动系统中增设一套液压控制装置， 控制制动管路中容积的增减，以控制制动 压力的变化。可变容积式制动压力调节器 有4个不同工作状态：常规制动状态、轮 缸减压状态、轮缸保压状态和轮缸增压状 态。
该系统增加了电子踏板、电控单元、阀驱动器及电 液制动阀，取消了原有的压力控制阀，保留了原动力制动 系统中的泵、蓄能器充液阀、蓄能器及制动器，如图17-1
所示。
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电子伺服制动系统的基本工作原理
电控液压制动系统（EHB）
电液制动系统能够实现多种控制方案，如防抱死制 动、遥控制动及牵引控制制动等。图17-2为MI-CO公司带 有牵引控制的电液制动系统方案。
（5）四传感器二通道前轮独立控制的ABS
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（6）四传感器二通道前轮独立后轮低选控制的ABS
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ABS部件的结构及其工作原理 1）车轮转速传感器（简称轮速传感器）
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2）电子控制器（ECU）
电子控制器（ECU）是防滑控制系统的控制中枢，其作用是接 收来自轮速传感器的感应电压信号，计算出车轮速度，并与参 考车速进行比较，得出滑动率S及加减速度，并将这些信号加 以分析，对制动压力调节器发出控制指令。
汽车防滑控制系统是防止汽车在制动过程中车轮被抱死 滑移和汽车在驱动过程中(特别是起步、加速、转弯等) 驱动轮发生滑转现象的控制系统。
防滑控制系统就是在汽车驱动状态下，将驱动轮滑转率 控制在5%～15%的最佳范围内。制动防抱死系统是在 汽车制动状态下，将车轮滑动率控制在8%～35%的最 佳范围内。在上述最佳范围内，不仅车轮和地面之间的 纵向附着系数较大，而且侧向附着系数的值也较大，保 证了汽车的方向稳定性。
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线控转向系统
线控转向系统用传感器记录驾驶员的转向意图和车辆的行驶 状况，通过数据线将信号传递给车载电脑，电脑据此做出判 断并控制液压激励器提供相应的转向力，使转向轮偏转相应 角度实现转向。
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汽车防滑控制系统－－ABS与ASR
器在结构上组合为一个整体，亦称ABS/ASR制动压力调节 器。这种调压阀是采用流通式（亦称循环式）调压原理。
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4．装有驱动力控制系统(ASR)的汽车实例
广州本田雅阁（3.0L）轿车装有牵引力控制系统(TCS)的实 例。该轿车的防滑控制系统ABS和ASR（TCS）组合在一起。 整个系统由ABS/ASR电子控制装置（ECU）、制动压力调 节器和传感器等三部分组成。
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1．ASR的电子控制器（ECU）
由于ASR和ABS的一些输入信号和处理都是相同的，为了 减少电子器件的应用数量，使结构更紧凑，ASR电子控制 器和ABS电子控制器通常组合在一起。
ASR的电子控制器（ECU）发出的控制指令有如下几 种：① 控制滑转车轮的制动力；② 控制发动机输出功率； ③ 同时控制发动机输出功率和驱动车轮的制动力。
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各部件在整车的布置如下图所示。
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ABS/TCS电子控制装置（ECU）工作原理框图如下图所示
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电子伺服制动系统的功用
电子伺服制动系统的功能在于可进一步提 高汽车制动性能以及制动稳定性和舒适性。在 电子伺服制动系统中，驾驶员施加的制动踏板 力由传感器转换成一个电信号，输送给ECU， CEU根据此信号并结合其他数据确定出各个车 轮所需的制动力，发出指令给执行器对车轮实 施制动。与传统的制动系统相比，电子伺服制 动系统具有制动响应时间短、摩擦片磨损轻、 装配测试简单迅速、易于升级、利于环保等优 点。
ASR专用的信号输入装置是ASR选择开关，关闭ASR选 择开关，可停止ASR的作用。如在汽车维修中需要将汽车驱动 车轮悬空转动时，ASR就可能对驱动车轮施以制动，影响故障 的检查。这时关闭ASR开关，停止ASR作用，就可避免这种影 响。
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3．ASR的制动压力调节器
ASR制动压力调节器执行ASR电子控制器的指令，对滑转 车轮施加制动力并控制其大小，以使滑转车轮的滑动率在 控制目标范围之内。ASR制动压力源是蓄压器，通过制动 压力调节器中的电磁阀来调节驱动车轮制动压力的大小。
1）独立式的ASR制动压力调节器 所谓独立式是指ASR制动压力调节器和ABS制动压力
调节器在结构上各自分开。 独立式ASR制动压力调节器有4种不同工作状态，分别
是不起作ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、轮缸增压、轮缸保压、轮缸减压。
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2）组合式的ASR制动压力调节器 组合式是指ASR制动压力调节器与ABS制动压力调节
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电子伺服制动系统的基本工作原理 电子制动控制系统（EBS）
传统的汽车制动系统管路长，阀类元件多。 对于长轴距汽车或多轴汽车或汽车列车来说， 气体传输路线长，速度慢，常产生制动滞后现 象，导致制动距离增大，安全性能降低，而且 制动系的成本也比较高。如果将制动系的许多 阀省去，制动管路以电线代替，用电控元件来 控制制动力的大小和各轴制动力的分配，便是 汽车的电子制动系统EBS。ABS的制动系可以沿 用传统的阀类控制元件，而EBS则是完全的电控 制动系统。
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驱动防滑转系统（ASR）
汽车行驶过程中，轮速传感器将车轮转速转变为电信号传输 给ASR电子控制器（ECU），ECU根据车轮转速计算驱动车 轮的滑转率，如果滑转率超出了目标范围，ECU综合参考节 气门开度信号、发动机转速信号以及转向信号(有的车没有)等 确定其控制方式，并向相应执行机构发出指令使其动作，将 驱动车轮的滑转率控制在目标范围之内。
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四轮转向系统
汽车的四轮转向（简称4WS）是指汽车在转向时，4个车 轮都可相对车身主动偏转，使之起到转向作用，以改善汽 车的转向机动性能。
按照后轮转向机构控制和驱动方式的不同，四轮转向可分 为机械式、液压式、电控机械式、电控液压式和电控电动 式等几种类型。目前使用最广泛的4WS系统为电控液压式， 主要用于前轮采用液压助力转向系统的汽车中。
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3）制动压力调节器 制动压力调节器的功用是接收来自ECU的控制指令，控
制制动压力的增、减，它是ABS的执行器。
（1）循环式制动压力调节器
循环式制动压力调节器由电磁阀、液压泵和电动机等部件组成。 调节器直接装在汽车原有的制动管路中，通过串联在制动主缸 和制动轮缸之间的三位三通电磁阀直接控制轮缸的压力，可以 使轮缸的工作处于常规工作状态、增压状态、减压状态或保压 状态。三位是指电磁阀有三个不同位置，分别控制轮缸制动压 力的增、减或保压，三通是指电磁阀上有3个通道，分别通制 动主缸、制动轮缸和储液器。
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1）优点（1）效率高、能量消耗少； （2）系统内部采用刚性连接，反应灵敏，滞后小，驾驶员的“路感”好； （3）结构简单，质量小； （4）系统便于集成，整体尺寸减小；省去了油泵和辅助管路，总布置更加方
便； （5）无液压元件，对环境污染少。
2）缺点（1）直接助力式电动转向系统提供的辅助动力较小，难以用于大型车辆； （2）减速机构、电动机等部件会影响汽车的操纵稳定性，正确匹配整车性能
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2．制动防抱死系统（ABS）的类型及布置形式 1）按汽车制动系统分类
（1）液压制动系统ABS；
（2）气压制动系统ABS；
（3）气顶液制动系统ABS。
2）按ABS中控制管路(通道)数和传感器数量，又可分为以 下6种布置形式
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（1）四传感器四通道四轮独立控制的ABS
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电子伺服制动系统的组成与类型
与其它电控系统一样，电子伺服制动系统 主要由若干个传感器、电子控制单元（ECU） 和执行元件组成。按照其控制方式的不同可分 为三种类型：电控液压制动系统EHB(Electrohydraulic Brake)、电子制动系统EBS （Electronic Braking System）、全电路制 动系统BBW（Brake-By-Wire）。电控伺服制动 系统的共同特点是都具有踏板转角与踏板力可 按比例调控的电子踏板；具有控制制动力矩与 踏板转角相对应的程序控制单元；具有的程序 控制单元可基于其他传感器或控制器的输入信 号实现主动制动及其它功能.
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电子伺服制动系统的基本工作原理 电控液压制动系统（EHB）
电控液压制动系统是将电子与液压系统相结合，由 电子系统提供控制，液压系统提供动力。该系统的主要特 点是通过传感器建立了运动状态、制动压力的动态监测和 危险工况的预警。还增加了制动管路的压力控制和制动准 备功能，一旦踩下制动踏板，车辆即以最大的压力、最快 的响应实施制动，前后制动压力比会随路况的不同而变化， 从而提高弯道制动时的安全性。
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直接助力式电动转向系统的结构和工作原理 当转向轴转动时，转矩传感器开始工作，把两段转向轴
在扭杆作用下产生的相对转角转变成电信号传给电子控制单 元（ECU），ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号决定 电动机的旋转方向和助力电流的大小，并将指令传递给电动 机，通过离合器和减速机构将辅助动力施加到转向系统（转 向轴）中，从而完成实时控制的助力转向。
驱动防滑转系统（ASR）和ABS一样，主要由电子控制 器、传感器、制动压力调节器等三大部分组成。ASR中 的电子控制器可以是独立的，也可以与ABS共用，轮速 传感器可与ABS共用，ASR与ABS的制动压力调节器也 可以共用。因此通常将ASR和ABS组合在一起。
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在实际应用的ASR中，绝大多数都是采用调节发动机 输出转矩的方式来控制汽车驱动力矩。而调节发动机的输 出转矩，通常是利用发动机电子控制装置，通过控制节气 门开度和点火提前角的方式来实现。
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2．ASR的传感器
ASR的传感器主要是轮速传感器和节气门位置传感器。轮速 传感器与ABS共用，而节气门位置传感器则与发动机控制系统 共用。
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（2）四传感器四通道前轮独立后轮低选控制的ABS
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（3）四传感器三通道前轮独立后轮低选控制的ABS
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1．制动防抱死系统的基本组成和工作原理
制动防抱死系统主要由轮速传感器、制动压力调节器和 电子控制器（ECU）等组成。
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其基本工作原理是，汽车制动时，首先由轮速传感器测出 与制动车轮转速成正比的交流电压信号，并将该电压信号 送入电子控制器（ECU）。由ECU中的运算单元计算出车 轮速度、滑动率及车轮的加、减速度，然后再由ECU中的 控制单元对这些信号加以分析比较后，向压力调节器发出 制动压力控制指令。使压力调节器中的电磁阀等直接或间 接地控制制动压力的增减，以调节制动力矩，使之与地面 附着状况相适应，防止制动车轮被抱死。
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（2）可变容积式制动压力调节器
可变容积式制动压力调节器主要由电磁阀、 控制活塞、液压泵和储能器等组成，是在 原液压制动系统中增设一套液压控制装置， 控制制动管路中容积的增减，以控制制动 压力的变化。可变容积式制动压力调节器 有4个不同工作状态：常规制动状态、轮 缸减压状态、轮缸保压状态和轮缸增压状 态。
该系统增加了电子踏板、电控单元、阀驱动器及电 液制动阀，取消了原有的压力控制阀，保留了原动力制动 系统中的泵、蓄能器充液阀、蓄能器及制动器，如图17-1
所示。
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电子伺服制动系统的基本工作原理
电控液压制动系统（EHB）
电液制动系统能够实现多种控制方案，如防抱死制 动、遥控制动及牵引控制制动等。图17-2为MI-CO公司带 有牵引控制的电液制动系统方案。
（5）四传感器二通道前轮独立控制的ABS
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（6）四传感器二通道前轮独立后轮低选控制的ABS
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ABS部件的结构及其工作原理 1）车轮转速传感器（简称轮速传感器）
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2）电子控制器（ECU）
电子控制器（ECU）是防滑控制系统的控制中枢，其作用是接 收来自轮速传感器的感应电压信号，计算出车轮速度，并与参 考车速进行比较，得出滑动率S及加减速度，并将这些信号加 以分析，对制动压力调节器发出控制指令。
汽车防滑控制系统是防止汽车在制动过程中车轮被抱死 滑移和汽车在驱动过程中(特别是起步、加速、转弯等) 驱动轮发生滑转现象的控制系统。
防滑控制系统就是在汽车驱动状态下，将驱动轮滑转率 控制在5%～15%的最佳范围内。制动防抱死系统是在 汽车制动状态下，将车轮滑动率控制在8%～35%的最 佳范围内。在上述最佳范围内，不仅车轮和地面之间的 纵向附着系数较大，而且侧向附着系数的值也较大，保 证了汽车的方向稳定性。
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线控转向系统
线控转向系统用传感器记录驾驶员的转向意图和车辆的行驶 状况，通过数据线将信号传递给车载电脑，电脑据此做出判 断并控制液压激励器提供相应的转向力，使转向轮偏转相应 角度实现转向。
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汽车防滑控制系统－－ABS与ASR
器在结构上组合为一个整体，亦称ABS/ASR制动压力调节 器。这种调压阀是采用流通式（亦称循环式）调压原理。
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4．装有驱动力控制系统(ASR)的汽车实例
广州本田雅阁（3.0L）轿车装有牵引力控制系统(TCS)的实 例。该轿车的防滑控制系统ABS和ASR（TCS）组合在一起。 整个系统由ABS/ASR电子控制装置（ECU）、制动压力调 节器和传感器等三部分组成。
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1．ASR的电子控制器（ECU）
由于ASR和ABS的一些输入信号和处理都是相同的，为了 减少电子器件的应用数量，使结构更紧凑，ASR电子控制 器和ABS电子控制器通常组合在一起。
ASR的电子控制器（ECU）发出的控制指令有如下几 种：① 控制滑转车轮的制动力；② 控制发动机输出功率； ③ 同时控制发动机输出功率和驱动车轮的制动力。
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各部件在整车的布置如下图所示。
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ABS/TCS电子控制装置（ECU）工作原理框图如下图所示
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电子伺服制动系统的功用
电子伺服制动系统的功能在于可进一步提 高汽车制动性能以及制动稳定性和舒适性。在 电子伺服制动系统中，驾驶员施加的制动踏板 力由传感器转换成一个电信号，输送给ECU， CEU根据此信号并结合其他数据确定出各个车 轮所需的制动力，发出指令给执行器对车轮实 施制动。与传统的制动系统相比，电子伺服制 动系统具有制动响应时间短、摩擦片磨损轻、 装配测试简单迅速、易于升级、利于环保等优 点。
ASR专用的信号输入装置是ASR选择开关，关闭ASR选 择开关，可停止ASR的作用。如在汽车维修中需要将汽车驱动 车轮悬空转动时，ASR就可能对驱动车轮施以制动，影响故障 的检查。这时关闭ASR开关，停止ASR作用，就可避免这种影 响。
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3．ASR的制动压力调节器
ASR制动压力调节器执行ASR电子控制器的指令，对滑转 车轮施加制动力并控制其大小，以使滑转车轮的滑动率在 控制目标范围之内。ASR制动压力源是蓄压器，通过制动 压力调节器中的电磁阀来调节驱动车轮制动压力的大小。
1）独立式的ASR制动压力调节器 所谓独立式是指ASR制动压力调节器和ABS制动压力
调节器在结构上各自分开。 独立式ASR制动压力调节器有4种不同工作状态，分别
是不起作ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、轮缸增压、轮缸保压、轮缸减压。
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2）组合式的ASR制动压力调节器 组合式是指ASR制动压力调节器与ABS制动压力调节
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电子伺服制动系统的基本工作原理 电子制动控制系统（EBS）
传统的汽车制动系统管路长，阀类元件多。 对于长轴距汽车或多轴汽车或汽车列车来说， 气体传输路线长，速度慢，常产生制动滞后现 象，导致制动距离增大，安全性能降低，而且 制动系的成本也比较高。如果将制动系的许多 阀省去，制动管路以电线代替，用电控元件来 控制制动力的大小和各轴制动力的分配，便是 汽车的电子制动系统EBS。ABS的制动系可以沿 用传统的阀类控制元件，而EBS则是完全的电控 制动系统。
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驱动防滑转系统（ASR）
汽车行驶过程中，轮速传感器将车轮转速转变为电信号传输 给ASR电子控制器（ECU），ECU根据车轮转速计算驱动车 轮的滑转率，如果滑转率超出了目标范围，ECU综合参考节 气门开度信号、发动机转速信号以及转向信号(有的车没有)等 确定其控制方式，并向相应执行机构发出指令使其动作，将 驱动车轮的滑转率控制在目标范围之内。