第八章--底盘电子控制系统(新)..ppt
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1、第八章第八章底盘电子控制系统底盘电子控制系统底盘电子控制主要包括电子控制自动变速器、底盘电子控制主要包括电子控制自动变速器、制动防抱死、驱动防滑、牵引力控制、电制动防抱死、驱动防滑、牵引力控制、电子控制悬架、电动助力转向等。电子技术子控制悬架、电动助力转向等。电子技术发展的趋势是集中综合控制,如将制动防发展的趋势是集中综合控制,如将制动防抱死控制系统(抱死控制系统(ABS)、牵引力控制系统)、牵引力控制系统(TCS)和驱动防滑控制系统()和驱动防滑控制系统(ASR)综)综合在一起进行制动控制。同时,通过中央合在一起进行制动控制。同时,通过中央底盘控制器,将制动、悬架、转向、动力底盘控制器,将制
2、动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接,控制传动等控制系统通过总线进行连接,控制器通过复杂的控制运算,对各子系统进行器通过复杂的控制运算,对各子系统进行协调,将车辆行驶性能控制到最佳水平,协调,将车辆行驶性能控制到最佳水平,形成一体化底盘控制系统(形成一体化底盘控制系统(UCC)第一节第一节电子控制自动变速器电子控制自动变速器一、电子控制自动变速器的组成一、电子控制自动变速器的组成(ElectronicControlledAutomaticTransmission,简称,简称ECT),通常),通常由液力变矩器、行星齿轮变速系由液力变矩器、行星齿轮变速系统、换挡执行器、液压自动操纵统
3、、换挡执行器、液压自动操纵系统、电子控制系统五部分组成。系统、电子控制系统五部分组成。二、自动变速器电子控制系统二、自动变速器电子控制系统由传感器、电子控制单元和执行机构三部由传感器、电子控制单元和执行机构三部分组成。电子控制自动变速器(分组成。电子控制自动变速器(ECT)的)的控制原理如图控制原理如图n三、自动变速器的类型三、自动变速器的类型n1按变速方式分类按变速方式分类n汽汽车车自自动动变变速速器器按按变变速速方方式式的的不不同同,可可分分为为有有级级变变速速器器和和无无级变速器两种。级变速器两种。n2按汽车驱动方式分类按汽车驱动方式分类n自动变速器按照汽车驱动方自动变速器按照汽车驱动方
4、式的不同,可分为后驱动自动变式的不同,可分为后驱动自动变速器和前驱动自动变速器两种。速器和前驱动自动变速器两种。n3按按自自动动变变速速器器前前进进挡挡的的挡挡位位数不同分类数不同分类n自动变速器按前进挡的挡位自动变速器按前进挡的挡位数不同,可分为数不同,可分为2个前进挡、个前进挡、3个个前进挡、前进挡、4个前进挡三种。个前进挡三种。n n 4按齿轮变速器的类型分类按齿轮变速器的类型分类n自动变速器按齿轮变速器自动变速器按齿轮变速器的类型不同,可分为普通齿轮的类型不同,可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种。式和行星齿轮式两种。n5按变矩器的类型分类按变矩器的类型分类n轿车自动变速器基本上都是轿车自
5、动变速器基本上都是采用结构简单的单级三元件综采用结构简单的单级三元件综合式变矩器。这种变矩器又分合式变矩器。这种变矩器又分为有锁止离合器和无锁止离合为有锁止离合器和无锁止离合器两种。器两种。n n n6按控制方式分类按控制方式分类n 自动变速器按控制方式自动变速器按控制方式不同,可分为液力控制自动变不同,可分为液力控制自动变速器(液力自动变速器)和电速器(液力自动变速器)和电子控制自动变速器(电控自动子控制自动变速器(电控自动变速器)两种。变速器)两种。n液力自动变速器的汽车具有的液力自动变速器的汽车具有的优点优点:n1)大大提高发动机和传动系)大大提高发动机和传动系的使用寿命。的使用寿命。n
6、2)提高汽车通过性。)提高汽车通过性。n3)具有良好的自适应性。)具有良好的自适应性。n4)操纵轻便。)操纵轻便。n n四、自动变速器的基本组成四、自动变速器的基本组成液液力力变变矩矩器器、变变速速齿齿轮轮机机构构、供供油油系系统和换挡操纵机构等四大部分组成。统和换挡操纵机构等四大部分组成。n n五、自动变矩器的工作过程五、自动变矩器的工作过程n n 1 1、液力自动变速器的工作过程、液力自动变速器的工作过程n n 根据汽车的行驶速度和节气门开度的根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化,自动变换挡位。换挡控制方式是通变化,自动变换挡位。换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号两个过机械方
7、式将车速和节气门开度信号两个参数转换成控制油压(控制信号),按照参数转换成控制油压(控制信号),按照设定的换挡规律,将该油压加到换挡阀的设定的换挡规律,将该油压加到换挡阀的两端,以控制换挡阀的位置,从而改变换两端,以控制换挡阀的位置,从而改变换挡执行元件(离合器和制动器)的油路。挡执行元件(离合器和制动器)的油路。这样,工作液压油层进入相应的执行元件,这样,工作液压油层进入相应的执行元件,使离合器结合或分离,制动器制动或松开,使离合器结合或分离,制动器制动或松开,控制行星齿轮变速器的升挡或降挡,从而控制行星齿轮变速器的升挡或降挡,从而实现自动换挡。实现自动换挡。n n2、电控自动变速器的工作过
8、程电控自动变速器的工作过程n n 通过传感器和开关监测汽车和发动机通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态,接受驾驶员的指令,并将发的运行状态,接受驾驶员的指令,并将发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器液压油温度等参数却液温度、自动变速器液压油温度等参数转换成电信号输入到转换成电信号输入到ECUECU。ECUECU根据这些信根据这些信号,按照设定的换挡规律,向换挡电磁阀、号,按照设定的换挡规律,向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出控制信号;电磁阀控制油压电磁阀等发出控制信号;电磁阀控制液压换挡阀,使其打开或关闭通往换挡离液压换挡阀,使其打开
9、或关闭通往换挡离合器和制动器的油路,从而控制换挡时刻合器和制动器的油路,从而控制换挡时刻和挡位的变换,以实现自动变速。和挡位的变换,以实现自动变速。六、自动变速器基本过程六、自动变速器基本过程1、变矩器的结构、变矩器的结构曲轴;曲轴;驱动端驱动端盖;盖;涡轮涡轮;泵;泵轮;轮;导轮;导轮;单单向离合器向离合器;输输入轴;入轴;壳体。壳体。三个工作轮都装在变矩器的壳体中,壳三个工作轮都装在变矩器的壳体中,壳体中充满了工作油,泵轮由发动机驱体中充满了工作油,泵轮由发动机驱动,涡轮固定在涡轮轴上,涡轮轴和动,涡轮固定在涡轮轴上,涡轮轴和变矩器输入轴相连。发动机把动力传变矩器输入轴相连。发动机把动力传
10、给泵轮,泵轮传到涡轮,再经变矩器给泵轮,泵轮传到涡轮,再经变矩器传到车辆的驱动轮。传到车辆的驱动轮。发动机的飞轮传给变矩器的外壳,外壳发动机的飞轮传给变矩器的外壳,外壳带动泵轮转动,泵轮叶片使液压油运带动泵轮转动,泵轮叶片使液压油运动进入涡轮,推动涡轮转动,并通过动进入涡轮,推动涡轮转动,并通过花键传给变速器输入轴。花键传给变速器输入轴。n2 2、变矩器输出扭矩增大原理、变矩器输出扭矩增大原理n n 当液体离开泵轮冲击涡轮时,把液体能当液体离开泵轮冲击涡轮时,把液体能量传递给涡轮并使其转动,与此同时流经量传递给涡轮并使其转动,与此同时流经涡轮的液体从中间流出,撞击导轮叶片的涡轮的液体从中间流出
11、,撞击导轮叶片的正面(此时单向离合器锁止),液体受到正面(此时单向离合器锁止),液体受到导轮正面叶片的阻挡而产生液体折射,具导轮正面叶片的阻挡而产生液体折射,具有方向性的液体返回到泵轮叶片上,而这有方向性的液体返回到泵轮叶片上,而这种具有方向性的液体起到了帮助发动机转种具有方向性的液体起到了帮助发动机转动泵轮的作用。流动的液体对导轮产生的动泵轮的作用。流动的液体对导轮产生的作用力矩,可以使变矩器的输出扭矩提高。作用力矩,可以使变矩器的输出扭矩提高。n n3 3、变矩器中的导轮设置单向离合器的原、变矩器中的导轮设置单向离合器的原因因n n 为了防止汽车高速时出现变矩器的输为了防止汽车高速时出现变
12、矩器的输出扭矩小于输入扭矩的现象,在导轮和出扭矩小于输入扭矩的现象,在导轮和固定轴之间安置了单向离合器。当在低固定轴之间安置了单向离合器。当在低速时,作用在导轮叶片正面的液体通过速时,作用在导轮叶片正面的液体通过单向离合器锁止使导轮固定,产生增大单向离合器锁止使导轮固定,产生增大扭矩的效果。当在高速时,作用在导轮扭矩的效果。当在高速时,作用在导轮叶片的扭矩不能增大。叶片的扭矩不能增大。n n(二)(二)行星齿轮变矩器行星齿轮变矩器一一个个太太阳阳轮轮、若若干干个个行行星星齿齿轮轮和和一一个个齿齿轮轮圈圈组组成。成。太太阳阳轮轮、行行星星齿齿轮轮齿齿圈圈同同轴轴,把把其其一一与与主主动动轴轴连连
13、接接最最为为输输入入轴轴,其其二二与与被被动动轴轴相相连连作作为为输输出件,第三个构件固定,出件,第三个构件固定,实现动实现动力的力的传递传递。行星齿轮机构基本特征:行星齿轮机构基本特征:行星齿轮机构基本特征:行星齿轮机构基本特征:两个外齿轮相互啮合时,其转动方向相反。两个外齿轮相互啮合时,其转动方向相反。两个外齿轮相互啮合时,其转动方向相反。两个外齿轮相互啮合时,其转动方向相反。一个外齿轮与一个内齿轮相啮合时,其转动方向相同。一个外齿轮与一个内齿轮相啮合时,其转动方向相同。一个外齿轮与一个内齿轮相啮合时,其转动方向相同。一个外齿轮与一个内齿轮相啮合时,其转动方向相同。小齿轮驱动大齿轮时,输出
14、扭矩增大而输出转速降低。小齿轮驱动大齿轮时,输出扭矩增大而输出转速降低。小齿轮驱动大齿轮时,输出扭矩增大而输出转速降低。小齿轮驱动大齿轮时,输出扭矩增大而输出转速降低。大齿轮驱动小齿轮时,输出扭矩减小而输出转速提高。大齿轮驱动小齿轮时,输出扭矩减小而输出转速提高。大齿轮驱动小齿轮时,输出扭矩减小而输出转速提高。大齿轮驱动小齿轮时,输出扭矩减小而输出转速提高。若行星架作为被动件,则它的旋转方向和主动件同向。若行星架作为被动件,则它的旋转方向和主动件同向。若行星架作为被动件,则它的旋转方向和主动件同向。若行星架作为被动件,则它的旋转方向和主动件同向。若行量架作为主动件,则被动件的旋转方向和它同向。
15、若行量架作为主动件,则被动件的旋转方向和它同向。若行量架作为主动件,则被动件的旋转方向和它同向。若行量架作为主动件,则被动件的旋转方向和它同向。在在在在简简简简单单单单行行行行星星星星齿齿齿齿轮轮轮轮机机机机构构构构中中中中,太太太太阳阳阳阳轮轮轮轮齿齿齿齿数数数数最最最最少少少少,行行行行星星星星架架架架的的的的当当当当量齿数最多而齿圈齿数则介于中间。量齿数最多而齿圈齿数则介于中间。量齿数最多而齿圈齿数则介于中间。量齿数最多而齿圈齿数则介于中间。若若若若行行行行星星星星齿齿齿齿轮轮轮轮机机机机构构构构中中中中的的的的任任任任意意意意两两两两个个个个元元元元件件件件同同同同速速速速同同同同方方
16、方方向向向向旋旋旋旋转转转转,则则则则第第第第三三三三元元元元件件件件的的的的转转转转速速速速和和和和方方方方向向向向必必必必然然然然与与与与前前前前两两两两者者者者相相相相同同同同,即即即即机机机机构构构构锁锁锁锁止止止止,成为直接档。成为直接档。成为直接档。成为直接档。简单行星齿轮机构的三元件经组合后六种不同简单行星齿轮机构的三元件经组合后六种不同的运动状况(表)加上直接传动和空档,共的运动状况(表)加上直接传动和空档,共8 8种组合方案。可获得种组合方案。可获得8 8种不同的传动比。种不同的传动比。二、液压控制系统二、液压控制系统液压控制系统组成:液压泵、阀体液压控制系统组成:液压泵、阀
17、体和控制阀。和控制阀。液压控制系统的信息有:手动变速杆液压控制系统的信息有:手动变速杆的位置、油门的开度及发动机的转的位置、油门的开度及发动机的转速。当驾驶员把变速杆选定后,控速。当驾驶员把变速杆选定后,控制系统根据油门的开度及发动机的制系统根据油门的开度及发动机的转速自动换挡变速。控制系统结构转速自动换挡变速。控制系统结构图如下:图如下:七、电子控制系统七、电子控制系统n n自动变速器电子控制系统由传感器、电子自动变速器电子控制系统由传感器、电子控制单元和执行机构三部分组成。电子控控制单元和执行机构三部分组成。电子控制自动变速器(制自动变速器(ECT)的控制原理如图)的控制原理如图选档手柄模
18、式选择点火开关发动机转速空气流量节气门位置备用通道图9-1电子控制系统原理选档手柄选档手柄模式选择模式选择点火开关点火开关发动机转速发动机转速空气流量空气流量节气门位置节气门位置备用通道备用通道电子控制自动变速器(电子控制自动变速器(ElectronicControlledAutomaticTransmission,简称,简称ECT)n n模式选择开关模式选择开关n n模式开关又称程序开关,用于选择自动变模式开关又称程序开关,用于选择自动变速器的控制模式,即选择自动变速器的换速器的控制模式,即选择自动变速器的换档规律,以满足不同的使用要求,通常安档规律,以满足不同的使用要求,通常安装于操纵手柄
19、旁。常用模式有以下几种:装于操纵手柄旁。常用模式有以下几种:n n1)经济模式)经济模式该模式以车辆获得最佳燃油该模式以车辆获得最佳燃油经济性为目标设计换档规律。当自动变速经济性为目标设计换档规律。当自动变速器在经济模式下工作时,其换档规律使车器在经济模式下工作时,其换档规律使车辆在行驶过程中,发动机经常在经济转速辆在行驶过程中,发动机经常在经济转速范围内运行,从而降低了燃油消耗,一般范围内运行,从而降低了燃油消耗,一般以提前升档来实现。以提前升档来实现。n n2 2)动力模式)动力模式)动力模式)动力模式 该模式以车辆获得最大动力性为目该模式以车辆获得最大动力性为目该模式以车辆获得最大动力性
20、为目该模式以车辆获得最大动力性为目标设计换档规律。当自动变速器在动力模式下工标设计换档规律。当自动变速器在动力模式下工标设计换档规律。当自动变速器在动力模式下工标设计换档规律。当自动变速器在动力模式下工作时,其换档规律使车辆在行驶过程中,发动机作时,其换档规律使车辆在行驶过程中,发动机作时,其换档规律使车辆在行驶过程中,发动机作时,其换档规律使车辆在行驶过程中,发动机经常处于大转矩、大功率范围内运行,从而提高经常处于大转矩、大功率范围内运行,从而提高经常处于大转矩、大功率范围内运行,从而提高经常处于大转矩、大功率范围内运行,从而提高了车辆的动力性能和爬坡能力,一般以延迟换档了车辆的动力性能和爬
21、坡能力,一般以延迟换档了车辆的动力性能和爬坡能力,一般以延迟换档了车辆的动力性能和爬坡能力,一般以延迟换档实现。实现。实现。实现。n n3 3)普通模式)普通模式)普通模式)普通模式 普通模式的换档规律介于经济模式普通模式的换档规律介于经济模式普通模式的换档规律介于经济模式普通模式的换档规律介于经济模式与动力模式之间,它使车辆既保证了一定的动力与动力模式之间,它使车辆既保证了一定的动力与动力模式之间,它使车辆既保证了一定的动力与动力模式之间,它使车辆既保证了一定的动力性,又有较好的燃油经济性。性,又有较好的燃油经济性。性,又有较好的燃油经济性。性,又有较好的燃油经济性。n n4 4)手动模式)
22、手动模式)手动模式)手动模式 该模式让驾驶员可在各档之间以手该模式让驾驶员可在各档之间以手该模式让驾驶员可在各档之间以手该模式让驾驶员可在各档之间以手动方式选择合适的档位,使车辆可以如装用手动动方式选择合适的档位,使车辆可以如装用手动动方式选择合适的档位,使车辆可以如装用手动动方式选择合适的档位,使车辆可以如装用手动变速器一样行驶,而又不必像手动变速器那样换变速器一样行驶,而又不必像手动变速器那样换变速器一样行驶,而又不必像手动变速器那样换变速器一样行驶,而又不必像手动变速器那样换档时必须踩离合器踏板。档时必须踩离合器踏板。档时必须踩离合器踏板。档时必须踩离合器踏板。n n5 5)雪地模式)雪
23、地模式)雪地模式)雪地模式 适用于在雪地上行驶的方式。变速适用于在雪地上行驶的方式。变速适用于在雪地上行驶的方式。变速适用于在雪地上行驶的方式。变速器可以保持某一档位工作或只降不升。器可以保持某一档位工作或只降不升。器可以保持某一档位工作或只降不升。器可以保持某一档位工作或只降不升。第二节第二节制动防抱死(制动防抱死(ABS)(Anti-lockBrakeSystem)防滑控制系统防滑控制系统(ARS)(AcceleratingSlipRegulationSystem)或牵引力控制系统或牵引力控制系统(TCS)(TractionControlSystem)将制动防抱死控制系统(将制动防抱死控制
24、系统(ABS)、牵)、牵引力控制系统(引力控制系统(TCS)和驱动防滑控)和驱动防滑控制系统(制系统(ASR)综合在一起进行制动)综合在一起进行制动控制。控制。一、ABS概述能根据路面状况,控制车轮的能根据路面状况,控制车轮的滑移率滑移率在某一范围内工作在某一范围内工作.在汽车制动过程中,在汽车制动过程中,自动调节车轮的制动力,防止车轮的制自动调节车轮的制动力,防止车轮的制动抱死动抱死.即使在非常恶劣的路面条件下,也即使在非常恶劣的路面条件下,也能够保证车辆能够保证车辆:(1)在制动时方向的稳定性在制动时方向的稳定性(2)在制动时的转向操纵能力在制动时的转向操纵能力(3)获得较短的制动距离获得
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- 第八 底盘 电子 控制系统
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