现代汽车技术分析.ppt
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1、第第9 9章章 现代汽车技术现代汽车技术第第9 9章章 现代汽车技术现代汽车技术9.1 9.1 安全技术安全技术 9.2 9.2 轻松、舒适、防盗、智能技术轻松、舒适、防盗、智能技术 9.3 9.3 环保、节能技术环保、节能技术 9.4 9.4 排放和节能综合控制技术排放和节能综合控制技术 第第9 9章章 现代汽车技术现代汽车技术 现代汽车技术主要以电子控制为基础,目前向着现代汽车技术主要以电子控制为基础,目前向着安全、环保、节能、轻松、舒适、防盗、智能的方向安全、环保、节能、轻松、舒适、防盗、智能的方向发展,尤以轿车最为突出。其中有些技术已经普及,发展,尤以轿车最为突出。其中有些技术已经普及
2、,成为汽车的标准配置;有些只应用于少数高级轿车;成为汽车的标准配置;有些只应用于少数高级轿车;有些还处于试验阶段。在这些技术中,以安全技术居有些还处于试验阶段。在这些技术中,以安全技术居多。各汽车厂家为了强调汽车技术的先进性或配置较多。各汽车厂家为了强调汽车技术的先进性或配置较高,往往把该技术的英文缩写字母标在车上,如高,往往把该技术的英文缩写字母标在车上,如ESPESP、ASRASR、VVTVVT、VTECVTEC等。等。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术9.1.1 9.1.1 汽车防抱死制动系统汽车防抱死制动系统9.1.2 9.1.2 电子制动力分配系统电子制动力分配系统9.1.3 9
3、.1.3 电子刹车辅助系统电子刹车辅助系统9.1.4 9.1.4 自动制动差速器自动制动差速器9.1.5 9.1.5 牵引力控制系统牵引力控制系统9.1.6 9.1.6 驱动防滑系统驱动防滑系统9.1.7 9.1.7 动态稳定控制系统动态稳定控制系统9.1.8 9.1.8 电子稳定系统电子稳定系统9.1.9 9.1.9 车辆动力学控制车辆动力学控制9.1 9.1 安安 全全 技技 术术9.1.10 9.1.10 电子控制动力转向系统电子控制动力转向系统9.1.11 9.1.11 四轮转向系统四轮转向系统9.1.12 9.1.12 主动悬架主动悬架9.1.13 9.1.13 胎压监测系统和智能轮
4、胎胎压监测系统和智能轮胎9.1.14 9.1.14 倒车雷达和倒车影像系统倒车雷达和倒车影像系统9.1.15 9.1.15 双级燃爆气囊双级燃爆气囊9.1.16 9.1.16 主动头部约束系统主动头部约束系统9.1.17 9.1.17 减轻碰撞系统减轻碰撞系统9.1 9.1 安安 全全 技技 术术9.1.18 9.1.18 防侧翻系统防侧翻系统9.1.19 9.1.19 盲点和车道偏离警告系统盲点和车道偏离警告系统9.1.20 9.1.20 前照灯照距自动调节系统前照灯照距自动调节系统 9.1 9.1 安安 全全 技技 术术9.1.1 9.1.1 汽车防抱死制动系统汽车防抱死制动系统 汽车防抱
5、死制动系统汽车防抱死制动系统(Antilock Brake System(Antilock Brake System,ABS)ABS)是汽车的一种主动安全装置,可在汽车制动时根是汽车的一种主动安全装置,可在汽车制动时根据车轮的运动自动调节车轮的制动压力,用于防止汽据车轮的运动自动调节车轮的制动压力,用于防止汽车制动时车轮抱死,并充分利用车轮与地面间的附着车制动时车轮抱死,并充分利用车轮与地面间的附着力,使车轮处于最佳制动状态,以获得最佳的制动效力,使车轮处于最佳制动状态,以获得最佳的制动效果。果。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术因此因此ABSABS具有以下优点:缩短制动距离,同时保证汽车
6、具有以下优点:缩短制动距离,同时保证汽车制动时的方向稳定性,防止产生侧滑甩尾和跑偏;减制动时的方向稳定性,防止产生侧滑甩尾和跑偏;减少汽车制动时轮胎的磨损;减轻驾驶员的疲劳强度少汽车制动时轮胎的磨损;减轻驾驶员的疲劳强度(特特别是汽车制动时的紧张情绪别是汽车制动时的紧张情绪)。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术9.1.2 9.1.2 电子制动力分配系统电子制动力分配系统 在在ABSABS系统中嵌入电子制动力分配装置系统中嵌入电子制动力分配装置(EBD)(EBD)构成构成了了ABS+EBDABS+EBD系统。系统。EBD(ElectricEBD(Electric Brake-force Br
7、ake-force Distribution)Distribution)的功能就是在汽车的功能就是在汽车ABSABS开始制动压力调开始制动压力调节之前,高速计算出汽车节之前,高速计算出汽车4 4个轮胎与路面间的附着力大个轮胎与路面间的附着力大小,根据汽车制动时产生轴荷转移的不同,而自动调小,根据汽车制动时产生轴荷转移的不同,而自动调节前后轴的制动力分配比例,提高制动效能,并配合节前后轴的制动力分配比例,提高制动效能,并配合ABSABS提高制动稳定性,同时尽可能地缩短制动距离。提高制动稳定性,同时尽可能地缩短制动距离。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术汽车在制动时,汽车在制动时,4 4只轮胎
8、附着的地面条件往往不一样。只轮胎附着的地面条件往往不一样。例如,有时左前轮和右后轮附着在干燥的水泥地面上,例如,有时左前轮和右后轮附着在干燥的水泥地面上,而右前轮和左后轮却附着在水中或泥水中,这种情况而右前轮和左后轮却附着在水中或泥水中,这种情况会导致在汽车制动时会导致在汽车制动时4 4只轮子与地面的附着力不一样,只轮子与地面的附着力不一样,制动时容易造成打滑、倾斜和车辆侧翻事故。制动时容易造成打滑、倾斜和车辆侧翻事故。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术EBDEBD用高速计算机在汽车制动的瞬间,分别对四只轮胎用高速计算机在汽车制动的瞬间,分别对四只轮胎附着的不同地面进行感应、计算,得出不同
9、的附着力附着的不同地面进行感应、计算,得出不同的附着力数值,使数值,使4 4只轮胎的制动装置能够根据不同的情况用不只轮胎的制动装置能够根据不同的情况用不同的方式和力量制动,并在运动中不断高速调整,从同的方式和力量制动,并在运动中不断高速调整,从而保证车辆的平稳与安全。而保证车辆的平稳与安全。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术9.1.3 9.1.3 电子刹车辅助系统电子刹车辅助系统 电子刹车辅助系统电子刹车辅助系统(Electronic Brake Assistant(Electronic Brake Assistant,EBA)EBA)是专为那些在非常紧急的事件中,驾驶者不能是专为那些在非
10、常紧急的事件中,驾驶者不能迅速踩下刹车踏板而设计的。该系统利用传感器感应迅速踩下刹车踏板而设计的。该系统利用传感器感应驾驶者对制动踏板踩踏的力度与速度大小,然后通过驾驶者对制动踏板踩踏的力度与速度大小,然后通过计算机判断驾驶者此次刹车意图。计算机判断驾驶者此次刹车意图。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术如果属于非常紧急的制动,如果属于非常紧急的制动,EBAEBA此时就会指示制动系统此时就会指示制动系统产生更高的油压使产生更高的油压使ABSABS发挥作用,从而使制动力快速产发挥作用,从而使制动力快速产生,缩短制动距离。而对于正常情况刹车,生,缩短制动距离。而对于正常情况刹车,EBAEBA则会
11、通则会通过判断不予启动过判断不予启动ABSABS。EBAEBA可以有效防止常见的意外可以有效防止常见的意外“追尾追尾”。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术9.1.4 9.1.4 自动制动差速器自动制动差速器 自动制动差速器自动制动差速器(Automatic Brake Differential(Automatic Brake Differential,ABD)ABD)的主要作用是缩短制动距离,和的主要作用是缩短制动距离,和ABSABS、EBDEBD等配等配合适用。当紧急制动时,车会向下点头,车的重量前合适用。当紧急制动时,车会向下点头,车的重量前移,而相应地车的后轮所承担的重量就会减少,严
12、重移,而相应地车的后轮所承担的重量就会减少,严重时可以使后轮失去附着力,这时相当于只有前轮在制时可以使后轮失去附着力,这时相当于只有前轮在制动,会造成制动距离过长。动,会造成制动距离过长。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术而而ABDABD可以有效防止这种情况,它可以通过检测全部车可以有效防止这种情况,它可以通过检测全部车轮的转速发现这一情况,相应的减少后轮制动力,以轮的转速发现这一情况,相应的减少后轮制动力,以使其与地面保持有效的附着力,同时将前轮制动力加使其与地面保持有效的附着力,同时将前轮制动力加至最大,以达到缩短制动距离的目的。至最大,以达到缩短制动距离的目的。ABDABD与与ABS
13、ABS的区的区别在于,别在于,ABSABS是保证在紧急制动时车轮不被抱死,以达是保证在紧急制动时车轮不被抱死,以达到安全操控的目的,并不能有效地缩短制动距离。而到安全操控的目的,并不能有效地缩短制动距离。而ABDABD则是通过则是通过EBDEBD在保证车辆不发生侧滑的情况下,允在保证车辆不发生侧滑的情况下,允许将制动力加至最大,从而有效地缩短制动距离。许将制动力加至最大,从而有效地缩短制动距离。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术9.1.5 9.1.5 牵引力控制系统牵引力控制系统 牵引力控制系统牵引力控制系统(Traction Control System(Traction Control
14、 System,TCS)TCS)又称循迹控制系统,是根据驱动轮的转数及从动又称循迹控制系统,是根据驱动轮的转数及从动轮的转数来判定驱动轮是否发生打滑现象,当前者大轮的转数来判定驱动轮是否发生打滑现象,当前者大于后者时进而抑制驱动轮转速的一种防滑控制系统。于后者时进而抑制驱动轮转速的一种防滑控制系统。汽车在光滑路面制动时,车轮会打滑甚至使方向失控;汽车在光滑路面制动时,车轮会打滑甚至使方向失控;同样汽车在起步或急加速时驱动轮也有可能打滑,在同样汽车在起步或急加速时驱动轮也有可能打滑,在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险。冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险。9.1 9.1 安安 全全 技技
15、 术术TCSTCS就是针对此问题而设计的。就是针对此问题而设计的。TCSTCS依靠电子传感器探依靠电子传感器探测到从动轮速度低于驱动轮时测到从动轮速度低于驱动轮时(这是打滑的特征这是打滑的特征),就,就会发出一个信号,调节点火时间、减小气门开度、减会发出一个信号,调节点火时间、减小气门开度、减小油门、降挡或制动车轮,从而使车轮不再打滑。小油门、降挡或制动车轮,从而使车轮不再打滑。TCSTCS可以提高汽车行驶稳定性、加速性以及爬坡能力。当可以提高汽车行驶稳定性、加速性以及爬坡能力。当在低速发现打滑时,在低速发现打滑时,TCSTCS会立刻通知会立刻通知ABSABS动作来减低此动作来减低此车轮的打滑
16、。若在高速发现打滑时,车轮的打滑。若在高速发现打滑时,TCSTCS立即向行车计立即向行车计算机发出指令,指挥发动机降速或变速器降挡,使打算机发出指令,指挥发动机降速或变速器降挡,使打滑车轮不再打滑,以防止车辆发生失控甩尾事故。滑车轮不再打滑,以防止车辆发生失控甩尾事故。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术9.1.6 9.1.6 驱动防滑系统驱动防滑系统 驱动防滑系统驱动防滑系统(Acceleration Stability(Acceleration Stability RetainerRetainer,ASR)ASR)又称牵引力控制系统,是在又称牵引力控制系统,是在ABSABS基础上基础上拓
17、展的又一种汽车安全装置。拓展的又一种汽车安全装置。ASRASR的功能是防止汽车在的功能是防止汽车在起步或加速时驱动轮打滑导致甩尾和方向失控,特别起步或加速时驱动轮打滑导致甩尾和方向失控,特别防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮空转及在冰、防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮空转及在冰、雪、积水、泥等路况下的行车安全。其功能在雪、积水、泥等路况下的行车安全。其功能在ABSABS系统系统基础上增加相应的软件和部件就可实现,并形成基础上增加相应的软件和部件就可实现,并形成ABS/ASRABS/ASR系统。系统。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术9.1.7 9.1.7 动态稳定控制系统动态稳定控制系统
18、 BMW(BMW(宝马宝马)公司开发的第三代动态稳定控制系统公司开发的第三代动态稳定控制系统(DSC)(DSC)系统采用了防抱死制动器系统采用了防抱死制动器(ABS)(ABS)、四轮牵引控制、四轮牵引控制以及以及“转弯制动控制转弯制动控制”(CBC)(CBC)机制,即使在最恶劣的驾机制,即使在最恶劣的驾驶条件下,亦能确保汽车的稳定性。如果检测到汽车驶条件下,亦能确保汽车的稳定性。如果检测到汽车可能正在滑行,可能正在滑行,DSCDSC系统降低发动机功率,必要时对特系统降低发动机功率,必要时对特定的车轮施加额外的制动力,从而对汽车采取必要的定的车轮施加额外的制动力,从而对汽车采取必要的纠正措施。因
19、此,纠正措施。因此,DSCDSC能在能在1s1s的时间内使汽车在所行驶的时间内使汽车在所行驶的道路上稳定下来。的道路上稳定下来。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术 现实中的现实中的TCSTCS、ASRASR、TRCTRC、TRACTRAC、ATCATC和和DSCDSC的功能的功能相同,只是叫法不同,都是指相同,只是叫法不同,都是指“牵引力控制系统牵引力控制系统”。一般情况下,大众车型上叫一般情况下,大众车型上叫ASRASR,宝马车型上叫,宝马车型上叫DSCDSC,日系车型上叫日系车型上叫TRCTRC。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术9.1.8 9.1.8 电子稳定系统电子稳定系统 电
20、子稳定系统电子稳定系统(Electronic Stability Program(Electronic Stability Program,ESP)ESP)包含包含ABSABS及及ASRASR,是这两种系统功能上的延伸,因,是这两种系统功能上的延伸,因此此ESPESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。它通称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。它通过对各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析,然过对各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析,然后向后向ABSABS、ASRASR发出纠偏指令,以此帮助车辆维持动态发出纠偏指令,以此帮助车辆维持动态平衡。平衡。ESPESP可以使车辆在各种状况下保持最佳
21、的稳定性,可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性,在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术ESPESP实际上是一种牵引力控制系统。与其他牵引力控制实际上是一种牵引力控制系统。与其他牵引力控制系统比较,系统比较,ESPESP不但可以控制驱动轮,而且可以控制从不但可以控制驱动轮,而且可以控制从动轮。当后轮驱动汽车出现转向过多而使后轮失控而动轮。当后轮驱动汽车出现转向过多而使后轮失控而甩尾时,甩尾时,ESPESP便会刹慢外侧的前轮来稳定车子;在转向便会刹慢外侧的前轮来稳定车子;在转向过少时,为了矫正转向方向,过少时,为
22、了矫正转向方向,ESPESP则会刹慢内后轮。则会刹慢内后轮。ESPESP与与ABSABS、ASRASR的差别在于,的差别在于,ABSABS及及ASRASR只能被动地作出只能被动地作出反应,而反应,而ESPESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误,则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误,当因操作不当或路面异常时,当因操作不当或路面异常时,ESP ESP 会用警告灯警示驾会用警告灯警示驾驶者,防患于未然。驶者,防患于未然。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术9.1.9 9.1.9 车辆动力学控制车辆动力学控制 车辆动力学控制车辆动力学控制(Vehicle Dynamics Control(Veh
23、icle Dynamics Control,VDC)VDC)的作用是保持汽车在行驶的作用是保持汽车在行驶(包括制动和驱动包括制动和驱动)时的时的稳定性。传统的稳定性。传统的ABS(ABS(防抱死制动系统防抱死制动系统)和和TCS(TCS(牵引控制牵引控制系统系统)主要是对车轮上的制动力和驱动力进行控制,而主要是对车轮上的制动力和驱动力进行控制,而VDCVDC则可以防止车轮出现过大的纵向滑移率,以获得最则可以防止车轮出现过大的纵向滑移率,以获得最大的附着力,既可产生最大的减大的附着力,既可产生最大的减(加加)速度,又可防止速度,又可防止出现侧滑。出现侧滑。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术车
24、辆动力学控制系统虽然也是控制车轮的制动力与驱车辆动力学控制系统虽然也是控制车轮的制动力与驱动力,但它们与动力,但它们与ABS/TCSABS/TCS有很大的不同,其主要表现是有很大的不同,其主要表现是可实现左右纵向力的差动控制,以直接对汽车提供横可实现左右纵向力的差动控制,以直接对汽车提供横摆力矩,抵消汽车的不稳定运动摆力矩,抵消汽车的不稳定运动(如在滑路上甩尾时的如在滑路上甩尾时的矫正作用矫正作用)。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术该系统通过在汽车上安装的各种传感器,检测到汽车该系统通过在汽车上安装的各种传感器,检测到汽车的速度、角速度、转向盘转角以及其他的汽车运动姿的速度、角速度、转向
25、盘转角以及其他的汽车运动姿态,根据需要主动地对某侧车轮进行制动,来改变汽态,根据需要主动地对某侧车轮进行制动,来改变汽车的运动状态,使汽车达到最佳的行驶状态和操纵性车的运动状态,使汽车达到最佳的行驶状态和操纵性能,增加了车轮的附着性和汽车的操纵性和稳定性。能,增加了车轮的附着性和汽车的操纵性和稳定性。9.1 9.1 安安 全全 技技 术术9.1.10 9.1.10 电子控制动力转向系统电子控制动力转向系统 电子控制动力转向系统电子控制动力转向系统(Electronic Power(Electronic Power SteeringSteering,EPS)EPS)有电控液压助力转向和电控电动助
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