华北水利大汽车安全工程课件04汽车主动安全系统

第四章汽车主动安全系统PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/

常见主动安全系统：防抱死制动系统

（ABS）电子控制制动系统

（EBD）驱动防滑系统（ASR）车身稳定控制系统

（ESP）电控悬架系统电控动力转向系统四轮转向系统定速巡航系统照明系统4.1概述4.2ABS防抱死制动系统ABS是防抱死制动系统的英文缩写，英文的全称是Anti-lockBrakingSystem，是提高汽车制动安全性的一个重要装置。4一、ABS的理论基础1.汽车的制动性汽车在行驶过程中，强制地减速直至停车且维持行驶方向稳定性的能力。52.制动时车轮受力分析Ｖ——车速ω——车轮旋转角速度Ｍｊ——惯性力矩Ｍμ——制动阻力矩Ｗ——车轮法向载荷Ｆｚ——地面法向反力Ｔ——车轴对车轮的推力Ｆｘ——地面制动力ｒ——车轮半径ｒω——车轮切向速度(轮速)一、ABS的理论基础6（1）制动器制动力—Fμ

制动蹄与制动鼓（盘）压紧时形成的摩擦力矩Mμ通过车轮作用于地面的切向力。（2）地面制动力—Fx

制动时地面对车轮的切向反作用力。一、ABS的理论基础（3）附着力—Fφ

地面对轮胎切向反作用力的极限值。附着力取决于轮胎与路面之间的摩擦作用及路面的抗剪强度。7地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系一、ABS的理论基础当制动踏板力较小时，制动器摩擦力矩不大，地面与轮胎之间的摩擦力及地面制动力，足以克服制动器摩擦力矩，使车轮滚动。显然，车轮滚动时，Fx=Fu，且随着踏板力增长成正比的增长。但地面制动力是滑动摩擦的约束反力，其值不能超过附着力。Fx<=Fφ=Fzφ当制动器踏板力P上升到某一值、Fx达到Fφ时，车轮即抱死不转而出现拖滑现象。之后，制动器制动力仍按直线关系继续上升，但地面制动力达到附着力的值后就不再增加。

可见，汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受地面附着条件的限制，所以只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力。103.滑移率的定义（1）制动过程中轮胎的三种状态路面印痕与胎面花纹基本一致。车速V=轮速Vω路面印痕可以辨认出轮胎花纹，但花纹逐渐模糊。车速V＞轮速Vω路面印痕粗黑。轮速Vω=0（2）滑移率S定义：

S=[(V－Vω)/V]×100%=[(V－r×ω)/V]×100%一、ABS的理论基础11s＜

20%为制动稳定区域；

s＞

20%为制动非稳定区域；

将车轮滑移率s控制在20%左右，便可获取最大的纵向附着系数和较大的横向附着系数，是最理想的控制效果。

4.附着系数φ与滑移率s的关系一、ABS的理论基础12理想的制动力控制过程:（1）制动开始时，让制动压力迅速增大，使s上升至20%所需的时间最短，以便获取最短的制动距离和方向稳定性。（2）制动过程中：当s上升稍大于20%时，对制动轮迅速而适当降低制动压力，使s迅速下降到20%；当s下降稍小于20%时，对制动轮迅速而适当增大制动压力，使s迅速上升到20%。一、ABS的理论基础13二、ABS优点（1）缩短制动距离（2）增加汽车制动时的稳定性（3）改善轮胎的磨损（4）使用方便、工作可靠14如果制动系制动力小于轮胎—道路附着力，则汽车制动时会保持稳定状态，反之，则汽车制动时会出现车轮抱死和滑移。如果前轮抱死，汽车失去转向控制能力；如果后轮抱死，汽车在很小的侧向干扰力作用下，就会发生甩尾，甚至调头等危险现象。15ABS是在传统制动系的基础上，增加了如下装置车轮轮速传感器ECU制动压力调节器ABS警告灯ABS组成及布置形式16ABS系统组成车轮转速传感器液压控制器电控单元ECU制动踏板指示灯制动器双腔制动主缸ABS组成及布置形式17ABS组成及系统布置ABS警告灯右制动灯左制动灯制动灯开关ABS泵电机ABS液压控制单元ABS电子控制单元左前轮速传感器左后轮速传感器18ABS控制参数1.以滑移率为控制参数根据车速和轮速传感器的信号计算车轮的滑移率作为控制制动力的依据。S高于设定值，ECU就输出减小制动力的信号，并通过制动压力调节器减小制动压力；反之，增大制动力，控制滑移率在设定的范围内。192.以车轮角加速度为控制参数ECU根据车轮的轮速传感器信号计算车轮的角加速度作为控制制动器的依据。ECU中设置合理的角加速、角减速度门限值。制动时，当车轮角减速度达到门限值时，ECU输出减小制动力信号；当车轮转速升高至角加速度门限值，ECU输出增加制动力信号。ABS控制参数20ABS布置形式

ABS系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。如果对某车轮的制动压力可以进行单独调节，这种控制方式称为独立控制；如果对两个(或两个以上)车轮的制动压力一同进行调节，则称这种控制方式为一同控制。21在两个车轮的制动压力进行一同控制时，如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这种控制方式为按高选原则一同控制；如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，则称这种控制方式为按低选原则一同控制。

ABS布置形式221.四传感器四通道/四轮独立控制ABS的布置形式232.四传感器三通道/前独-后低选控制方式ABS布置形式243.三传感器三通道/前独-后低选控制方式

由于三通道ABS对两后轮进行一同控制，对于后轮驱动的汽车可以在变速器或主减速器中只设置一个转速传感器来检测两后轮的平均转速。ABS布置形式254.四传感器二通道/前独-后低选控制方式ABS布置形式265.一传感器一通道/后轮低选控制方式

由于前制动轮缸的制动压力未被控制，前轮仍然可能发生制动抱死，所以汽车制动时的转向操纵能力得不到保障。但由于单通道ABS能够显著地提高汽车制动时的方向稳定性，又具有结构简单、成本低的优点，因此在轻型货车上得到广泛应用。ABS布置形式独立控制方式特点优点：每个车轮的附着系数利用率达到最大值，获得最佳的制动效果。→制动距离最短！缺点：对于不对称路面，由于附着系数的不同，左右轮产生的路面制动力不同，导致车辆产生附加的横摆力矩，使车辆难以控制。→操作性和方向稳定性不太好！低选择控制方式的特点优点：左右车轮产生的制动力相同，减少或消除了横摆和转向力矩→操纵性和方向稳定性好！缺点：附着系数较高的一侧车轮的附着系数得不到充分的利用。→制动距离加大！29轮速传感器【作用】检测车轮的转速，送给ECU决定是否开始进行防抱死制动。【安装位置】车轮上。【结构】由传感器头和齿圈组成。30凿式极轴柱式极轴电缆永磁体外壳感应线圈极轴齿圈1）磁电式车速传感器头剖视图轮速传感器31工作原理永久磁铁产生一定强度的磁场，齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙就以一定的速度变化，这样就会使齿圈和电极组成的磁路中的磁阻发生变化。其结果使磁通量周期性增减，在线圈两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压。测出交变电压的周期T，则可计算出轮速。32（1）结构：由传感头和齿圈组成，传感头由永磁体、霍尔元件、电子电路等组成。（2）原理：永磁体磁力线通过霍尔元件通向齿圈，当齿隙正对霍尔元件中心时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场较弱；当齿顶正对霍尔元件中心时，磁力线集中，磁场较强。齿圈转动时，磁场强弱发生交替变化，从而引起霍尔电压的变化。（3）优点：a.输出信号幅值不受转速影响；b.频率响应高；c.抗电磁干扰能力强。2）霍尔式33四传感器四通道ECU的内部结构（信号输出）轮速传感器FLRRFRRL（信号输出）轮速传感器输入增幅电路外部通信线路电动机监控线路制动开关线路阀继电器监控线路电源输入输出电路运算电路运算电路稳压电源故障存储等电磁阀控制电路电磁阀控制电路左前电磁阀FL右后电磁阀RR左后电磁阀RL右前电磁阀FR警告灯阀继电器电动机继电器继电器电源341.再循环式调压器制动压力调节器制动压力调节器（1）增压：踏下制动踏板，由于电磁阀的进液阀开启，回液阀关闭，各电磁阀将制动总泵与各制动分泵之间的通路接通，制动总泵中的制动液将通过各电磁阀的进出液口进入各制动分泵，各制动分泵的制动液压力将随着制动总泵输出制动液压力的升高而升高—增压。与常规制动相同。36（2）保压：当某车轮制动中，滑移率接近于20%时，ECU输出指令，控制电磁阀线圈通过较小电流（约2A），使电磁阀的进液阀关闭（回液阀仍关闭），保证该控制通道中的制动分泵制动压力保持不变—保压。制动压力调节器373）减压：当某车轮制动中，滑移率大于20%时，ECU输出指令，控制电磁阀线圈通过较大电流（约5A），使电磁阀的进液阀关闭回液阀开启，制动分泵中的制动液将通过回液阀流入储液器，使制动压力减小-减压。与此同时，ECU控制电动泵通电运转，将流入储液器的制动液泵回到制动总泵出液口。制动压力调节器382.可变容积式液压控制可变容积调压方式：在汽车原有制动系统管路中增加一套液压控制装置，用于改变制动管路容积，实现增压—保压—减压的循环调节。这种制动压力调节系统的控制液压油路和ABS控制的制动液油路是相互隔开的。

制动压力调节器39调压缸结构原理制动压力调节器40

输入电磁阀

输出电磁阀储能器通口储液罐通口调压缸通口组合电磁阀结构原理平时常闭，通电打开平时常开，通电关闭41输入电磁阀断电关闭，输出电磁阀断电打开。调压缸活塞在弹簧作用下上移，将单向阀顶开。制动分泵压力，将随制动踏板力的增大而增大。常规制动制动压力调节器42ECU对两个电磁阀同时供电，输入电磁阀打开，输出电磁阀关闭，高压控制液经输入电磁阀流向调压活塞缸，活塞下移，容积增大，制动分泵制动压力减小。减压制动压力调节器43保压：输入电磁阀断电关闭，输出电磁阀通电关闭。调压缸活塞位置保持不变，制动分泵制动液压力不变。保压制动压力调节器44增压：输入电磁阀断电关闭，输出电磁阀断电打开泄压。调压缸活塞在弹簧作用下上移，容积减小，制动分泵制动液压力增大。增压制动压力调节器45故障警示灯在仪表板及仪表板附加部件上装有两个故障警示灯，一个是ABS警示灯，另一个是制动装置警示灯。

打开点火开关后ABS警示灯亮约2S熄灭，说明自检结束的同时已启动ABS。若ABS警示灯常亮，说明ABS出现故障。总结1.ABS的功用2.ABS的组成3.ABS的控制原理4.制动压力调节器的调节过程5.轮速传感器的工作原理4.3制动力分配系统-EBD一、EBD的概念EBD是英文ElectronicBrakeforceDistribution的缩写，中文“电子制动力分配”。二、传统制动力分配方案1.双比例阀

双比例阀装在通往后轮的制动油管上，在踩制动时，使制动压力比前轮低，以免车辆重心前移，后轮载荷减轻，后轮先抱死产生甩尾等现象2.负荷传感式比例阀依汽车载重量的变化，自动调整作用在后轮的油压，车辆无负荷时油压小，以免后轮打滑，车辆有负荷时油压大，以缩短制动距离。

传统制动力分配方法的不足是，反应速度慢、控制精度差。如果仅有ABS，虽能保证车轮不抱死，但当左右两侧轮胎附着地面的条件不同，两侧车轮的制动力就不同，车辆就会向附着条件好的一侧“转弯”，容易产生侧滑甚至侧翻现象。EBD的功能是在汽车制动的瞬间，确定各个轮胎的附着情况，然后调整制动力，以保证车辆的平稳和安全三、EBD的作用EBD系统的作用（1）紧急制动时，防止因后轮先抱死造成汽车滑动及甩尾。（2）取代比例阀的功能，与机械式分配阀相比，可提高后轮制动力，缩短制动距离。（3）可分别控制四轮的制动。（4）确保ABS工作时的制动安全性。（5）实现后轮制动压力左右独立控制，确保转向制动时的安全性。（6）提高后轮的制动效果，减少前轮制动摩擦片的磨损量及温度的上升。

图4-28有无EBD制动对比四、EBD系统结构由减速度传感器、EBDECU、制动压力调节器组成。五、EBD工作过程1.前/后轮制动力分配2．左/右轮制动力分配（转弯制动期间）ASR系统概述1ASR的基本原理2ASR的基本组成ASR系统控制方式434.4ASR驱动防滑系统汽车驱动防滑系统（AccelerationSlipRegulation或TractionControlSystem），简称ASR或TCS（日本车型称它为TRC或TRAC），也被称为驱动力防滑控制系统，是应用于车轮防滑的电子控制系统。ASR系统是继ABS后采用的一套防滑控制系统，是ABS功能的进一步发展和重要补充。ASR系统和ABS系统和密切相关，通常配合使用，构成汽车行驶的主动安全系统。其作用是防止汽车起步或加速过程中打滑，特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮的空转。一、ASR系统的工作原理58ECU：ASR电控单元执行器：制动压力调节器节气门驱动装置传感器：车轮轮速传感器节气门开度传感器二、ASR的基本组成1．发动机输出功率控制：在汽车起步、加速时，ASR控制器输出控制信号，控制发动机输出功率，以抑制驱动轮滑转。常用方法有：辅助节气门控制、燃油喷射量控制和延迟点火控制。三、ASR系统常用的控制方式2．驱动轮制动控制：直接对发生空转的驱动轮加以制动，反映时间最短。普遍采用ASR与ABS组合的液压控制系统，在ABS系统中增加电磁阀和调节器，从而增加了驱动控制功能。3.同时控制发动机输出功率和驱动轮制动力：控制信号同时起动ASR制动压力调节器和辅助节气门调节器，在对驱动车轮施加制动力的同时减小发动机的输出功率，以达到理想的控制效果。三、ASR系统常用的控制方式

4.防滑差速锁（LSD)控制：LSD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从0%～100%。当驱动轮单边滑转时，控制器输出控制信号，使差速锁和制动压力调节器动作，控制车轮的滑移率。这时非滑转车轮还有正常的驱动力，从而提高汽车在滑溜路面的起步、加速能力及行驶方向的稳定性。三、ASR系统常用的控制方式65在差速器向驱动轮输出驱动力的输出端，设置一个离合器，通过调节作用在离合器片上的液压压力，便可调节差速器的锁止程度。665.差速锁与发动机输出功率综合控制：差速锁制动控制与发动机输出功率综合控制相结合的控制系统可根据发动机的状况和车轮滑转的实际情况采取相应的控制达到最理想的控制效果。67四、ASR工作过程68ASR系统与ABS系统的比较ASR和ABS都是控制车轮和路面的滑移率，以使车轮与地面的附着力不下降，因此两系统采用的是相同的技术，它们密切相关，常结合在一起使用，共享许多电子组件和共同的系统部件来控制车轮的运动，构成行驶安全系统。

69ASR系统与ABS系统的不同主要在于：（1）ABS系统是防止制动时车轮抱死滑移，确保制动安全；ASR系统（TRC）则是防止驱动车轮原地不动而不停的滑转，提高汽车起步、加速及滑溜路面行驶时的牵引力，确保行驶稳定性。（2）ABS系统对所有车轮起作用，控制其滑移率；而ASR系统只对驱动车轮起制动控制作用。（3）ABS是在制动时，车轮出现抱死情况下起控制作用，在车速很低（小于8km/h）时不起作用；而ASR系统则是在整个行驶过程中都工作，在车轮出现滑转时起作用，当车速很高（80～120km/h）时不起作用。4.5车身稳定系统第四章主动安全系统主要内容车身稳定系统是什么?车身稳定系统的作用是什么？车身稳定系统是如何工作的?车身稳定系统构成、基本工作原理

ESP是ElectronicStabilityPrograme缩写。意为电子稳定程序,在大众、奥迪、奔驰车型上使用此简称。在其它车型上，相同或相近功用的系统采用了不同的名字。如：

DynamicStabilityControl (DSC)-BMW VehicleStabilityControl (VSC)-Toyota VehicleStabilityAssist (VSA)-Honda

ESP的作用ESP能在恶劣的驾驶条件下（如突然出现障碍物）减轻驾驶员的劳累程度，同时还能平衡过激反应及避免出现不稳定行车状态。1.在多变路面上行驶2.转弯转向过度和转向不足时3.避让障碍物ESP与ABS及ASR的区别ESP包含ABS及ASR，是这两种系统功能上的延伸。因此，ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。4.5.2组成部分1-电子控制单元；2-液压控制装置；3-转向盘转角传感器；4-横向偏摆率传感器；5-后轮速传感器信号环；6-后轮速传感器；7-前轮速传感器接线；8-前轮速传感器图4-49部件在车上的安装位置传感器有转向角传感器（监测方向盘的转向角度）轮速传感器（监测各个车轮的转动速度）横摆率传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）

ESPECU将传感器采集到的数据进行计算，算出车身状态然后跟存储器里面预先设定的数据进行比对。ESP的执行器就是4个车轮的制动系统，其实ESP就是帮助驾驶员踩制动踏板。4.5.3工作原理

ESP调节过程ESP首先通过方向盘转角传感器及各车轮转速传感器识别驾驶员转弯方向（驾驶员意愿）。a-司机往哪边转向？b-车要往哪开？第一个问题的答案是：ESP接收来自转向角度传感器（1）及车轮转速传感器（2）的信号。第二个问题的答案是：ESP接收偏转率（3）和横向加速度（4）信号。a≠b车辆出现危急行驶状况，需要ESP进行控制调整。a=b车辆行驶情况正常。由接收的信号产生了两个答案a和b，根据这两个答案，ESP即可推知是否出现了紧急情况及是否应开始工作。I.车辆处于转向不足状态。通过内侧后制动器的相应动作及发动机和变速器管理系统的协调工作，ESP可防止脱离弯道。II.车辆处于转向过度状态。通过外侧前制动器的相应动作及发动机和变速器管理系统的协调工作，ESP可防止侧滑。如果单独制动某个车轮不足以稳定车辆，ESP将通过降低发动机扭矩输出的方式或制动其它车轮来满足需求。在不操纵制动踏板时，制动预压力来源于ABS泵。ESP可以克服转向过度及转向不足。但ESP还应保证在不直接干涉转向器的情况下引起方向改变。基本原理与履带式车辆类似。如果履带车要左转弯，弯度内侧的履带应制动，而外侧的履带应加速。如果想回到原来的方向上，那么原来的弯度内侧（现在已变成了弯度外侧）的履带应加速，另一侧的履带应制动。ESP是以车轮滑动调节系统为基础的。但ESP又扩展了一项重要内容：

ESP可提前识别出车辆的各种不稳定状态（如侧滑）并进行补救。为了能做到这一点，就需要再加上几个部件。示意图转速传感器不断地发送各车轮的转速信号。转向角传感器将数据直接通过CAN总线传给控制单元。控制单元根据这两种信息计算出车辆规定的转向及行驶特性。横向加速度传感器向控制单元发送车辆侧滑的信息；偏转率传感器向控制单元发送车辆离心趋势信息。控制单元根据这两种信息计算出车辆的实际状态。如果规定值与实际值有偏差，那么就需要调节了。ESP可决定下述内容：-哪个车轮应制动或加速到什么程度。-是否需降低发动机力矩。-是否启动变速器控制单元（指自动变速器车）然后ESP系统根据收到的传感器数据，来判定调节是否有效。如果是有效的，那么调节就结束了，ESP会继续监控车辆的行驶特性；如果无效，那么调节会继续进行。调节开始后，ESP指示灯会闪亮，以通知司机：ESP正在工作。ESP工作原理和效果4.6电子控制式电动助力转向系统（EPS）转向系统经历了四个发展阶段：机械式转向系统（ManualSteering，简称MS）液压助力转向系统（HydraulicPowerSteering，简称HPS）电控液压助力转向系统（ElectroHydraulicPowerSteering，简称EHPS）电动助力转向系统（ElectricPowerSteering，简称EPS）。电动助力转向系统（ElectricPowerSteering，缩写EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，EPS系统具有很多优点：该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力。电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。4.5.1电子控制式电动助力转向系统分类根据电动机布置位置的不同，电动助力转向系统可以分为转向柱助力式(Column-assisttypeEPS)、齿轮助力式(Pinion-assisttypeEPS)、齿条助力式(Rack-assisttypeEPS)、直接助力式(Direct-drivetypeEPS)四种。1）转向柱助力式电动助力转向器助力电机固定在转向柱的一侧，通过减速增扭机构与转向轴相连，直接驱动转向轴助力转向。现在多数EPS就是采用这种形式。受到空间布置和噪声的影响，电机的体积较小，输出扭矩不大，一般只用在小型及紧凑型车辆上。2）齿轮助力式电动助力转向器助力电机和减速增扭机构与小齿轮相连，直接驱动齿轮实现助力转向。可用于中型车辆，以提供较大的助力。3）齿条助力式电动助力转向器助力电机和减速增扭机构则直接驱动齿条提供助力。可以提供更大的助力值，所以一般用于大型车辆上。(D-EPS)的助力电机和减速增扭机构同转向齿轮形成了一个独立的单元。它与R-EPS比较相似，两者的主要区别是扭矩传感器的安装位置有所不同。通过优化电控单元(ECU)内部的算法，让电机向齿条直接提供转向助力可以获得良好的转向路感。4）直接助力式电动助力转向器4.5.2电子控制式电动助力转向系统组成通常一个EPS系统主要由转向部件、传感器、电机、减速机构和电子控制单元（ECU）等组成。一般主要由三大部分构成，信号传感装置(包括扭矩传感器、转角传感器和车速传感器)，转向助力机构(包括电机、离合器、减速传动机构)及电子控制装置。1.转矩传感器转矩传感器用来检测转向盘转动时产生的转向力矩，并将其转换为电信号。它包括转子和定子两部分，分别安装在转向盘的输入轴和转向小齿轮的输出轴上。转子部分转子部分由上下两层构成，输入轴和输出轴两者上部是刚性连接，由汽车转向盘的转轴（即输入轴）驱动。其下层转子带动小齿轮推动齿条平移，驱动转向轮左右转向。转矩传感器的上层部分由转向盘直接驱动，由于下端没有载荷，其转动量与转向盘转轴完全同步。但转矩传感器的下层部分带有转向小齿轮，有一定阻力，中间通过细扭杆驱动，导致下层转子的转动量相对较小，这就造成上、下层转子在机械上会产生相对角位移差。当汽车转向时，在不同的道路条件遇到不同的转向阻力，输入轴与输出轴这两个转轴会产生与转向转矩大小相适应的角度差。定子部分定子部分也有上下两层线圈，分别对应转子的上下部。定子线圈部分有两种线圈分布，分别是励磁线圈和检测线圈。励磁线圈对转子部分的线圈通过电磁感应起励磁作用；检测线圈则将输入/输出轴的上下角差（转向转矩）检测出来，向ECU输送电信号，这个电信号是以定子线圈上的两列正弦波的相位差，反映此时转矩传感器检测到的转矩大小。转矩传感器安装位置2.转角传感器转角传感器位于转向盘内部，用于计算转向量及方向。转向角传感器使用发光二极管与光敏晶体管，以及置于转向盘内部的传感器A与传感器B。A开口槽板安装于光敏晶体管与发光二极管之间，开口槽板有45个孔，当转向盘转动时会跟着转动。光敏晶体管是依据穿过开口槽孔的光线来动作，并且会输出数字脉冲信号。电子控制单元会通过此信号来辨别转向盘的速度与角度。3.电磁离合器电磁离合器的主要功用是保证电动助力只在预定的车速范围内起作用。当汽车行驶速度超过系统规定的最大值时，电磁离合器便切断电动机的电源，使电动机停转。离合器分离，不起传递转向助力的作用。当该动力转向系统发生故障时，离合器还会自动分离。此时转向完全靠手动控制。电磁离合器主要由电磁线圈、主动轮、从动轮、压板等组成。工作时，电流通过滑环进入电磁线圈，主动轮便产生电磁吸力，带花键的压板被吸引而压紧主动轮，于是电动机的输出转矩便依次经过输出轴、主动轮、压板、花键、从动轮传递给减速机构。4.电动机电动机的作用是根据电控ECU的指令输出适当的辅助转矩。目前采用较多的是永磁式直流电动机，分为有刷式和无刷式两种。5.减速机构助力电动机转速高、转矩小，必须经由减速机构减速增矩后驱动转向器。常用的减速机构有涡轮—蜗杆传动、螺杆—螺母传动、行星齿轮减速、滚珠式齿轮减速机构等。6.电控EPSECU工作时，转向转矩传感器和转向角传感器测得的信号被输入到CPU，CPU根据这些信号和车速计算出最优化的助力转矩。ECU把以计算出来的参数值作为电流命令值转换为模拟量，再将其输入到电流控制电路；电流控制电路把来自微处理器的电流命令值同电动机电路的实际值进行比较，产生一个差值信号。该差值信号被送到驱动电路，该电路可驱动动力装置并向电动机提供控制电流。4.5.3电控电动助力转向系统的优点提高安全性。节约了能源消耗。对环境无污染。增强了转向跟随性。改善了回正特性。装配性好，易于布置。EPS比HPS具有更好的低温工作性能。4.7四轮转向四轮转向（简称4WS，4WheelSteering）是指汽车在转向时，

4个车轮都可相对车身主动偏转起到转向作用，其主要目的是提高汽车在高速行驶或在侧向风力作用时的操纵稳定性，改善在低速下的操纵轻便性，以及减小在停车场时的转弯半径。四轮转向主要有两种方式：同向位转向；逆向位转向同向转向

逆向转向四轮转向系统组成结构电控电动式四轮转向系统主要由前、后部转向装置、各种输入传感器和ECU组成。发动机工作时，4WSECU不断地从所有的传感器收集信息。如果转向盘转动，4WSECU就会对车速传感器、主转向角传感器、辅助转向角传感器、主后轮角度传感器、辅助后轮角度传感器以及后轮转速传感器传来的信息进行分析，并计算出适当的后轮转向角，然后将蓄电池电压输入到前、后轮转向执行电动机使前、后轮转向。蓄电池电压通过两只大功率晶体管输送到后轮转向执行器电动机处。其中一只晶体管在右转弯时导通，而另一只在左转弯时导通。主、副后轮转角传感器将反馈信号送到4WSECU以显示后轮转角已被执行。4.8电控悬架系统

2026/7/26一、电控悬架概述1.什么是电控悬架简称EMS(ElectronicModulatedSuspension)。普通悬架基础上的电子控制系统。能够通过对行驶路面、汽车的工况和载荷等状况的监测控制悬架本身的特性及工作状态，使汽车的整体行驶性能达到最佳，从而改善汽车的行驶安全性。

1222026/7/26当受到外界激励(如汽车以一定速度驶过坑洼不平路面)时，只能“被动”地做出响应，这类悬架被称为被动悬架。1232026/7/262.功用电控悬架系统的基本目的是通过控制调节悬架的刚度和阻尼力，使汽车的悬架特性与道路状况和行驶状态相适应。

124电控悬架概述基本功能有：车高调整：不论负载多少，汽车高度均一定；在坏路面上行驶时，使车高升高，高速行驶时，车高降低。减震器阻尼力控制：调整减震器阻尼系数，防止汽车起步或急加速时车尾后坐；防止紧急制动时车头下沉；防止急转弯时车身横向摇动；防止汽车换档时车身纵向摇动等。弹簧刚度控制：调整弹簧弹性系数，改善乘坐舒适性和操纵稳定性。有些车型有其中一至二个功能，少数同时有三个功能。2026/7/262026/7/26126减震器悬架控制执行器选择开关传感器制动时防前倾高速行驶时操纵稳定转弯时防侧翻正常行驶时乘坐舒适起步和加速时防后坐2026/7/263.电控悬架的种类按传递介质不同，分气压式和油压式。按驱动机构和介质不同，分电磁阀驱动的油气主动式悬架和步进电机驱动的空气主动悬架。127按控制理论不同，分半主动式和主动式。主动悬架是一种能供给和控制动力源的装置，它根据各传感器检测的信号，自动调整悬架的刚度、阻尼力以及车身高度，从而显著提高汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。半主动悬架悬架系统中只有弹簧刚度或减振器阻尼之一可以调节。2026/7/262026/7/26二、电控悬架系统的结构与工作原理1.组成：由传感器、电子控制单元和执行器三部分组成。129车身加速度传感器车身高度传感器车速传感器方向盘转角传感器节气门位置传感器车门传感器开关ECU减震器调节器等传感器：车高传感器、车速传感器、加速度传感器、转向盘转角传感器、节气门位置传感器等。开关：模式选择开关、制动灯开关、停车开关、车门开关等。执行器：可调阻尼力减震器、可调节弹簧高度和弹性大小的弹性元件等。ECU2026/7/262026/7/26一般原理：利用传感器（包括开关）检测汽车行驶时路面的状况和车身的状态，输入ECU后进行处理，然后通过驱动电路控制悬架系统的执行器动作，完成悬架特性参数的调整。1312026/7/261）车速与路面感应控制当车速高时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以提高汽车高速行驶时的操纵稳定性。当前轮遇到突起时，减小后轮悬架弹簧刚度和减振器阻尼力，以减小车身的振动和冲击。当路面差时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的振动。132电控悬架的控制功能2026/7/262）车身姿态控制转向时侧倾控制：急转向时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的侧倾。制动时点头控制：紧急制动时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的点头。加速时后坐控制：急加速时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的后坐。1332026/7/263）车身高度控制高速感应控制：车速超过90km/h，降低车身高度，以减少空气阻力，提高汽车行驶的稳定性。连续差路面行驶控制：车速在40~90km/h，提高车身高度，以提高汽车的通过性；车速在90km/h以上，降低车身高度，以满足汽车行驶的稳定性。134点火开关OFF控制：驻车时，当点火开关关闭后，降低车身高度，便于乘客的乘降。自动高度控制：当乘客和载质量变化时，保持车身高度恒定。2026/7/262026/7/26丰田LEXUSGX470电控悬架EMS系统图136悬架ECU前减震器和执行器后减震器和执行器转向盘转角传感器停车灯开关前右加速度传感器前左加速度传感器DLC3模式选择开关TRCECU节气门位置传感器车速传感器后加速度传感器ECMEMS＝ElectricModulatedSuspension2026/7/26137转向盘转角传感器加速度传感器车身高度传感器车身高度传感器加速度传感器传感器的结构与工作原理2026/7/26【作用】检测转向盘的中间位置、转动方向、转向角度和转动角度。以判断转向时侧向力的大小和方向，以控制车身的侧倾。【类型】多采用光电式转向盘转角传感器。【安装位置】转向盘的转向轴上。1381）转向盘转角传感器【结构】在转向轴的带窄缝的圆盘上装有两组光电耦合器，转向盘转动时，可输出两组脉冲信号。根据此信号可判断转向盘的转角与转速；通过两组信号的相位来判断转向的方向。2026/7/262026/7/261402026/7/261412026/7/26142前开槽的圆盘（信号盘）转向盘转角传感器遮光器中间位置顺时针逆时针2026/7/26【作用】检测车身横向加速度和纵向加速度。横向加速度传感器主要用于检测汽车转向时，汽车因离心力的作用而产生的横向加速度，以判断悬架系统阻尼力改变的大小及空气弹簧中空气压力的调节情况，以维持车身的最佳姿势。【类型】差动变压器式和钢球位移式。【别名】G传感器2）加速度传感器143【差动变压器式加速度传感器原理】汽车转弯、加减速时，心杆在横向力或纵向力作用下移动，使检测线圈的输出电压发生变化。【钢球位移式加速度传感器原理】汽车转弯、加减速时，钢球在横向力或纵向力作用下移动，使检测线圈的输出电压发生变化。2026/7/262026/7/26丰田车垂向加速度传感器：前加速度传感器一般装在前左及前右高度传感器内；后加速度传感器装在行李箱右侧的下面。145丰田车垂向加速度传感器安装位置2026/7/26丰田加速度传感器主要由压电陶瓷盘和膜片组成。两个压电陶瓷盘固定在膜片两侧，并支承在传感器中心。当加速度作用在整个传感器时，压电陶瓷盘在其自身重量作用下弯曲变形。根据压电陶瓷的特性，它们将产生与其弯曲率成正比例变化的电荷。这些电荷由传感器内的电子电路转换成与加速率成正比例变化的电压，输送到悬架ECU。1462026/7/263）车身高度传感器【作用】检测汽车行驶时车身高度的变化情况（汽车悬架的位移量）。【类型】片簧开关式、霍尔式、光电式。其中光电式应用较多。【光电式传感器原理】有一根靠连杆带动转动的转轴，转轴上固定一个开有许多窄槽的圆盘，圆盘两边装有四组光电耦合器。当车身高度变化时，通过连杆可使转轴转动，因而四组光电耦合器可感应出四组脉冲信号，通过这四组脉冲信号的不同组合，可反映车高的高度范围。1472026/7/261482026/7/264）信号开关149车门开关停车灯开关阻尼模式指示灯和车身高度指示灯高度控制开关阻尼模式选择开关2026/7/26【位置】变速器旁。【作用】根据汽车的行驶状况和路面情况选择悬架的运行模式，从而决定减震器的阻尼力大小。【运行模式】标准（Norm）、运动（Sport）两种。5）模式选择开关150阻尼模式选择开关开关位置阻尼力软硬乘坐舒适操纵稳定2026/7/26【作用】改变车身高度设置。【运行模式】低（Low）、高（Hight）两种。6）高度控制开关151开关位置车身高度高车身高度控制开关低阻尼模式指示灯车身高度指示灯小结电控悬架的组成电控悬架的功用车高调整减震器阻尼力控制弹簧刚度控制2026/7/264.9主动巡航控制系统

（AdaptiveCruiseControl，简称ACC）

154定速巡航系统(CRUISECONTROLSYSTEM，CCS）155主动巡航控制系统（ACC）在定速巡航控制系统的基础上发展起来的。驾驶员设定所希望的车速，系统利用低功率雷达或红外线光束得到前车的确切位置，如果发现前车减速或监测到新目标，系统就会发送执行信号给发动机或制动系统来降低车速使车辆和前车保持一个安全的行驶距离。当前方道路没车时又会加速恢复到设定的车速，雷达系统会自动监测下一个目标。156

主动巡航控制系统代替驾驶员控制车速，避免了频繁的取消和设定巡航控制，使巡航系统适合于更多的路况。此操作实现了在无司机干预下的自主减速或加速。ACC控制车速的主要方式是通过发动机节气门控制和适当的制动。1574.9.1自适应巡航控制系统的组成自适应巡航控制系统主要有车距传感器（雷达）、轮速传感器、转向角传感器及ACCECU等组成。宝马E90新3系轿车车距传感器158

目前市面上车距传感器主要包括雷达传感器、红外光束传感器以及视频摄像头三种。品牌、车型不同其安装位置也不同，常见的安装位置有车标后、保险杠两侧、下方以及车内后视镜背后。1594.9.2自适应巡航控制系统的工作原理

在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当与前车距离小于安全距离时，ACCECU可以通过与ABS、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。虽然ACC系统可以自动控制车速，但在任何时候驾驶员都可以主动进行加速或制动。1604.9.3ACC系统扩展功能及优点（1）通过车距传感器的反馈信号，ACC控制单元可以根据靠近车辆物体