现代汽车电子技术介绍

电子控制自动变速系统的简介  

一般来说，汽车驱动轮所需的转速和转矩，与发动机所能提供的转速和转矩有较大差别，因而需要传动系统来改变从发动机到驱动轮之间的传动比，将发动机的动力经济而方便地传至驱动轮，以便能够适应外界负载与道路条件变化的需要。此外，停车、倒车等也靠传动系统来实现。适时地协调发动机与传动系统的工作状况，充分地发挥动力传动系统的潜力，使其达到最佳的匹配，这是变速控制系统的根本任务。自动变速能够根据动力传动系统内部和外部的状态，以及行驶工况的需求，自动地选择合适的传动比，具有这种功能的变速箱称为自动变速箱，分有级和无级变化传动比两类。在自动变速过程中，有级传动比变速箱的变速控制，也称为换档控制；而传动比可以连续无级变化的变速箱，称为无级变速器(简称CVT)o无级变速具有理想的恒功率传动性能，变速过程连续平稳，没有动力中断，是人们一直追求的目标，而采用电子技术特别是微电子技术控制变速系统，已经成为当前汽车实现自动变速功能的主要方法。  

现代汽车底盘电子控制简介  

汽车制动防抱死系统  

汽车制动防抱死装置(Antilock Braking System--ABS)可以感知制动轮每一瞬时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器制动力矩的大小，避免出现车轮的抱死现象，是闭环制动系统。它是电子控制技术在汽车上最有突出成就的一项应用，可使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效地提高了行车的安全性。

驱动防滑系统  

驱动防滑系统是汽车制动防抱死系统功能的自然扩展。它的作用是维持汽车行驶的方向稳定性，并尽可能利用车轮-路面间的纵向附着能力，提供最大的驱动力。  

巡航控制  

巡航控制(Cruise Control)是让驾驶员无需操作油门踏板就能保证汽车以某一固定的预选车速行驶的控制系统。当汽车在高速公路上长时间行驶时，一打开巡航控制开关，系统就能够根据道路行驶阻力的变化，自动地增减发动机油门的开度，使汽车行驶速度保持一定，从而给驾驶带来了很大的方便，同时也可以得到较好的燃油经济性。  

牵引控制  

在汽车行驶时,轮胎摩擦系数和路面条件有着很重要的关系，更具体地说，汽车的驱动力必须加以控制，以使车轮的滑动率保持在15至20之间。汽车电子系统所完成的上述控制功能称为牵引控制(Traction Control)。

动力转向  

动力转向的工作方式是应用一种伺服助力机构进行动力放大，来减轻汽车转向时的操纵力。综合电子控制动力转向系统可以允许驾驶员选择自己最舒适的转向操纵力。  

四轮转向  

四轮转向(4WS-four wheel steering)系统是基于一个安装在后悬架上的后轮转向机构，它能够使驾驶员操纵方向盘时转动汽车前后四个车轮，不仅提高了高速时的稳定性和可控制，而且提高了低速时的机动性。  

四轮驱动  

汽车驱动轮能够产生牵引力的大小受到地面附着的限制，并与车重的大小成正比。采用四轮驱动(4WD-four wheel drive)可以充分利用车重来产生牵引力。  

轮胎压力检测  

汽车轮胎内充气压力的高低，直接影响到整车行驶的舒适性和安全性。如果保持适宜的轮压，则可以减小轮胎的磨损、降低油耗、防止因轮压不足而引起的轮胎损坏，并能保证汽车的行驶稳定和安全性。轮胎压力监测系统通过连续地监测轮胎的压力、温度和车轮转速，能够自动地为驾驶员发出警告。  

车身部分的电子控制  

汽车安全气囊简介  

随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车行驶速度越来越快，特别是由于汽车拥有量的迅速增加，交通越来越拥挤，使得事故更为频繁，所以汽车的安全性就变得尤为重要。汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种，主动安全是指汽车防止发生事故的能力，主要有操纵稳定性、制动性能、平顺性等，被动安全是指在万一发生事故的情况下，汽车保护乘员的能力，目前主要有安全带、安全气垫、防撞式车身和安全气囊防护系统(Airbag RestraintSystem，以下简称安全气囊)等。由于现实的复杂性，有些事故是难以避免的，因此被动安全性也非常重要，安全气囊作为被动安全性的研究成果，由于使用方便、效果显著、造价不高，所以得到迅速发展和普及。                                                                        
为了说明安全气囊的基本原理，这里首先说明汽车发生事故时造成乘员伤亡的原因。当汽车发生碰撞事故时，汽车和障碍物之间的碰撞称为一次碰撞，一次碰撞的结果导致汽车速度急剧下降，速度从35km/h降到零的时间约150ms左右；乘员和汽车内部结构之间的碰撞称之为二次碰撞，由于惯性的作用，当汽车急剧降速时，乘员要保持原来的速度向前运动，于是就发生了乘员和方向盘、仪表板、挡风玻璃等之间的碰撞，从而造成了乘员的伤亡.汽车安全气囊的基本思想是，在发生—次碰撞后，二次碰撞前，迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，使乘员扑在气袋上，避免或减缓二次碰撞，从而达到保护乘员的目的。由于乘员和气袋相碰时，因振荡造成乘员伤害，所以一般在气囊的背面开两个直径25mm左右的圆孔。这样，当乘员和气整相碰时，借助圆孔的放气可减轻振荡，放气过程同时也是一个释放能量的过程，因此可以很快地吸收乘员的动能，有助于保护乘员。


  
安全气囊一般由传感器(sensor)、电控单元(ECU)、气体发生器(inflator)、气囊(bag)、续流器(clockspring)等组成，通常气体发生器和气囊等做在一起构成气囊模块(airbag module)。传感器感受汽车碰撞强度，并将感受到的信号传送到控制器，控制器接收传感器的信号并进行处理，当它判断有必要打开气囊时，立即发出点火信号以触发气体发生器，气体发生器接收到点火信号后，迅速点火井产生大量气体给气囊充气。安全气囊系统的组成如图6，1．2所示。  


  
安全气囊最重要的指标是可靠性，如果不该点火而点火打开气囊称毒为误点火：如果应该点火而没有点火称之为漏点火，如果点火太晚则称之为迟点火，无论是误点火、漏点火、还是迟点火都是不能允许的。为了提高安全气囊系统的可靠性，防止电源线在碰撞中断线、电池遭到破坏，系统中备有储能电容或电池，以保证即使掉电也能够开气囊。为了监测传感器、电子电路、气体发生器；系统一般还有故障诊断模块、并设有信号灯于予以显示.图6.1.3是本田汽车安全气囊系统的布置图，这个系统有左右挡板传感器各一个，还有一个传感器放在含有诊断模块的控制器中，气囊有司机席(Driver Side)正面碰撞气囊和乘客席(Pssseneer Side)正面碰撞气囊，另外还有警告灯。当发生前面碰撞时，两个挡板传感器中只要有一个闭合，诊断模块就会根据送来的信号进行处理和判断，认为有必要点火后时即发出点火信号使气囊充气。  


  
图6.1.4是Ford公司Tempo／Topaz汽车安全气囊的组成与布置图，这个系统有五个传感器，分为两组，一组是碰撞传感器，由三个机械电子传感器构成，另一组是安全传感器，由两个机械电子传感器构成，三个碰撞传感器分别放在保险杆的两侧和散热器的顶上，两个安全传感器中的一个放在散热器的顶上，另一个放在仪表板下，其电路如图6.1.5所示。  

两个安全传感器并联，三个碰撞传感器并联，然后通过安全气囊进行串联。当三个碰撞传感器中的‘个和两个安全传感器中的一个闭合就让气囊点火充气。在这个系统中，控制器可以理解为传感器的连接关系。  

图6.1.6是一单传感器安全气囊系统的示意图，其中1是传感诊断模块，2是乘客侧(passengerside)气囊；3是指示灯；4是司机侧(driver side)气囊。这个系统只有一个电子式传感器，控制器和传感器都做在一起。当发生碰撞事故时，控制器对来自传感器的信号进行分析和处理，如果认为有必要点火就分别打开司机侧气囊和乘客侧气囊，否则就继续分析和判断，传感诊断模块放在仪表板的下面。