汽车行驶与安全控制系统

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1、汽车电子控制技术行驶与安全控制系统11.1电控悬架系统(ECSS)11.2巡航控制(CCS)与导航控制11.3安全气囊(SRS)11.4防撞控制系统11.6电控转向系统(EPS)11.7汽车电子稳定程序系统(ESP)11.5电控中央门锁与防盗系统汽车悬架系统简介汽车悬架是汽车的一个重要组成部分，1.悬架的功用1)抑制、缓和由不平路面引起的振动和冲击；2)传递汽车垂直力以外，还传递其他各方向的力和力矩；3)保证车轮和车身(或车架)之间有确定的运动关系，使汽车具有良好的驾驶性能。2.悬架的组成1）弹性元件：起缓冲作用，承受垂直载荷，缓和

2、及抑制不平路面对车体的冲击，2）减振器：起减振作用，衰减车身的振动是悬架机构中最精密和复杂的机械件。3）传力（导向）装置：起力的传递作用，保证车轮相对于车架(或车身)有确定的相对运动规律。汽车悬架系统示意图1）弹性元件1钢板弹簧特点：既有弹性元件的作用，又可起到导向和减振作用。2螺旋弹簧特点：质量轻，但没有减振作用，须另加减震器；也必须加推力杆。膜式空气弹簧囊式空气弹簧油气不分隔式弹簧油气分隔式弹簧2）减振器2、原理：油液通过窄小孔隙形成阻尼,将振动能量转化为热能.2.纵向推力杆1.弹性元件、减振器3.横向稳定杆、横向推力杆3）

3、传力（导向）装置3.悬架的类型1）结构上分：分成独立悬架和非独立悬架。2）反应性能上分：分成被动悬架、半主动悬架和主动悬架。3）减振材料上分：分成液力悬架、空气悬架和电磁悬架。构造较简单，承载力大，商用车、皮卡、越野车部分轿车的后悬架采用这种型式。(a)非独立悬架(b)独立悬架每个车轮能独立上下跳动而互不影响。轿车多采用这种型式。11.1电控悬架系统电子控制悬架系统Electronic Controlled Suspension System—ECSS1.一般行驶时需要柔软一点的悬架以求舒适感；2.急转弯及制动时又需要硬一点的悬架以

4、求稳定性；3.不同行驶环境对车身高度的要求也是不一样的。传统的被动悬架无法满足这种矛盾的需求，只能采取折中的方式去解决。电子控制悬架（主动/半主动悬架）可以在一定范围内调整悬架的性能来满足上述需求。汽车不同的行驶状态对悬架有不同的要求，汽车在1）车高调整功能车辆的负载变化，保持一定的车高；车辆在差的路面行驶，提高车高；车辆高速行驶，降低车高。1.电控悬架的功能2）衰减力控制功能在车辆急转弯、急加速和紧急制动的情况下，可抑制车辆的姿态变化，防止车辆后坐、侧倾、点头等。3）弹簧刚度弹性系数的控制功能利用控制弹簧刚度的方法控制车辆起步不同

5、状态时的姿态。根据路面的激励和车辆的响应，对悬架的阻尼系数进行调整，使车身的振动被控制在一定的范围内。2.电控悬架的类型1）半主动悬架根据车辆的行驶条件、车轮高低的变化，主动改变悬架的刚度和阻尼系数，主动高度补偿尽量使车身保持稳定。2）全主动悬架1.传感器：车身加速度、位移；车速；转角等传感器；2.ECU:3.执行机构：电磁阀、步进电机、气泵电机。11.1.2电控悬架的基本组成11.1.3半主动悬架系统的控制原理检测车身振动，调整悬架的刚度和阻尼系数。半主动悬架可看作由可变特性的弹簧和减振器组成的悬架系统。虽然它不能随外界的输入进行

6、最优的控制和调节，但它可按储存在计算机中的各种条件下最优弹簧和减振器的优化参数指令来调节弹簧的刚度和减振器的阻尼状态，使悬架对复杂多变的路面状况具有较好的适应性。主动悬架是一个动力驱动系统，包括能量源、测量系统、ECU、和执行器四个部分。其原理是通过传感器获得车辆振动信息，传递给ECU进行处理，发出指令给能量源产生控制力，再由执行器进行控制，衰减悬架的振动。主动悬架结构复杂，成本高，需要很大的能量消耗，其发展受到了一定的制约，在少数高级轿车中有所应用。11.1.4主动悬架系统的控制原理主动悬架系统的控制模式控制模式控制项行驶状况悬架

7、刚度阻尼系数车速与路面感应控制车速感应控制车速高增大前后轮相关控制遇到障碍减小坏路面感应控制坏路面行驶增大车身姿态控制转向车身倾斜控制车辆急转向增大制动车身点头控制车辆紧急制动增大起步车身后仰控制突然加速增大车身高度控制1）车辆高速行驶，降低车高。2）车辆在差的路面行驶，提高车高；3）驻车时，常规车高；目前应用于悬架控制系统的控制理论主要有：天棚控制、最优控制、预测控制、模糊控制、自适应控制、神经网络控制以及复合控制等等。11.1.5控制策略研究天棚控制原理是在车身上安装一个与车身振动速度成正比的阻尼器，可以完全防止车身与悬架系统产

8、生共振，达到衰减振动的目的。在天棚控制方式中，控制力取决于车体的绝对速度的反馈，不需要很多传感器也不需要复杂的数学模型，可靠性较好。CCS可使汽车工作在发动机有利转速范围内，减轻驾驶员的驾驶操纵劳动强度，提高行驶舒适性的汽车自动行驶装