任務　汽車底盤電控系統認知

任務導入

2016年暑期，小明跟著父親走進了一家SKODA4S店，準備購置一輛2016款昕動牌轎車。工作人員拿出車輛介紹資料，詢問具體的購車意向。小明的父親早在網上查詢了各種款式的參數配置和價格，選中了2016款改款1.6L自動創行版。看著參數配置表中的AT、EBD/CBC、ABS、EBA/BAS/BA、ASR/TCS、ESP/DSC，小明一頭霧水，這些都是什么東西？能干什么用呢？你對上面的汽車底盤電控技術專業詞匯縮略語了解多少呢？

本任務的學習擬在汽車底盤電控實訓室結合多媒體教學手段來完成。除達到上述學習目標外，還應能結合車型參數配置表弄清楚具體車型汽車底盤電控技術的應用情況，掌握常見的汽車底盤電控技術專業詞匯縮略語，了解其各自的功用和發展狀況。

相關知識

一、汽車底盤電控技術的概念

汽車電子技術使汽車工業進入了一個全新的時代。電子技術在汽車上的應用，使得汽車的性能不僅適應日益嚴格的能源、排放、安全法規要求，而且滿足了人們對汽車的舒適、便利、豪華的追求。

汽車底盤電控技術是指汽車底盤總成部件應用汽車電子技術來提高汽車的操縱性能、舒適性能和安全性能。主要體現在：電控自動變速器、防抱死制動系統、驅動防滑控制系統、電子控制懸架系統、電控動力轉向系統、電子穩定程序控制系統等。

二、汽車底盤電控技術的應用

（一）汽車底盤電控技術的現狀

1.電控自動變速器

電控自動變速器的應用使得汽車在行駛過程中能夠根據實際行駛情況進行變速器的擋位自動動變換，具有駕駛省力、延長發動機使用壽命、起步加速平穩、有效避免過載及發動機熄火等優點。目前，電控自動變速器主要有以下四種類型：電控機械式自動變速器（EMT）、電控液力-機械式自動變速器（EHAT）、有級式雙離合器機械自動變速器（DCT）、電控機械式無級變速器（CVT）。

電子控制在自動變速器上的應用實現了汽車行駛過程中的自動補償調節，自動變速器電子控制通過動力傳動控制模塊接收來自汽車上各種傳感器的電子信號輸入，根據汽車的使用工況對這些信息處理來決定液力自動變速器運行工況。按照這些工況，來控制變速器的升擋、降擋及換擋感覺。

2.電子控制制動系統

電子控制制動系統主要包括ABS/ASR/ESP（防抱死制動系統/驅動防滑控制系統/電子穩定程序控制系統）等集成控制系統，提高了汽車的主動安全性和駕駛舒適性。

ABS能防止制動時車輪抱死，提高制動時的方向穩定性，縮短制動距離；ASR能防止驅動過程車輪滑轉，提高汽車行駛穩定性；ESP通過有選擇性地制動某一車輪及發動機管理系統干預，防止車輛滑移。

ABS/ASR/ESP集成控制系統通過感知制動車輪每一瞬間的運動狀態以及車輛的側滑程度，對車輛在四個車輪上的制動力進行閉環控制，可以保證車輛在縱向和側向都能充分利用地面附著系數，以保持行駛方向的穩定性和制動安全。

目前，在發達國家，功能相似的ESP裝備已經被提升為國家層面的標準。歐盟Euro NCAP規定，自2012年起，只有裝備了ESP的車輛才能獲得五星級的安全等級；2011年11月起，所有新車型必須裝備ESP；同時2014年11月起，所有新車必須配備ESP系統。美國國家高速公路安全管理局（NHTSA）規定：4.54t以下的車輛自2011年9月起，必須裝備ESP；2011年9月之后，在加拿大銷售的4.54t以下的車輛必須強制裝備ESP。目前，我國生產的高端車輛，ESP已經成為基本配置，隨著用戶對主動安全的日益關注，ESP裝備在中國也必然向低端車輛普及，在不久的將來，必將成為一項國家層面的標準，提供中國用戶更加安全的駕駛性能。

3.電子控制懸架系統

懸架系統是連接車輪與車身之間全部部件以及零件的總稱。懸架系統主要由減振器、彈性元件（例如螺旋彈簧、板簧、扭桿等）以及導向機構這三部分共同組成。懸架系統能夠有效地降低、抑制車輪與車體之間的振動與動載，保證汽車在行駛過程中的平順性以及穩定性。

電子控制懸架系統（簡稱“電控懸架系統”）包括主動懸架和半主動懸架兩種，主動懸架能夠有效改善汽車的乘坐舒適度和安全性能，成為汽車電控懸架系統的主要發展目標。電控主動懸架又包括電控主動液壓懸架和電控空氣懸架兩種。電控主動液壓懸架通過伸縮液壓減振器，根據車載計算機計算的懸架加速度使得車輛在行駛過程中保持平衡。電控空氣懸架通過感應路面狀況以及自身受到的作用力，能夠及時進行空氣減振器的摩擦和剛度的控制，以保證整個過程中車輛始終保持在可接受的范圍之內發生適度振動。這兩種主動懸架都是通過對減振器阻尼以及懸架剛度進行調節控制，抑制車身的振動，同時能夠調節車身的高度，對被動懸架局限區域進行突破，令汽車懸架特性能夠與道路狀況相適應，從而保證了汽車行駛過程的平順性及操縱穩定性。

4.電控動力轉向系統

電控動力轉向系統是為了改善用戶的轉向操縱感，減輕用戶的體力消耗和提高汽車的轉向性能而設計的。它的基本要求是：汽車在低速行駛時，能夠減少用戶作用于轉向盤的轉向力；汽車在高速行駛時，能夠通過轉向盤向用戶反饋適度的轉向力。電控動力轉向系統主要包括車身電子穩定系統、主動前輪轉向系統、后輪轉向系統等。

（1）主動前輪轉向系統。主動前輪轉向系統的英文全稱是Active Front Steering，簡稱AFS。它具有可變傳動比的特點。在低速狀態下傳動比較小，使轉向更加直接，以減少轉向盤的轉動圈數，提高車輛的靈活性和操控性；在高速狀態下傳動比較大，可提高車輛的穩定性和安全性。AFS的另一特點是可通過轉向干預來實現對車輛穩定性的控制。作為新技術發展趨勢，AFS大大提高了車輛的安全性、機動性和駕駛樂趣。它不僅保留了完整的轉向系統，而且使用戶在轉彎的過程中體會到真實的路感。

（2）后輪轉向系統。后輪轉向系統的英文全稱是Rear Wheel Steer，簡稱RWS。它由電子控制單元、傳感器和執行機構等組成，能夠主動使汽車兩后輪橫拉桿相對于車身做側向運動，并產生一個轉向角。其執行機構有整體式和分離式兩種。整體式是指汽車兩后輪的橫拉桿由同一個執行機構調節；而分離式則是指汽車兩后輪的橫拉桿由兩個不同執行機構調節。對于整體式RWS執行機構，用一個橫拉桿位移傳感器就能確定兩后輪的轉向角；但分離式RWS執行機構至少需要兩個位移傳感器。

RWS正常工作狀態下，轉向盤轉向角和汽車行駛速度與后輪轉向角成函數關系。當汽車低速行駛時，轉向盤的執行機構給后輪一個與前輪轉向角方向相反的轉向角，使得車輛轉彎或停車的轉彎半徑變小；當汽車高速行駛時，轉向盤的執行機構給后輪一個與前輪轉向角方向一致的轉向角，可提高汽車的方向穩定性。當汽車在左右兩側附著力不同的路面制動時，RWS同ESP系統相配合，及時地通過主動后輪轉向角來平衡制動力所產生的橫擺力矩，不僅保持了汽車的方向穩定性，而且最大限度地利用前輪的制動力，改進了汽車的制動性能。

5.自適應巡航控制系統

自適應巡航控制系統的英文全稱是Adaptive Cruise Control，簡稱ACC。它是一種智能化自動控制系統，它是在巡航控制技術的基礎上發展而來的。在車輛行駛過程中，安裝在車輛前部的車距傳感器（雷達）持續掃描車輛前方道路，同時輪速傳感器采集車速信號。當與前車之間的距離過小時，ACC控制單元可以通過與防抱死制動系統、發動機控制系統協調動作，使車輪適當制動，并使發動機的輸出功率下降，以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。自適應巡航控制系統在控制車輛制動時，通常會將制動減速度限制在不影響舒適的程度，當需要更大的減速度時，ACC控制單元會發出聲光信號通知駕駛者主動采取制動操作。當與前車之間的距離增加到安全距離時，ACC控制單元控制車輛按照設定的車速行駛，見圖1-1-1。目前，德國大眾的帕薩特CC、輝騰等高端車型已經成熟地應用了此系統，盡管目前在中國市場上還很少裝備，伴隨著中國交通管理的日益規范，道路情況的不斷改善，該項技術在未來的中國必定會為用戶帶來更安全、更舒適的駕駛性能。

6.輪胎氣壓監控系統

輪胎氣壓監控系統的英文全稱是Tire Pressure Monitoring System，簡稱TPMS。通過連續地檢測輪胎壓力、溫度和車輪轉速，可以在線監控車輪的實際氣壓，使用戶能夠實時了解自己車輛的輪胎氣壓狀況，自動為駕駛人發出警告，以保持適宜的胎壓，可以減少輪胎的不正常磨損，減低油耗，防止因胎壓不足而引起的輪胎損壞，并保證汽車的行駛安全性。

在我國，直到近幾年才有少數汽車企業開始考慮將TPMS系統作為標配。中國是一個潛力巨大的市場。在若干年以前，由于道路狀況的條件，使得TPMS系統根本無用武之地，但最近幾年由于道路狀況的巨大改善已經使得TPMS的使用成為可能。目前TPMS主要還是作為一個豪華系統出現在一些高端車型上。

根據歐盟的規定：2012年11月起，強制規定裝備胎壓檢測系統。2008年9月，我國由發展和改革委員會提出、全國汽車標準化技術委員會組織起草的標準《汽車輪胎氣壓監測系統》已完成征求意見稿，2011年初開始推薦實施。該標準規定了TPMS系統的性能要求和試驗方法，相信在不久的將來，國家亦必然有規定要求車輛逐步配備這一配置。目前我國配備了TPMS的車型主要有領馭、朗逸、榮威550、國產奔馳E級、鉑銳、奧迪A6、寶馬3系及5系等。

（二）汽車底盤電控技術的發展趨勢

1.線控制動系統

線控制動系統的英文全稱是Brake By Wire，簡稱BBW。它是一種新型的智能化制動系統，也是未來制動控制系統的發展趨勢。

BBW包括電制動器、線控制動控制單元、傳感器、線束、電源、制動手柄或電子制動踏板等。其簡單的組成結構，省去了傳統制動系統中的制動油箱、制動主缸、液壓閥和復雜的管路，提高了整車質量和性能。BBW不同于傳統的制動系統，其傳遞的是電力，而不是液壓油或壓縮空氣。它采用嵌入式總線技術，可以與防抱死制動系統（ABS）、牽引力控制系統（TCS）、車身電子穩定系統（ESP），自適應巡航控制系統（ACC）等汽車主動安全系統協同工作，通過優化微處理器中的控制算法，可以精確地調整制動系統的工作過程，縮短制動響應時間，提高車輛的制動效果，加強了汽車的制動安全性能。BBW以電能作為能量來源，通過電動機或電磁鐵驅動制動器，并且采用電線連接，耐久性好，可改善各種電控制動能效。系統總成制造、裝配、測試簡單快捷。安裝和維修更加簡單方便。

2.自動輔助泊車系統

自動輔助泊車系統的英文全稱是Automatic Parking System，簡稱APS。它通過前保險杠車頭兩側設置的雷達探頭，運用超聲波傳感器掃描路面兩側，通過比較停車的空間和車輛的長度，自動尋找合適的停車位，如圖1-1-2所示。找到合適位置后，駕駛人只需控制制動、車輛自動控制轉向操作，即可將車輛駛入泊車位，并且液晶屏會有相應的顯示。擁有自動泊車系統后就不用再為停車煩惱了，即使駕駛技術不嫻熟，也能夠根據系統指示輕松解決。在泊車輔助這個層面，國際上只有高端車才配備這樣的裝備，但是隨著國內用戶要求的提高，昊銳和途觀開創了B級車享受豪華車配置的先河。

3.車道偏離警示系統

車道偏離警示系統通過中控臺上的按鈕被激活。如果駕駛人在行車過程中跨越原來的車道，但沒有轉向的操作（如打轉向燈），該系統會發出輕微的警示音。該系統是通過一臺攝像機檢測車輛在車道線之間的位置，當車速超過60km/h時，該系統被激活；當車速超過65km/h時，系統便開始進行干預。駕駛人警示控制系統（DAC）由一個攝像頭、若干傳感器和一個控制單元組成。攝像頭裝在風窗玻璃和車內后視鏡之間，不斷測量汽車與車道標志之間的距離；傳感器記錄汽車的運動；控制單元存儲該信息并計算是否有失去對汽車控制的危險。如果評估的結果是高風險，即通過聲音信號向駕駛人發出警示。此外，在儀表盤上還顯示一段文字信息，用一個咖啡杯的符號提示駕駛人休息一會兒。在車輛進入容易使駕駛人進入放松狀態的筆直、平坦的道路以及容易使駕駛人分神和打盹的環境時，以及當車速超過60km/h時該系統被激活；當車速超過65km/h時，系統便開始進行干預。歐盟規定：針對總重超過3.5t的商用車和八座以上的小型客車，自2013年11月新車型必須強制安裝車道偏離警示系統；2015年11月針對所有新注冊新車，強制裝備以上系統。目前這些警示控制系統已經普遍應用在奧迪、沃爾沃、寶馬等高級車上面。隨著中國用戶和安全管理部門對車輛主動安全要求的不斷提高，這些安全電子系統必將朝著低成本化和普及化方向發展。

4.連續性阻尼控制系統

連續性阻尼控制系統的英文全稱是Continuous Damping Control，簡稱CDC。它由電子控制單元、CAN（控制器局域網總線）、四個車輪垂直加速度傳感器、四個車身垂直加速度傳感器和四個阻尼器比例閥組成。根據汽車的運動狀況及傳感器信號，電子控制單元計算出每個車輪懸架阻尼器的最優阻尼系數，然后對阻尼器比例閥進行相應的調節，自動調整車高，抑制車輛的變化等，使汽車的懸架系統能提供更好的汽車舒適性、安全性和穩定性。為此，讓汽車車輪的動載振幅和車身垂直加速度盡可能小。目前德系車中，高端車輛如奔馳、輝騰、奧迪、途銳、保時捷等都配備了以上的裝備，提供更加靈活的底盤舒適性和安全性。隨著用戶對車輛性能要求的不斷提高，可調式減振器成本的優化和批量的增加，該項技術也必然朝著普及化和低端化的趨勢發展。

5.底盤線控系統

所謂線控系統就是執行機構和操縱機構兩者沒有機械連接和機械能量的傳遞，駕駛人的操縱指令通過傳感器件感知，再采用電信號等形式經過網絡傳遞給執行機構與電子控制器。其中，執行機構通過利用外來的能源完成相對應的任務，而其執行的整個過程和執行結果受到電子控制器的控制與監測。

汽車底盤線控系統的核心是線控驅動系統、線控轉向系統和線控制動系統。線控驅動系統是電子控制器根據用戶指令來控制發動機的轉速和方向的，并且通過踩加速踏板來控制發動機輸出的扭矩大小。線控轉向系統由轉向系統、電子控制系統和轉向盤系統三部分組成，去除了轉向輪與轉向盤之間的機械連接裝置，使得自身與其他系統更加協調一致地工作。線控制動系統由接收單元、踏板行程傳感器和制動踏板等組成，經制動控制器接收車輪傳感器信號、踏板信號與制動信號來控制車輪制動。

6.連續控制底盤系統

連續控制底盤系統的英文全稱是Continuously Controlled Chassis Concept，簡稱FOUR-C。它由電子控制全時四輪驅動系統和持續調校懸架系統構成。該系統可利用縱向、橫向、滾動及傾斜感應器，加上車輪速度、轉向盤角度、輸出功率及制動力等數據對動力分布及懸架進行調節。

FOUR-C的基本原理：分布在底盤的相應傳感器可測量車身相對于道路的縱向、橫向和垂直方向的加速度，并可通過防抱死制動器和穩定控制系統來測量每個車輪的旋轉和垂直運動，轉向盤的偏轉角、速度、轉向，發動機扭矩，以及各種緊急障礙數據等。整個過程以電子線路的形式與轎車全輪驅動系統相連接。由傳感器收集上來的數據，主動上傳給微處理器，再由微處理器將所有這些信息反饋給減振器，并以500次/s的速度對其進行刷新。

未來汽車底盤電控技術的發展方向勢必將線控制動系統、自動輔助泊車系統、車道偏離警示系統、連續性阻尼控制系統、底盤線控系統、連續控制底盤系統等新技術集成融合在一起，成為汽車底盤智能控制系統。上述全部系統功能集中在一個電子控制單元（Electronic Control Unit，ECU），再通過CAN總線實現信息共享、集中控制。提高了各自單獨控制的性能和資源的合理分配。目前，基于串行通信傳輸的網絡結構成為一種必然的選擇。

未來汽車底盤電控技術在集成化方面，大體趨勢是ABS/ASR/ESP集成和ABS/ASR/ACC集成。前者在制動、加速和轉向方面滿足了用戶的較高要求，解決了汽車在制動和驅動時的方向穩定性問題，對汽車的主動行駛安全具有較大的貢獻；后者具有優先用戶操作的功能和ABS優先工作的功能，在實時動態監控、數據計算和確定汽車行駛狀態和車輪轉動狀態上體現了優越性。汽車底盤電控技術的研究發展還在繼續，未來在集成化方面必將有更新、更好的突破。

任務實施

一、實施環境

（1）汽車底盤電控實訓室或汽車整車實訓室。

（2）裝備有底盤電控技術的轎車、舉升機、工具車（配有拆裝工具）、工作臺。

（3）相應的車輛維修手冊或車輛參數表。

二、實施步驟

分小組完成如下操作：

（1）對照本組指配的整車查看車輛裝配了哪些底盤電控的部件。

（2）分組指出底盤電控的部件的具體位置。

（3）完成任務工單。

三、任務工單