任务　汽车底盘电控系统认知

任务导入

2016年暑期，小明跟着父亲走进了一家SKODA4S店，准备购置一辆2016款昕动牌轿车。工作人员拿出车辆介绍资料，询问具体的购车意向。小明的父亲早在网上查询了各种款式的参数配置和价格，选中了2016款改款1.6L自动创行版。看着参数配置表中的AT、EBD/CBC、ABS、EBA/BAS/BA、ASR/TCS、ESP/DSC，小明一头雾水，这些都是什么东西？能干什么用呢？你对上面的汽车底盘电控技术专业词汇缩略语了解多少呢？

本任务的学习拟在汽车底盘电控实训室结合多媒体教学手段来完成。除达到上述学习目标外，还应能结合车型参数配置表弄清楚具体车型汽车底盘电控技术的应用情况，掌握常见的汽车底盘电控技术专业词汇缩略语，了解其各自的功用和发展状况。

相关知识

一、汽车底盘电控技术的概念

汽车电子技术使汽车工业进入了一个全新的时代。电子技术在汽车上的应用，使得汽车的性能不仅适应日益严格的能源、排放、安全法规要求，而且满足了人们对汽车的舒适、便利、豪华的追求。

汽车底盘电控技术是指汽车底盘总成部件应用汽车电子技术来提高汽车的操纵性能、舒适性能和安全性能。主要体现在：电控自动变速器、防抱死制动系统、驱动防滑控制系统、电子控制悬架系统、电控动力转向系统、电子稳定程序控制系统等。

二、汽车底盘电控技术的应用

（一）汽车底盘电控技术的现状

1.电控自动变速器

电控自动变速器的应用使得汽车在行驶过程中能够根据实际行驶情况进行变速器的挡位自动动变换，具有驾驶省力、延长发动机使用寿命、起步加速平稳、有效避免过载及发动机熄火等优点。目前，电控自动变速器主要有以下四种类型：电控机械式自动变速器（EMT）、电控液力-机械式自动变速器（EHAT）、有级式双离合器机械自动变速器（DCT）、电控机械式无级变速器（CVT）。

电子控制在自动变速器上的应用实现了汽车行驶过程中的自动补偿调节，自动变速器电子控制通过动力传动控制模块接收来自汽车上各种传感器的电子信号输入，根据汽车的使用工况对这些信息处理来决定液力自动变速器运行工况。按照这些工况，来控制变速器的升挡、降挡及换挡感觉。

2.电子控制制动系统

电子控制制动系统主要包括ABS/ASR/ESP（防抱死制动系统/驱动防滑控制系统/电子稳定程序控制系统）等集成控制系统，提高了汽车的主动安全性和驾驶舒适性。

ABS能防止制动时车轮抱死，提高制动时的方向稳定性，缩短制动距离；ASR能防止驱动过程车轮滑转，提高汽车行驶稳定性；ESP通过有选择性地制动某一车轮及发动机管理系统干预，防止车辆滑移。

ABS/ASR/ESP集成控制系统通过感知制动车轮每一瞬间的运动状态以及车辆的侧滑程度，对车辆在四个车轮上的制动力进行闭环控制，可以保证车辆在纵向和侧向都能充分利用地面附着系数，以保持行驶方向的稳定性和制动安全。

目前，在发达国家，功能相似的ESP装备已经被提升为国家层面的标准。欧盟Euro NCAP规定，自2012年起，只有装备了ESP的车辆才能获得五星级的安全等级；2011年11月起，所有新车型必须装备ESP；同时2014年11月起，所有新车必须配备ESP系统。美国国家高速公路安全管理局（NHTSA）规定：4.54t以下的车辆自2011年9月起，必须装备ESP；2011年9月之后，在加拿大销售的4.54t以下的车辆必须强制装备ESP。目前，我国生产的高端车辆，ESP已经成为基本配置，随着用户对主动安全的日益关注，ESP装备在中国也必然向低端车辆普及，在不久的将来，必将成为一项国家层面的标准，提供中国用户更加安全的驾驶性能。

3.电子控制悬架系统

悬架系统是连接车轮与车身之间全部部件以及零件的总称。悬架系统主要由减振器、弹性元件（例如螺旋弹簧、板簧、扭杆等）以及导向机构这三部分共同组成。悬架系统能够有效地降低、抑制车轮与车体之间的振动与动载，保证汽车在行驶过程中的平顺性以及稳定性。

电子控制悬架系统（简称“电控悬架系统”）包括主动悬架和半主动悬架两种，主动悬架能够有效改善汽车的乘坐舒适度和安全性能，成为汽车电控悬架系统的主要发展目标。电控主动悬架又包括电控主动液压悬架和电控空气悬架两种。电控主动液压悬架通过伸缩液压减振器，根据车载计算机计算的悬架加速度使得车辆在行驶过程中保持平衡。电控空气悬架通过感应路面状况以及自身受到的作用力，能够及时进行空气减振器的摩擦和刚度的控制，以保证整个过程中车辆始终保持在可接受的范围之内发生适度振动。这两种主动悬架都是通过对减振器阻尼以及悬架刚度进行调节控制，抑制车身的振动，同时能够调节车身的高度，对被动悬架局限区域进行突破，令汽车悬架特性能够与道路状况相适应，从而保证了汽车行驶过程的平顺性及操纵稳定性。

4.电控动力转向系统

电控动力转向系统是为了改善用户的转向操纵感，减轻用户的体力消耗和提高汽车的转向性能而设计的。它的基本要求是：汽车在低速行驶时，能够减少用户作用于转向盘的转向力；汽车在高速行驶时，能够通过转向盘向用户反馈适度的转向力。电控动力转向系统主要包括车身电子稳定系统、主动前轮转向系统、后轮转向系统等。

（1）主动前轮转向系统。主动前轮转向系统的英文全称是Active Front Steering，简称AFS。它具有可变传动比的特点。在低速状态下传动比较小，使转向更加直接，以减少转向盘的转动圈数，提高车辆的灵活性和操控性；在高速状态下传动比较大，可提高车辆的稳定性和安全性。AFS的另一特点是可通过转向干预来实现对车辆稳定性的控制。作为新技术发展趋势，AFS大大提高了车辆的安全性、机动性和驾驶乐趣。它不仅保留了完整的转向系统，而且使用户在转弯的过程中体会到真实的路感。

（2）后轮转向系统。后轮转向系统的英文全称是Rear Wheel Steer，简称RWS。它由电子控制单元、传感器和执行机构等组成，能够主动使汽车两后轮横拉杆相对于车身做侧向运动，并产生一个转向角。其执行机构有整体式和分离式两种。整体式是指汽车两后轮的横拉杆由同一个执行机构调节；而分离式则是指汽车两后轮的横拉杆由两个不同执行机构调节。对于整体式RWS执行机构，用一个横拉杆位移传感器就能确定两后轮的转向角；但分离式RWS执行机构至少需要两个位移传感器。

RWS正常工作状态下，转向盘转向角和汽车行驶速度与后轮转向角成函数关系。当汽车低速行驶时，转向盘的执行机构给后轮一个与前轮转向角方向相反的转向角，使得车辆转弯或停车的转弯半径变小；当汽车高速行驶时，转向盘的执行机构给后轮一个与前轮转向角方向一致的转向角，可提高汽车的方向稳定性。当汽车在左右两侧附着力不同的路面制动时，RWS同ESP系统相配合，及时地通过主动后轮转向角来平衡制动力所产生的横摆力矩，不仅保持了汽车的方向稳定性，而且最大限度地利用前轮的制动力，改进了汽车的制动性能。

5.自适应巡航控制系统

自适应巡航控制系统的英文全称是Adaptive Cruise Control，简称ACC。它是一种智能化自动控制系统，它是在巡航控制技术的基础上发展而来的。在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器（雷达）持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与防抱死制动系统、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。自适应巡航控制系统在控制车辆制动时，通常会将制动减速度限制在不影响舒适的程度，当需要更大的减速度时，ACC控制单元会发出声光信号通知驾驶者主动采取制动操作。当与前车之间的距离增加到安全距离时，ACC控制单元控制车辆按照设定的车速行驶，见图1-1-1。目前，德国大众的帕萨特CC、辉腾等高端车型已经成熟地应用了此系统，尽管目前在中国市场上还很少装备，伴随着中国交通管理的日益规范，道路情况的不断改善，该项技术在未来的中国必定会为用户带来更安全、更舒适的驾驶性能。

6.轮胎气压监控系统

轮胎气压监控系统的英文全称是Tire Pressure Monitoring System，简称TPMS。通过连续地检测轮胎压力、温度和车轮转速，可以在线监控车轮的实际气压，使用户能够实时了解自己车辆的轮胎气压状况，自动为驾驶人发出警告，以保持适宜的胎压，可以减少轮胎的不正常磨损，减低油耗，防止因胎压不足而引起的轮胎损坏，并保证汽车的行驶安全性。

在我国，直到近几年才有少数汽车企业开始考虑将TPMS系统作为标配。中国是一个潜力巨大的市场。在若干年以前，由于道路状况的条件，使得TPMS系统根本无用武之地，但最近几年由于道路状况的巨大改善已经使得TPMS的使用成为可能。目前TPMS主要还是作为一个豪华系统出现在一些高端车型上。

根据欧盟的规定：2012年11月起，强制规定装备胎压检测系统。2008年9月，我国由发展和改革委员会提出、全国汽车标准化技术委员会组织起草的标准《汽车轮胎气压监测系统》已完成征求意见稿，2011年初开始推荐实施。该标准规定了TPMS系统的性能要求和试验方法，相信在不久的将来，国家亦必然有规定要求车辆逐步配备这一配置。目前我国配备了TPMS的车型主要有领驭、朗逸、荣威550、国产奔驰E级、铂锐、奥迪A6、宝马3系及5系等。

（二）汽车底盘电控技术的发展趋势

1.线控制动系统

线控制动系统的英文全称是Brake By Wire，简称BBW。它是一种新型的智能化制动系统，也是未来制动控制系统的发展趋势。

BBW包括电制动器、线控制动控制单元、传感器、线束、电源、制动手柄或电子制动踏板等。其简单的组成结构，省去了传统制动系统中的制动油箱、制动主缸、液压阀和复杂的管路，提高了整车质量和性能。BBW不同于传统的制动系统，其传递的是电力，而不是液压油或压缩空气。它采用嵌入式总线技术，可以与防抱死制动系统（ABS）、牵引力控制系统（TCS）、车身电子稳定系统（ESP），自适应巡航控制系统（ACC）等汽车主动安全系统协同工作，通过优化微处理器中的控制算法，可以精确地调整制动系统的工作过程，缩短制动响应时间，提高车辆的制动效果，加强了汽车的制动安全性能。BBW以电能作为能量来源，通过电动机或电磁铁驱动制动器，并且采用电线连接，耐久性好，可改善各种电控制动能效。系统总成制造、装配、测试简单快捷。安装和维修更加简单方便。

2.自动辅助泊车系统

自动辅助泊车系统的英文全称是Automatic Parking System，简称APS。它通过前保险杠车头两侧设置的雷达探头，运用超声波传感器扫描路面两侧，通过比较停车的空间和车辆的长度，自动寻找合适的停车位，如图1-1-2所示。找到合适位置后，驾驶人只需控制制动、车辆自动控制转向操作，即可将车辆驶入泊车位，并且液晶屏会有相应的显示。拥有自动泊车系统后就不用再为停车烦恼了，即使驾驶技术不娴熟，也能够根据系统指示轻松解决。在泊车辅助这个层面，国际上只有高端车才配备这样的装备，但是随着国内用户要求的提高，昊锐和途观开创了B级车享受豪华车配置的先河。

3.车道偏离警示系统

车道偏离警示系统通过中控台上的按钮被激活。如果驾驶人在行车过程中跨越原来的车道，但没有转向的操作（如打转向灯），该系统会发出轻微的警示音。该系统是通过一台摄像机检测车辆在车道线之间的位置，当车速超过60km/h时，该系统被激活；当车速超过65km/h时，系统便开始进行干预。驾驶人警示控制系统（DAC）由一个摄像头、若干传感器和一个控制单元组成。摄像头装在风窗玻璃和车内后视镜之间，不断测量汽车与车道标志之间的距离；传感器记录汽车的运动；控制单元存储该信息并计算是否有失去对汽车控制的危险。如果评估的结果是高风险，即通过声音信号向驾驶人发出警示。此外，在仪表盘上还显示一段文字信息，用一个咖啡杯的符号提示驾驶人休息一会儿。在车辆进入容易使驾驶人进入放松状态的笔直、平坦的道路以及容易使驾驶人分神和打盹的环境时，以及当车速超过60km/h时该系统被激活；当车速超过65km/h时，系统便开始进行干预。欧盟规定：针对总重超过3.5t的商用车和八座以上的小型客车，自2013年11月新车型必须强制安装车道偏离警示系统；2015年11月针对所有新注册新车，强制装备以上系统。目前这些警示控制系统已经普遍应用在奥迪、沃尔沃、宝马等高级车上面。随着中国用户和安全管理部门对车辆主动安全要求的不断提高，这些安全电子系统必将朝着低成本化和普及化方向发展。

4.连续性阻尼控制系统

连续性阻尼控制系统的英文全称是Continuous Damping Control，简称CDC。它由电子控制单元、CAN（控制器局域网总线）、四个车轮垂直加速度传感器、四个车身垂直加速度传感器和四个阻尼器比例阀组成。根据汽车的运动状况及传感器信号，电子控制单元计算出每个车轮悬架阻尼器的最优阻尼系数，然后对阻尼器比例阀进行相应的调节，自动调整车高，抑制车辆的变化等，使汽车的悬架系统能提供更好的汽车舒适性、安全性和稳定性。为此，让汽车车轮的动载振幅和车身垂直加速度尽可能小。目前德系车中，高端车辆如奔驰、辉腾、奥迪、途锐、保时捷等都配备了以上的装备，提供更加灵活的底盘舒适性和安全性。随着用户对车辆性能要求的不断提高，可调式减振器成本的优化和批量的增加，该项技术也必然朝着普及化和低端化的趋势发展。

5.底盘线控系统

所谓线控系统就是执行机构和操纵机构两者没有机械连接和机械能量的传递，驾驶人的操纵指令通过传感器件感知，再采用电信号等形式经过网络传递给执行机构与电子控制器。其中，执行机构通过利用外来的能源完成相对应的任务，而其执行的整个过程和执行结果受到电子控制器的控制与监测。

汽车底盘线控系统的核心是线控驱动系统、线控转向系统和线控制动系统。线控驱动系统是电子控制器根据用户指令来控制发动机的转速和方向的，并且通过踩加速踏板来控制发动机输出的扭矩大小。线控转向系统由转向系统、电子控制系统和转向盘系统三部分组成，去除了转向轮与转向盘之间的机械连接装置，使得自身与其他系统更加协调一致地工作。线控制动系统由接收单元、踏板行程传感器和制动踏板等组成，经制动控制器接收车轮传感器信号、踏板信号与制动信号来控制车轮制动。

6.连续控制底盘系统

连续控制底盘系统的英文全称是Continuously Controlled Chassis Concept，简称FOUR-C。它由电子控制全时四轮驱动系统和持续调校悬架系统构成。该系统可利用纵向、横向、滚动及倾斜感应器，加上车轮速度、转向盘角度、输出功率及制动力等数据对动力分布及悬架进行调节。

FOUR-C的基本原理：分布在底盘的相应传感器可测量车身相对于道路的纵向、横向和垂直方向的加速度，并可通过防抱死制动器和稳定控制系统来测量每个车轮的旋转和垂直运动，转向盘的偏转角、速度、转向，发动机扭矩，以及各种紧急障碍数据等。整个过程以电子线路的形式与轿车全轮驱动系统相连接。由传感器收集上来的数据，主动上传给微处理器，再由微处理器将所有这些信息反馈给减振器，并以500次/s的速度对其进行刷新。

未来汽车底盘电控技术的发展方向势必将线控制动系统、自动辅助泊车系统、车道偏离警示系统、连续性阻尼控制系统、底盘线控系统、连续控制底盘系统等新技术集成融合在一起，成为汽车底盘智能控制系统。上述全部系统功能集中在一个电子控制单元（Electronic Control Unit，ECU），再通过CAN总线实现信息共享、集中控制。提高了各自单独控制的性能和资源的合理分配。目前，基于串行通信传输的网络结构成为一种必然的选择。

未来汽车底盘电控技术在集成化方面，大体趋势是ABS/ASR/ESP集成和ABS/ASR/ACC集成。前者在制动、加速和转向方面满足了用户的较高要求，解决了汽车在制动和驱动时的方向稳定性问题，对汽车的主动行驶安全具有较大的贡献；后者具有优先用户操作的功能和ABS优先工作的功能，在实时动态监控、数据计算和确定汽车行驶状态和车轮转动状态上体现了优越性。汽车底盘电控技术的研究发展还在继续，未来在集成化方面必将有更新、更好的突破。

任务实施

一、实施环境

（1）汽车底盘电控实训室或汽车整车实训室。

（2）装备有底盘电控技术的轿车、举升机、工具车（配有拆装工具）、工作台。

（3）相应的车辆维修手册或车辆参数表。

二、实施步骤

分小组完成如下操作：

（1）对照本组指配的整车查看车辆装配了哪些底盘电控的部件。

（2）分组指出底盘电控的部件的具体位置。

（3）完成任务工单。

三、任务工单