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1、制动系统技术简介制动系统技术简介电控驱动防滑系统电控驱动防滑系统(ASR)ASR)电子控制防抱死制动系统电子控制防抱死制动系统(ABS)ABS)第五章第五章 现代汽车安全制动技术现代汽车安全制动技术第1页/共99页一、一、制动系统及主动安全技制动系统及主动安全技术术随着汽车行驶速度的提高，以及道路行车密度的随着汽车行驶速度的提高，以及道路行车密度的增大，对于汽车行驶安全性能的要求也就越来越增大，对于汽车行驶安全性能的要求也就越来越高高，汽车的防滑控制系统就是在这种情况下产生汽车的防滑控制系统就是在这种情况下产生和发展的，而且，防滑控制系统也已经成为汽车和发展的，而且，防滑控制系统也已经成为汽车
2、向电子化发展的一个重要方而。向电子化发展的一个重要方而。制动防抱死系统制动防抱死系统(ABSABS-Anti-lock Brake-Anti-lock Brake System)System)驱动防滑转系统驱动防滑转系统(ASRASR-Accelerating Slip-Accelerating Slip Regulation System)Regulation System)牵引力控制系统牵引力控制系统(TCSTCS-Traction Control-Traction Control System)System)第2页/共99页制动防抱死系统制动防抱死系统 制动防抱死系统就是在制动过程中通过
3、调节制动防抱死系统就是在制动过程中通过调节制动轮缸的制动压力，使作用于车轮的制动力制动轮缸的制动压力，使作用于车轮的制动力矩受到控制，而将车轮的滑动率控制在较为理矩受到控制，而将车轮的滑动率控制在较为理想的范围内。在制动过程中防止车轮被制动抱想的范围内。在制动过程中防止车轮被制动抱死，避免车轮在路面上进行纯粹地滑移，提高死，避免车轮在路面上进行纯粹地滑移，提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离，所以，被称为制动防抱死力，缩短制动距离，所以，被称为制动防抱死系统。系统。第3页/共99页目前制动防抱死技术的发展趋势目前制动防抱死技术的发
4、展趋势减小体积和质量，提高集成度以降低成本和减小体积和质量，提高集成度以降低成本和销售价格，并简化安装。销售价格，并简化安装。开发一种可以使一种系统适应多种车型的回开发一种可以使一种系统适应多种车型的回流泵系统。流泵系统。改进电磁阀的磁路设计和结构设计，提高电改进电磁阀的磁路设计和结构设计，提高电磁阀的响应速度。磁阀的响应速度。第4页/共99页第5页/共99页逐渐推广应用逐渐推广应用ABS+TC(ASR)ABS+TC(ASR)相结合的系统。相结合的系统。目前已经生产出目前已经生产出ABSABS和驱动控制系统和驱动控制系统(ABR)ABR)一一体化的组合装置，如体化的组合装置，如Mercedes
5、MercedesBenzBenz公司公司和和WabcoWabco公司联合开发出一种基于公司联合开发出一种基于ABS ABS 的驱的驱动滑转率调节装置。动滑转率调节装置。采用计算机进行采用计算机进行ABSABS与汽车的匹配、标定技与汽车的匹配、标定技术。同时加强道路试验，提高在各种不同路术。同时加强道路试验，提高在各种不同路面上的适应能力。面上的适应能力。第6页/共99页目前出现的涉及汽车制动安全相关技目前出现的涉及汽车制动安全相关技术术VSCVSC牵引力控制系统及车身稳定控制系统牵引力控制系统及车身稳定控制系统 ECBECB 电子式制动控制系统电子式制动控制系统 TRCTRC驱动控制系统驱动控
6、制系统 EPSEPS电子助力转向系统电子助力转向系统EBDEBD电子制动力分配系统电子制动力分配系统 ASRASR电控驱动防滑系统电控驱动防滑系统ABSABS防抱制动系统防抱制动系统SBCSBC电子液压制动系统电子液压制动系统第7页/共99页1 1、防抱死制动系统、防抱死制动系统(ABS)ABS)(Anti-lock Brake System)Anti-lock Brake System)在汽车紧急制动时，系统由传感器监测车轮在汽车紧急制动时，系统由传感器监测车轮与地面的拖滑情况，并通过制动压力调节器与地面的拖滑情况，并通过制动压力调节器自动控制各车轮制动器制动力的大小，以防自动控制各车轮制动
7、器制动力的大小，以防止车轮抱死。止车轮抱死。ABSABS可使汽车在紧急制动时，车轮处于边滚边可使汽车在紧急制动时，车轮处于边滚边滑滑(滑移率滑移率20)20)的状态，使地面对车轮的纵的状态，使地面对车轮的纵向附着力达到最大，以充分地发挥制动器的向附着力达到最大，以充分地发挥制动器的效能，缩短制动时间和距离；而横向附着力效能，缩短制动时间和距离；而横向附着力也较大，可有效地防止紧急制动时的车辆侧也较大，可有效地防止紧急制动时的车辆侧滑和甩尾，提高制动时的行驶稳定性和转向滑和甩尾，提高制动时的行驶稳定性和转向控制能力。控制能力。第8页/共99页2 2、电子制动力分配系统、电子制动力分配系统(EBD
8、)EBD)电电子子制制动动力力分分配配系系统统(Electronic Electronic Brake Brake Distribution)Distribution)简称简称EBDEBD。在在汽汽车车制制动动时时，EBDEBD由由传传感感器器监监测测前前后后轮轮载载重重及及转转动动差差异异或或车车轮轮的的抱抱死死情情况况，并并通通过过调调节节装装置置自自动动分分配配前前后后车车轮轮的的制制动动力力。EBDEBD通通常常是是ABSABS的的附附加加装装置置，配配备备EBDEBD的的ABSABS，各各车车轮轮由由于于有有最最理理想想的的制制动动力力分分配配，可可进进一一步步缩缩短短汽汽车紧急制动
9、时的制动距离。车紧急制动时的制动距离。第9页/共99页第10页/共99页3.3.电子液压制动系统电子液压制动系统(SBC)SBC)SBCSBC与与传传统统的的制制动动系系统统有有本本质质的的区区别别，它它不不是是由由驾驾驶驶员员对对制制动动踏踏板板的的脚脚力力产产生生制制动动压压力力，而而是是通通过过制制动动液液压压装装置置产产生生适适当当的的制制动动压压力力。制制动动踏踏板板组组件件中中的的弹弹簧簧和和液液压压装装置置可可使使驾驾驶驶员员仍仍然然有有通通常常的的踏踏板板感感觉觉，驾驾驶驶员员踩踩制制动动踏踏板板的的力力度度和和幅幅度度则则是是通通过过制制动动踏踏板板组组件件中中的的压压力力传
10、传感感器器和和位位置置传传感感器器转转变变为为相相应应的的电电信信号号，控控制制器器据据此此判判断断所所需需的的制制动动压压力力，并并输输出出相相应应的的制制动动控控制制信信号号，控控制制制制动动液压装置，使各车轮获得适当的制动力。液压装置，使各车轮获得适当的制动力。SBCSBC对对制制动动器器制制动动力力的的控控制制更更快快、更更准准确确，可可对对4 4个个车车轮轮制制动动力力分分别别控控制制。使使汽汽车车制制动动安安全全性性进进一一步得到了提高。步得到了提高。第11页/共99页4 4 .防滑转控制系统防滑转控制系统(ASRASR）汽汽 车车 防防 滑滑 转转 控控 制制 系系 统统(Ant
11、i-slip Anti-slip Regulation)Regulation)简简称称ASRASR，也也被被称称为为牵牵引引力力控控制制系系统统(Traction ControlTraction Control，简称简称TRC)TRC)。ASRASR由由传传感感器器监监测测车车轮轮的的滑滑转转情情况况，当当驱驱动动车车轮轮出出现现滑滑转转时时，控控制制系系统统通通过过控控制制发发动动机机的的动动力力输输出出或或对对滑滑转转车车轮轮施施以以制制动动力力来来抑抑制制车车轮轮的的滑滑转转，以以使使车车轮轮保保持持最最大大的的附附着着力力，提提高高汽汽车车牵牵引引力力和和行行驶驶稳稳定定性性。ASRA
12、SR对对滑滑转转车车轮轮施施以以制制动动力力所所需需的的制制动动压压力力由由制制动动液液压压装装置置产产生生。ASRASR对对发发动动机机动动力力输输出出的的控控制制通通常常是是通通过过调调节节与与主主节节气气门门串串联联的的辅辅助助节节气气门门的的开开度度实实现现，并并用用调调整整点点火火时时间间和和燃燃油油喷喷射射量量的的方方法法来来补补偿偿辅辅助节气门调节反应速度较慢的不足。助节气门调节反应速度较慢的不足。第12页/共99页5 5、电子控制车身稳定系统、电子控制车身稳定系统(ESP)ESP)电电 子子 控控 制制 车车 身身 稳稳 定定 系系 统统(Electronic Electron
13、ic Stabilization Stabilization Program)Program)直直译译为为电电子子稳稳定定程程序序，简称简称ESPESP，用于自动控制行驶汽车车身的稳定性。用于自动控制行驶汽车车身的稳定性。ESPESP通通常常是是电电子子制制动动力力分分配配系系统统EBDEBD中中的的一一个个自自动动控控制制程程序序，通通过过对对各各个个有有关关传传感感器器电电信信号号计计算算分分析析监监控控车车辆辆的的行行驶驶状状况况。在在紧紧急急闪闪避避障障碍碍物物，或或在在转转弯弯时时出出现现转转向向不不足足、转转向向过过度度等等而而使使车车身身侧侧倾倾角角度度过过大大、车车尾尾偏偏摆摆
14、力力矩矩超超过过某某一一程程度度、车车体体的的行行进进方方向向与与转转向向盘盘所所转转过过的的角角度度差差距距达达到到了了某某一一程程度度时时，ESPESP就就会会向向ABSABS、ASRASR或或EBDEBD等等输输出出指指令令，通通过过对对有有关关车车轮轮的的制制动动和和制制动动力力大大小小的的控控制制，自自动动使使行行驶车辆保持动态平衡。驶车辆保持动态平衡。第13页/共99页第14页/共99页第15页/共99页TRCTRC驱动控制系统驱动控制系统 EPSEPS电子助力转向系统电子助力转向系统EBDEBD电子制动力分配系统电子制动力分配系统 ASRASR电控驱动防滑系统电控驱动防滑系统AB
15、SABS防抱制动系统防抱制动系统TCSTCS牵引力控制系统牵引力控制系统HBAHBA液压制动辅助系统液压制动辅助系统第16页/共99页大众汽车的液压制动辅助系统（大众汽车的液压制动辅助系统（HBA,HBA,Hydraulic Brake AssistHydraulic Brake Assist）可以帮助驾驶员）可以帮助驾驶员紧急刹车。它根据驾驶员踩刹车踏板的速度紧急刹车。它根据驾驶员踩刹车踏板的速度来判断是否存在完全制动的需求。只要驾驶来判断是否存在完全制动的需求。只要驾驶员始终将踏板踩到底，系统就会自动加大制员始终将踏板踩到底，系统就会自动加大制动力直到防抱死制动系统（动力直到防抱死制动系统
16、（ABSABS）的启动临界）的启动临界值。如果驾驶员放松刹车踏板，系统又会降值。如果驾驶员放松刹车踏板，系统又会降低制动力到规定值。低制动力到规定值。在紧急情况下当驾驶者想要尽快停车，他通在紧急情况下当驾驶者想要尽快停车，他通常会快速踩刹车，但往往由于力度不够而浪常会快速踩刹车，但往往由于力度不够而浪费了宝贵的制动距离，而制动辅助系统可以费了宝贵的制动距离，而制动辅助系统可以在这种情况下提供帮助。紧急制动时，此系在这种情况下提供帮助。紧急制动时，此系统可在瞬间产生最大的制动力，使车辆更快统可在瞬间产生最大的制动力，使车辆更快停住。欧盟委员会称，如果所有车辆都配备停住。欧盟委员会称，如果所有车辆
17、都配备这类系统，欧盟每年可避免这类系统，欧盟每年可避免1,100 1,100 起致使行起致使行人伤亡的事故。人伤亡的事故。第17页/共99页二、二、电控驱动防滑系统电控驱动防滑系统(ASR)ASR)(一一)ASRASR的工作原理与作用的工作原理与作用 随着驱动轮转矩的不断增大，汽车的随着驱动轮转矩的不断增大，汽车的驱动力也随之增大，当驱动力超过地面附着驱动力也随之增大，当驱动力超过地面附着力时，驱动轮就开始滑转。驱动轮的滑转程力时，驱动轮就开始滑转。驱动轮的滑转程度用驱动轮滑移率度用驱动轮滑移率(为了与制动时相区别，有为了与制动时相区别，有的称为驱动滑转率的称为驱动滑转率)SdSd表示。表示。
18、第18页/共99页第19页/共99页 驱动滑转率驱动滑转率SdSd表示式为：表示式为：第20页/共99页通过试验发现，在硬实的路面上，弹性轮胎与路通过试验发现，在硬实的路面上，弹性轮胎与路面间的附着系数面间的附着系数相滑动率相滑动率 存在着如图所示的存在着如图所示的一般性关系。一般性关系。第21页/共99页(二二)、ASRASR的优点的优点 ASR ASR能在驱动滑转时自动调节滑移率，充分能在驱动滑转时自动调节滑移率，充分利用驱动车轮的最大附着力，具体优点是：利用驱动车轮的最大附着力，具体优点是：汽车起步、行驶中驱动轮可提供最佳驱汽车起步、行驶中驱动轮可提供最佳驱动力，与无动力，与无ASRAS
19、R相比，提高了汽车的动力性，相比，提高了汽车的动力性，特别是在附着系数较小的路面上，起步、加速特别是在附着系数较小的路面上，起步、加速性能和爬坡能力较佳；性能和爬坡能力较佳；能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽车的转向控制能力；车的转向控制能力；减少了轮胎的磨损与发动机油耗。减少了轮胎的磨损与发动机油耗。第22页/共99页(三三)、ASRASR的控制方式的控制方式 1 1对发动机输出转矩进行控制。对发动机输出转矩进行控制。调节燃油喷油量，如减小或中断供油；调节燃油喷油量，如减小或中断供油；调节点火时间，如减小点火提前角或停调节点火时间，如减小点火提前角或停止点火
20、；止点火；调节进气量，如调节节气门开度和输助调节进气量，如调节节气门开度和输助空气装置。空气装置。2 2对驱动轮进行制动控制。对驱动轮进行制动控制。3 3对可变锁止差速器进行控制。对可变锁止差速器进行控制。4 4对发动机与驱动轮之间的扭矩进行控制。对发动机与驱动轮之间的扭矩进行控制。第23页/共99页（四（四)、ABSABSASRASR系统的主要组成系统的主要组成 该系统主要由轮速传感器、该系统主要由轮速传感器、ABSABSTRCTRC控制单元控制单元ECUECU、ABSABS执行器执行器(制动压力调节器制动压力调节器)、TRCTRC制动执行制动执行器、副节气门控制步进电机和主、副节气门位置器
21、、副节气门控制步进电机和主、副节气门位置(开度开度)传感器等组成。传感器等组成。在制动过程中，该系统采用流通调压方式、三在制动过程中，该系统采用流通调压方式、三通道前轮独立控制通道前轮独立控制-后轮按低选原则控制方式；后轮按低选原则控制方式；在驱动过程中，通过调节副节气门的开度和驱动在驱动过程中，通过调节副节气门的开度和驱动车轮介入制动的方式，对两后轮驱动轮进行防滑车轮介入制动的方式，对两后轮驱动轮进行防滑转控制。转控制。第24页/共99页第25页/共99页(五五)ABSABSTRCTRC系统主要部件的功能和结构系统主要部件的功能和结构 1 1、ABSABSTRCTRC控制单元控制单元ECUE
22、CU 2 2、TRCTRC制动执行器制动执行器 TRCTRC制动执行器主要由制动执行器主要由TRCTRC隔离电磁阀总成和隔离电磁阀总成和TRC TRC 制动供能总成组成。制动供能总成组成。3 3、副节气门装置、副节气门装置第26页/共99页ABSABSTRCTRC系统的工作过程系统的工作过程 ABSABSTRCTRC系统未进行制动防抱死和驱系统未进行制动防抱死和驱动防滑转控制时，制动压力调节器和动防滑转控制时，制动压力调节器和TRCTRC隔离隔离电磁阀总成中的各个电磁阀均不通电，制动电磁阀总成中的各个电磁阀均不通电，制动总泵至各车轮制动分泵的制动液油路都处于总泵至各车轮制动分泵的制动液油路都处
23、于沟通状态；蓄能器中制动液的压力保持在一沟通状态；蓄能器中制动液的压力保持在一定范围内；控制副节气门的步进电机不通电，定范围内；控制副节气门的步进电机不通电，副节气门保持在全开位置。副节气门保持在全开位置。第27页/共99页 在汽车起步、加速及运行过程中，在汽车起步、加速及运行过程中，ECUECU根据根据轮速传感器输入的信号，判定驱动轮轮速传感器输入的信号，判定驱动轮(后轮后轮)的滑的滑移率超过限位时，就进入防滑转控制过程。首先移率超过限位时，就进入防滑转控制过程。首先ECUECU使控制副节气门的步进电机通电运转，将副使控制副节气门的步进电机通电运转，将副节气门开度减小，减小进入发动机的进气量
24、，使节气门开度减小，减小进入发动机的进气量，使发动机输出转矩减小。发动机输出转矩减小。当当ECUECU判定需要对驱动轮进行制动介入时，使判定需要对驱动轮进行制动介入时，使TRCTRC隔离电磁阀总成中的三个隔离电磁阀通电，隔离电磁阀总成中的三个隔离电磁阀通电，储能器中被加压的制动液会通过储能器隔离电磁储能器中被加压的制动液会通过储能器隔离电磁阀、后轮三位三通调压电磁阀，进入后轮制动分阀、后轮三位三通调压电磁阀，进入后轮制动分泵，后轮制动分泵的制动压力随之增大泵，后轮制动分泵的制动压力随之增大第28页/共99页第29页/共99页三三、电子控制防抱死制动系统电子控制防抱死制动系统(ABS)ABS)汽
25、车电子控制防抱死制动系统汽车电子控制防抱死制动系统(ABS-ABS-Anti-Lock Brake System)Anti-Lock Brake System)，是汽车上的一是汽车上的一种种主动安全装置主动安全装置。其作用是在汽车制动时，。其作用是在汽车制动时，防止车轮抱死在路面上拖滑，以提高汽车制防止车轮抱死在路面上拖滑，以提高汽车制动过程中的方向稳定性、转向控制能力和缩动过程中的方向稳定性、转向控制能力和缩短制动距离，使汽车制动更为安全有效。短制动距离，使汽车制动更为安全有效。第30页/共99页第31页/共99页（一）（一）ABSABS系统的作用系统的作用防滑控制系统能够使被控制的车轮获得
26、较大的防滑控制系统能够使被控制的车轮获得较大的纵向和横向附着力，从而改善了汽车的行驶性纵向和横向附着力，从而改善了汽车的行驶性能能。1 1、提高行驶方向稳定性、提高行驶方向稳定性如果汽车的后轮首先丧失横向附着力，后如果汽车的后轮首先丧失横向附着力，后轮在很小的外界横向力作用下也会发生横轮在很小的外界横向力作用下也会发生横向滑移。向滑移。第32页/共99页在一些后轮驱动的高级轿在一些后轮驱动的高级轿车上装备的驱动防滑转系车上装备的驱动防滑转系统，则可以保证汽车在驱统，则可以保证汽车在驱动过程中后轮也保持较大动过程中后轮也保持较大的横向附着力，使汽车在的横向附着力，使汽车在驱动过程中也具有良好的驱
27、动过程中也具有良好的方向稳定性，当汽车在湿方向稳定性，当汽车在湿滑的路面上进行起步、加滑的路面上进行起步、加速、转弯或者在附着系数速、转弯或者在附着系数分离路面分离路面(即汽车两侧车即汽车两侧车轮所处路面的附着系数相轮所处路面的附着系数相差较大差较大)行驶等驱动过行驶等驱动过程中显得尤为重要。程中显得尤为重要。第33页/共99页 2 2、保持转向操纵能力、保持转向操纵能力车在进行转向行驶时，需要通过偏转的转向车在进行转向行驶时，需要通过偏转的转向车轮从路面获得足够的横向作用力，如果转车轮从路面获得足够的横向作用力，如果转向车轮的横向附着力不足以提供汽车转向所向车轮的横向附着力不足以提供汽车转向
28、所需的横向作用力，此时，即使转向车轮已经需的横向作用力，此时，即使转向车轮已经发生偏转，汽车也不会按预期的方向行驶，发生偏转，汽车也不会按预期的方向行驶，汽车就丧失了转向操纵能力。汽车就丧失了转向操纵能力。第34页/共99页 3 3、缩短制动距离、缩短制动距离 汽车的制动距离主要取决于制动过程中的汽车的制动距离主要取决于制动过程中的平均减速度，如果汽车能够充分有效地利用平均减速度，如果汽车能够充分有效地利用各个车轮的最大纵向附着力进行制动，汽车各个车轮的最大纵向附着力进行制动，汽车就能够在最短的距离内制动停车。就能够在最短的距离内制动停车。轿车在制动过程中，前轮的附着力通常轿车在制动过程中，前
29、轮的附着力通常约占汽车全部附着力的约占汽车全部附着力的7070一一8080，因此，充，因此，充分地利用前轮的最大附着力进行制动是缩短分地利用前轮的最大附着力进行制动是缩短制动距离的关键。制动距离的关键。第35页/共99页 4 4、提离加速性能和爬坡能力、提离加速性能和爬坡能力装备有驱动防滑转装备有驱动防滑转系统的汽车在附着系统的汽车在附着系数分离的路而上系数分离的路而上行驶时，可以对处行驶时，可以对处于低附着系数路面于低附着系数路面的驱动车轮施加一的驱动车轮施加一定的制动力矩，使定的制动力矩，使处于高附着系数路处于高附着系数路面的驱动车轮产生面的驱动车轮产生更大的驱动力。更大的驱动力。第36页
30、/共99页附着系数与车轮滑移率的关系附着系数与车轮滑移率的关系车轮滑移率车轮滑移率 为了表征滑移成分所占的比例的多少，常为了表征滑移成分所占的比例的多少，常用滑移率用滑移率S S表示。滑移率的定义如下式所示：表示。滑移率的定义如下式所示：第37页/共99页附着系数与滑移率的关系附着系数与滑移率的关系 车轮滑移率的大小对车轮与地面间附着系数有很车轮滑移率的大小对车轮与地面间附着系数有很大影响。通过试验，附着系数与滑移率的关系见大影响。通过试验，附着系数与滑移率的关系见图图第38页/共99页（三）（三）ABSABS的优缺点的优缺点ABSABS的优点是：的优点是：制动时保持方向稳定性制动时保持方向稳
31、定性；制动时保持转向控制能力；制动时保持转向控制能力；缩短制动距离，在冰雪路面上，可以缩短制动距缩短制动距离，在冰雪路面上，可以缩短制动距离离1010；减少轮胎磨损，提高轮胎的使用寿命减少轮胎磨损，提高轮胎的使用寿命6 61010；减少驾驶员紧张情绪；减少驾驶员紧张情绪；提高汽车行驶的平均速度大约提高汽车行驶的平均速度大约1515。第39页/共99页ABSABS仍然存在着一些缺点和局限性：仍然存在着一些缺点和局限性：ABSABS不能提供超越车轮与路面所能承受的制动效果；不能提供超越车轮与路面所能承受的制动效果；ABSABS性能的好坏受整车制动系统状况的影响；性能的好坏受整车制动系统状况的影响；
32、ABSABS不能取代驾驶员的制动，只能在驾驶员制动时，帮助其达到较好的制动效不能取代驾驶员的制动，只能在驾驶员制动时，帮助其达到较好的制动效果；果；在平滑的干路面上制动，熟练驾驶员制动的制动距离可能比在平滑的干路面上制动，熟练驾驶员制动的制动距离可能比ABSABS工作时制动距工作时制动距离要短，这主要由于离要短，这主要由于ABSABS允许滑移率降低到允许滑移率降低到8 8左右；左右；第40页/共99页松散的沙土和积雪较深的路面制动，车轮抱死制动要比松散的沙土和积雪较深的路面制动，车轮抱死制动要比ABSABS工作时的制动距工作时的制动距离短。因为在这些路面上车轮制动抱死时，其表面物质如积雪会被铲
33、起并堆离短。因为在这些路面上车轮制动抱死时，其表面物质如积雪会被铲起并堆在车轮前面，形成一种阻力，使制动距离变短。而在装有在车轮前面，形成一种阻力，使制动距离变短。而在装有ABSABS的汽车上，由的汽车上，由于车轮不会抱死，反而没有这种效果，所以在装备于车轮不会抱死，反而没有这种效果，所以在装备ABSABS的汽车上一般在仪表的汽车上一般在仪表盘上装有一个开关，以便在这种路面上关闭盘上装有一个开关，以便在这种路面上关闭ABSABS，使其不起作用。使其不起作用。第41页/共99页（四）（四）ABSABS的控制技术的控制技术1 1、ABSABS的控制方法的控制方法 ABS ABS所用的控制方式主要有
34、逻辑门限值控所用的控制方式主要有逻辑门限值控制、最优控制和滑动模态变结构控制等，但制、最优控制和滑动模态变结构控制等，但目前绝大多数目前绝大多数ABSABS都采用逻辑门限值控制方式。都采用逻辑门限值控制方式。2 2、ABSABS的控制过程的控制过程 ABS ABS的控制过程一般分为高附着系数路面的控制过程一般分为高附着系数路面和低附着系数路面控制两种形式。和低附着系数路面控制两种形式。第42页/共99页（五）（五）ABSABS的分类的分类 由于由于ABSABS产品较多，其分类方法也不尽相产品较多，其分类方法也不尽相同，常见的同，常见的 ABS ABS分类方法有按分类方法有按ABSABS控制方式
35、控制方式分类和按控制通道和传感器数目进行分类。分类和按控制通道和传感器数目进行分类。1 1、按控制方式分类、按控制方式分类 按控制方式分为两大类，即按控制方式分为两大类，即机械控制式机械控制式ABSABS和电子控制式和电子控制式ABSABS。第43页/共99页2 2、按控制通道和传感器数目分类、按控制通道和传感器数目分类四通道式四通道式ABSABS三通道式三通道式ABSABS二通道式二通道式ABSABS一通道式一通道式ABSABS第44页/共99页四通道四通道ABSABS第45页/共99页三通道三通道ABSABS第46页/共99页双通道双通道ABSABS第47页/共99页 单通道单通道ABSA
36、BS第48页/共99页（六）（六）ABSABS的组成的组成第49页/共99页1 1、ABS ABS的组成及其备组成部件的功用的组成及其备组成部件的功用 无论是液压制动系统还是气压制动系统，电子控制制动防抱死系统无论是液压制动系统还是气压制动系统，电子控制制动防抱死系统(ABSABS)的组成：的组成：传感器传感器、电子控制单元电子控制单元(ECU)ECU)、执行器执行器第50页/共99页第51页/共99页第52页/共99页 2 2、传感器、传感器目前用于目前用于ABSABS的轮速传感器主要有的轮速传感器主要有电磁式轮速电磁式轮速传感器和霍尔式轮速传感器传感器和霍尔式轮速传感器两种类型。两种类型。
37、（1 1）电磁式轮速传感器）电磁式轮速传感器电磁式轮速传感器由传感头和齿圈电磁式轮速传感器由传感头和齿圈(转子转子)两部两部分组成。图为磁脉冲轮速传感器的外形与基分组成。图为磁脉冲轮速传感器的外形与基本结构。本结构。第53页/共99页基本工作原理基本工作原理 电磁式转速传感器的工作原理与发动机电磁式转速传感器的工作原理与发动机点火系中电磁脉冲信号发生器工作原理相同。点火系中电磁脉冲信号发生器工作原理相同。交变信号的交变信号的频率频率与与齿圈齿圈的齿数和转速成正比。的齿数和转速成正比。因齿圈的齿数一定，因而轮速传感器输出的因齿圈的齿数一定，因而轮速传感器输出的交变电压信号的交变电压信号的频率频率
38、只与相应的车轮只与相应的车轮转速转速成成正比。所以通过轮速传感器输出的频率信号正比。所以通过轮速传感器输出的频率信号可以确定车轮的转速。可以确定车轮的转速。第54页/共99页电磁式轮速传感器的种类与安装电磁式轮速传感器的种类与安装 电磁式轮速传感器根据极轴端部的形状，电磁式轮速传感器根据极轴端部的形状，可分为可分为凿式、圆柱式和菱形式凿式、圆柱式和菱形式三种。它们内三种。它们内部结构大同小异，其工作原理完全相同。部结构大同小异，其工作原理完全相同。电电磁式轮速传感器极端形状不同，其安装方式磁式轮速传感器极端形状不同，其安装方式也不同。图为三种轮速传感器的安装情况。也不同。图为三种轮速传感器的安
39、装情况。第55页/共99页第56页/共99页电磁式轮速传感器存在下述缺点：电磁式轮速传感器存在下述缺点：其输出信号的幅值是随车速而变化的，若车其输出信号的幅值是随车速而变化的，若车速过慢，其输出信号低于速过慢，其输出信号低于l Vl V。ECUECU就无法检就无法检测。测。频率响应不高，当转速过高时，传感器的频频率响应不高，当转速过高时，传感器的频率响应跟不上，容易产生误信号。率响应跟不上，容易产生误信号。抗电磁波干扰能力差，尤其是在其输出信号抗电磁波干扰能力差，尤其是在其输出信号幅值较小时。在汽车这个电磁波干扰源很多的幅值较小时。在汽车这个电磁波干扰源很多的特定条件下，抗干扰能力尤为重要。特
40、定条件下，抗干扰能力尤为重要。第57页/共99页（2 2）霍尔式轮速传感器）霍尔式轮速传感器 霍尔式轮速传感器由传感头和齿圈组成。传霍尔式轮速传感器由传感头和齿圈组成。传感头由永磁体、霍尔元件和电子线路等组成。感头由永磁体、霍尔元件和电子线路等组成。它利用霍尔效应原理进行工作，其霍尔元件输它利用霍尔效应原理进行工作，其霍尔元件输出的毫伏级的准正弦波电压，将由电子电路转出的毫伏级的准正弦波电压，将由电子电路转换成标准的脉冲电压波形输入换成标准的脉冲电压波形输入ECUECU霍尔轮速传感器具有以下的优点：霍尔轮速传感器具有以下的优点：输出信号电压幅值不受转速的影响。输出信号电压幅值不受转速的影响。频
41、率响应高。频率响应高。抗电磁波干扰能力强。抗电磁波干扰能力强。第58页/共99页第59页/共99页3 3、制动压力调节器、制动压力调节器 制动压力调节器是制动压力调节器是ABSABS中最主要的执行器，一般中最主要的执行器，一般都设在制动总泵与车轮制动分泵之间。其主要任都设在制动总泵与车轮制动分泵之间。其主要任务是：务是：根据根据ECUECU的控制指令，自动调节制动分泵的控制指令，自动调节制动分泵的制动压力。的制动压力。(1)(1)制动压力调节器的分类制动压力调节器的分类 根据动力来源分类根据动力来源分类:现代现代ABSABS的制动压力调节器的制动压力调节器大致分为液压式和气压式两种。大致分为液
42、压式和气压式两种。根据结构关系分类根据结构关系分类:根据制动压力调节器与制动根据制动压力调节器与制动总泵的结构关系，制动压力调节器可分为整体式总泵的结构关系，制动压力调节器可分为整体式和分离式两种。和分离式两种。第60页/共99页根据调压方式分类根据调压方式分类 液压式制动压力调节器根据调压方式可液压式制动压力调节器根据调压方式可分为流通式和变容式两种。分为流通式和变容式两种。4 4、液压循环式制动压力调节器、液压循环式制动压力调节器 此种形式特点是在制动总泵和制动分泵之此种形式特点是在制动总泵和制动分泵之间串联一个或两个电磁阀，由电磁阀根据间串联一个或两个电磁阀，由电磁阀根据ECUECU的的
43、指令，通过控制，使制动分泵的制动液回到制指令，通过控制，使制动分泵的制动液回到制动总泵，或使制动总泵的制动液流入制动分泵，动总泵，或使制动总泵的制动液流入制动分泵，或者使制动分泵的制动液既不流入也不流出，或者使制动分泵的制动液既不流入也不流出，以实现制动分泵压力的减小、增大或保持。此以实现制动分泵压力的减小、增大或保持。此种压力调节方式在种压力调节方式在ABSABS中采用的较多，如目前占中采用的较多，如目前占主流的博世主流的博世ABSABS、戴维斯系统等。戴维斯系统等。第61页/共99页5 5、气压制动压力调节器、气压制动压力调节器 用于气压制动系统的压力调节器主要有用于气压制动系统的压力调节
44、器主要有两种类型：直接控制式和间接控制式。两种类型：直接控制式和间接控制式。(1)(1)直接控制式制动压力调节器直接控制式制动压力调节器 直接控制式制动压力调节器一般装于继动直接控制式制动压力调节器一般装于继动阀或快放阀与车轮制动器气室之间，直接控阀或快放阀与车轮制动器气室之间，直接控制进入制动气室内的气压。制进入制动气室内的气压。第62页/共99页间接控制式制动压间接控制式制动压力调节器是在继动力调节器是在继动阀的继动活塞上部阀的继动活塞上部设两个控制电磁阀，设两个控制电磁阀，用来控制辅助管路用来控制辅助管路的气压，间接控制的气压，间接控制输向制动气室的空输向制动气室的空气压力。气压力。(2
45、)(2)间接控制式间接控制式(引引导控制式导控制式)制动压制动压力调节器力调节器 第63页/共99页6 6、电子控制单元、电子控制单元(ECU)ECU)ABSABS电子控制单元电子控制单元(ECU)ECU)是是ABSABS的控制中枢。其主要功的控制中枢。其主要功用是接受轮速传感器及其用是接受轮速传感器及其他传感器输人的信号，进他传感器输人的信号，进行放大、计算、比较，按行放大、计算、比较，按照特定的控制逻辑，分析照特定的控制逻辑，分析判断后输出控制指令，控判断后输出控制指令，控制制动压力调节器执行压制制动压力调节器执行压力调节。力调节。第64页/共99页第65页/共99页(1)(1)输入级电路
46、输入级电路其功用是对轮速传感器输人的交变信号进行预处理，其功用是对轮速传感器输人的交变信号进行预处理，并将模拟信号变成计算机使用的数字信号。并将模拟信号变成计算机使用的数字信号。(2)(2)计算电路计算电路 计算电路是计算电路是ECUECU的核心，主要由微处理器构成。的核心，主要由微处理器构成。其功用是根据轮速传感器等输入的信号，按照软其功用是根据轮速传感器等输入的信号，按照软件特定的逻辑程序进行计算、分析、处理，形成件特定的逻辑程序进行计算、分析、处理，形成相应的控制指令。相应的控制指令。(3)(3)输出级电路输出级电路 输出级电路的主要功能是将计算机电路输输出级电路的主要功能是将计算机电路
47、输出的数字控制信号出的数字控制信号(如控制压力减小、保持、增大如控制压力减小、保持、增大信号信号)，转换成模拟控制信号，通过控制功率放大，转换成模拟控制信号，通过控制功率放大器，驱动执行器工作。器，驱动执行器工作。第66页/共99页(4)(4)安全保护电路安全保护电路 安全保护电路由电源监控、故障记忆、继安全保护电路由电源监控、故障记忆、继电器驱动和电器驱动和ABSABS警示灯驱动等电路组成。警示灯驱动等电路组成。该电路接受蓄电池该电路接受蓄电池(或发电机或发电机)的电压信号，的电压信号，对电源电压是否在稳定范围内进行监控，同对电源电压是否在稳定范围内进行监控，同时将菩电池和发电机的时将菩电池
48、和发电机的1212V V或或1414V V电源电压，电源电压，变成删内部需要的稳定的变成删内部需要的稳定的5 5V V电压。电压。第67页/共99页第68页/共99页四、未来汽车安全性能及其技术的发展趋四、未来汽车安全性能及其技术的发展趋势势(1)(1)重视汽车安全性能的重要性重视汽车安全性能的重要性 汽车的出现和普及大大地推动了社会经济汽车的出现和普及大大地推动了社会经济的发展，从根本上改变了入们的生活方式、思想的发展，从根本上改变了入们的生活方式、思想观念。为入们积极投入社会，广泛接触创造了大观念。为入们积极投入社会，广泛接触创造了大量机会，极大地密切了人与人之间、社会与社会量机会，极大地
49、密切了人与人之间、社会与社会之间的关系。之间的关系。汽车不仅为入类的身体装上了飞驶的车轮，汽车不仅为入类的身体装上了飞驶的车轮，同时它更为人类的思想装上了飞驰的车轮。车速同时它更为人类的思想装上了飞驰的车轮。车速的跃升、道路的延展，使人们在感受汽车便利的的跃升、道路的延展，使人们在感受汽车便利的同时，也必须提防不期而至的车祸。同时，也必须提防不期而至的车祸。全世界每年因交通事故死亡的人数约全世界每年因交通事故死亡的人数约5050万，万，因此，汽车的安全性对人类生命财产的影响是不因此，汽车的安全性对人类生命财产的影响是不言而喻的。你若想拥有自己的汽车，就不能不关言而喻的。你若想拥有自己的汽车，就
50、不能不关心汽车的安全问题。心汽车的安全问题。第69页/共99页(2)(2)影响汽车行驶安全性的要素影响汽车行驶安全性的要素 汽车安全取决于汽车安全取决于车、人、环境、法规车、人、环境、法规四个四个方面。汽车的主动安全性就是要求汽车必须方面。汽车的主动安全性就是要求汽车必须为驾驶员提一个能适应人体生理特性的外部为驾驶员提一个能适应人体生理特性的外部条件，以保证驾驶员很好地完成上述循环。条件，以保证驾驶员很好地完成上述循环。视认性。视认性。汽车在行驶过程中，驾驶员感知外汽车在行驶过程中，驾驶员感知外部环境其信息有部环境其信息有9595以上是通过视野认识得以上是通过视野认识得来的，因此良好的视认性是