汽车新技术第五章现代汽车安全技术(韩伟)分析解析.ppt

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1、现代汽车新技术现代汽车新技术白云学院白云学院 机电工程学院机电工程学院 韩韩 伟伟第五章第五章 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一、一、制动系统及主动安全技术制动系统及主动安全技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

2、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 Co

3、ntrol System)System)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矩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想的受到控制，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死，避范围内。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，提高汽车在制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力，缩短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，被称为制动防抱死系统

4、。动距离，所以，被称为制动防抱死系统。目前目前制动防抱死技术制动防抱死技术的的发展趋势发展趋势减小体积和质量，提高集成度以降低成本和销减小体积和质量，提高集成度以降低成本和销售价格，并简化安装。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流开发一种可以使一种系统适应多种车型的回流泵系统。泵系统。改进电磁阀的磁路设计和结构设计，提高电磁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。阀的响应速度。逐渐推广应用逐渐推广应用ABS+TC(ASR)ABS+TC(ASR)相结合的系统。目相结合的系统。目前已经生产出前已经生产出ABSABS和驱动控制系统和驱动控制系统(ABR)ABR)

5、一体一体化的组合装置，如化的组合装置，如MercedesBenzMercedesBenz公司和公司和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 的驱动滑的驱动滑转率调节装置。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、标定技术。与汽车的匹配、标定技术。同时加强道路试验，提高在各种不同路面上同时加强道路试验，提高在各种不同路面上的适应能力。的适应能力。目前出现的涉及汽车制动安全相关技术目前出现的涉及汽车制动安全相关技术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

6、控制系统 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与在汽车紧急制动时，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自动地面的拖滑情况，并通过制动压力调节器自动控制各车轮制动器制动力的

7、大小，以防止车轮控制各车轮制动器制动力的大小，以防止车轮抱死。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，使地面对车轮的纵向的状态，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效能，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；而横向附着力也较大，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滑和甩尾，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控制能力。提高制动时的行驶稳定性和转向控制能力。2 2、电子制动力分配系统、电子制动力分配系统

8、(EBD)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

9、车紧紧急急制制动时的制动距离。动时的制动距离。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传感感器器和和位位置置传传

10、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液压压装装置置，使使各各车车轮轮获得适当的制动力。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步得得到了提高。到了提高。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(Anti-slip Anti-slip Regulation)Reg

11、ulation)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 Traction ControlControl，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。ASRASR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

12、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助节节气气门门调调节节反反应应速速度度较慢的不足。较慢的不足。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 Electronic Stabilization Stabilization Program)P

13、rogram)直直译译为为电电子子稳稳定定程程序序，简简称称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

14、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驶车车辆辆保持动态平衡。保持动态平衡。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ABSABS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大众汽车的液压制动

15、辅助系统（大众汽车的液压制动辅助系统（HBA,HBA,Hydraulic Brake AssistHydraulic Brake Assist）可以帮助驾驶员紧）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来判急刹车。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。只要驾驶员始终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动力直到将踏板踩到底，系统就会自动加大制动力直到防抱死制动系统（防抱死制动系统（ABSABS）的启动临界值。如果）的启动临界值。如果驾驶员放松刹车踏板，系统又会降低制动力到驾驶员放松刹车踏板，系统又会降低制动力到规定值。规定值。在

16、紧急情况下当驾驶者想要尽快停车，他通常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费了会快速踩刹车，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在这种宝贵的制动距离，而制动辅助系统可以在这种情况下提供帮助。紧急制动时，此系统可在瞬情况下提供帮助。紧急制动时，此系统可在瞬间产生最大的制动力，使车辆更快停住。欧盟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这类系统，欧委员会称，如果所有车辆都配备这类系统，欧盟每年可避免盟每年可避免1,100 1,100 起致使行人伤亡的事故。起致使行人伤亡的事故。二、二、电控驱动防滑系统电控驱

17、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，汽车的驱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力时，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。驱动轮的滑转程度用驱动驱动轮就开始滑转。驱动轮的滑转程度用驱动轮滑移率轮滑移率(为了与制动时相区别，有的称为驱为了与制动时相区别，有的称为驱动滑转率动滑转率)SdSd表示。表示。驱动滑转率驱动滑转率SdSd表示式为：表示式为：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

18、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。(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，充分利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：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动汽车起步、行驶中驱动轮可提供最佳驱动力，与无力，与无ASRASR相比，提高了汽车的动力性，特别相比，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、加速性能和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；爬坡能力较佳；能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽车能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽

19、车的转向控制能力；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。(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止调节点火时间，如减小点火提前角或停止点火；点火；调节进气量，如调节节气门开度和输助空气调节进气量，如调节节气门开度和输助空气装置。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

20、轮之间的扭矩进行控制。（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制动执行器、制动执行器、副节气门控制步进电机和主、副节气门位置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、三通在制动过程中，该系统采用流通调压方式、三通道前轮独立控制道前轮独立控制-后轮按低选原则控制方式；在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

21、和驱动车轮驱动过程中，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转控制。介入制动的方式，对两后轮驱动轮进行防滑转控制。(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ECUECU 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隔离电磁阀总隔离电磁阀总成和成和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ABSABSTRCTRC系统的工作过程系统的工作过程 ABSABSTRCTRC系统未进行制动防

22、抱死和驱动系统未进行制动防抱死和驱动防滑转控制时，制动压力调节器和防滑转控制时，制动压力调节器和TRCTRC隔离电隔离电磁阀总成中的各个电磁阀均不通电，制动总泵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沟通状至各车轮制动分泵的制动液油路都处于沟通状态；蓄能器中制动液的压力保持在一定范围内；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，副节气门保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。持在全开位置。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根据轮速根据轮速传感器输入的信号，判定驱动轮传感器输入的

23、信号，判定驱动轮(后轮后轮)的滑移率超的滑移率超过限位时，就进入防滑转控制过程。首先过限位时，就进入防滑转控制过程。首先ECUECU使控使控制副节气门的步进电机通电运转，将副节气门开度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，使发动机输出转减小，减小进入发动机的进气量，使发动机输出转矩减小。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，储能器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阀、后轮中被加压的制动液会通过储能器隔离电磁阀、

24、后轮三位三通调压电磁阀，进入后轮制动分泵，后轮制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动分泵的制动压力随之增大三三、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-Anti-ABS-Anti-Lock Brake System)Lock Brake System)，是汽车上的一种是汽车上的一种主动安主动安全装置全装置。其作用是在汽车制动时，防止车轮抱。其作用是在汽车制动时，防止车轮抱死在路面上拖滑，以提高汽车制动过程中的方死在路面上拖滑，以提高汽车制动过程中的方向稳定性、转向控制能力和缩短

25、制动距离，使向稳定性、转向控制能力和缩短制动距离，使汽车制动更为安全有效。汽车制动更为安全有效。（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较大的纵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能向和横向附着力，从而改善了汽车的行驶性能。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。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

26、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)行驶等驱动过程行驶等驱动过程中显得尤为重要。中显得尤为重要。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车在进行转向行驶时，需要通过偏转的转向车轮从路面获

27、得足够的横向作用力，如果转向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需的横轮的横向附着力不足以提供汽车转向所需的横向作用力，此时，即使转向车轮已经发生偏转，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，汽车就丧失了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。转向操纵能力。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平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各个均减速度，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，汽车就能够车轮的最大纵向附着力进行制

28、动，汽车就能够在最短的距离内制动停车。在最短的距离内制动停车。轿车在制动过程中，前轮的附着力通常约轿车在制动过程中，前轮的附着力通常约占汽车全部附着力的占汽车全部附着力的7070一一8080，因此，充分地，因此，充分地利用前轮的最大附着力进行制动是缩短制动距利用前轮的最大附着力进行制动是缩短制动距离的关键。离的关键。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

29、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。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，常用为了表征滑移成分所占的比例的多少，常用滑移率滑移率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：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大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图影响。通过试验，附着系数与滑移率的关系见图（三）（三）ABSABS的优缺点的优缺点ABSABS的优点是：的优

30、点是：制动时保持方向稳定性制动时保持方向稳定性；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，可以缩短制动距离缩短制动距离，在冰雪路面上，可以缩短制动距离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610610；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。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不能提供超越车轮与路面所能承受的制动效果；制动效果；ABSABS性能的好坏受整车制动系统状况的影性能的好坏受整车制

31、动系统状况的影响；响；ABSABS不能取代驾驶员的制动，只能在驾驶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；员制动时，帮助其达到较好的制动效果；在平滑的干路面上制动，熟练驾驶员制动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的制动距离可能比ABSABS工作时制动距离要短，工作时制动距离要短，这主要由于这主要由于ABSABS允许滑移率降低到允许滑移率降低到8 8左右；左右；松散的沙土和积雪较深的路面制动，车松散的沙土和积雪较深的路面制动，车轮抱死制动要比轮抱死制动要比ABSABS工作时的制动距离短。工作时的制动距离短。因为在这些路面上车轮制动抱死时，其因为在这些

32、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。面，形成一种阻力，使制动距离变短。而在装有而在装有ABSABS的汽车上，由于车轮不会抱的汽车上，由于车轮不会抱死，反而没有这种效果，所以在装备死，反而没有这种效果，所以在装备ABSABS的汽车上一般在仪表盘上装有一个开关，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以便在这种路面上关闭ABSABS，使其不起作使其不起作用。用。（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逻辑门限值控制

33、、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，但目前绝最优控制和滑动模态变结构控制等，但目前绝大多数大多数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和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。低附着系数路面控制两种形式。（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同，产品较多，其分类方法也不尽相同，常见的常见的 ABS ABS分类方法有按分类方法有按ABSABS控制方式分类和控制方式分类和按控制通道和

34、传感器数目进行分类。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。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四通道四通道ABSABS三通道三通道ABSABS双通道双通道ABSABS 单通道单通道ABSABS（六）（六）ABSABS的组成的组成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

35、液压制动系统还是气压制动系统，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 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传电磁式轮速传感器和霍尔式轮速传感器感器和霍尔式轮速传感器两种类型。两种类型。（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)两部分两部分组成。图为磁脉冲轮速传感器的外形与基本结组成。图为磁脉冲轮速传感器的外形与基本结构。

36、构。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点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。交火系中电磁脉冲信号发生器工作原理相同。交变信号的变信号的频率频率与与齿圈齿圈的齿数和转速成正比。因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交变齿圈的齿数一定，因而轮速传感器输出的交变电压信号的电压信号的频率频率只与相应的车轮只与相应的车轮转速转速成正比。成正比。所以通过轮速传感器输出的频率信号可以确定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。车轮的转速。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

37、根据极轴端部的形状，可电磁式轮速传感器根据极轴端部的形状，可分为分为凿式、圆柱式和菱形式凿式、圆柱式和菱形式三种。它们内部结三种。它们内部结构大同小异，其工作原理完全相同。构大同小异，其工作原理完全相同。电磁式电磁式轮速传感器极端形状不同，其安装方式也不同。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。图为三种轮速传感器的安装情况。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，若车速其输出信号的幅值是随车速而变化的，若车速过慢，其输出信号低于过慢，其输出信号低于l Vl V。ECUECU就无法检测。就无法检测。频率响应不

38、高，当转速过高时，传感器的频率频率响应不高，当转速过高时，传感器的频率响应跟不上，容易产生误信号。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幅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特值较小时。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。定条件下，抗干扰能力尤为重要。（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。传感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。它利头由永磁体、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，其霍尔元件输出的毫用

39、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，将由电子电路转换成标准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。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，一般都中最主要的执行器，一般都设在制动总泵与车轮制动分泵之间。其主要任务设在制动总泵与车轮制动分泵之间。其主要任务是：是：根据根据ECUE

40、CU的控制指令，自动调节制动分泵的制的控制指令，自动调节制动分泵的制动压力。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的制动压力调节器大的制动压力调节器大致分为液压式和气压式两种。致分为液压式和气压式两种。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总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和泵的结构关系，制动压力调节器可分为整体式和分离式两种。分离式两种。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分为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

41、种。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间串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，由电磁阀根据联一个或两个电磁阀，由电磁阀根据ECUECU的指令，的指令，通过控制，使制动分泵的制动液回到制动总泵，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，或者使制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，以实现制动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。此种压力调节方分泵压力的减小、增大或保持。此种压力调节方式在式在

42、ABSABS中采用的较多，如目前占主流的博世中采用的较多，如目前占主流的博世ABSABS、戴维斯系统等。戴维斯系统等。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两用于气压制动系统的压力调节器主要有两种类型：直接控制式和间接控制式。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阀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，直接控制进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。入制动气室内的气压。间接控制式制动压间接控制式制动压力调节器

43、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)(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 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

44、，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。(1)(1)输入级电路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，按照软件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，形成相应特定的逻辑程序进行

45、计算、分析、处理，形成相应的控制指令。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出输出级电路的主要功能是将计算机电路输出的数字控制信号的数字控制信号(如控制压力减小、保持、增大信如控制压力减小、保持、增大信号号)，转换成模拟控制信号，通过控制功率放大器，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。驱动执行器工作。(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、继电安全保护电路由电源监控、故障记忆、继电器驱动和器驱动和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

46、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，同时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将菩电池和发电机的1212V V或或1414V V电源电压，变成电源电压，变成删内部需要的稳定的删内部需要的稳定的5 5V V电压。电压。四、未来汽车安全性能及其技术的发展趋势四、未来汽车安全性能及其技术的发展趋势(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的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、思想观念。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

47、造了大量机会，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、社会与社会之间的关系。极大地密切了人与人之间、社会与社会之间的关系。汽车不仅为入类的身体装上了飞驶的车轮，同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。车速的跃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同时，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。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，因万，因此，汽车的安全性对人类生命财产的影响是不言而此，汽车的安全

48、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，就不能不关心汽车喻的。你若想拥有自己的汽车，就不能不关心汽车的安全问题。的安全问题。(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、法规四个方四个方面。汽车的主动安全性就是要求汽车必须为驾面。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条件，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。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，驾驶员感知外部汽车在行驶过程中，驾驶员感知外部环境其信息有环境

49、其信息有9595以上是通过视野认识得来的，以上是通过视野认识得来的，因此良好的视认性是汽车主动安全性的重要组因此良好的视认性是汽车主动安全性的重要组成都分。成都分。操纵性。操纵性。驾驶员通过对外界信息的感知然后经过驾驶员通过对外界信息的感知然后经过大脑进行分析判断，对汽车进行操纵控制，操纵大脑进行分析判断，对汽车进行操纵控制，操纵包括转向性能、制动性能、加速系统灵敏性等。包括转向性能、制动性能、加速系统灵敏性等。仪表信号系统。仪表信号系统。仪表信号装置为驾驶员提供汽仪表信号装置为驾驶员提供汽车行驶状态及所处工况信息。是驾驶员进行判断车行驶状态及所处工况信息。是驾驶员进行判断的依据。的依据。(3

50、)(3)提高汽车主动安全性的新技术提高汽车主动安全性的新技术汽车横向摆动和控制系统。汽车横向摆动和控制系统。该系统可以在车辆行驶中将潜在的危险预该系统可以在车辆行驶中将潜在的危险预先告知驾驶员，在可能出现倾翻危险时自动降低先告知驾驶员，在可能出现倾翻危险时自动降低车速。该系统由两部分组成：车速。该系统由两部分组成：横摆显示和横摆控制横摆显示和横摆控制车身电子稳定系统车身电子稳定系统ESPESP防追尾碰撞激光报警装置。防追尾碰撞激光报警装置。该装置结构包括发光部、受光部、计算车间该装置结构包括发光部、受光部、计算车间距离的激光雷达、信号处理电路、显示装置、距离的激光雷达、信号处理电路、显示装置、