汽车防滑控制系统--ABS与ASR

汽车防滑控制系统－－ABS与ASR一、概述汽车防滑控制系统是防止汽车在制动过程中车轮被抱死滑移和汽车在驱动过程中(特别是起步、加速、转弯等)驱动轮发生滑转现象的控制系统。1．滑动率对附着系数的影响汽车在制动过程中，车轮的运动可以划分为三个阶段：纯滚动、边滚边滑、完全拖滑。一般用滑动率S表征滑动成分在车轮纵向运动中所占的比例。当滑动率处于15%～35%的范围内时，纵向附着系数φz和侧向附着系数φc的值都较大。纵向附着系数φz大，可以产生较大的制动力，保证汽车制动距离较短；侧向附着系数φc大，可以产生较大的侧向力，保证汽车制动时的方向稳定性。2．防滑控制系统的作用和控制方式汽车在驱动过程中，驱动轮可能发生滑转，滑转成分在车轮纵向运动中所占的比例用正滑动率来表示，即防滑控制系统就是在汽车驱动状态下，将驱动轮滑转率控制在5%～15%的最佳范围内。制动防抱死系统是在汽车制动状态下，将车轮滑动率控制在8%～35%的最佳范围内。在上述最佳范围内，不仅车轮和地面之间的纵向附着系数较大，而且侧向附着系数的值也较大，保证了汽车的方向稳定性。二、制动防抱死系统（ABS）1．制动防抱死系统的基本组成和工作原理制动防抱死系统主要由轮速传感器、制动压力调节器和电子控制器（ECU）等组成。其基本工作原理是，汽车制动时，首先由轮速传感器测出与制动车轮转速成正比的交流电压信号，并将该电压信号送入电子控制器（ECU）。由ECU中的运算单元计算出车轮速度、滑动率及车轮的加、减速度，然后再由ECU中的控制单元对这些信号加以分析比较后，向压力调节器发出制动压力控制指令。使压力调节器中的电磁阀等直接或间接地控制制动压力的增减，以调节制动力矩，使之与地面附着状况相适应，防止制动车轮被抱死。2．制动防抱死系统（ABS）的类型及布置形式1）按汽车制动系统分类（1）液压制动系统ABS；（2）气压制动系统ABS；（3）气顶液制动系统ABS。2）按ABS中控制管路(通道)数和传感器数量，又可分为以下6种布置形式（1）四传感器四通道四轮独立控制的ABS（2）四传感器四通道前轮独立后轮低选控制的ABS3．ABS部件的结构及其工作原理1）车轮转速传感器（简称轮速传感器）汽车防滑控制系统中都设置有电磁感应式轮速传感器。它可以安装在车轮上，也可以安装在主减速器或变速器中。2）电子控制器（ECU）电子控制器（ECU）是防滑控制系统的控制中枢，其作用是接收来自轮速传感器的感应电压信号，计算出车轮速度，并与参考车速进行比较，得出滑动率S及加减速度，并将这些信号加以分析，对制动压力调节器发出控制指令。3）制动压力调节器制动压力调节器的功用是接收来自ECU的控制指令，控制制动压力的增、减，它是ABS的执行器。（1）循环式制动压力调节器循环式制动压力调节器由电磁阀、液压泵和电动机等部件组成。调节器直接装在汽车原有的制动管路中，通过串联在制动主缸和制动轮缸之间的三位三通电磁阀直接控制轮缸的压力，可以使轮缸的工作处于常规工作状态、增压状态、减压状态或保压状态。三位是指电磁阀有三个不同位置，分别控制轮缸制动压力的增、减或保压，三通是指电磁阀上有3个通道，分别通制动主缸、制动轮缸和储液器。（2）可变容积式制动压力调节器可变容积式制动压力调节器主要由电磁阀、控制活塞、液压泵和储能器等组成，是在原液压制动系统中增设一套液压控制装置，控制制动管路中容积的增减，以控制制动压力的变化。可变容积式制动压力调节器有4个不同工作状态：常规制动状态、轮缸减压状态、轮缸保压状态和轮缸增压状态。三、驱动防滑转系统（ASR）汽车行驶过程中，轮速传感器将车轮转速转变为电信号传输给ASR电子控制器（ECU），ECU根据车轮转速计算驱动车轮的滑转率，如果滑转率超出了目标范围，ECU综合参考节气门开度信号、发动机转速信号以及转向信号(有的车没有)等确定其控制方式，并向相应执行机构发出指令使其动作，将驱动车轮的滑转率控制在目标范围之内。驱动防滑转系统（ASR）和ABS一样，主要由电子控制器、传感器、制动压力调节器等三大部分组成。ASR中的电子控制器可以是独立的，也可以与ABS共用，轮速传感器可与ABS共用，ASR与ABS的制动压力调节器也可以共用。因此通常将ASR和ABS组合在一起。2．ASR的传感器ASR的传感器主要是轮速传感器和节气门位置传感器。轮速传感器与ABS共用，而节气门位置传感器则与发动机控制系统共用。ASR专用的信号输入装置是ASR选择开关，关闭ASR选择开关，可停止ASR的作用。如在汽车维修中需要将汽车驱动车轮悬空转动时，ASR就可能对驱动车轮施以制动，影响故障的检查。这时关闭ASR开关，停止ASR作用，就可避免这种影响。3．ASR的制动压力调节器ASR制动压力调节器执行ASR电子控制器的指令，对滑转车轮施加制动力并控制其大小，以使滑转车轮的滑动率在控制目标范围之内。ASR制动压力源是蓄压器，通过制动压力调节器中的电磁阀来调节驱动车轮制动压力的大小。1）独立式的ASR制动压力调节器所谓独立式是指ASR制动压力调节器和ABS制动压力调节器在结构上各自分开。独立式ASR制动压力调节器有4种不同工作状态，分别是不起作用、轮缸增压、轮缸保压、轮缸减压。4．装有驱动力控制系统(ASR)的汽车实例广州本田雅阁（3.0L）轿车装有牵引力控制系统(TCS)的实例。该轿车的防滑控制系统ABS和ASR（TCS）组合在一起。整个系统由ABS/ASR电子控制装置（ECU）、制动压力调节器和传感器等三部分组成。各部件在整车的布置如下图所示。电子式ABS（小图为机械式ABS）四通道式赵本山上场说：“车到山前必有路，可惜丰田刹不住！丰田就是刹的住，吓得车主尿一裤！开上丰田雅力士，重症病房把伤治！买了丰田凯美瑞、太平间里安心睡！三轮丰田好，缺腿也能跑！高速断车轴，刹车常漏油！开三轮丰田，奔极乐黄泉！凯美瑞，凯美瑞，投胎要排队！雅力士，雅力士，包你英年早逝！”赵本山问小沈阳：“这车钢板有没有１公分厚？”小沈阳：“没有。”赵本山：“里面有厕所吗？”小沈阳：“没有”。赵本山：“有刹车吗？”'小沈阳：“有？还是没有？大叔你说呢？”赵本山：“你卖车还是我卖车你问我？”小沈阳：“没有”。赵本山：“这个可以有。”小沈阳：“这个真...没有。”小沈阳:“毕老师,你知道开车最痛苦的是什么吗？”老毕：“呵呵！是什么”?小沈阳:“是开着开着发现刹车没了”.赵本山:“你快拉倒吧,知道开车最最痛苦的是什么吗?是开着开着急刹车，刹是刹住了，后面跟着一辆凯美瑞”。小沈阳：“我总结了一下，人选车不能太随便。凯美瑞这车啊就是这样，一脚踩下去，车站住了，这一回就过去了，一脚踩下去，车没站住，这一辈子就过去了第23讲ABS、TRC、VSC与辅助制动系·ABS防抱死制动系统·TRC牵引力控制系统·VSC系统的组成及工作原理·辅助制动系统一、ABS防抱死制动系统（一）汽车防抱死装置（ABS）概述·车轮抱死产生的现象1）当车轮抱死滑移时，制动距离延长，制动失灵2）若前轮先抱死，汽车失去转向能力3）若后轮先抱死，即使受到不大的侧向干扰力，汽车也将发生侧滑·理想状态：车轮处于边滚边滑的滑转状态，车轮滑移率到15%—20%时，附着系数最大·目前在中高级轿车、大客车和重型车上装备了防抱死装置。1、ABS系统功用·在制动过程中自动控制和调节制动力大小·防止车轮抱死，消除侧滑、跑偏、丧失转向能力·获得良好的制动性能、操纵性能和稳定性能2、类型·机械液压式ABS（可靠性差，已不用）·电子控制式ABS（现广泛应用）3、ABS系统优点1）ABS系统的第一个优点是增加了汽车制动时的稳定性。汽车在制动时，如果前轮先抱死，驾驶员将无法控制汽车的行驶方向，这是非常危险的；倘若后轮先抱死，则会出现侧滑、甩尾，甚至使汽车整个调头等严重事故。ABS系统可以防止车轮制动时被完全抱死，提高了汽车行驶的稳定性。2）ABS系统的第二个优点是能缩短制动距离。这是因为在同样紧急制动的情况下，ABS系统可以将滑移率控制在20％左右，从而可获得最大的纵向制动力。需要说明的是，当汽车在积雪路面上制动时，若车轮抱死，则车轮前的楔状积雪可阻止汽车的前进。3）ABS系统的第三个优点是改善了轮胎的磨损状况。事实上，车轮抱死会加剧轮胎磨损，而且轮胎胎面磨耗不均匀，使轮胎磨损消耗费增加。经测定，汽车在紧急制动时，车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费，已超过一套防抱死制动系统的造价。因此，装用ABS系统具有一定的经济效益。4）ABS系统还有一个优点就是使用方便，工作可靠。ABS系统的使用与普通制动系统的使用几乎没有区别，制动时只要把脚踏在制动踏板上，ABS系统就会根据情况自动进入工作状态，如遇雨雪路滑，驾驶员也没有必要用一连串的点刹车方式进行制动，ABS系统会使制动状态保持在最佳点。增大，此即ABS制动过程中的保压状态。1、结构组成（视频）·ABS是在普通制动系的基础上加装车轮速度传感器、ABS电控单元、制动压力调节装置及制动控制电路等组成2、工作原理·制动过程中，ABS电控单元(ECU)3不断地从传感器1和5获取车轮速度信号，并加以处理，分析是否有车轮即将抱死拖滑。·如果没有车轮即将抱死拖滑，制动压力调节装置2不参与工作，制动主缸7和各制动轮缸9相通，制动轮缸中的压力继续增大，此即ABS制动过程中的增压状态。·如果电控单元判断出某个车轮(假设为左前轮)即将抱死拖滑，它即向制动压力调节装置发出命令，关闭制动主缸与左前制动轮缸的通道，使左前制动轮缸的压力不再增大，此即ABS制动过程中的保压状态。·若电控单元判断出左前轮仍趋于抱死拖滑状态，它即向制动压力调节装置发出命令，打开左前制动轮缸与储液室或储能器(图中未画出)的通道，使左前制动轮缸中的油压降低，此即ABS制动过程中的减压状态。（三）ABS系统的布置形式·ABS系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。·如果对某车轮的制动压力可以进行单独调节，称这种控制方式为独立控制；如果对两个(或两以上)车轮的制动压力一同进行调节，则称这种控制方式为一同控制。在两个车轮的制动压力进行一同控制时，如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这种控制方式为按高选原则一同控制；如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，则称这种控制方式为按低选原则一同控制。·按照控制通道数目的不同，ABS系统分为四通道、三通道、双通道和单通道四种形式，而其布置形式却多种多样。1、四通道ABS·对应于双制动管路的H型(前后)或X型(对角)两种布置形式，四通道ABS也有两种布置形式。·为了对四个车轮的制动压力进行独立控制，在每个车轮上各安装一个转速传感器，并在通往各制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节分装置(通道)。·由于四通道ABS可以最大程度地利用每个车轮的附着力进行制动，因此汽车的制动效能最好。·但在附着系数分离(两侧车轮的附着系数不相等)的路面上制动时，由于同一轴上的制动力不相等，使得汽车产生较大的偏转力矩而产生制动跑偏。·ABS通常不对四个车轮进行独立的制动压力调节。2、三通道ABS·四轮ABS大多为三通道系统，而三通道系统都是对两前轮的制动压力进行单独控制，对两后轮的制动压力按低选原则一同控制。·由于三通道ABS对两后轮进行一同控制，对于后轮驱动的汽车可以在变速器或主减速器中只设置一个转速传感器来检测两后轮的平均转速。·汽车紧急制动时，会发生很大的轴荷转移(前轴荷增加，后轴荷减小)，使得前轮的附着力比后轮的附着力大很多(前置前驱动汽车的前轮附着力约占汽车总附着力的70%—80%)。·对前轮制动压力进行独立控制，可充分利用两前轮的附着力对汽车进行制动，有利于缩短制动距离，并且汽车的方向稳定性却得到很大改善。3、双通道ABS·双通道ABS在按前后布置的双管路制动系统的前后制动管路中各设置一个制动压力调节分装置，分别对两前轮和两后轮进行一同控制。两前轮可以根据附着条件进行高选和低选转换，两后轮则按低选原则一同控制。·双通道ABS多用于制动管路对角布置的汽车上，两前轮独立控制，