第3篇-底盤與傳動系控制篇課件

汽車電器與電子控制技術哈爾濱工業(yè)大學（威海）汽車工程學院規(guī)格嚴格功夫到家（威海）HARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYSCHOOLOFAUTOMOBILEENGINEERING汽車工程學院2023/7/28

第1

頁課程主要內容及章節(jié)安排第1篇輔助知識篇第1章汽車電子技術概述第2章汽車供電系統(tǒng)與常見傳感器第2篇發(fā)動機控制篇第3章電控噴油系統(tǒng)第4章電控點火系統(tǒng)第5章發(fā)動機綜合控制系統(tǒng)第3篇底盤與傳動系控制篇第6章自動變速器

第7章汽車防滑控制系統(tǒng)

第8章行駛安全及舒適性控制系統(tǒng)第9章電動助力轉向系統(tǒng)第4篇附屬設備篇第10章附屬設備及新型電子控制技術2023/7/28

第2

頁第3篇底盤與傳動系控制篇2023/7/28

第3

頁第7章汽車防滑控制系統(tǒng)汽車防滑控制內容只要包括制動防滑、驅動防滑和轉向行駛防滑等三個方面的控制。汽車防滑控制系統(tǒng)是汽車上的一種安全附屬裝置，可以防止汽車在制動、起步、加速和轉向時出現(xiàn)側滑、跑偏、喪失轉向能力和滑轉等，從而起到保護乘客和車輛的作用，大大降低因制動等方面引起交通事故出現(xiàn)的概率。2023/7/28

第4

頁7.1汽車防滑控制系統(tǒng)概述7.1.1車輛意外事故分析7.1.2汽車穩(wěn)定性電子控制7.1.3汽車防滑控制系統(tǒng)的作用7.1.4汽車防滑控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程2023/7/28

第5

頁7.1.1車輛意外事故分析失控事故相應狀況下運行速度超限偏轉駕駛員錯誤動作(比如過度轉向）單車事故與其他車輛碰撞2023/7/28

第6

頁7.1.1車輛意外事故分析2023/7/28

第7

頁7.1.1車輛意外事故分析2023/7/28

第8

頁7.1.1車輛意外事故分析2023/7/28

第9

頁事故地點對行車輛7.1.1車輛意外事故分析2023/7/28

第10

頁

單車事故

車對車碰撞總共大約20%60%12%674%262青年駕駛員（18`24）1568012%39%%1,111524所有年齡段駕駛員2001317.1.1車輛意外事故分析車速快引起2023/7/28

第11

頁

右側

左側

內側

外側35%40%60%65%29%71%%青年駕駛員直道彎道55.1%48.5%51.5%38.4%61.6%44.9%%彎道直道RESIKO數(shù)據庫7.1.1車輛意外事故分析2023/7/28

第12

頁35.5%25.2%50.6%67.5%%單次修正青年駕駛員所有年齡段

單車事故

車對車碰撞64.5%74.8%49.4%32.5%%多次修正青年駕駛員所有年齡段7.1.1車輛意外事故分析2023/7/28

第13

頁20%14.5%22.9%24.5%%<40m40-70m>70m55.5%17.8%58.3%23.9%62.6%修正長度

單車事故車對車碰撞%49.0%48.9%20.4%12.2%38.9%30.6%48.9%16.5%34.5%無剎車部分剎車全剎車7.1.1車輛意外事故分析2023/7/28

第14

頁80年代中葉以來，隨著支持控制系統(tǒng)的計算機與傳感器、執(zhí)行機構的迅速發(fā)展，各汽車公司陸續(xù)開發(fā)、生產了多種顯著改善操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)。不斷開發(fā)出價格更低廉、性能更優(yōu)良的電子控制系統(tǒng)已是當前提高操縱穩(wěn)定性的一條重要途徑。各國均開發(fā)出許多電子控制系統(tǒng)：ABS，TCS，4WS，EMCD(電子磁控有限差速作用差速器)，前后軸轉矩分配系統(tǒng)，左、右輪驅動力分配系統(tǒng)，前、后軸制動力分配系統(tǒng)，VSC（車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)），主動懸架中的前、后側傾角剛度分配系統(tǒng)…等。7.1.2汽車穩(wěn)定性電子控制2023/7/28

第15

頁車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（VehicleStabilityControlSystem,縮寫為VSC）“車輛動力學控制系統(tǒng)（VehicleDynamicsControlSystem,縮寫VDC)。它是Bosch公司于1995投入市場的新型主動安全系統(tǒng)（ActiveSafetySystem）。這種系統(tǒng)是以ABS、TCS為基礎發(fā)展而成的。系統(tǒng)主要在大側向加速度、大側偏角的極限工況下工作。它利用左、右兩側制動力之差產生的橫擺力矩來防止出現(xiàn)難以控制的側滑現(xiàn)象。例如，在彎道行駛中因前軸側滑而失去路徑跟蹤能力的駛出(DriftOut)現(xiàn)象及后軸側滑甩尾而失去穩(wěn)定性的激轉(Spin)現(xiàn)象等危險工況。1994年豐田皇冠汽車上裝有VSC。7.1.2汽車穩(wěn)定性電子控制2023/7/28

第16

頁7.1.2汽車穩(wěn)定性電子控制地面切向反作用力控制轉向特性的基本概念：切向力與“不足－過多轉向特性”的關系；三種控制方法：總切向力控制前后分配比例控制內外側分配比例控制2023/7/28

第17

頁7.1.2汽車穩(wěn)定性電子控制系統(tǒng)名稱縮寫(德)縮寫(英)功能作用防抱死系統(tǒng)ABSABS在制動中阻止車輪發(fā)生抱死,并保持良好的行駛穩(wěn)定性和轉向性能。驅動防滑調整ASRTCS通過對打滑車輪施加制動力并降低發(fā)動機扭矩形式阻止驅動輪空轉。電子制動力分配EBVEBD在ABS起作用前，阻止后軸過量制動。電子差速鎖止EDSEDL在車輛處于附著力不同的路面時，通過對空轉的車輪施加制動實現(xiàn)車輛起步行駛。電子穩(wěn)定程序ESPESP通過對制動和發(fā)動機管理系統(tǒng)施加相應的調整，來阻止車輛的滑移。發(fā)動機牽引力矩調MSREBC當加速踏板突然松開或者帶著檔位施加制動，那么，MSR將阻止由于發(fā)動機的制動而產生的驅動輪抱死。2023/7/28

第18

頁7.1.2汽車穩(wěn)定性電子控制4WS的有效工作范圍是附著圓中心部位，即側向力，縱向力較小的輪胎特性線性區(qū)域；TCS的有效工作區(qū)是大驅動力附近的極限區(qū)域；ABS在大制動力附近的極限區(qū)域；VSC在大側偏力的極限區(qū)域；2023/7/28

第19

頁7.1.3汽車防滑控制系統(tǒng)的作用汽車在行駛過程中，經常要用制動的方式來降低車速，或在很短的距離內停車，可是過度的制動會使車輪抱死。如果前輪先抱死，汽車將失去轉向能力；如果后輪先抱死，汽車有可能出現(xiàn)側滑甚至掉頭的危險。為了防止制動時車輪被抱死后路面上進行純粹的滑移，提高汽車在制動過程中的轉向操縱能力和方向穩(wěn)定性，縮短制動距離，這種汽車防滑控制系統(tǒng)稱為防抱死制動系統(tǒng)。2023/7/28

第20

頁7.1.3汽車防滑控制系統(tǒng)的作用汽車在較低附著系數(shù)的路面上起步，會發(fā)生車輪因打滑而空轉的現(xiàn)象；行駛在低附著系數(shù)路面上的汽車突然加速時，車輪也會出現(xiàn)滑轉而車速不能隨之提高的現(xiàn)象，這兩種情況都有可能引起側滑，且降低了發(fā)動機轉矩的利用率。為了保證汽車能盡快起步、加速和行駛方向的穩(wěn)定，用ECU自動控制發(fā)動機輸出轉矩的大小對驅動車輪適當制動，這種汽車防滑控制系統(tǒng)被稱為驅動防滑系統(tǒng)，也稱為牽引控制系統(tǒng)。汽車防滑控制系統(tǒng)只是汽車上一種安全附屬裝置，當其出現(xiàn)故障時，汽車的常規(guī)制動系統(tǒng)等照?？梢园l(fā)揮作用。2023/7/28

第21

頁7.1.4汽車防滑控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程防抱死制動系統(tǒng)最早出現(xiàn)在20世紀初的西方國家，首先應用于火車上，主要用來防止制動時鋼輪抱死而產生局部摩擦。之后，防抱死制動系統(tǒng)在飛機上得到了應用，提高了飛機在著陸時的行駛方向穩(wěn)定性。20世紀30~50年代，西方國家研制出純機械式的防抱死制動裝置并少量裝備于汽車。到了60年代，模擬電子技術在防抱死制動系統(tǒng)上開始應用，但因成本太高，可靠性也不穩(wěn)定，未能在汽車上廣泛應用。70年代后期出現(xiàn)了數(shù)字式電子控制的防抱死制動系統(tǒng)，從而揭開了現(xiàn)代防抱死制動系統(tǒng)大發(fā)展的序幕。2023/7/28

第22

頁7.1.4汽車防滑控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程通過數(shù)字化和集成化，使防抱死制動系統(tǒng)的組件數(shù)目大大減小，降低了成本，提高了可靠性，歐、美、日的汽車公司逐步在汽車上裝備了防抱死制動系統(tǒng)。目前世界上最大的防抱死制動系統(tǒng)生產廠家德國博世公司，率先推出了具有防抱死制動和驅動防滑功能的汽車防滑控制系統(tǒng)，并裝備于奔馳轎車上。到1990年，在世界范圍內已有25種新生產的轎車和輕型貨車裝備了該系統(tǒng)，防抱死制動系統(tǒng)也在迅速普及。1995年，防抱死制動系統(tǒng)在美國的普及率已達到90%以上?，F(xiàn)在美國的汽車已100%地裝備該系統(tǒng)，全世界也將有90%以上的汽車裝備制動防抱死系統(tǒng)。2023/7/28

第23

頁7.1.4汽車防滑控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程80年代初，我國的東風汽車公司開始研究防抱死制動系統(tǒng)，是我國最早從事這項研究的廠家。該公司的防抱死技術研究所，在剖析瓦布科(WABCO)公司的防抱死制動系統(tǒng)的基礎上開發(fā)了自己的產品，并在東風EQ-145型汽車上小批量試裝。從1998年起，國產的奧迪、桑塔納和富康等轎車，已開始裝上了防抱死制動系統(tǒng)。2003年起，防抱死制動系統(tǒng)已基本成為轎車的標準配置。2023/7/28

第24

頁7.2汽車防抱死制動系統(tǒng)7.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理7.2.4ABS系統(tǒng)工作過程7.2.5制動支援系統(tǒng)BAS7.2.6制動輔助系統(tǒng)7.2.7電子制動力分配控制EBD7.2.8電子差速鎖EDS/EDL2023/7/28

第25

頁7.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述ABS(Anti-lockBrakingSystem)防抱死制動系統(tǒng)，通過安裝在車輪上的傳感器發(fā)出車輪將被抱死的信號，控制器指令調節(jié)器降低該車輪制動缸的油壓，減小制動力矩，經一定時間后，再恢復原有的油壓，不斷的這樣循環(huán)（每秒可達5~10次），始終使車輪處于轉動狀態(tài)而又有最大的制動力矩。沒有安裝ABS的汽車，在行駛中如果用力踩下制動踏板，車輪轉速會急速降低，當制動力超過車輪與地面的摩擦力時，車輪就會被抱死，完全抱死的車輪會使輪胎與地面的摩擦力下降，在轉彎過程中制動時不能按照設定彎道行駛。而裝有ABS制動系統(tǒng)的車不但能防止制動時發(fā)生側滑以及減小制動距離，同時彎道制動時好能夠按照設定路線行駛，能有效避開障礙物。2023/7/28

第26

頁7.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述2023/7/28

第27

頁7.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述2023/7/28

第28

頁7.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述2023/7/28

第29

頁7.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述2023/7/28

第30

頁7.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述2023/7/28

第31

頁7.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述2023/7/28

第32

頁7.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述什么是ABS？當制動力超過路面的附著力時，控制車輪的制動壓力。為什么要有ABS？保持車輛穩(wěn)定性

–

防止后輪抱死保持轉向功能

–

防止前輪抱死減小的制動距離（非變形路面）減少駕駛員的工作量2023/7/28

第33

頁1232311231237.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述2023/7/28

第34

頁7.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述制動時的方向穩(wěn)定性制動時的方向穩(wěn)定性與左右輪的制動力差，前后輪的制動力分配有密切的關系；片制動由于左右車輪之間制動力的差異，在車輛重心處產生偏轉扭矩。它直接影響車輪行駛方向。前輪鎖死時的方向穩(wěn)定性前輪的轉向力趨于零，因后輪制動力不平衡產生的偏轉扭矩會被車身慣性力補償。車輛還是在直進狀態(tài)下停車。后輪鎖死時的方向穩(wěn)定性后輪左右方向的側向力趨于零，前輪制動力不平衡產生的偏轉扭矩會被車身慣性力放大，產生車身擺動。前后輪同時鎖此時的穩(wěn)定性

其現(xiàn)象與前輪鎖死時的相同。2023/7/28

第35

頁7.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述前輪鎖死失去操縱性，后輪被鎖死失去穩(wěn)定性。最佳的制動效果：制動時保證操縱性，穩(wěn)定性，最短的制動距離。理想制動力分配:為了獲得最大的制動力，需要根據前后各輪的動載荷分布比例分配各輪的制動力，利用最大路面附著系統(tǒng)獲得的最大減速度。鎖死界限：制動時，前后任一輪達到最大值而進入鎖死狀態(tài)。2023/7/28

第36

頁7.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述作用：防止車輪抱死，避免側滑、甩尾、跑偏等造成的方向失去控制。優(yōu)點：縮短制動距離，提高制動效能(比傳統(tǒng)制動縮短制動距離30%-35%)。原理：首先制動開關信號傳遞給電腦，車速>10km/h時，ABS電腦根據輪速傳感器反饋信號來控制制動以實現(xiàn)邊滾邊滑。類型：單通道、雙通道、三通道和四通道?？刂圃瓌t：低選原則和高選原則。2023/7/28

第37

頁7.2.1防抱死制動系統(tǒng)概述2023/7/28

第38

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式控制型式控制通道：防抱死系統(tǒng)中能夠進行制動壓力獨立調節(jié)的制動通道。一個控制通道可以只對一個車輪的制動壓力進行獨立控制，也可以對多個車輪制動壓力進行一同控制。高選原則：以具有較大附著力的車輪不發(fā)生制動抱死為原則進行制動壓力調節(jié)，稱該控制通道按高選原則一同控制。低選原則：以具有較小附著力的車輪不發(fā)生制動抱死為原則進行制動壓力調節(jié)，則稱該控制通道按低選原則一同控制。采用不同的控制通道和控制原則時不僅會影響系統(tǒng)的結構復雜性，還會顯著地影響其控制效果。2023/7/28

第39

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式四通道能最大限度利用地面附著力，但易產生片制動(附著系數(shù)分離、載荷分布)通常不對四個輪單獨控制。2023/7/28

第40

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式2023/7/28

第41

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式四通道制動防抱死系統(tǒng)可以最大限度地利用每個車輪的最大附著力進行制動，而且每個車輪都具有較高的抵抗外界橫向力作用的能力。當汽車左右兩側車輪的附著力相近時，兩側車輪所產生的制動力幾乎相等，而且接近于附著力的極限。因此，汽車不僅具有良好的方向穩(wěn)定性和轉向操縱能力，而且能夠獲得最短的制動距離。但是，如果兩側車輪的附著力相差較大時（例如汽車行駛在附著系數(shù)分離的路面或兩側車輪的垂直載荷相差較大時），制動過程中兩側車輪的制動力就相差較大，由此產生的橫擺力矩會嚴重地影響汽車的方向穩(wěn)定性，所以制動防抱死系統(tǒng)通常不對四個車輪進行獨立的制動壓力調節(jié)。2023/7/28

第42

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式三通道前兩輪獨立控制：制動時軸荷前移，能有效利用地面附著力（約占總70%~80%），同時保證操縱能力。后兩輪按低選原則一同控制：保持制動力平衡，保持方向穩(wěn)定性。盡管損失附著力，但因軸荷前移，損失不大。2023/7/28

第43

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式2023/7/28

第44

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式汽車在緊急制動時會發(fā)生很大的軸荷轉移，使前輪的附著力比后輪的大得多，特別是前輪驅動的汽車，通常前輪的附著力約占汽車總附著力的70％－80％。對前輪進行獨立控制，可使兩前輪在制動過程中始終保持較大的抵抗外界橫向力作用的能力，使汽車保持良好的轉向操縱能力，同時也充分地利用了兩前輪很大的附著力產生制動力，這將有助于縮短汽車的制動距離。對兩后輪按低選原則進行一同控制時，即使汽車兩側車輪附著力相差較大時，兩后輪的制動力都將被限制在較小附著力的水平，使兩后輪的制動力始終保持平衡，保證汽車在各種條件下進行制動時都具有良好的方向穩(wěn)定性。當然，兩后輪按低選原則一同控制時，可能會使附著力較大的后輪不能產生充分制動，但由于后輪制動力在汽車總制動力中所占的比例本來就較小，所以由此造成的制動力損失并不顯著。盡管兩前輪獨立控制可能會導致兩前輪制動力的不平衡，但由于兩前輪制動力不平衡對汽車行駛方向穩(wěn)定性的影響較?。疫€可以通過轉向操縱對由此造成的影響進行修正，因此，四輪制動防抱死系統(tǒng)大都為三通道系統(tǒng)。

2023/7/28

第45

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式在圖a所示按對角布置的雙管路制動系統(tǒng)中，雖然在通往四個制動輪缸的制動管路中各設置一制動壓力調節(jié)分裝置，但兩個后制動輪缸的制動壓力調節(jié)分裝置卻是由ECU按低選原則一同控制的，因此，實際上仍然是三通道制動防抱死系統(tǒng)。由于三通道制動防抱死系統(tǒng)對兩后輪進行一同控制，對于后輪驅動的汽車就可以在傳動系統(tǒng)中（如主減速器或變速器中）只設置一個轉速傳感器（圖b），用來感測兩后輪的平均轉速。對于按前后布置的雙管路制動系統(tǒng)，則可以在通往兩后制動輪缸的制動總管路中只設置一個制動壓力調節(jié)分裝置（如圖c），對兩后制動輪缸的制動壓力一同進行調節(jié)。2023/7/28

第46

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式二通道A、B前后管路各設一個調壓器；兩前輪根據附著條件，進行高選（差大）或低選一同控制；兩后輪按低選原則一同控制；兩前輪一同控制時，按高選原則，制動時駛離附著系數(shù)分離路面會失控。C按照前輪不抱死原則控制設置感載比例閥，防止后輪抱死雙通道ABS難以在方向穩(wěn)定性、轉向操縱性和制動距離得到兼顧2023/7/28

第47

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式2023/7/28

第48

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式圖a所示雙通道制動防抱死系統(tǒng)，在按前后布置雙管路制動系統(tǒng)的前后制動總管路中各設置一個制動壓力調節(jié)分裝置，分別對兩前輪和兩后輪進行一同控制，其中兩前輪可以根據附著條件進行高選和低選轉換，兩后輪則按低選原則一同控制。對于后輪驅動的汽車，則可以在兩個前輪和傳動系統(tǒng)中各安置一個轉速傳感器。在兩前輪的附著力相差較大時，兩前輪按高選原則一同控制；而在兩前輪的附著力相差不大時，兩前輪則轉入按低選原則一同控制。圖b所示雙通道制動防抱死系統(tǒng)，是在按前后布置雙管路制動系統(tǒng)的前后制動總管路中各設置一個制動壓力調節(jié)分裝置，在每個車輪上各安置一個轉速傳感器。對兩前輪按高選原則一同控制，對兩后輪按低選原則一同控制。

2023/7/28

第49

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式圖c所示雙通道制動防抱死系統(tǒng)，也是在前后制動總管路中各設置一個制動壓力調節(jié)分裝置，而在右前和左后車輪上各設置一個轉速傳感器，對兩前輪以不使左前輪發(fā)生制動抱死為原則進行一同控制，而對兩后輪則以不使左后輪發(fā)生抱死為原則進行一同控制。圖d所示雙通道制動防抱死系統(tǒng)，是在按對角布置的兩條制動總管路中各設置一個制動壓力調節(jié)分裝置，只在兩個前輪上各安置一個轉速傳感器。左前和右后制動輪缸的制動壓力將以不使左前輪發(fā)生制動抱死為原則進行一同控制，而右前和左后制動輪缸的制動壓力將以不使右前輪被制動抱死為原則進行一同控制。為防止后輪在前輪趨于抱死時發(fā)生制動抱死，通常在制動管路中都要設置比例閥。2023/7/28

第50

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式圖、b、c所示三種雙通道制動防抱死系統(tǒng)，在兩側車輪處于附著系數(shù)分離的路面上（其中，圖c所示系統(tǒng)的右前輪處于高附著系數(shù)一側路面）進行緊急制動時，三種雙通道系統(tǒng)的兩前輪都將按高選原則一同控制，此時兩前輪的制動力就會相差很大。為了保持汽車的行駛方向，駕駛員會通過轉動方向盤使前輪發(fā)生偏轉，以求用轉向車輪產生的橫向力與不平衡的制動力相抗衡，保持汽車行駛方向的穩(wěn)定（圖a）。但是，在兩前輪從附著系數(shù)分離路面駛入附著系數(shù)均一路面的瞬間，以前輪處于低附著系數(shù)路面而抱死的前輪的制動力會因附著力突然增大而迅速增大，兩前輪的制動力會很快達到平衡。由于駕駛員無法在該瞬間將轉向車輪回正，轉向車輪上仍然存在的橫向力將會使汽車朝著轉向車輪偏轉的方向行駛（圖b），這在高速行駛時是一種無法控制的危險狀態(tài)。圖中TR是順時針方向的力矩，TL是逆時針方向的力矩。2023/7/28

第51

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式單通道對兩后輪按低選原則一同控制。相對于普通制動，明顯提高制動性能，且成本低。2023/7/28

第52

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式2023/7/28

第53

頁7.2.2防抱死制動系統(tǒng)的形式單通道制動防抱死系統(tǒng)一般都是對兩后輪按低選原則進行一同控制，其主要作用是提高汽車的制動方向穩(wěn)定性。在附著系數(shù)分離路面上進行制動時，兩后輪的制動力都將被限制在處于低附著系數(shù)路面后輪的附著力水平。由于不能使處于高附著系數(shù)路面后輪的附著力得到充分利用，制動距離會有所增大。由于前制動輪缸的制動壓力未被控制，前輪仍然可能發(fā)生制動抱死，所以汽車制動時的轉向操縱能力得不到保障。但由于單通道制動防抱死系統(tǒng)能夠顯著地提高汽車制動時的方向穩(wěn)定性，又具有結構簡單、成本低的優(yōu)點，因此，單通道制動防抱死系統(tǒng)目前在輕型貨車和轎車上得到了應用。2023/7/28

第54

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第55

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第56

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理觀察制動過程，胎面留在地面上的印痕從車輪滾動到抱死拖滑是一個漸變的過程。當汽車制動過程中逐漸增大踏板力時輪胎留在地面上的印痕。印痕基本上可分三段：第一段內，印痕的形狀與輪胎胎面花紋基本上一致，車輪接近于單純的滾動，可以認為：2023/7/28

第57

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理第二段內，輪胎花紋的印痕可以辨別出來，但花紋逐漸模糊，輪胎不只是單純的滾動，胎面與地面發(fā)生一定程度的相對滑動，即車輪處于邊滾邊滑的狀態(tài)，隨著制動強度的增加，滑動成分的比例越來越大，即第三段形成一條粗黑的印痕，看不出花紋的印痕，車輪被制動器抱住，在路面上作完全的拖滑2023/7/28

第58

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理從這三段的變化情況可以看出，隨著制動強度的增加，車輪滾動成分越來越少，而滑動成分越來越多。一般用滑動率s來說明這個過程中滑動成分的多少。滑動率的定義為在純滾動時在純拖滑時邊滾邊滑時2023/7/28

第59

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第60

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理由圖可見：(1)附著系數(shù)取決于路面性質。一般干燥路面附著系數(shù)大，潮濕路面附著系數(shù)小，冰雪路面附著系數(shù)更小。(2)在各種路面上，附著系數(shù)都隨滑移率的變化而變化。(3)在各種路面上，當滑移率為20%左右時，縱向附著系數(shù)最大，制動效果最好?？v向附著系數(shù)最大時的滑移率稱為理想滑移率或最佳滑移率。當滑移率超過理想滑移率時，縱向附著系數(shù)減小，產生的地面制動力隨之下降，制動距離將增長?；坡蚀笥诶硐牖坡屎蟮膮^(qū)域稱為非穩(wěn)定制動區(qū)域或非穩(wěn)定區(qū)。2023/7/28

第61

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第62

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理主作功能：控制汽車車輪的滑移率在10%~20%之間，保證車輪有較高的縱向和側向附著系數(shù)。使汽車能獲得較高的制動效能，并保持對汽車方向的控制能力?？刂品绞竭壿嬮T檻值控制、最優(yōu)控制和滑模動態(tài)變結構控制。現(xiàn)在大多數(shù)是邏輯門檻值控制：以車輪角加速度為主要控制門檻，車輪的滑移率為輔助門檻。其值通過實驗獲得當車速高于一定值時，ABS才起作用。2023/7/28

第63

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理可知：汽車車輪的滑移率在8%~35%時，有較高的縱向和側向附著系數(shù)。保證汽車獲得較高的制動力和對汽車方向的控制能力。2023/7/28

第64

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第65

頁控制制動液液壓；電機泵的驅動7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第66

頁控制制動液液壓；電機泵的驅動7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第67

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理傳感器輸入、驅動輸出，監(jiān)測系統(tǒng)算法，與其他設備間的通信，自檢錯誤并與液壓部分相連2023/7/28

第68

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理讀取輪速/齒圈的變化2023/7/28

第69

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理讀取輪速/齒圈的變化2023/7/28

第70

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理讀取輪速/齒圈的變化2023/7/28

第71

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第72

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第73

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第74

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第75

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第76

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第77

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第78

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理ABCD12342023/7/28

第79

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第80

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第81

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第82

頁7.2.3防抱死制動系統(tǒng)結構與工作原理2023/7/28

第83

頁7.2.4ABS系統(tǒng)工作過程2023/7/28

第84

頁7.2.4ABS系統(tǒng)工作過程2023/7/28

第85

頁7.2.4ABS系統(tǒng)工作過程(1)常規(guī)制動階段如圖11-11a所示，在常規(guī)制動過程中；制動防抱死裝置不起作用，制動防抱死裝置的ECU不向磁化線圈傳送電流。三位電磁換向閥閥芯在回位彈簧推動下處在最下端的工作位置，此時B孔保持打開狀態(tài)，C孔保持關閉狀態(tài)。當踩下制動踏板時，制動總泵中的制動液壓力升高，制動液經B孔和C孔流至車輪制動分泵中，推動制動分泵中的柱塞將車輪制動盤夾緊。這時止回閥2、5和11關閉，液壓泵和電動機總成不工作。當松開制動踏板時，制動分泵中的制動液一部分經A孔和B孔流回制動總泵，另一部分經A孔和止回閥11流回制動總泵。2023/7/28

第86

頁7.2.4ABS系統(tǒng)工作過程2023/7/28

第87

頁7.2.4ABS系統(tǒng)工作過程(2)制動壓力降低階段隨著壓力的升高，車輪即將抱死，這時車速傳感器把該信號傳給ECU，ECU給執(zhí)行器磁化線圈輸入5A的電流（假定是5A），從而產生強大的磁力使三位電磁閥閥芯移動到上端。如圖11-11b所示，這時B孔關閉，C孔打開。結果是車輪制動分泵中的一小部分制動液通過A孔和B孔進入儲液罐。同時ECU給液壓泵和電動機總成發(fā)出信號，使其開始工作，將儲液罐中的制動液送回制動總泵。由于止回閥11是關閉的，所以制動總泵中的制動液不能進入三位電磁換向閥中，結果是車輪制動分泵中的制動液壓力降低，從而達到防止車輪抱死的目的。2023/7/28

第88

頁7.2.4ABS系統(tǒng)工作過程2023/7/28

第89

頁7.2.4ABS系統(tǒng)工作過程(3)制動壓力保持階段當制動分泵中的制動管路壓力降低（或在升壓過程中壓力升高），使車速達到預定值時，車速傳感器給ECU傳送相應信號，ECU就給磁化線圈提供2A（假定）的電流，磁化線圈產生的磁力將相應減小，三位電磁換向閥閥芯在回位彈簧的作用下移至中間位置。如圖11-11c所示，B孔和C孔都關閉，同時止回閥2、5和11也都關閉，所以制動分泵中的制動液被封閉，壓力得以保持。2023/7/28

第90

頁7.2.4ABS系統(tǒng)工作過程2023/7/28

第91

頁7.2.4ABS系統(tǒng)工作過程(4)制動壓力升高階段只有制動分泵中的制動液壓力升高時，才能產生更大的制動力，從而使車速盡快降低。為此ECU停止向磁化線圈輸送電流，三位電磁換向閥被回位彈簧拉下，如圖11-14d所示。此時B孔打開，C孔關閉。這樣，制動總泵中的制動液經B孔和A孔流至車輪制動分泵中，從而使制動分泵中的制動液壓力升高，制動力增大。當制動力增大到一定程度時，車輪又會出現(xiàn)即將抱死的狀態(tài)，這時又需對制動分泵降壓，從而開始下一個降壓—保壓—升壓循環(huán)。由此可見，制動防抱死裝置是以脈沖的形式（頻率約為4~10Hz）對制動壓力進行調節(jié)，始終將車輪的滑動率控制在10%~20%的范圍內，防止車輪抱死拖滑，最大限度地保證了制動時汽車的穩(wěn)定性，縮短了制動距離。2023/7/28

第92

頁7.2.4ABS系統(tǒng)工作過程2023/7/28

第93

頁7.2.5制動支援系統(tǒng)BASBrakingAssistanceSystem(BAS)緊急制動時，幫助司機加大踏動制動踏板而產生的制動力，從而達到更好的制動效果。2023/7/28

第94

頁7.2.5制動支援系統(tǒng)BAS統(tǒng)計表明：僅1999年，德國就有493527起交通事故應歸因于司機本人。在緊急狀況時，缺乏經驗的司機制動踏板力不夠，未能達到最好的制動效果。制動支援系統(tǒng)ECU可持續(xù)檢測駕駛員操作，判斷緊急制動狀態(tài)，并對制動器進行制動力的支援補償控制，保證緊急制動效果。2023/7/28

第95

頁7.2.5制動支援系統(tǒng)BAS多數(shù)些駛員一般在制動器操作初期階段的0.05s范圍內制動器腳踏板的控制方法基本相似；但之后的0.05~1.8s之間內制動腳踏板的控制力度卻并不一致。緊急制動時制動踏板力變化特性從分析緊急制動時駕駛員操作制動器的過程來看，并不是所有的駕駛員一下子都按一定的力度把制動器腳踏板踩到底，使車輪迅速達到鎖死極限附近。不能從理應輸出高減速度的初期階段開始充分發(fā)揮制動部的制動性能。2023/7/28

第96

頁7.2.5制動支援系統(tǒng)BAS許多駕駛員緊急制動持續(xù)控制力度不夠，一般在緊急制動開始后的0.6s附近產生最大值以后逐漸下降，這直接影響制動效果。緊急制動狀態(tài)，是通過制動器腳踏板的操作量和操作速度來判斷。為此專門設置了制動踏板行程傳感器和制動器控制油壓傳感器。ECU通過這些傳感器的信息判斷緊急制動狀態(tài)后，立即向制動力支援控制器發(fā)出控制指令。支援制動力的控制器有加壓型真空升壓器、蓄壓式油壓增幅器以及直接用泵加壓等幾種類型。這些控制器在ECU的控制指令下，直接控制制動器的控制油壓，使車輪達到最佳的制動狀態(tài)。2023/7/28

第97

頁7.2.5制動支援系統(tǒng)BAS制動器支援系統(tǒng)的控制效果如右圖。用減速度隨制動器腳踏板的踏力變化特性來表示時，在相同制動器操作力的前提下，與無制動力支援系統(tǒng)時相比。當具有制動力支援系統(tǒng)時減速度明顯增大，所以可有效地改善緊急制動時的制動性能。制動器支援系統(tǒng)的控制效果2023/7/28

第98

頁7.2.6制動輔助系統(tǒng)控制單元通過接收制動壓力傳感器、車輪轉速傳感器以及制動燈開關信號，識別出緊急狀況。液壓單元中的某些閥及回油泵動作后，使制動分泵內的壓力升高。a-制動助力器b-制動壓力傳感器c-制動燈開關d-液壓單元e-回油泵f-控制單元g-制動分泵h-轉速傳感器2023/7/28

第99

頁7.2.6制動輔助系統(tǒng)第一階段制動輔助系統(tǒng)的作用就是以最快的速度將制動壓力升高至最大值。當車輪要抱死時，ABS會阻止壓力的升高。也就是說：當ABS開始工作后，制動輔助系統(tǒng)就無法再進一步提高制動壓力了。制動輔助系統(tǒng)制動壓力司機踏動踏板的壓力2023/7/28

第100

頁7.2.6制動輔助系統(tǒng)第二階段當司機減小踏板力，說明緊急情況結束，故制動輔助系統(tǒng)關閉。此階段制動分泵內的制動壓力與司機作用在踏板上的力相應。從階段1到階段2的過渡不是跳躍式的，而是一個平順過程。當車速低于某一值時，制動輔助系統(tǒng)也會停止其功能。制動輔助系統(tǒng)制動壓力司機踏動踏板的壓力2023/7/28

第101

頁7.2.6制動輔助系統(tǒng)制動燈開關制動壓力傳感器轉速傳感器工作條件：制動燈開關檢測制動作轉速傳感器檢測車速制動壓力傳感器檢測司機踏下制動踏板的速度和力量踏下制動踏板的快慢及所用的力是由制動總泵中的壓力建立梯度來表示的。壓力隨時間的變化率。2023/7/28

第102

頁7.2.6制動輔助系統(tǒng)制動壓力變化的斜率決定制動輔助系統(tǒng)是否工作ABS工作時制動壓力司機踏動踏板的壓力工作條件：制動輔助系統(tǒng)接通值取決于車速。在單位時間內，如果踏板壓力超過該特定值，則制動輔助系統(tǒng)開始工作；如果低于該特定值，制動輔助系統(tǒng)就停止工作。在下述情況下，制動輔助系統(tǒng)不工作：未踏下制動踏板，或踏下踏板時間過長；壓力變化在接通特定值狀態(tài)之下；車速過低；踏下制動踏板時用力過大。2023/7/28

第103

頁7.2.6制動輔助系統(tǒng)緊急制動狀態(tài)確認2023/7/28

第104

頁7.2.7電子制動力分配控制EBDElectronicBrakePressureDistribution(EBD)防止ABS起作用以前，或者由于特定的故障導致ABS失效后，后輪出現(xiàn)過度制動。EBD能夠根據由于汽車制動時產生軸荷轉移的不同，而自動調節(jié)前、后軸的制動力分配比例，提高制動效能，并配合ABS提高制動穩(wěn)定性。2023/7/28

第105

頁7.2.7電子制動力分配控制EBD汽車在制動時，四只輪胎附著的地面條件往往不一樣;會導致在汽車制動時四只輪子與地面的摩擦力不一樣，制動時容易造成打滑、傾斜和車輛側翻事故。左前輪和右后輪附著在干燥的水泥地面上，右前輪和左后輪卻附著在水中或泥水中。EBD用高速計算機在汽車制動的瞬間，分別對四只輪胎附著的不同地面進行感應、計算，得出不同的摩擦力數(shù)值，使四只輪胎的制動裝置根據不同的情況用不同的方式和力量制動，并在運動中不斷高速調整，從而保證車輛的平穩(wěn)、安全。2023/7/28

第106

頁7.2.7電子制動力分配控制EBD在車輪部分制動時電子制動力分配EBD功能就起作用，轉彎時尤其如此。速度傳感器發(fā)出四個車輪的轉速信號，電子控制單元根據這些信號計算車輪的轉速及滑移率。如果后輪滑移率大于某個設定值，則由液壓控制單元調節(jié)后輪制動壓力，使后輪制動力降低以保證后輪不會先于前輪抱死。同傳統(tǒng)的制動力分配方式如比例閥相比，電子制動力分配EBD功能保證了較高的車輪附著力以及合理的制動力分配；同時電子制動力分配EBD并沒有增加新的硬件，而是通過軟件來實現(xiàn)了制動力的合理分配并降低了成本。當ABS起作用時電子制動力分配EBD即停止工作。2023/7/28

第107

頁7.2.7電子制動力分配控制EBD干路面上的制動力分配制動力/軸荷(后軸)冰雪路面上的制動力分配制動力/軸荷(前軸)2023/7/28

第108

頁7.2.7電子制動力分配控制EBDEBD的升壓及保壓與ABS工作過程完全一樣，但壓降控制則有所不同當后輪有抱死傾向時，后輪的常開閥關閉，常閉閥打開，車輪壓力降低。與ABS不同的是：此時液壓泵不工作，降壓所排放出的制動液暫時存放在低壓蓄能器中。2023/7/28

第109

頁7.2.7電子制動力分配控制EBD當制動結束后，制動踏板松開，總泵內的制動壓力為零，此時再次打開常閉閥。低壓蓄能器中的制動液經常閉閥常開閥返回總泵。低壓蓄能器排空為下一次ABS或EDB作好準備。2023/7/28

第110

頁7.2.7電子制動力分配控制EBDDRP定義電子制動力分配(DRP)是一種利用電子控制置換來實現(xiàn)機械制動力分配閥工作的系統(tǒng)。系統(tǒng)利用ABS系統(tǒng)（輪速傳感器、控制器和模塊）對于不同的情況來提供汽車的平衡。DRP的作用在制動過程中保持穩(wěn)定性提供與機械液壓比例閥同樣的功能防止后輪比前輪先抱死當汽車滿載時，利用DRP對汽車平衡進行改良DRP的工作基于輪速，DRP是在一個閉環(huán)循環(huán)下進行控制的后輪輪速>前輪輪速德爾福ABSDBC7.42023/7/28

第111

頁7.2.7電子制動力分配控制EBDDRP的作用DRP是一種干涉裝置。只有在DRP工作時才會有力加在后輪上，所加的力是起保壓作用的。利用控制變量滿足前輪的要求。在超過零界點時，加壓或減壓命令將被執(zhí)行。如果已經充分減壓或ABS功能開始，電機泵將會運轉清空儲能器。如果任何減壓命令被執(zhí)行，泵將會在DRP功能啟動后運轉。提高制動分配比。在轉彎過程中提高車輛的穩(wěn)定性。德爾福ABSDBC7.42023/7/28

第112

頁7.2.7電子制動力分配控制EBD德爾福ABSDBC7.42023/7/28

第113

頁7.2.7電子制動力分配控制EBD德爾福ABSDBC7.42023/7/28

第114

頁7.2.8電子差速鎖EDS/EDL電子差速鎖ElectronicDifferentialSystem(EDS)，又稱為ElectronicDifferentialLockingTractionControl(EDL)，是ABS的一種擴展功能，用于鑒別汽車的輪子是不是失去著地摩擦力，從而對汽車的加速打滑進行控制。兩驅動輪在附著系數(shù)不同的路面上，出現(xiàn)單側車輪打滑時，制動打滑車輪。2023/7/28

第115

頁7.2.8電子差速鎖EDS/EDL電子差速鎖EDS是制動防抱死系統(tǒng)ABS的一種功能擴展，用于汽車的加速打滑控制。在汽車加速過程中，當電子控制單元根據輪速信號判斷出某一側驅動輪打滑時，EDS功能就會自動開始作用。通過液壓控制單元對該車輪進行適當強度的制動，從而提高另一側驅動輪的附著利用率，提高車輛的通過能力。當車輛的行駛狀況恢復正常后，電子差速鎖即停止作用。同普通車輛相比，帶有EDS的車輛可以更好地利用地面附著力從而提高了車輛的通過性。EDS在車速小于40km/h起作用（四驅的是80km/h）。2023/7/28

第116

頁7.2.8電子差速鎖EDS/EDL(左輪驅動力矩=右輪驅動力矩+右輪制動力矩有/無EDS爬坡能力比較2023/7/28

第117

頁7.2.8電子差速鎖EDS/EDL常規(guī)制動在ABS系統(tǒng)基礎上，EDS增加兩個電磁閥。制動過程中由制動總泵產生壓力，控制閥關閉，高壓閥打開，制動壓力通過開關閥及常開閥進入制動分泵。實施常規(guī)制動。2023/7/28

第118

頁7.2.8電子差速鎖EDS/EDL加壓過程加速過程中，ECU檢測到車輪打滑，自動啟動EDS功能?？刂崎y打開，高壓閥關閉。輪缸與總泵間的液流通道被切斷，液壓泵開始運轉，從總泵來的制動液經控制閥被液壓泵加壓后送往正在空轉的車輪的制動器，對此車輪實施制動與此同時非驅動輪的常開閥被關閉，以避免被施加制動。2023/7/28

第119

頁7.2.8電子差速鎖EDS/EDL保壓過程在加壓過程中如果電子控制單元發(fā)現(xiàn)打滑車輪的速度已經下降，為了防止制動壓力的進一步升高，液壓泵被切斷，同時該車輪的常開閥和常閉閥均被關閉空轉的車輪繼續(xù)被制動。2023/7/28

第120

頁7.2.8電子差速鎖EDS/EDL減壓過程如果電子控制單元從輪速信號中發(fā)現(xiàn)：車輪已不再處在空轉打滑狀態(tài)，則常開閥被打開，電磁隔離閥打開，制動液從車輪制動器回到總泵。制動壓力被解除，EDS功能中止。2023/7/28

第121

頁7.3汽車驅動力控制系統(tǒng)7.3.1控制原則選擇7.3.2牽引力控制系統(tǒng)7.3.3牽引力控制TCS及原理7.3.4ABS與TCS（ASR）的比較2023/7/28

第122

頁7.3.1控制原則選擇TractionControlSystem(TCS)通過發(fā)動機管理系統(tǒng)干預及制動車輪，防止驅動輪打滑。能防止車輪打滑，在車輛啟動與加速時，保證良好的牽引性能，同時照顧車輛的穩(wěn)定性和操控性。全程起作用。（驅動防滑系統(tǒng)ASR）2023/7/28

第123

頁7.3.1控制原則選擇裝備于后輪驅動汽車的驅動防滑系統(tǒng)，為了使汽車在低速驅動時獲得盡可能大的驅動力，在高速驅動時獲得良好的方向穩(wěn)定性，各種驅動防滑系統(tǒng)通常在汽車速度較低時對兩驅動車輪進行獨立控制或按高選原則一同控制，而在汽車速度較高時對兩驅動車輪則按低選原則一同控制。汽車在低速范圍內，盡管兩驅動車輪進行獨立控制或按高選原則一同控制會造成兩驅動輪驅動力不平衡，但驅動力不平衡對汽車行駛方向穩(wěn)定性的影響并不大。可是，由于能夠充分地利用兩驅動車輪的附著力產生盡可能大的驅動力（特別是獨立控制時），汽車的起步加速性能將會明顯提高，而在高速范圍內，由于兩驅動車輪將按低選原則一同控制，因此兩驅動車輪的驅動力處于平衡狀態(tài)，提高了汽車的行駛方向穩(wěn)定性，特別是當汽車處于附著系數(shù)分離的路面上時，其效果更為顯著。2023/7/28

第124

頁7.3.1控制原則選擇裝備于前輪驅動汽車的驅動防滑系統(tǒng)，對兩驅動車輪進行獨立控制，這既可增大驅動力，提高汽車的加速性能，又可保證汽車的轉向操縱能力，而對汽車的方向穩(wěn)定性影響也不大。裝備于四輪驅動汽車的驅動防滑系統(tǒng)，對兩前輪進行獨立控制，保證兩前輪具有較高抵抗外界橫向力作用的能力，提高了汽車的轉向操縱能力，同時也可