ABS与ASR理论分析
ABS_ASR_EBD集成防滑控制原理性分析
[收稿日期]2008-12-05 [作者简介]何太碧(1970-),男,1995年大学毕业,硕士,副教授,现主要从事交通与汽车工程方面的教学与研究工作。
ABS/ASR/EBD 集成防滑控制原理性分析 何太碧 (西华大学交通与汽车工程学院,四川成都610039)[摘要]针对制动、驱动时控制防滑技术,对ABS/ASR/EBD 集成防滑控制进行了原理性分析,为防滑技术的进一步改善提供理论分析依据。
[关键词]ABS ;ASR ;EBD ;制动;驱动;防滑;控制 [中图分类号]U46[文献标识码]A [文章编号]1673-1409(2009)01-N276-03 图1 汽车制动力F τ、制动器制动力F ψ及地面附着力F υ之间的关系1 ABS 防滑控制技术制动时获得足够大的制动力,相应的制动距离就会缩短,行车越安全。
制动力取决于制动器的摩擦力矩和车轮半径,同时还受地面附着系数的制约。
图1为汽车制动力F τ、制动器制动力F ψ及地面附着力F v 之间的关系[1]。
从图1不难看出,当制动踏板力较小时,摩擦力矩也比较小,车轮对地面的作用力小于附着力,地面制动仍能克服制动力矩而使车轮维持滚动状态,汽车制动力等于制动器制动力。
随着制动踏板力增大,地面制动力和制动器制动力也增大,当两者与附着力相等时,如果继续增大制动踏板力,制动器制动力仍继续随之增大,但汽车制动力达到附着极限不再增加,车轮出现抱死拖滑。
不难看出,汽车制动力首先取决于制动器力矩,同时还受附着力的限制。
可以通过增加制动器尺寸、增加制动踏 图2 附着系数ψ随着车轮的运动状态(即滑移率S )的变化规律板力、增加摩擦系数等来增大摩擦力矩,从而增加制动力比较容易,但附着力是提高地面制动力的障碍。
而提高附着力对在制动中的汽车来讲关键是提高附着系数。
在汽车制动过程中,附着系数不是常数,它不仅与轮胎结构和路面状况有关,也与车轮的运动状态有关。
汽车的制动过程实际上是从滚动到边滚边滑,再到抱死拖滑的一个渐变的连续过程。
汽车ABS／ASR系统的基本原理及发展趋势
高要求 。 和汽车巡航 自 动控制 Ａ Ｃ Ｃ（ Ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ
Ｃ ｒ ｕ ｉ ｓ ｅ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ） 系统集成 。 形成 Ａ Ｂ Ｓ ／ Ａ Ｓ Ｒ ／ Ａ Ｃ Ｃ
轮转速的制动防抱系统的专利权 。 １ ９ ６ ８ 年凯 尔塞 ・ 海伊斯公 司研制生产 出模拟式 电子控 制装 置 。由于模 拟式 电子控制 装置反 应速 慢、控制精度低 、易受干扰 ， 致使各种 Ａ Ｂ Ｓ 均未达到预期的控制效果 。目 前各大汽车公 司不断开发出结构更 紧凑 、成木更低 、可靠 性更 强 、功 能更 全 面 的 Ａ Ｂ Ｓ ／ Ａ Ｓ Ｒ 系统 ，
和 电子制动力分配 Ｅ Ｂ Ｄ（ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｂ ｒ ａ ｋ ｅ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ） 集成 ， 形成 Ａ Ｂ Ｓ ／ Ａ Ｓ Ｒ ／ Ｅ Ｂ Ｄ 系统 可 以明显改善并 提高其功效 。和电子稳定 性
的制动控制。Ａ Ｓ Ｒ同Ａ Ｂ Ｓ有十分密切的联
在紧急制动时 ，轮速保持在适当的范围内 ， 车轮滑移率控制在 １ ５ ％一 ２ ５ ％的范围内 ，车 轮不 被抱死 ， 大大提高制动效能 。车轮运动 过程有 滑动、滚动或滑动与滚动相结合 。描 述该 状况的车轮运 动参数称 为滑移 率 ｓ， 其
表达式 为 ： Ｓ ＝ （ Ｖ ａ — Ｖ∞ ） ／ Ｖ ａ ×１ ０ ０ ％ 。式 中： Ｖ ａ 一 车速 ， 单位 ｍ ／ ｓ ；Ｖ ｔ ｏ 一 车轮 与地 面接触点 线速度 ， Ｂ Ｓ 的 自然延伸。 二者在技术上比较
接近 ，部分软 、硬件 可以共用 。Ａ Ｂ ￥ 所用 的 传感器 和压力调节器均可为 Ａ Ｓ Ｒ所利用 ，
08 ABS和ASR技术
二、滑移与滑转的危害
滑移的危害：当车轮滑移时，车轮被制动抱死。 如果前轮抱死，将使前轮失去转向能力；若后轮 抱死，将使车辆侧滑甚至甩尾。
资料：在发生人身伤亡的交通事故中，在潮湿路面上约有
1/3与侧滑有关；在冰雪路面上有70%~80%与侧滑有关。
滑转的危害：驱动车轮的牵引力减小，导致汽
车起步性能、加速性能和滑溜路面的通过性能下 降。并且，会降低行驶稳定性。
控制通道
三通道
车轮转速传感器
四传感器四通道／四轮独立控制
四传感器三通道／前轮 独立，后轮低选择控制
三传感器三通道／前轮 独立，后轮低选择控制
四传感器双通道／前轮独立控制
五、ABS的基本组成
传感器 制动压力调节装置 电子控制装置 ABS警示装置
1、传感器
1.1、车轮转速传感器 车轮转速传感器检测车轮的速度，并将速度信号输入防滑 控制系统的电子控制单元。目前，用于防滑系统的转速传 感器主要有电磁式和霍尔式两种。
3 控制差速器锁止的程度
• 这是一种电控的可变锁止差速器,又称为限滑 差速器(LSD)控制。它在差速器向车轮输出端 的多片离合器片上,用增减液压的方法来实现 锁止控制。
4 调整离合器的分离程度和传动系的 速比
• 离合器结合的程度通过液压装置可以减弱 结合程度，从而减少输出转矩，但容易造 成离合器片打滑烧坏。
第三章 汽车制动防抱死系统(ABS)和驱动防滑系统(ASR)
生产厂家产品名称 德国博世公司（BOSCH ABS） 德国戴维斯公司（TEVES ABS） 德国瓦布科公司（WABCO ABS） 美国凯尔西海斯公司（KELSEY HAYES ABS） 美国达科公司（DELCO ABS-VI） 美国本迪克斯公司（BENDIX ABS） 英国格林公司（GIRLING DGX型ABS）
式中 υ——车轮中心的速度（m/s）； r——车轮不受地面制动力时的滚动半径（m）； ω——车轮角速度（rad/s）。 车轮纯滚动时，s=0；纯滑动时，s=100%；边滚动过滑动时，0< s <100%。
第三章 汽车制动防抱死系统（ABS） 和驱动防滑系统（ASR）
2）附着系数 附着系数是附着力与车轮法向（与路面垂直的方向）压力的比值。
第三章 汽车制动防抱死系统（ABS） 和驱动防滑系统（ASR）
三、ABS与ASR的比较
1．ABS与ASR的相同点 （1）都是用来控制车轮相对地面的滑动。 （2）都可以通过控制车轮制动力的大小来控制驱动车轮相对地面的滑动。 2．ABS与ASR的不同点 （1）ABS控制的是汽车制动时的“滑移”，主要是用来提高汽车的制动效能和制动时 的方向稳定性；而ASR是控制汽车行驶时的驱动轮“滑转”，用于提高汽车起步、加速及 在滑溜路面行驶时的牵引力和确保行驶稳定性。
第三章 汽车制动防抱死系统（ABS） 和驱动防滑系统（ASR）
§ 3— 1 § 3— 2 § 3— 3 § 3— 4
ABS和ASR概述 制动防抱死（ABS）系统 驱动力控制（ASR）系统 其他制动辅助系统简介
第三章 汽车制动防抱死系统（ABS） 和驱动防滑系统（ASR） 第一节 ABS和ASR概述
1）常规制动（升压）状态 2）保压状态 3）减压状态
4--1ABS和ASR概述
（1）按控制方式分类
• 模仿控制方式： 在控制过程中，记录前一控制周期的各种参数， 再按这些参数规定下一控制周期的控制条件（此 方式更接近理想的制动控制）。 。预测控制方式： 预先规定控制参数和设定值等控制条件，然后再 根据检测的实际参数与设定值进行比较，对制动 过程进行控制。
1、以车轮减速度为控制参数动时，在车轮运动中车轮滑动成 分所占的比例 S=(v-rw)/v×100% S=0，车轮纯滚动； S=100%，车轮纯滑动； 0＜S＜100%，边滚动边滑动； 2）当滑移率为20%左右时，制动时能获得的地面制 动力最大，制动效能也最好。
ABS的功用就是在汽车制动过程中 不断自动调整汽车制动系统的压力，使 汽车滑移率始终保持在20%左右。保证 汽车在制动过程中获得最大的纵向制动 力，提高汽车的制动效能。同时也可在 制动中保持较大的侧向附着系数，防止 汽车侧滑或失去转向能力，提高汽车制 动时的方向稳定性。
汽车在没有装ABS和装有ABS在刹车时制动效果的区别
3、ABS分类
• ABS根据冲击强度可分为：超高抗冲型、高 抗冲击型、中抗冲型等品种； • ABS根据成型加工工艺的差异，又可分为： 注射、挤出、压延、真空、吹塑等品种； • ABS依据用途和性能的特点，还可分为： 通用级、耐热级、电镀级、阻燃级、透明级、 抗静电、挤出板材级、管材级等品种。
二、ASR系统的理论概述
1、ASR系统的理论基础 汽车驱动防滑控制（Anti Slip Reguliation）系统 称为ASR，是应用于车轮防滑的电子控制系统。 汽车打滑是指汽车车轮的滑转，车轮的滑转率又 称滑移率。
（1）附着系数随路面的不同而呈大幅度的变 化； （2）在各种路面上， S=20%左右时，附着 系数达到峰值； （3）上述趋势无论制动还是驱动几乎一样。
第三章汽车制动防抱死系统(ABS)和驱动防滑系统(ASR)
车轮纯滚动时，s=0；纯滑动时，s=100%；边滚动过滑动时，0< s <100%。
第三章 汽车制动防抱死系统（ABS） 和驱动防滑系统（ASR）
2）附着系数 附着系数是附着力与车轮法向（与路面垂直的方向）压力的比值。
（4）按ABS的生产厂家分类
表3-1-1 ABS生产厂家及应用情况
生产厂家产品名称 德国博世公司（BOSCH ABS） 德国戴维斯公司（TEVES ABS） 德国瓦布科公司（WABCO ABS） 美国凯尔西海斯公司（KELSEY HAYES ABS） 美国达科公司（DELCO ABS-VI） 美国本迪克斯公司（BENDIX ABS） 英国格林公司（GIRLING DGX型ABS）
2．ABS的功用
（1）汽车在制动过程中的运动状态分析
前轮防抱死系统（ABS） 和驱动防滑系统（ASR）
前、后轮同时抱死
第三章 汽车制动防抱死系统（ABS） 和驱动防滑系统（ASR）
（2）滑移率与附着系数
1）滑移率 指汽车制动时，在车轮运动中滑动成分所占的比例，用s表示。
种类型。 整体式ABS
整体式ABS
第三章 汽车制动防抱死系统（ABS） 和驱动防滑系统（ASR）
分离式ABS
分离式ABS
第三章 汽车制动防抱死系统（ABS） 和驱动防滑系统（ASR）
ABS-VI
ABS-VI
第三章 汽车制动防抱死系统（ABS） 和驱动防滑系统（ASR）
2）气压制动系统ABS
气压制动系统主要用于中、重型载货汽车上，所装用的ABS按其结构原理主要 分为两种类型：用于四轮后驱动气压制动汽车上的ABS和用于汽车列车上的ABS。
18ABS和ASR
9
二、驱动防滑系统ASR
1、驱动防滑系统概述 驱动防滑系统，全称是Acceleration Slip Regulation， 简称 ASR，其目的就是要防止车辆在起步、加速时驱动轮打滑现象， 以维持车辆行驶方向的稳定性。 ASR是继ABS后采用的又一套防滑控制系统，是ABS功能的 进一步发展和重要补充。ASR系统和ABS系统密切相关，通 常配合使用，构成汽车行驶的主动安全系统。 ABS是保证汽车制动过程中方向的稳定性和可靠性，而ASR 则保证汽车行驶过程（起步、加速时）的方向稳定性和操纵性。 ASR系统是维持附着条件，充分发挥驱动力的电子调节装置， 其作用是通过控制发动机转矩和汽车的制动系统等手段来控 制驱动力，即在汽车起步、加速时减少驱动力，防止驱动力 超过轮胎与路面的附着力而导致车轮空转打滑，保持最佳驱 10 动力，改善汽车的方向稳定性和操纵性。
二、驱动防滑系统ASR
1、驱动防滑系统概述 汽车在起动或提速时，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，驱动轮就 开始打滑。驱动轮的滑转程度用驱动轮滑移率Sd表示。
(v v) (r v) Sd 100% 100% v r
vω——车轮滚动时的瞬时圆周速度，m/s v——汽车行驶速度，m/s r——车轮半径，m
具有自诊断功能，当ASR工作时，ASR指示灯或蜂鸣器显示， 能提醒驾驶员注意此时汽车正在易滑路面上行驶。
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二、驱动防滑系统ASR
4、ASR的组成 ASR系 统主要由 轮速传感 器、电子 控制器 （ECU ）、制动 压力调节 器、差速 制动阀、 发动机控 制阀和发 动机控制 缸等组成。
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二、驱动防滑系统ASR
ω——车轮转动角速度，rad/s
汽车防滑控制系统ABSASR基本原理及发展趋势
汽车防滑控制系统ABS/ASR基本原理及发展趋势ABS/ASR的基本原理1.1 ABS的基本原理ABS（Anti-lock Braking System，即防抱死制动系统）是在制动期间控制和监视汽车速度的电子控制系统。
在汽车制动的过程中，它通过常规制动系统起作用，能够自动地控制车轮在旋转方向上的打滑，并把相应的滑移率控制在最佳范围之内，可提高汽车的主动安全性。
在汽车的制动过程中，使汽车制动而减速行驶的外力是路面作用于轮胎胎面上的地面制动力。
但地面制动力取决于两个摩擦副的摩擦力：一是制动装置对车轮的摩擦力，即制动器制动力；另一个是轮胎与路面间的摩擦力，即地面附着力。
只有当汽车有足够的制动器制动力及地面附着力时，才能获得足够的地面制动力。
汽车制动过程中，车速和车轮转动线速度（轮速）之间存在着速度差，也就是车轮与地面之间有滑移现象。
一般用滑移率S来表示滑移的程度式中：u—车速；w—轮速。
试验和理论分析表明：在制动过程中，滑移率S是与制动的距离、制动时的方向可控性和制动的平稳性密切相关的可控制的量。
其原因在于滑移率与汽车和地面间的纵向附着系数μB及侧向附着系数μS的关系呈一定的非线性曲线关系，见图1制动控制区。
滑移率S=0时，汽车处于非制动状态，纵向附着系数μB=0，侧向附着系数μS处于最大值；汽车处于制动状态时，μB随滑移率S的增大而增大，μS随滑移率S的增大而减小，当滑移率S达到某个数值时，μB达到最大，这时的滑移率称为最佳滑移率（用SK表示）；之后随着滑移率的增大，μB和μS不断减小，滑移率S=100%时，车轮完全抱死，μB降到一数值，μS≈0纵向附着力不大，侧向附着能力几乎尽失，汽车的制动稳定性、方向稳定性和转向能力将完全丧失。
滑移率S在0～Sk区间，可保证稳定制动，称为稳定区；在Sk至100%区间为不稳定区，当滑移率S超过Sk后，车轮很快就会进入抱死状态。
当滑移率S处于10%～30%之间时，纵向附着系数μB处于峰值范围，侧向附着系数μS也比较大，可以同时得到较大的纵向和侧向附着力，是安全制动的理想工作区域。
ASR与ABS的区别与联系是什么？
ASR与ABS的区别与联系是什么？
ABS通常是由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子控制装置和ABS警示灯组成；ASR主要有TRC(驱动力控制系统)切换开关、TRC指示灯、TRC停止指示灯、副节气门执行机构,TRC制动力执行机构、TRC和ECU组成.
ABS与ASR的区别：
1、ASR与ABS虽然都是用来控制车轮相对地面的滑动,以使车轮与地面的附着力不下降,但ABS控制的是汽车制动时车轮的“拖滑”和保持汽车在制动过程中能够改变行驶方向,主要是用来提高制动效果和保证制动时的安全；而ASR是控制车轮的“滑转”,用于提高汽车起步、加速及在滑溜路面上行驶时的牵引力和确保行驶的稳定性.
2、虽然ASR也可以和ABS一样,通过控制车轮的制动力大小来抑制车轮与地面的滑动,但ASR只对驱动车轮实施制动控制.
3、ABS是在汽车制动时工作,在车轮出现抱死时起作用,当车速很低时,小于8km/h时,不起作用；而ASR则是在汽车行驶过程中都工作,在车轮出现滑转时起作用,当车速很高时,在80-120km/h时,一般不起作用.
因此,ASR与ABS的区别主要在于：ABS是防止车轮在制动时被抱死而产生侧滑,而ASR则是防止汽车在加速时因驱动轮打滑而产生的侧滑,ASR是在ABS的基础上的扩充,两者相辅相成.。
汽车ABS和ASR研究报告与探讨
摘要随着我国汽车工业的飞速发展和汽车保有量的大幅提高，我国每年由于交通事故造成的人员伤亡和财产损失也在随之大幅的增加。
汽车的安全性能也就自然而然的越来越受到广大国人的关注。
汽车安全性一般分为主动安全性、被动安全性.本文就汽车的主动安全性能研究为主题，主要介绍汽车防抱死制动系统ABS和汽车驱动防滑控制系统ASR的作用及组成、构造、分类，以及维修的一些知识，本文撰写过程中参考了国内外的文献资料，无论主动还是被动安全系统，都有互相结合的趋势。
除了汽车本身以外，如果没有良好的驾驶习惯，乘员也是不安全的，甚至反而会使安全配备无法发挥其应有作用。
如驾乘不系安全带，酒后驾车，超速行驶等，如果发生险情与车辆的安全性是没有关系的，所以安全意识才是汽车行驶安全的关键。
关键词：汽车安全性能，ABS，ASR，主动安全，被动安全A bstract With the rapid development of China's auto industry and the substantial increase in car ownership in China every year due to traffic accident casualties and property loss are subsequently increasedsubstantially. The safety car will naturally growing concern by the majority of people. Vehicle safety is generally divided into active safety, passive safety. In this paper, performance of vehicle safety as the theme, focuses on automotive anti-lock braking system, ABS anti-skid control systems and automotive drive the role and composition of ASR, whether active or passive safety systems, there is a trend with each other. Experts advise, in addition to vehicle itself, without a good driving habits, the crew is safe, even safety equipment so they will not play its due role. If the occupants do not wear seat belts, drunk driving, speeding, etc., in case of danger the safety of the vehicle is not related, so the sense ofsafety.Keywords: car safety, ABS, ASR, active safety, passive safety目录1 引言 (1)2汽车防抱死制动系统<ABS） (1)2.1ABS的工作原理 (2)2.2ABS的组成 (2)2.2.1ABS的分类... .. (3)2.2.2ABS的使用 (3)2.3ABS的发展历程...... . (3)3ABS的故障排除 (3)3.1ABS的故障自诊断测试过程 (4)3.2ABS自诊断测试条件 (4)3.3ABS故障自诊断测试条件 (5)3.3.1ABS测试注意事项............... (5)3.3.2ABS的优点 (5)4汽车驱动防滑控制系统<ASR） (6)5 总结 (7)参考文献 (8)致谢 (9)1 引言近年来，随着中国加入WTO，我国国民经济的快速发展，中国的汽车工业作为国家支柱产业之一也取得飞速发展，但是交通事故也随之攀升，汽车作为交通运输的主题，它的安全性越来越引起人们的关注和重视，本文就汽车的安全性能研究为主题，汽车安全性一般分为主动安全性、被动安全性.本文就汽车的安全性能研究为主题，撰写过程中参考了国内外的文献资料，无论主动还是被动安全系统，都有互相结合的趋势。
ABS和ASR
四传感器三通道控制系统
（前轮独立，后轮选择）（4S-3M）
三传感器三通道控制系统
（前轮独立，后轮选择） （3S-3M）
ABS制动系统几种典型的布置方式
4S-3M布置∶ 每个车轮都具备车轮速度传感器，具有3个 液压调节通道。前轮的液压调节是各自独立 的，后轮的液压调节是相互统一的。由于后 轮采用统一的调节方式，不管后轮两侧的车 轮，出现如何的地面附着系数的差异，后左、 右轮之间的制动力始终相同。后轮的压力调 节遵循“选低” 原则。 优点∶可以抑制汽车制动跑偏。缺点∶地面 附着力没有充分利用，存在“欠制动” 的 现象。
第二部分
ABS和ASR系统
ABS系统是主动安全发展 的必然的结果
ABS防抱死制动系统全称: Anti-lock Brake System 被动安全 主动安全 ABS系统是主动安全发展的必然的结果
制动性能主要评价指标
制动效能
制动时车辆的方向稳定性 制动效能的恒定性
制动效能
• 我国通常以30Km/h和50Km/h车速下的最小
回流泵式调压方式
电磁阀与油泵的工作状态
工作状况 常开阀 （增压） 断电 通电 通电 断电 常闭阀 （减压） 断电 通电 断电 断电 油泵
常规制动
ABS工作：减压 保压 增压
不转
旋转 旋转 旋转
回流泵式调压方式特点
系统采用两个二位二通电磁阀取代循环调 压方式中的一个三位三通电磁阀，实现 ABS保压、减压和增压，工作可靠性更高 当ABS工作，轮缸处于保压状态时，轮缸 的压力和来自主缸的压力在单向阀处平衡 主缸和油泵之间串联单向阀，并联缓冲器， 减缓了制动踏板的抖动，但仍保留例如轻 微的感觉
从ABS到ASR_ESP看汽车动力性与制动性
收稿日期:2005—05—11作者简介:张智(1964—),男,甘肃兰州人,讲师。
从ABS 到AS R 、ESP 看汽车动力性与制动性张 智(培黎石油学校,甘肃兰州730010)摘要:介绍了ABS (防抱死制动系统)、ASR (驱动防滑系统)、ESP (电控行驶平稳系统)的功能和性能,分析了动力性、制动性与汽车行驶性能的关系。
关键词:ABS (防抱死制动系统);ASR (驱动防滑系统);ESP (电控行驶平稳系统);汽车中图分类号:U461文献标识码:B引言衡量一辆汽车质量的高低,技术性能是重要的依据。
其中动力性、经济性、制动性是主要指标。
动力性指标和制动性指标在汽车的性能介绍表上都有介绍。
1 汽车的动力性指标汽车的动力性指标主要由最高车速、加速能力和最大爬坡度来表示,是汽车使用性能中最基本的和最重要的性能。
在我国,这些指标是汽车制造厂根据国家规定的试验标准,通过样车测试得出来的。
(1)最高车速:指在无风条件下,在水平、良好的沥青或水泥路面上,汽车所能达到的最大行驶速度。
按我国的规定,以116km 长的试验路段的最后500m 作为最高车速的测试区,共往返四次,取平均值。
(2)加速能力(加速时间):指汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力,通常用加速时间和加速距离来表示。
加速能力包括两个方面,即原地起步换档和直接档加速。
现多介绍原地起步加速性的参数。
因为起步加速性与超车加速性的性能是同步的,起步加速性性能良好的汽车,超车加速性也一样良好。
原地起步加速性是指汽车由静止状态起步后,以最大加速强度连续换档至最高档,加速到一定距离或车速所需要的时间,它是真实反映汽车动力性能最重要的参数。
超车加速性是指汽车以最高档或次高档由该档最低稳定车速或预定车速(如30km /h 、40km /h )全力加速到一定高速度所需要的时间。
这里特别要指出的是,加速性能的测试与驾驶员的驾车换档技术与环境有密切的联系。
驾驶员技术水平的不同,行驶路面的不同,甚至气候条件的不同,所反映出来的加速时间也会不同。
解析ABS、ASR、EFI
ABS与ASR的最大区别：ABS使汽车获得最大的减速度，ASR使汽车获得最大的加速度。
ABS——传感器（车速、加速度）、ECU、执行器（制动压力调节器）注：ABS工作时，车速必须大于5km/h，若低于该车速，制动可能出现抱死。
制动时ECU接收传感器的信号，当车轮将要被抱死的情况下，ECU发出控制信号，通过执行机构控制制动器的制动力使车轮不被抱死。
就是通过车轮处的ABS传感器监测车轮的转动情况，当车速达到一定的高度，而车轮不转动的时候传感器的信号给控制器控制器会发出指令给制动油路，制动油路油压减小一部分来使车轮继续滚动，断续的车轮滚动使制动效果保持最佳状态的同时也会让车轮保持侧向的地面附着力，不会使轮子侧向滑动从而来保持对车子的方向控制！ABS使用特点：1、在低附着系数的路面上制动时，应一脚踏死制动踏板2、能在最短的制动距离内停车3、制动时汽车具有较高的方向稳定性ASR——传感器（车速、加速度）、ECU、执行器（制动压力调节器）ASR是驱动防滑系统的简称，其作用是防止汽车起步、加速过程中驱动轮打滑，特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮空转，并将滑移率控制在10%—20%范围内。
由于ASR多是通过调节驱动轮的驱动力实现控制的，因而又叫驱动力控制系统，简称TCS，在日本等地还称之为TRC或TRAC。
ASR和ABS的工作原理方面有许多共同之处，因而常将两者组合在一起使用，构成具有制动防抱死和驱动轮防滑转控制(ABS/ASR)系统。
该系统主要由轮速传感器、ABS/ASR ECU、ABS执行器、ASR执行器、副节气门控制步进电机和主、副节气门位置传感器等组成。
在汽车起步、加速及运行过程中，ECU根据轮速传感器输入的信号，判定驱动轮的滑移率超过门限值时，就进入防滑转过程：首先ECU 通过副节气门步进电机使副节气门开度减小，以减少进气量，使发动机输出转矩减小。
ECU判定需要对驱动轮进行制动介入时，会将信号传送到ASR执行器，独立地对驱动轮进行控制，以防止驱动轮滑转，并使驱动轮的滑移率保持在规定范围内。
ABS制动系统与ASR防侧滑系统
9
汽车电子控制技术
•（5）附着系数与滑移率的关系
v r s 100 % v
（4-8）
式中 s—车轮的滑移率； v—车轮中心的纵向速度（m/s）； r—车轮的自由滚动半径（m）； ω —车轮的转动角速度（rad/s）。
10
11
汽车电子控制技术
s'
s'
图1-3
曲线） 驱动时的附着系数（φ — a）利用区域 b）有侧偏角
3
汽车电子控制技术
• 第五章 ABS制动系统与ASR防侧滑系统
•
•
第一节 ABS和ASR概述
一、ABS、ASR发展历程
•
• •
4
二、ABS、ASR系统的理论基础
1.汽车制动性 2．汽车制动时对车轮的受力分析
汽车电子控制技术
•（1）地面制动力
（4-1）
图1-1 汽车车轮在制动时的车轮受力情况
Fx
25
•四、ABS系统的分类 • 按控制通道和传感器数目可分为：四通道四 传感器、三通道三传感器、三通道四传感器、 二通道二传感器、二通道三传感器、二通道四 传感器,如图1-4所示。
二通道四传感器 二通道三传感器 图1-4 控制通道和传感器数目简图
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四通道四传感器
汽车电子控制技术
•五、ABS、ASR系统组成 • 1. ABS系统组成
5
Tห้องสมุดไป่ตู้ r
（4-1）
汽车电子控制技术
•（2）制动器制动力 在轮胎周缘克服制动器 摩擦转矩所需的力称为制动器制动力，用F。 表示。它相当于把汽车架离地面制动时，在 轮胎周缘沿切线方向施加的使车轮转动的力。 计算公式为 T • （4-2） F r •
ABS和ASR
汽车ABS性能测试方法研究0 引言汽车防抱死制动系统（简称ABS）能够提高车辆紧急制动时的操纵稳定性和缩短制动距离,是提高车辆主动安全性的重要装置。
经过数十年的发展，现在已经成为汽车制动系统的基本装备。
随着汽车行驶车速的提高及人们对道路交通安全的日益重视，对数量庞大的汽车ABS 的性能进行准确、快速、有效地检测成为目前国内的汽车检测行业一项重要任务。
1 汽车ABS 的原理ABS是在传统的汽车制动系统中增加轮速传感器、制动压力调节阀和电子控制器（ECU）等，使汽车在制动过程中能实时判定车轮的滑移率，自动调节作用在车轮上的制动力矩，防止车轮抱死而取得最佳制动效能的一套电子控制装置。
它能提高汽车制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。
随着汽车行驶速度的提高、道路行车密度的增大以及人们对汽车行驶安全性的要求越来越高，ABS 作为一种主动安全装置，已经成为汽车上的一种必备的安全设备。
1.1 防抱死控制基本原理汽车制动过程中，车速和轮速之间存在着速度差，也就是车轮与地面之间有滑移现象，滑移的程度用滑移率表示。
滑移率与汽车和地面间的纵向附着系统Ф纵和侧向附着系数Ф横的关系呈一定的非线性曲线关系，如所示。
纵向附着系数Ф纵的大小与制动距离的长短直接相关；侧向附着系数Ф横的大小直接决定汽车防侧滑的能力的大小。
滑移的程度与制动的距离、制动时的方向可控性和制动的平稳性密切相关。
由图可知，综合考虑纵向和侧向附着系数，最佳滑移率一般在20%左右，此时地面制动力最大。
经实践证明，不同附着系数的路面最佳滑移率是不同的，但相差不大，在10%～30%之间。
1.2 ABS 的基本工作原理ABS 通常由轮速传感器、压力调节单元、电子控制单元、齿圈、线束、管路和ABS 报警灯组成。
正常工作条件下，汽车在制动时，由安装在车轮附近的轮速传感器测量出车轮的瞬间转速并将信号输送给ABS 电控单元，电子控制单元计算出此时车轮角减速度和车辆的行驶速度，并依据瞬时车速与轮速计算出车辆的滑移率，控制器依据一定的数学模型操纵压力调节器调整制动管路中的制动液压力，改变制动器的制动力，使车辆滑移率保持在15%～20%左右时，此时汽车可以获得较大制动力，车轮处于半抱半滚的状态，车辆的制动方向稳定性较好，车辆的制动性能处于最佳状态[1]。
汽车ASR系统与ABS系统的异同？
ABS（Anti-lock Braking System）：中文译为“防锁死刹车系统”，它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。
对于一般人来讲“防锁死刹车系统”的原理并不难懂，在遭遇紧急情况时，未安装ABS系统的车辆来不及分段缓刹只能立刻踩死。
由于车辆冲刺惯性，瞬间可能发生侧滑、行驶轨迹偏移与车身方向不受控制等危险状况！而装有ABS系统的车辆在车轮即将达到抱死临界点时，刹车在一秒内可作用60至120次，相当于不停地刹车、放松。
这样可避免紧急刹车时方向失控与车轮侧滑，同时加大轮胎摩擦力，使刹车效率达到90％以上。
有效的避免了因前轮抱死引起汽车失去转弯能力，后轮抱死甩尾事故等的发生。
ASR(Acceleration Slip Regulation)：是驱动防滑系统的简称，其作用是防止汽车起步、加速过程中驱动轮打滑，特别是雨雪、冰雹、路冻等摩擦力较小的特殊路面上，防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮空转，并将滑移率控制在10%—20%范围内。
由于ASR多是通过调节驱动轮的驱动力实现控制的，因而又叫驱动力控制系统，简称TCS，在日本等地还称之为TRC或TRAC。
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三、 ABS的基本组成一般来说，带有ABS的汽车制动系统由基本制动系统和制动力调节系统两部分组成，前者是制动主缸、制动轮缸和制动管路等构成的普通制动系统，用来实现汽车的常规制动，而后者是由传感器、控制器。
执行器等组成的压力调节控制系统（如图11．4所示），在制动过程中用来确保车轮始终不抱死，车轮滑动率处于合理范围内。
在制动压力调节系统中，传感器承担感受系统控制所需的汽车行驶状态参数，将运动物理量转换成为电信号的任务。
控制器即电子控制装置（ECU）根据传感器信号及其内部存储信号，经过计算、比较和判断后，向执行器发出控制指令，同时监控系统的工作状况。
而执行器（制动压力调节器）则根据ECU的指令，依靠由电磁阀及相应的液压控制阀组成的液压凋节系统对制动系统实施增压、保压或减压的操作，让车轮始终处于理想的运动状态。
第二节 ABS的控制从汽车使用性能上来说，防抱死制动系统控制效果的优劣主要取决于系统的控制方式和控制通道类型等方面，但无论如何，汽车上所采用的ABS系统一般均具有以下的控制共性。
①在制动过程中，只有当车轮趋于抱死时，ABS系统才起作用，此前保持常规制动状态。
②ABS系统只在车速超过一定值时才起作用。
③ABS系统具有自诊断功能，以确保系统出现故障时，常规制动系统仍能正常工作。
轮速传感器有电磁感应式与霍尔式两大类。
前者利用电磁感应原理，将车轮转动的位移信号转化为电压信号（如图11.13所示），由随车轮旋转的齿盘和固定的感应元件组成。
图11.14示出了各种传感器在汽车上的安装位置。
此类传感器的不足之处在于，传感器输出信号幅值随转速而变，低速时检测难，频响低，高速时易产生误信号，抗干扰能力差。
后者利用霍尔半导体元件的霍尔效应工作。
当电流Iv流过位于磁场中的霍尔半导体层时（如图11．15所示），电子向垂直于磁场和电流的方向转移，在半导体横断面上出现霍尔电压UH，这种现象称之为霍尔效应。
霍尔传感器可以将带隔板的转子置于永磁铁和霍尔集成电路之间的空气间隙中。
霍尔集成电路由一个带封闭的电子开关放大器的霍尔层构成，当隔板切断磁场与霍尔集成电路之间的通路时，无霍尔电压产生，霍尔集成电路的信号电流中断；若隔板离开空气间隙，磁场产生与霍尔集成电路的联系，则电路中出现信号电流。
霍尔轮速传感器由传感头和齿圈组成，传感头包含有永磁体。
霍尔元件和电子电路等结构（如图 11．16所示）。
永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮，当齿轮处于图 11．16（a）位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散于两齿之中，磁场相对较弱。
当齿轮位于图 11．16(b)位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中于一个齿上，磁场相对较强。
穿过霍尔元件的磁力线密度所发生的这种变化会引起霍尔电压的变化，其输出一个毫伏级的准正弦波电压。
此电压经波形转换电路转换成标准的脉冲电压信号输人ECU。
由霍尔传感器输出的毫伏级正弦波电压经过放大器放大为伏级正弦波信号电压，在施密特触发器中将正弦波信号转换成标准的脉冲信号，由放大级放大输出。
各级输出波形信号也一并显示在图 11．16中。
霍尔车轮转速传感器与前述电磁感应式传感器相比较，具有以下的优点：①输出信号电压的幅值不受车轮转速影响，当汽车电源电压维持在 12 V时，传感器输出信号电压可以保持在 11．5－12 V，即使车轮转速接近于零；②频率响应高，该传感器的响应频率可高达 20 kth（此时相当于车速I000km／h）；③抗电磁波干扰能力强。
减速度传感器在结构上有光电式。
水银式和差动式等各种型式。
其中光电式传感器利用发光二极管和受光（光电）三极管构成的光电偶合器所具有的光电转换效应，以沿径向开有若干条透光窄槽的偏心圆盘作为遮光板，制成了能够随减速度大小而改变电量的传感器（如图11.17所示）。
这光板设置在发光二极管和受光三极管之间，由发光二极管发出的光束可以通过板上窄槽到达受光三极管，光敏的三极管上便会出现感应电流。
当汽车制动时，质量偏心的遮光板在减速惯性力的作用下绕其转动轴偏转，偏转量与制动强度成正比，如果像图11．17所示那样，在光电式传感器中设置两对光电偶合器，根据两个三极管上出现电量的不同组合就可区分出如表中所示的四种减速度界限，因此，它具有感应多级减速度的能力。
水银式传感器利用具有导电能力的水银作为工作介质。
在传感器内通有导线两极柱的玻璃管中装有水银体，由于水银的导电作用，传感器的电路处于导通状态，当汽车制动强度达到一定值后，在减速惯性力的作用下，水银体脱离导线极柱，传感器电路断电（如图11．18所示）。
这种开关信号可用于指示汽车制动的减速度界限。
差动式传感器利用电磁感应原理工作。
传感器由固定的线圈和可移动的铁芯构成，铁芯在制动减速惯性力的作用下沿线圈轴向移动，可导致传感器电路中感应电量的连续变化（如图11.19所示）。
ECU的内部电路结构主要包括以下几方面。
l）输入级电路以完成波形转换整形（低通滤波器）、抑制干扰和放大信号（输人放大器）为目的，将车轮转速传感器输人的正弦波信号转换成为脉冲方波，经过整形放大后，输给运算电路。
输人级电路的通道数视ABS所设置的传感器数目而定，通常以三通道和四通道为多见。
2）运算电路（微型计算机）根据输入信号运算电磁阀控制参数。
主要根据车轮转速传感器输人信号进行车轮线速度、开始控制的初速度、参考滑动率、加速度和减速度等运算，调节电磁阀控制参数的运算和监控运算，并将计算出的电磁阀控制参数输送给输出级。
3）输出级电路利用微机产生的电磁阀控制参数信号，控制大功率三极管向电磁阀线圈提供控制电流。
4）安全保护电路将汽车12 V电源电压改变并稳定为ECU作所需的5 V标准电压，监控这种工作电压的稳定性。
同时监控输人放大电路、ECU运算电路和输出电路的故障信号。
当系统出现故障时，控制继动电动机和继动阀门，使ABS停止工作，转人常规制动状态，点亮ABS警示灯，将故障以故障码的形式存储在ECU内存中。
3．控制过程ECU电路的控制过程如图 11．37所示。
该系统为四传感器三通道（前轮独立控制、后轮低选控制），传感器输人端 FR+～RL--。
回油泵电机受ECU和油泵继电器共同控制，有以下两种工作状态。
附：ABS的故障诊断1．汽车ABS系统的常见故障1）系统线路故障它多为连接线短路或断路、插接器接触不良等原因引起，一般可由万用表进行检测。
2）传感器信号故障因传感头安装位置不对、传感头与齿圈间隙过大、传感头松动等引起。
3）电源故障一般由电压不稳、发电机故障、电压调节器故障等引起。
4）油路故障因油泵转子卡死、油泵电机搭铁线断路、电磁阀损坏、调压器进有空气等引起。
2．故障诊断前的注意事项当汽车ABS系统出现故障后，一般可将故障诊断过程分为初步检查和故障码诊断（扫描检测仪诊断）两个阶段。
在进行故障诊断前，首先注意以下几点。
①汽车所用轮胎大小与型号必须与厂家推荐的保持一致，否则会降低制动效率，导致汽车损坏和人员伤亡。
②对具有高压储能器的ABS系统，在维修前，必须使用专用工具对其实行减压后，方可维修。
在压力未卸除前，不要尝试刺穿或拆卸高压储能器，或将储能器靠近过热区和火源，否则银l起爆炸。
③制动液属脱漆剂，必须避免将制动液溢流在车身漆面上。
④若ABS调压器进有空气，会导致泵电机运转时间延长，且ABS警示灯点亮。
3．初步检查ABS系统诊断前期，应进行初步检查，完成以下检查项目。
①检查总泵储液箱中制动液面高度。
若液压控制单元具有单独储液箱，则应检查两个储＠箱的液面，满足厂家规定要求。
②检查ABS液压系统是否有液体泄漏。
③检查ABS系统是否有机械零件损坏，如制动衬块、制动蹄、摩擦片等。
④检查所有轮胎，确保轮胎大小与弹性满足厂家规定。
⑤检查ABS系统中所有导线的连接是否松动、腐蚀和损坏。
⑥检查轮速传感器齿盘齿圈的完好性。
⑦若轮速传感器是可调的，应按照厂家规定调整。
⑧检查ABS系统的所有保险丝及熔断器的连接。
4．故障码诊断若经过初步诊断后仍无法排除ABS故障时，可借助系统自诊断功能，依靠故障码进一步寻找故障发生部位。
在现代汽车ABS系统中均具有故障自诊断功能，当ABS的ECU检测到系统故障信息时，立即将仪表板上的ABS警示灯点亮，告知驾驶员ABS系统出现故障，同时将故障信息以诊断故障码（DTC）的形式存储在存储器中。
诊断ABS系统故障时，按照设定的程序和方法，可通过ABS警示灯的闪烁读出故障码，也可通过专用扫描检测诊断仪读解故障码。
故障排除以后，需要将已有故障码清除。
各类车型调取故障码的操作方式略有不同，必须按厂家维修手册要求进行.汽车驱动防滑转电子控制系统12．1．2 ASR的工作原理驱动防滑转控制系统的控制参数仍然是滑动率，滑动率的计算公式如下：S=UL-UaUL式中：S——驱动滑动率；UL——驱动轮轮缘速度;Ua——汽车车身速度，实际应用时常以非驱动轮轮缘速度代替。
当车身未动（Ua＝0）而驱动车轮转动时，S＝100％，车轮处于完全滑转状态；当UL=Ua 时，S＝0，驱动车轮处于纯滚动状态。
ASR系统的电子控制器可以根据各车轮上的转速传感器信号，适时计算出各车轮的滑动率S。
当S值超过预先设定的界限值时，电子控制器就会向ASR执行装置输出控制信号，抑制或消除驱动车轮上的滑转。
为达到上述对汽车驱动轮运动状态的控制，汽车的驱动防滑转电子控制系统通常可以通过以下控制方式加以实现。
1．发动机输出功率控制当汽车起步、加速时，若加速踏板踩得过猛，时常会因驱动力超出轮胎和地面的附着极限，出现驱动轮短时间的滑转。
这时，ASR电子控制器将根据加速踏板行程大小发出控制指令溉可通过发动机的副节气门驱动装置，适当调节节气门开度，也可以直接控制发动机ECU，改变点火时刻或燃油喷射量，通过限制发动机功率输出，达到抑制驱动轮滑转的目的。
2．驱动轮制动控制在单侧驱动轮打滑时，ASR电子控制器将发出控制指令，通过制动系统的压力调节器，对产生滑转的车轮施加制动。
随着滑转车轮被制动减速，其滑动率会逐渐下降。
当滑动率降到预定范围之内以后，电子控制单元立即发出指令，减少或停止这种制动，其后，若车轮又开始滑转，则继续下一轮的控制，直至将驱动轮的滑动率控制在理想范围内。
与此同时，另一侧力F滑转车轮仍然保持着正常的驱动力。
这种作用类似于驱动桥差速器中的差速锁，即当一侧驱动轮陷入泥坑中，部分或完全丧失了驱动能力时，若制动该车轮，另一侧的驱动轮仍能够辨出足够的驱动力，以便维持汽车正常的行驶。
当两侧驱动轮均出现滑转，但滑动率不同时，可以通过对两边驱动轮施加不同的制动力，分别抑制它们的滑转，从而可提高汽车在湿滑路面上的起步、加速能力和行驶的方向稳定性。
这种方式是防止驱动轮滑转最迅速有效的一种控制方法。
但是，出于对舒适性的考虑，一般这种制动力不可太大。