汽車的轉(zhuǎn)向與制動(dòng)控制

關(guān)于汽車的轉(zhuǎn)向與制動(dòng)控制4.1汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述4.1.1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用與相關(guān)要求

用來(lái)改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（AutomobileSteeringSystem，圖6-1）。第2頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天為確保行車安全，對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有如下要求：①轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)工作可靠，操縱輕便。②對(duì)輕微的路面沖擊，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)有自動(dòng)回正能力。③轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)應(yīng)能減小地面?zhèn)鞯椒较虮P(pán)上的沖擊，并保持適當(dāng)?shù)摹奥犯小薄＂墚?dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)能減輕或避免對(duì)駕駛員的傷害。6.1.2轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可按轉(zhuǎn)向的能源不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Mechanicalsteeringsystem）和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Powersteeringsystem）兩類。

第3頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天

其中電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以在低速時(shí)減輕轉(zhuǎn)向操作力，以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操縱輕便性；在高速時(shí)則可適當(dāng)加重轉(zhuǎn)向力，以提高操縱穩(wěn)定性。四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用，在提高汽車轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性的同時(shí)，能顯著縮短轉(zhuǎn)彎半徑，提高車輛的彎道通過(guò)性能。第4頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.2機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1）機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所需轉(zhuǎn)向操縱力完全由駕駛員提供，轉(zhuǎn)向器作為一種增力裝置，對(duì)駕駛員的操縱力按一定比例進(jìn)行放大，以獲得足夠大的力矩使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向輪的高靈敏性，要求轉(zhuǎn)向器具有較小的傳動(dòng)比；而好的操縱輕便性則要求轉(zhuǎn)向器具有較大的傳動(dòng)比。但是由于轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比是固定的，所以這兩個(gè)要求是矛盾的。傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是通過(guò)選擇最佳轉(zhuǎn)向器速比曲線等措施來(lái)協(xié)調(diào)這一矛盾的。第5頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天2）動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)于重型汽車和車速較高的轎車，機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)很難滿足轉(zhuǎn)向的靈敏性和操作的輕便性兩方面的要求。因此，對(duì)于軸荷重的中、重型車和廣泛應(yīng)用低壓輪胎的轎車，為了轉(zhuǎn)向操縱輕便和提高高速行駛的安全性，已較為廣泛的使用動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上假設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的，駕駛員能輕松地控制轉(zhuǎn)向。按傳力介質(zhì)的不同，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向、氣壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向、電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向三大類。按控制的方式不同，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為機(jī)械控制式和電控式兩種。電控式根據(jù)動(dòng)力源不同又分為電控液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）和電控式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）第6頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天

4.3汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4.3.1動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成

為使汽車操縱輕便及行駛安全，目前轎車、載重汽車、客車大多采用液壓轉(zhuǎn)向助力器，構(gòu)成液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Hydraulicpowersteeringsystem，略作HPS）。

液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

第7頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.3.2電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成

電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向（ElectronicControlPowerSteering，EPS）系統(tǒng)在低速行駛時(shí)可使轉(zhuǎn)向輕便、靈活；當(dāng)汽車在中高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時(shí)，又能保證提供最優(yōu)的動(dòng)力放大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，從而提高了高速行駛的操縱穩(wěn)定性。圖6-5電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第8頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類

根據(jù)動(dòng)力源的不同，電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（液壓式EPS）和電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（電動(dòng)式EPS）。

液壓式EPS在傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了控制液體流量的電磁閥、車速傳感器和ECU等，ECU根據(jù)檢測(cè)到的車速信號(hào)，控制電磁閥，使轉(zhuǎn)向動(dòng)力放大倍率實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，從而滿足汽車在中、低速時(shí)的轉(zhuǎn)向助力要求。

電動(dòng)式EPS是利用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，ECU根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速等信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小和方向。

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過(guò)減速機(jī)構(gòu)減速增加轉(zhuǎn)矩后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。第9頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)

為滿足現(xiàn)代汽車對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求，電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。①良好的隨動(dòng)性：即方向盤(pán)與轉(zhuǎn)向輪之間具有準(zhǔn)確的——對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)能保證轉(zhuǎn)向輪可維持在任意轉(zhuǎn)向角位置。②有高度的轉(zhuǎn)向靈敏度：即轉(zhuǎn)向輪對(duì)方向盤(pán)具有靈敏的響應(yīng)。③良好的穩(wěn)定性：即具有很好的直線行駛穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向自動(dòng)回正能力。④助力效果能隨車速變化和轉(zhuǎn)向阻力的變化作相應(yīng)的調(diào)整：低速時(shí)，有較大的助力效果，以克服路面的轉(zhuǎn)向阻力；中、高速時(shí)，要有適當(dāng)?shù)穆犯?，以避免因轉(zhuǎn)向過(guò)輕（方向盤(pán)“發(fā)飄”）而發(fā)生事故。第10頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.4電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4.4.1電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述1.電動(dòng)式EPS的組成

圖6-10電動(dòng)式EPS的組成1-方向盤(pán)；2-輸入軸（轉(zhuǎn)向軸）；3-ECU；4-電動(dòng)機(jī)；5-電磁離合器；6-轉(zhuǎn)向齒條；7-橫拉桿；8-轉(zhuǎn)向車輪；9-輸出軸；10-扭力桿；11-轉(zhuǎn)矩傳感器；12-轉(zhuǎn)向齒輪第11頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.5電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4.5.1電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述

目前，絕大多數(shù)汽車都是以兩個(gè)前輪作為轉(zhuǎn)向車輪，這樣的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為兩輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Two-wheelsteering，略作2WS）。

為了使汽車具有更好的彎道通過(guò)性和操縱穩(wěn)定性，一些汽車在后橋上也安裝了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，前后左右四個(gè)車輪均為轉(zhuǎn)向車輪，這樣的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Four-wheelsteering或all-wheelsteering，略作4WS）。

汽車采用四輪轉(zhuǎn)向（4WS）系統(tǒng)的目的是：在汽車低速行駛時(shí)，依靠逆向轉(zhuǎn)向（前、后車輪的轉(zhuǎn)角方向相反）獲得較小的轉(zhuǎn)向半徑，改善汽車的操縱性；在汽車以中、高速行駛時(shí)，依靠同向轉(zhuǎn)向（前、后車輪的轉(zhuǎn)角方向相同）減小汽車的橫擺運(yùn)動(dòng)，使汽車可以高速變換行進(jìn)路線，提高轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性。第12頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天4WS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一般布置形式1-車速傳感器；2-方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器；3-車輪轉(zhuǎn)速傳感器；4-后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)；5-后輪轉(zhuǎn)角傳感器（a）2WS車（b）4WS車低速轉(zhuǎn)向時(shí)的行駛軌跡第13頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天（a）2WS車

（b）4WS車中、高速轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱性比較第14頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.5.2轉(zhuǎn)向角比例控制式4WS系統(tǒng)

所謂轉(zhuǎn)向角比例控制，是指使后輪的偏轉(zhuǎn)方向在低速區(qū)與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反，在高速區(qū)與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相同，并同時(shí)根據(jù)方向盤(pán)轉(zhuǎn)向角度和車速情況控制后輪與前輪偏轉(zhuǎn)角度比例。轉(zhuǎn)向角比例控制式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成第15頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天偏置軸與轉(zhuǎn)向樞軸的工作原理第16頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.系統(tǒng)的主要控制功能1）轉(zhuǎn)向控制方式的選擇

當(dāng)通過(guò)2WS選擇開(kāi)關(guān)選擇2WS方式時(shí)，ECU控制4WS轉(zhuǎn)換器使后輪在任何車速下的轉(zhuǎn)向角為零，這是為習(xí)慣于前輪轉(zhuǎn)向的駕駛?cè)嗽O(shè)置的；在4WS方式下，駕駛員還可根據(jù)駕駛習(xí)慣和行駛情況通過(guò)4WS轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行NORM工況與SPORT工況的變換，對(duì)后輪轉(zhuǎn)向角比例控制特性進(jìn)行選擇。2）轉(zhuǎn)向角比例控制

當(dāng)選定4WS方式時(shí)，ECU根據(jù)車速信號(hào)和轉(zhuǎn)向角比例傳感器信號(hào)，計(jì)算車速與轉(zhuǎn)向角的實(shí)際數(shù)值，控制4WS轉(zhuǎn)換器電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)后輪轉(zhuǎn)向角控制比例。3）安全保障功能

當(dāng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，4WS故障警告燈將點(diǎn)亮，并在ECU中記憶故障部位，同時(shí)，后備系統(tǒng)實(shí)施以下控制。第17頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天①當(dāng)4WS轉(zhuǎn)換器主電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，ECU驅(qū)動(dòng)輔助電動(dòng)機(jī)工作，使后輪以NORM模式與前輪作同向轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)車速進(jìn)行轉(zhuǎn)向角比例控制。②當(dāng)車速傳感器發(fā)生故障時(shí)，ECU取SP1和SP2兩個(gè)車速傳感器中輸出車速信號(hào)高的為依據(jù)，控制4WS轉(zhuǎn)換器主電動(dòng)機(jī)僅進(jìn)行同向轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向角比例控制。③當(dāng)轉(zhuǎn)向角比例傳感器發(fā)生故障時(shí)，ECU驅(qū)動(dòng)4WS轉(zhuǎn)換器輔助電動(dòng)機(jī)使后輪處于與前輪同向轉(zhuǎn)向最大值，并終止轉(zhuǎn)向角比例控制。如果輔助電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，則通過(guò)驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)完成這一控制。④當(dāng)ECU出現(xiàn)異常時(shí)，4WS輔助電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪至與前輪同向轉(zhuǎn)向最大值位置，以避免后輪處于反向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并終止轉(zhuǎn)向角比例控制。當(dāng)后輪處于與前輪同向轉(zhuǎn)向狀態(tài)時(shí)，后輪的最大轉(zhuǎn)向角很小，且有利于確保高速轉(zhuǎn)向時(shí)的方向穩(wěn)定性。第18頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.5.3橫擺角速度比例控制式4WS系統(tǒng)

橫擺角速度比例控制是一種能根據(jù)檢測(cè)出的車身橫擺角速度來(lái)控制后輪轉(zhuǎn)向量的控制方法。

它與轉(zhuǎn)向角比例控制相比，具有兩方面優(yōu)點(diǎn)：一是它可以使汽車的車身方向從轉(zhuǎn)向初期開(kāi)始就與其行進(jìn)方向保持高度一致；二是它可以通過(guò)檢測(cè)車身橫擺角速度感知車身的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

因此，即使有外力（如橫向風(fēng)等）引起車身自轉(zhuǎn)，也能馬上感知到，并可迅速通過(guò)對(duì)后輪的轉(zhuǎn)向控制來(lái)抑制自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。1.系統(tǒng)組成橫擺角速度比例控制式4WS系統(tǒng)的組成如6-25所示。第19頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天1）前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)圖6-26前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1-方向盤(pán)；2-齒輪齒條副；3-液壓油缸；4-齒條端部；5-控制齒條；6-前帶輪；7-轉(zhuǎn)角傳動(dòng)拉索；8-彈簧；9-帶輪傳動(dòng)組件第20頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天2）后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)

圖6-27后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1-后帶輪；2-凸輪推桿；3-襯套；4-滑閥；5-主動(dòng)齒輪；6-脈動(dòng)電動(dòng)機(jī)；7-從動(dòng)齒輪；8-閥控制桿；9-液壓缸右室；l0、12-功率活塞；11-液壓缸軸；13-液壓缸左室；14-彈簧；15-閥套筒；16-控制凸輪第21頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.控制原理1）后輪轉(zhuǎn)角控制

方向盤(pán)轉(zhuǎn)角與后輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系如圖6-28所示。圖6-28中的后輪轉(zhuǎn)角特性是由機(jī)械轉(zhuǎn)向與電動(dòng)轉(zhuǎn)向特性合成后得到的。圖6-28方向盤(pán)轉(zhuǎn)角與后輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系第22頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天①大轉(zhuǎn)角控制（機(jī)械式轉(zhuǎn)向）。圖6-29大轉(zhuǎn)角控制原理1-前帶輪；2-滑閥；3-支點(diǎn)A；4-閥控制桿；5-液壓缸軸；6-功率活塞；7-閥套筒；8-控制凸輪第23頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天②小轉(zhuǎn)角控制（電控轉(zhuǎn)向）。

（a）閥控制桿的運(yùn)動(dòng)（b）整體的運(yùn)動(dòng)

圖6-30小轉(zhuǎn)角控制原理

1-閥套筒；2-滑閥；3-支點(diǎn)A；4-從動(dòng)齒輪；5-閥控制桿第24頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、汽車的制動(dòng)控制

汽車的制動(dòng)分為行車制動(dòng)、駐車制動(dòng)和應(yīng)急制動(dòng)。本節(jié)主要介紹現(xiàn)代汽車的行車制動(dòng)控制。1.汽車的制動(dòng)性能及其評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車的制動(dòng)性能是指汽車以一定速度行駛時(shí)，能在規(guī)定的距離內(nèi)停車并維持穩(wěn)定的行駛方向，以及在長(zhǎng)下坡過(guò)程中能持續(xù)維持一定車速和駐留原地的能力。制動(dòng)性能是汽車的重要使用性能和安全性能，以下從三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。第25頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天（1）制動(dòng)效能，及以一定初速度制動(dòng)時(shí)獲得的制動(dòng)距離或制動(dòng)減速度。（2）制動(dòng)效能的恒定性，即抗衰退性，包括長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)抗熱衰退性和涉水后抗水衰退性。（3）制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，即抗跑偏、抗側(cè)滑和保持轉(zhuǎn)向能力的穩(wěn)定性。一般通過(guò)改進(jìn)制動(dòng)系結(jié)構(gòu)、選取恰當(dāng)?shù)哪Σ敛牧?，可提高制?dòng)效能及其恒定性，制動(dòng)方向穩(wěn)定主要通過(guò)前后軸制動(dòng)力的變分配來(lái)改善。第26頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、汽車的制動(dòng)原理第27頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、汽車制動(dòng)系統(tǒng)的組成及分類第28頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天4汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

在車輛制動(dòng)時(shí)如果車輪抱死滑移，則車輪與路面間的側(cè)向附著能力將完全喪失。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（Anti-1ockBrakingSystem，ABS）的設(shè)計(jì)目的，就是在汽車制動(dòng)過(guò)程中，不論道路情況如何，始終將車輪滑移率控制在20％左右，從而保證車輛能獲得最佳的制動(dòng)性能和轉(zhuǎn)向操縱性能。4.1防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的功能和分類（1）汽車制動(dòng)時(shí)的車輪運(yùn)動(dòng)分析

汽車在制動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力大于輪胎-道路附著力時(shí)，車輪就會(huì)抱死滑移。只有汽車具有足夠的制動(dòng)器制動(dòng)力，同時(shí)地面又能提供較大的附著力時(shí)，汽車才能獲得良好的制動(dòng)效果。第29頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天

輪胎滑移的程度用滑移率S來(lái)表示。車輪滑移率是指實(shí)際車速v與車輪速度vw之差同實(shí)際車速v的比值，其表達(dá)式為S=

式中，S為車輪滑移率；v為車速(車輪中心縱向速度，m/s)；vw為車輪速度(車輪瞬時(shí)圓周速度，vw=rw，m/s)；r為車輪半徑(m)；w為車輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度(rad/s)。當(dāng)v=vw時(shí)，滑移率S=0，車輪自由滾動(dòng)；當(dāng)vw=0時(shí)，滑移率S=100%，車輪完全抱死滑移；當(dāng)v＞vw時(shí)，滑移率0＜S＜100%，車輪既滾動(dòng)又滑移?；坡试酱螅囕喕瞥潭仍酱?。第30頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天圖4-1附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系(虛線與實(shí)線標(biāo)注的上下順序一一對(duì)應(yīng))φB—縱向附著系數(shù)；φS—橫向附著系數(shù)；S—滑移率第31頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天

橫向附著系數(shù)是研究汽車行駛穩(wěn)定性的重要指標(biāo)之一。橫向附著系數(shù)越大，汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和保持轉(zhuǎn)向控制的能力越強(qiáng)。

當(dāng)滑移率為零時(shí)，橫向附著系數(shù)最大；隨著滑移率的增加，橫向附著系數(shù)逐漸減小。當(dāng)車輪抱死時(shí)，橫向附著系數(shù)接近于零，汽車將失去方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向控制能力，其危害極大。

如果前輪抱死，雖然汽車能沿直線向前行駛，但是失去轉(zhuǎn)向控制能力。由于前輪維持轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)能力的橫向附著力喪失，因此，汽車仍將按原行駛方向滑行，可能沖入其他車道與車輛相撞或沖出路面與障礙物相撞而發(fā)生惡性交通事故。

（a）前輪防滑控制（b）后輪防滑控制有無(wú)ABS的比較（藍(lán)車無(wú)ABS，灰車有ABS）第32頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天

如果后輪抱死，汽車的制動(dòng)穩(wěn)定性就會(huì)變差，抵抗橫向外力的能力很弱，后輪稍有外力(如側(cè)向風(fēng)力或地面障礙物阻力)作用就會(huì)發(fā)生側(cè)滑(甩尾)，甚至出現(xiàn)調(diào)頭(即突然出現(xiàn)180°轉(zhuǎn)彎)等危險(xiǎn)現(xiàn)象，如圖4-3（b）所示。

（a）前輪防滑控制（b）后輪防滑控制有無(wú)ABS的比較（藍(lán)車無(wú)ABS，灰車有ABS）

綜上所述，為了獲得最佳制動(dòng)效能和制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，應(yīng)將車輪滑移率控制在最佳滑移率范圍（20%左右）內(nèi)。因此，通過(guò)采用ABS，使汽車在制動(dòng)過(guò)程中自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪的制動(dòng)力，防止車輪抱死滑移，從而縮短制動(dòng)距離，提高方向穩(wěn)定性，增強(qiáng)轉(zhuǎn)向控制能力，減少交通事故的發(fā)生。第33頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.2防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的作用

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)能防止汽車在常規(guī)制動(dòng)過(guò)程中由于車輪完全抱死而出現(xiàn)的后軸側(cè)滑、前輪喪失轉(zhuǎn)向能力等現(xiàn)象，從而充分發(fā)揮輪胎與路面間的潛在附著力，最大限度地改善汽車的制動(dòng)性能，以提高汽車在制動(dòng)過(guò)程中的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，從而滿足行車安全的需要。ABS的作用

目前歐、美、日、韓等國(guó)家和地區(qū)的汽車使用最多的ABS的品牌有德國(guó)的博世（Bosch）、德國(guó)戴維斯公司的坦孚（TEVES），另外還有美國(guó)德?tīng)柨乒荆―elco）、美國(guó)本迪克斯公司（BENDIX）等。第34頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.3ABS的控制方式分類1）四通道控制方式

為了對(duì)四個(gè)車輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行獨(dú)立控制，在每個(gè)車輪上各安裝一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，并在通往各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)管路中各設(shè)置一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)分裝置（通道）。

對(duì)應(yīng)于雙制動(dòng)管路的H型（前后）或X型（對(duì)角）兩種布置形式，四通道ABS也有兩種布置形式，如圖4-5所示。使用四通道控制方式的常見(jiàn)車型有：奧迪（前輪驅(qū)動(dòng)）、紅旗轎車、廣州本田（X型）。（a）前后布置（b）對(duì)角線布置圖4-5四通道控制方式第35頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天2）三通道控制方式

四輪ABS大多為三通道系統(tǒng)，而三通道系統(tǒng)都是對(duì)兩前輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行單獨(dú)控制，對(duì)兩后輪的制動(dòng)壓力按低選原則一同控制。使用三通道控制方式的常見(jiàn)車型有：桑塔納2000GSi、北京切諾基等。圖4-6三通道控制方式（a）四傳感器對(duì)角線布置（b）四傳感器前后布置（c）三傳感器前后布置第36頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天3）雙通道控制方式（a）前后布置（b）對(duì)角線布置圖4-7雙通道控制方式

由于雙通道ABS難以在方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向操縱能力和制動(dòng)距離等方面得到兼顧，所以目前很少被采用。4）單通道控制方式

單通道ABS一般對(duì)兩后輪按低選原則一同控制，其主要作用是提高汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。單通道ABS具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，因此在輕型貨車上得到廣泛應(yīng)用。單通道控制方式第37頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.4防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的組成圖4-9典型的汽車ABS系統(tǒng)組成1-前輪轉(zhuǎn)速傳感器；2-制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器；3-ABS電控單元；4-ABS警告燈；5-后輪轉(zhuǎn)速傳感器；6-制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)；7-制動(dòng)主缸；8-比例分配閥；9-制動(dòng)輪缸；10-蓄電池；11-點(diǎn)火開(kāi)關(guān)第38頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天5汽車牽引力控制系統(tǒng)5.1牽引力控制系統(tǒng)概述1.汽車牽引力控制系統(tǒng)的作用

汽車牽引力控制系統(tǒng)（TractioncontrolSystem，TRC。也可略作TCS）是繼防抱死制動(dòng)系統(tǒng)之后應(yīng)用于車輪防滑的電子控制系統(tǒng)，其功用是防止汽車在起步、加速時(shí)和在滑溜路面行駛時(shí)的驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)。故有些汽車公司也將該技術(shù)稱為驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(AccelerationSlipRegulation,ASR)。

當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)而車身不動(dòng)或是汽車的速度低于轉(zhuǎn)動(dòng)車輪的輪緣速度時(shí)，輪胎與地面之間就有相對(duì)的滑動(dòng)，這種滑動(dòng)稱為“滑轉(zhuǎn)”。

汽車防滑控制系統(tǒng)可以在車輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)對(duì)滑轉(zhuǎn)車輪施以制動(dòng)力或控制發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出來(lái)抑制車輪的滑轉(zhuǎn)，以避免汽車牽引力和行駛穩(wěn)定性下降。第39頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天車輛在低附著系數(shù)路面（冰雪、濕滑、泥濘路面）上加速起步時(shí)，裝備TRC的汽車可以很好地沿著既定車道行駛，而未裝備TRC的汽車則很容易出現(xiàn)甩尾、側(cè)滑等現(xiàn)象。圖4-31TRC的作用2.TRC與ABS的比較ABS和TRC都是用來(lái)控制車輪相對(duì)地面的滑動(dòng)，以提高車輪與地面之間的附著力。但ABS控制的是汽車制動(dòng)時(shí)車輪的“滑移”，主要用來(lái)提高汽車的制動(dòng)效能和制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性；而TRC是控制汽車行駛時(shí)的驅(qū)動(dòng)車輪“滑轉(zhuǎn)”，用于提高汽車起步、加速及在滑溜路面行駛時(shí)的牽引力和確保行駛穩(wěn)定性。

一般在車速很低（小于8km／h）時(shí)ABS不起作用，而TRC一般在車速很高（大于80km／h）時(shí)不起作用。第40頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.TRC系統(tǒng)的控制方式1）發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩控制

通常采用三種控制方法進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制：一是節(jié)氣門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)，即在發(fā)動(dòng)機(jī)原節(jié)氣門(mén)的基礎(chǔ)上，串聯(lián)一個(gè)副節(jié)氣門(mén)，或者直接安裝電子節(jié)氣門(mén)，由ASR系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)控制其開(kāi)度；二是減少或切斷噴油量；三是減小點(diǎn)火提前角。圖4-32發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩控制第41頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天2）對(duì)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行制動(dòng)控制

通過(guò)對(duì)單邊滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)車輪施加適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)力，使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)并限制其滑轉(zhuǎn)率。3）差速器鎖止控制

對(duì)差速器進(jìn)行鎖止時(shí)，可以使左右驅(qū)動(dòng)輪的輸入轉(zhuǎn)矩不同，差速器鎖止控制就是基于這一原理，根據(jù)路面情況和鎖止比把滑移率控制在某一范圍內(nèi)。圖4-33差速器鎖止控制第42頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.TRC的工作原理圖4-34雷克薩斯LS400TRC的工作原理第43頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天5牽引力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成1.TRC部件的組成圖4-35TRC部件配置圖第44頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天6TRC執(zhí)行器的工作過(guò)程LS400TRC液壓控制系統(tǒng)如圖4-45所示。TRC液壓控制系統(tǒng)中蓄壓器切斷電磁閥的作用是在TRC系統(tǒng)工作時(shí)，將來(lái)自蓄壓器的液壓傳送至盤(pán)式制動(dòng)分泵；總泵切斷電磁閥當(dāng)蓄壓器中的液壓被傳送至盤(pán)式制動(dòng)分泵時(shí)，阻止制動(dòng)液流回到總泵；儲(chǔ)液室切斷電磁閥在TRC系統(tǒng)工作時(shí)，使制動(dòng)液從盤(pán)式制動(dòng)分泵流回至總泵儲(chǔ)液室。第45頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天6電子制動(dòng)力分配與輔助制動(dòng)系統(tǒng)6.1電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（ElectricBrake-forceDistribution，EBD）能夠根據(jù)車輛載荷（空載、滿載）、道路附著條件和制動(dòng)強(qiáng)度等因素的變化情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后軸的制動(dòng)力分配比例，提高制動(dòng)效能（在一定程度上可以縮短制動(dòng)距離），并配合ABS提高制動(dòng)穩(wěn)定性。圖4-53EBD對(duì)前/后車輪制動(dòng)力的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)第46頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天圖4-54EBD對(duì)前/后/左/右四個(gè)車輪制動(dòng)力的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)第47頁(yè),共55頁(yè)，2024年2月25日，星期天EBD實(shí)際上是ABS的輔助功能，它可以提高ABS的功效，所以在安全指標(biāo)上，汽車的性能又多了“ABS＋EBD”。由圖4-55可以直觀地看出“ABS＋EBD”的功效。

在德國(guó)車系（如AUDI）中，習(xí)慣以德文ElectronischeBremsenkraftVerteiler來(lái)表述電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)，并略作EBV。因此，在汽車技術(shù)資料中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)EBD和EBV，其實(shí)兩者并無(wú)差別。圖4-55“ABS＋EBD”的功效第48頁(yè),共