汽车防滑控制系统结构、原理与检修

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汽车防滑控制系统第一节 概述第二节 防滑控制系统的基本组成及工作过程 第三节 防滑控制系统主要组成件的结构及工作原理

第四节 制动压力调节器的调压方式及工作原理第五节 轿车防滑控制系统

第六节 防滑控制系统的维护与检修

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第十四章 汽车防滑控制系统第一节 概述汽车防滑控制系统就是对制动防抱死系统和驱动防滑系统的统称。 制动防抱死系统 (Anti-lock Braking System),简称 ABS。 (AntiSystem),简称 ABS。 驱动防滑系统 (Acceleration Slip Regulation),简称 ASR。它也 Regulation),简称 ASR。它也 被称为驱动力控制系统 (Traction Control System),简称 TCS。 System),简称 TCS。 轮胎与路面的附着关系：F 轮胎与路面的附着关系：Fµ=µG Fµ——轮胎与路面间的附着力，N ——轮胎与路面间的附着力，N G ——轮胎与路面间的垂直载荷，N ——轮胎与路面间的垂直载荷，N µ ——轮胎与路面间的附着系数。 ——轮胎与路面间的附着系数。 由于轮胎与路面之间的垂直载荷和附着系数会随许多因素而变化，因 此，轮胎与路面间的附着力实际上是经常变化的。

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(一)车轮滑动率对附着系数的影响 车轮相对于路面的滑动可分为滑移和滑转两种形式，引 入车轮滑动率的概念可以表征车轮运动中滑动成分所占的 比例。 1. 汽车在制动过程中，车轮可能相对于路面发生滑移，滑移 成分在车轮纵向运动中所占的比例可以由负滑动率 成分在车轮纵向运动中所占的比例可以由负滑动率表征。 负滑动率表征。 SB =(rω-v) / v ×100% =(rω -100%< SB <0,车轮滑移所占成分越多， SB 越大。 <0,车轮滑移所占成分越多， 2. 汽车在驱动过程中，驱动车轮可能相对于路面发生滑转， 滑转成分在汽车纵向运动中所占的比例可由正滑动率 滑转成分在汽车纵向运动中所占的比例可由正滑动率表征。 正滑动率表征。 SA=(rω-v) / rω×100% =(rω rω 0< SA <100%,车轮滑转比例越大， SA 越大。 <100%,车轮滑转比例越大，

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通过试验发现，在硬实路面上，弹性车轮与路面间的附着系 数µ和滑动率 S 存在如下图所示的关系。

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(二)防滑控制系统的作用与工作原理： 使汽车能够自动地将车轮控制在纵向和横向附着系数 都很大的滑动率范围内。 制动防抱死系统在制动过程中，通常将车轮滑移率控 制在10%~20%的范围内；驱动防滑系统在驱动过程中， 制在10%~20%的范围内；驱动防滑系统在驱动过程中， 通常将车轮滑移率控制在5%~15%的范围内。 通常将车轮滑移率控制在5%~15%的范围内。 制动防抱死系统 (ABS) 都是在制动过程中，通过调 节轮缸(或制动气室)的制动压力使作用车轮的制动力矩 受到控制，从而控制车轮

的滑移率。 而防滑驱动控制系统(ASR) 而防滑驱动控制系统(ASR) 在驱动过程中通常可以通 过调节发动机的输出转矩、转动系的传动比、差速器的锁 紧系数等控制作用于驱动车轮的驱动力矩，以及通过调节 驱动车轮制动轮缸(或制动气室)的制动压力控制作用于 驱动车轮的制动力矩。实现对驱动车轮牵引力矩的控制。

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第二节 防滑控制系统的基本组成及工作过程 (一)ABS (一)ABS 的基本组成及工作原理 ABS 通常由车轮轮速传感器、制动压力调节器、电子控制单元 (ECU) 和 ABS 警示装置等组成。如图：

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如下图所示：ABS 如下图所示：ABS 的工作过程可以分为常规制动、制动压力保持、制动压 力减小和制动压力增大等阶段。 1. 常规制动阶段(ABS 并不介入制动压力控制) 常规制动阶段(ABS

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2. 制动压力保持阶段

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3. 制动压力减小阶段

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4. 制动压力增大阶段

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ABS 系统具有以下优点： 1. 增大了汽车制动时的稳定性。 2. 能缩短制动距离。 3. 改善了轮胎的磨损状况。 4. 使用方便，工作可靠。 (二)ASR (二)ASR 的基本组成和工作原理 ASR/TCS 可以通过调节作用于驱动车轮的驱动力矩 和制动力矩，在驱动过程中防止车轮发生滑转。目前在 ASR 系统中通常通过控制节气门开度和点火提前角的方式 调节发动机的输出转矩，从而对作用于驱动车轮的驱动力 矩进行调节。为了使驱动车轮的转速迅速降低，或者使两 侧驱动车轮获得不同牵引力，通常ASR都可以通过对驱动 侧驱动车轮获得不同牵引力，通常ASR都可以通过对驱动 车轮施加一定的制动力矩得以实现。

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右图所示为一种较为典型的具有制 动防抱死和驱动防滑功能ABS/ASR 动防抱死和驱动防滑功能ABS/ASR 防滑控制系统，其中ASR和ABS共用 防滑控制系统，其中ASR和ABS共用 车轮转速传感器和电子控制单元 (ECU),只在通往驱动车轮制动轮缸 (ECU),只在通往驱动车轮制动轮缸 的制动管路中增设一个ASR制动压力 的制动管路中增设一个ASR制动压力 调节器，在由加速踏板控制的主节气 门上方增设一个由步进电机控制的副 节气门，并在主副节气门处各设置一 个节气门开度传感器，即可实现ASR 个节气门开度传感器，即可实现ASR 控制。

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ASR 制动液压系统： 下图中的 ASR 制动压力调节器主要包括制动供能装置(由电动泵和储 能器组成)和电磁控制阀总成(其中有三个二位二通电磁阀)组成。

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(三)ABS和ASR的比较： (三)ABS和ASR的比较： 相同点： 1. ABS和ASR都是通过控制作用于被控制车轮的力矩， ABS和ASR都是通过控制作用于被控制车轮的力矩， 而将车轮的滑动率控制在设定的理想范围之内，从而缩 短汽车制动距离或

提高汽车的加速性能。 2. ABS和ASR 都要求系统具有快速的反应能力，以适应 ABS和 车轮附着力的变化；都要求控制偏差量尽可能达到最 小；都要求尽量减少调节过程中的能量消耗。 不同点： 1. ABS对驱动和非驱动车轮都可进行控制，而ASR只对 ABS对驱动和非驱动车轮都可进行控制，而ASR只对 驱动车轮进行控制。 2. 在ABS控制期间，离合器通常处于分离状态(手动变 ABS控制期间，离合器通常处于分离状态(手动变 速),发动机也处于怠速运转，而在ASR控制期间，离 速),发动机也处于怠速运转，而在ASR控制期间，离 合器处于接合状态，发动机的惯性对ASR控制有较大影 合器处于接合状态，发动机的惯性对ASR控制有较大影 响。

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3.在ABS控制期间，汽车传动系的振动较小，在ASR控制期 3.在ABS控制期间，汽车传动系的振动较小，在ASR控制期 间，很容易使传动系统产生较大的振动。 4.在ABS控制期间，各车轮之间的相互影响不大，而在ASR 4.在ABS控制期间，各车轮之间的相互影响不大，而在ASR 控制期间，由于差速器的作用会使驱动车轮之间产生较大 的互相影响。 5. ABS只是一个反应时间近似一定的制动控制单环系统， ABS只是一个反应时间近似一定的制动控制单环系统， 而ASR却是由反应时间不同的制动控制和发动机控制等组 ASR却是由反应时间不同的制动控制和发动机控制等组 成的多环系统。

(四)控制通道 防滑控制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。

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ABS按照控制通道数 ABS按照控制通道数 可分为四通道系统、 三通道系统、双通道 系统和单通道系统， 其布置形式多样， 如图：

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第三节 防滑控制系统主要组成件的结构及工作原理 (一)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。

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1.电磁式转速传感器 1.电磁式转速传感器 通过磁通量的变化产生感应电压, 通过磁通量的变化产生感应电压,由传感头和齿圈两部分组成。

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2.霍尔式转速传感器 2.霍尔式转速传感器

优点：1.输出信号电压幅值不受转速的影响。 优点：1.输出信号电压幅值不受转速的影响。 2.频率响应高 2.频率响应高 3.抗电磁波干扰能力强。 3.抗电磁波干扰能力强。

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(二)汽车减速度传感器 有些ABS系统中，为了获得汽车的纵向或横向减速度，在汽车的车身上 有些ABS系统中，为了获得汽车的纵向或横向减速度，在汽车的车身上 安装有减速度传感器。如下图为采用水银开关的G 安装有减速度传感器。如下图为采用水银开关的G传感器。

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(三)ABS

制动压力调节器 (三)ABS制动压力调节器 ABS/ASR制动压力调节器的作用是接受电子控制单元(ECU)的指令，通 ABS/ASR制动压力调节器的作用是接受电子控制单元(ECU)的指令，通 过电磁阀的动作来实现车轮制动器制动压力的自动调节。它主要由电磁 阀阀体、制动液储能室、储能器、制动主缸、液压助力器与电动泵等组 成。如图：