第十一章_汽车行驶安全性控制系统

1、第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统1电动助力转向系统由电动机直接提供转向助力。 组成：电动式电子控制动力转向系统通常由扭矩传感器、车速传感器、电子控制单元（ECU）、电动机和电磁离合器等组成。利用电动机作为助力源，根据车速和转向参数等，由电子控制单元完成助力控制。 原理:当操纵转向盘时，装在转向盘轴上的扭矩传感器不断地测出转向轴上的扭矩信号，该信号与车速信号同时输入到电子控制单元。电控单元根据这些输入信号，确定助力扭矩的大小和方向，即选定电动机的电流和转向，调整转向辅助动力的大小。电动机的扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个

2、与汽车工况相适应的转向作用力。分类:转向轴助力式 、转向器小齿轮助力式 、齿条助力式 第十章内容回顾：第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统211.1 11.1 汽车防滑控制系统汽车防滑控制系统11.2 11.2 汽车电子制动系统汽车电子制动系统11.3 11.3 汽车防汽车防/ /避撞控制系统避撞控制系统11.4 11.4 安全气囊和安全带安全气囊和安全带11.5 11.5 汽车行驶记录系统简介汽车行驶记录系统简介主动安全性：汽车避免发生事故的能力被动安全性：汽车在发生意外事故时对乘员进行有效保护的能力第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制

3、系统311.1 11.1 汽车防滑控制系统汽车防滑控制系统11.1.1 汽车防抱死制动系统（ABS）汽车防抱死制动系统汽车驱动防滑控制系统 当行车在湿滑路面上突遇紧急情况而实施紧急制动时，汽车会发生侧滑，严重时甚至会出现旋转调头；当左右侧车轮分别行驶于不同摩擦系数的路面上时，汽车的制动也可能产生意想不到的危险；弯道上制动遇到上述情况则险情会更加严重。这些现象的产生，均源自于制动过程中的车轮抱死（车轮抱死是在制动过程中，车轮由于制动力矩的作用，停止转动，在路面上拖滑的现象。车轮抱死使车轮失去了抵抗横向力作用的能力，易发生侧滑、汽车失控等）。汽车防抱死制动装置就是为了消除在紧急制动过程中出现上述非

4、稳定因素，避免出现由此引发的各种危险状况而专门设置的制动压力调节系统。 第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统4 制动效果的好坏完全取决于外界制动力的大小及其所具有的特性。由于地面制动力是地面与轮胎之间的摩擦力，因此，它具有一般摩擦力的特性。即：当车减速度（即惯性力）较小时，地面摩擦力未达到极限值，它可随所需惯性力增加而增加；汽车减速度（即惯性力）达到一定数值后，地面摩擦力达到其极限值，以后便不再增大。按照摩擦的物理特性可知，FxbmaxFz式中：Fxbmax地面制动力（摩擦力）的最大值；Fz作用在车轮上的垂直（法向）载荷；摩擦系数（通常称为附着系数）。1、制动过程

5、分析 第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统5 由此可以看出，在汽车紧急制动情况下，若欲提高制动效能，即缩短制动距离或增大制动减速度，必须设法增大Fxbmax。为此，可以采取两条途径：一方面，可以通过提高正压力Fz来增大Fxbmax；另一方面，也可以通过提高摩擦系数中使Fxbmax得以提高。考虑到汽车具体使用情况，后一种途径更具有实际意义。路面的类型、状况；轮胎的结构类型、花纹、气压和材料；车轮的运动方式和车速。 大量试验已经证明，轮胎与路面之间的附着系数是一个与车轮滑移程度有关的变量，主要受到三方面要素影响，即： 滑移为制动时车轮速度小于汽车车身速度而导致车轮既滚

6、动又滑动的现象。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统6 制动车轮的运动方式一般均经历了三个变化阶段，即开始的纯滚动、随后的边滚边滑和后期的纯滑动。 第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统7100%vwv 为能够定量地描述三种不同的车轮运动状态，即对车轮运动的滑动和滚动成分在比例上加以量化和区分，便定义了如下的车轮滑移率v汽车行驶（平移）的速度w车轮的瞬时线速度 车轮纵向附着系数（又称制动力系数）随车轮滑动成分的增加呈先上升后下降的趋势，附着系数最大值一般出现在滑动率为1525之间，滑动率达到100（车轮抱死）时车轮的横向附着系数（又称横

7、向力系数）趋近于0，这时，车轮无法获得地面横向摩擦力。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统8 汽车防抱死制动系统（ABS）便是一套能在制动过程中随时监控车轮滑移程度，并依此自动调节作用在车轮上的制动力矩，防止车轮抱死的电子控制装置。它不仅能缩短制动距离,有效避免各种因制动引起的事故，还可减少轮胎磨损，使其达到使用寿命。 理想制动系统的特性应当是：当汽车制动时，将车轮滑移率控制在峰值系数滑移率（即 20）附近，这样既能使汽车获得较高的制动效能，又可保证它在制动时的方向稳定性。 若这种情况出现在前轮上，会导致前轮无法获得地面侧向摩擦力，导致转向能力的丧失；若这种状况出

8、现在后轮上，则会导致后轮抱死，此时，后轴极易产生剧烈的侧滑，使汽车处于危险的失控状态。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统92、ABS的基本组成及控制部件的安装位置（P291图11-3、4） 带有ABS的汽车制动系统由基本制动系统（实现汽车的常规制动，由制动主缸、制动轮缸和制动管路等组成）和制动力调节系统（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，由传感器、控制器、执行器等组成。）两部分组成。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统10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。AB

9、S系统由三大部分组成：轮速传感器、压力调节器和电子控制装置。v轮速传感器检测车轮的转速，并把检测到的信息传给电子控制装置。 由传感头和齿圈组成。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统11v传感头的极轴被传感器线圈包围，并与永磁体相连。永磁体的磁通延伸到齿圈并与它构成磁路。v齿圈随车轮旋转，轮齿和齿隙交替地对向磁极，齿圈和传感头的空气间隙交替发生变化，引起磁通的变化，在线圈中产生感应电压信号，并由线圈末端通过电缆输出至电子控制装置。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统12 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

10、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。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统13v电控装置接收轮速传感器信号，滤波整形放大，计算制动滑动率、车轮的角减速度或角加速度，再通过判别处理，发指令信号给压力调节器，调节制动压力。v电控装置由输入级，数字控制器，输出级及稳压与保护装置四部分组成。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统14 执行器（制动压力调节器）安装在制动系总缸与车轮轮缸之间，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调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

11、状态。v回油泵在制动轮缸压力减小时，抽吸制动轮缸的制动液，并把它泵回制动主缸。v存贮器暂时储存压力减少时流出制动轮缸的制动液。v三位三通电磁阀用于车轮制动轮缸液压力的调节。压力调节器由回油泵、存贮器和电磁阀组成。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统153、ABS制动的过程（原理P300）常规制动 ABS不介入控制，各进液调压电磁阀断电导通，各回液电磁阀断电关闭，电动泵不通电运转，各制动轮缸与储液器隔绝，系统处于正常制动状态。 紧急制动（ABS工作） 制动压力调节过程由制动保压、制动减压和制动增压组成。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系

12、统16制动增压当传感器告知右前轮抱死趋势已消失，右前轮进液调压电磁阀和回液凋压电磁阀均断电，进液调压阀导通，回液调压阀关闭，电动泵运转，与主缸一起向右前轮轮缸送液，实现制动增压。制动减压当传感器告知ECU右前轮抱死趋势无改善，右前轮回液调压电磁阀也通电导通，轮缸制动液回流储液器，实现制动减压。制动保压当传感器告知ECU右前轮趋于抱死，右前轮进液调压电磁阀通电关闭，右前轮回液调压电磁阀仍断电关闭，实现制动保压；其他车轮仍随制动主缸增压。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统17v踩下制动踏板，滑阀1接通，滑阀2断开，轮缸压力增加，车轮开始制动。v轮速传感器检测车轮运动

13、状态，送电控装置，判断出车轮即将抱死时，电控装置向压力调节器发出减压信号。v滑阀1断开，滑阀2接通，电机驱动油泵抽吸轮缸中的压力油，开始减压，避免车轮抱死。v滑阀1和滑阀2均断开，轮缸压力保持不变。滑阀式第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统18 柱塞式是当轮缸需要减压时，只需通过柱塞的移动来改变油缸容积即可，反应比较快捷，因而系统的调节性能有较大的改善。v柱塞移动的驱动机构比较复杂，价格贵。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统194、ABS的控制在制动过程中，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。ABS系统只

14、在车速超过一定值时才起作用。ABS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。ABS对车轮制动压力的调节通常可以采用以下两种方式进行。双参数感测控制 同时利用两种传感器获得车速和车轮转速信号，并按照一定的控制方法由计算机控制制动系统工作。由于目前测取车速信号需借助多普勒雷达作为传感器，价格较高，故实际使用较少。单参数感测控制 此方法仅仅利用车轮转速传感器获取车轮转速信号，通过计算机，依靠某种计算方法估算出汽车速度、加速度信号，根据这些数据由计算机控制制动系统工作。由于这种方法性能价格比较好，故得到了广泛的使用。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控

15、制系统20控制参数：第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统21车轮的运动状态从稳定工况过渡到不稳定工况时，S迅速增加，ds/dt变得很大，可通过限制ds/dt的办法把车轮的运动状态保持在稳定区域内。这种方法不能保证S始终在其最佳值附近变动。测得整车速度v和车轮的角速度，即可计算而得。S在不同的附着系数路面及制动工况下变化很大。门限值很难确定。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统22d/dt作为唯一的调节参数对于非驱动轮是可行的。对于驱动轮来说，制动时发动机与传动系断开也是可行的。若制动时驱动轮与发动机、传动系仍连在一起，发动机和传动系的

16、旋转件转换到驱动轮上的转动惯量就很大，车轮减速度的响应就比较迟钝。故把d/dt选为唯一的调节参数是受局限的。实用的ABS系统均采用 d/dt和S 两个参数对车轮的运动状态进行联合控制。d/dt 大小不能给出车轮是否处于最佳滑转状态的倍息，不能把制动距离缩到最短。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统230opxS Sddt在维持足够的侧向附着能力的前提下，为获得最短的制动距离，需选择dx/ds对S的一阶导数，或地面制动力对S的一阶导数和S的组合作为调节参数。最佳S时，具有下述关系： 此时， x=xmax采用dx/ds便于设置门限值，保证x能在xmax周围变动，获得最

17、短制动距离。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统24ABS控制过程 在计算机控制过程中，为了提高控制效率和加快控制收敛速度，各国研究人员提出了许多控制方法，如：逻辑门限控制法、滑动模态变结构控制法、最优控制法和模糊控制法等。其中逻辑门限控制方法使用最广泛。该控制方式以车轮减速度和车轮加速度为控制参数，在ECU中预先设定好车轮加、减速度门槛值，并以参考滑动率和参考速度为辅助控制参数，对制动过程实施控制。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统25 在制动开始阶段，轮缸压力快速上升，车轮减速度很快超出门槛值，电磁阀从升压切换到保压状态，同时，

18、以控制起始时刻的车轮角速度作为初始参考速度，计算出制动控制的参考车速，并以该参考车速和车轮角速度为依据，计算出参考滑动率门槛曲线。 在保压阶段，轮速继续下降，当轮速降到低于滑动率门槛值时，电磁阀由保压切换到减压状态。 在减压过程中，轮速在一段时间以后会开始上升，当车轮减速度减小，逐渐越过减速度门槛值时，系统又进入保压状态。 若在规定的保压时间内，车轮加速度不超过加速度门槛值，则判定此时路面属于低附着系数情况，以另外方式实施以后的控制。若可超过加速度门槛值，则继续保压。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统26 为了适应不同附着系数的路况需要，在加速度门槛值的上方又设

19、定了一道旨在识别大附着系数路面的第二加速度门槛值。当角加速度超过了第二门槛值时，则要对轮缸实施增压，直至车轮加速度低于该门槛值后，再实行保压措施，直到车轮减速度再次低于第一加速度门槛值。 随后的升压过程中，一般采用比初始增压慢得多的上升梯度，电磁阀在增压和保压之间不断切换，直至车轮减速度再次向下穿过减速度门槛值。以后相类似地重复上述调节过程。 由此可以看出，ABS控制过程实际上就是利用制动压力调节系统对制动管路油压高速地进行“增压一保压一减压”的循环调节过程。 近年来，随着控制和执行元件技术的日益进步，这种调节循环的工作频率通常可达1520次秒。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车

20、行驶安全性控制系统275、汽车ABS的分类按系统构造分类分离式 制动压力调节器自成一体，通过制动管路与制动总泵和制动轮缸相连。布置灵活。整体式 制动压力调节器与制动总泵和液压制动助力器组合为一个整体，结构紧凑，节省空间；但结构复杂，成本较高。按系统控制方案分类轴控制 仅根据轮速或轴速一个速度信号共同控制同一根轴上的两轮。轮控制 相关的两个或四个车轮全都按照各自的控制参数（加、减速度）分别进行单独控制。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统28按控制通道与传感器数量分类 按照传感器数目不同，ABS可以分为四传感器（4S）、三传感器（3S）、两传感器（2S）和单传感器（

21、1S）等几种系统。按照通道数目不同，也可将ABS分为四通道式、三通道式、二通道式和一通道式等。 控制通道是指ABS系统中能够独立进行压力调节的制动管路，一般，电磁阀数目即为系统的控制通道数。P302图11-24列出7种方式第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统29四传感器四通道（四轮独立）控制方式如图116（a）所示，该系统是通过各车轮轮速传感器的信号分别对各车轮制动压力进行单独控制。其制动距离和转向控制性能好，但在附着系数不对称路面上制动时，由于左右侧车轮地面制动力差异较大，形成较大的偏转力矩，从而导致汽车在制动时的方向稳定性较差。四传感器四通道（前轮独立、后轮选

22、择）控制方式如图116（b）所示，该系统适用于X型制动管路系统，由于左右后轮不共用一条制动管路，故对它们实施同时控制需采用两个通道。此种控制方式的操纵性和稳定性较好，制动效能稍差。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统30四传感器三通道（前轮独立、后轮选择）控制方式如图117所示，使用在制动管路前后布置的后轮驱动汽车上，后轮一般采用低选控制（P302），其控制效果是操纵性和稳定性较好，制动效能稍差。 三传感器三通道（前轮独立、后轮选择）控制方式如图118所示，该系统适用于X型制动管路系统，由于左右后轮不共用一条制动管路，故对它们实施同时控制（一般为低选控制）需采用用

23、两个通道。此种控制方式的操纵性和稳定性较好，制动效能稍差。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统31一传感器一通道控制系统如图11.11所示，此种控制方式用于制动管路前后布置的汽车，只对后轮进行控制，一个传感器装于后桥差速器上，只对后轮采用低选控制的方式。能较有效地防止后轮抱死，但由于前轮无控制，故易抱死，转向操纵性差，制动距离较长。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统32第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统336、ABS制动液 通常，当ABS工作时，要以1020次秒的工作频率在减压、保压和增压状态之间切换

24、，因此，系统对制动液的要求比普通制动系统的要求更高。概括地说，有以下几点：为保证制动时不产生气阻，制动液的沸点要高（不低于260）；为确保ABS在减压、保压和增压状态间循环有足够反应速度，制动液运动粘度要低；对金属和橡胶等制品无腐蚀；在各种工作条件下性能稳定；制动液在吸湿率（含水率）3.5时的吸湿沸点高。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统347、ABS的故障诊断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

25、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。（1）汽车ABS系统的常见故障第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统35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。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。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，否则将

26、引起爆炸。 制动液属脱漆剂，必须避免将制动液溢流在车身漆面上。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。（2）故障诊断前的注意事项第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统36ABS系统诊断前期，应进行初步检查，完成以下检查项目。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，则应检查两个储液箱的液面，满足厂家规定要求。检查ABS液压系统是否有液体泄漏。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。检查所有轮胎，确保轮胎大小与弹性满足厂家规定。检查ABS系统中所有导线的连接是否松动、腐蚀和损坏。检查轮速传感器齿盘

27、齿圈的完好性。若轮速传感器是可调的，应按照厂家规定调整。检查ABS系统的所有保险丝及熔断器的连接。（3）初步检查第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统37 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

28、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.（4）故障码诊断第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统3811.1.2 汽车驱动防滑控制系统 在汽车行驶过程中，时常会出现车轮转动而车身不动，或者汽车的移动速度低于驱动轮轮缘速度的情况，这时，意味着轮胎接地点与地面之间出现了相对滑动，我们把这种滑动称为驱动轮的“滑转”，以区别于汽车制动时车轮抱死而产生的车轮“滑移”。驱动车轮的滑转，同样会使车轮与地面的纵向附着力下降，从而使得驱动轮上可获得的极限驱动力减小，最终导致汽车的起步、加速性能和在湿滑路面上通过性能的

29、下降。同时，还会由于横向摩擦系数几乎完全丧失，使驱动轮上出现横向滑动，随之产生汽车行驶过程中的方向失控。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统39 1、驱动防滑控制（ASR）系统的作用 驱动力控制系统（Traction Control System，简称TCS）又称驱动轮防滑转调节系统（AntiSlip Regulation，简称“ASR”），它是继防抱死制动系统（ABS）之后，设置在汽车上专门用来防止驱动轮起步、加速和在湿滑路面行驶时滑转的电子驱动力调节系统。它可以在驱动状态下，通过计算机帮助驾驶员实现对车轮运动方式的控制，以便在汽车的驱动轮上获得尽可能大的驱动力

30、，同时保持汽车驱动时的方向控制能力，改善燃油经济性，减少轮胎磨损。主要作用：在车轮开始滑转时，采取降低发动机的输出转矩或控制制动系统的制动力等方法来减小传递给驱动轮的驱动力，防止驱动力超过轮胎与路面之间的附着力而导致驱动轮滑转，提高车辆的通过性，改善车辆的方向操纵性和行驶稳定性。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统402、 ASR的工作原理%100wvwv汽车行驶（平移）的瞬时速度w车轮的瞬时线速度 驱动防滑转控制系统的控制参数是滑转率，滑转率的计算公式如下： 当车身未动而驱动车轮转动时，滑转率为100，车轮处于完全滑转状态；当滑转率为0时，驱动车轮处于纯滚动状态

31、。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转率。当滑转率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。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统411）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即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

32、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，第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统42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

33、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。因此，常常作为第一种方法的补充，以保证控制效果和控制速度的统一。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统434）综合控制 为了达到更理想的控制效果，可采用上述各种控制相结合的控制系统。汽车在行驶过程中，

34、路面湿滑程度各不相同，驱动力的状态也随时变化，综合控制系统将根据发动机工况和车轮滑转的实际情况采取相应的控制措施。如在发动机输出大转矩的状态下，车轮滑转的主要原因往往是因路面湿滑所致，采用对滑转车轮施加制动比较有效，而当发动机输出大功率时车轮滑转则以减小发动机输出功率的方法更有效。在更为复杂的工况下，借助综合控制的方式能够更好地达到控制驱动轮滑转的目的。3）差速锁止控制 采用由电子控制的可锁止式差速器，可将驱动轮的差速滑动率控制在一定的范围内。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统44 车轮转速传感器将驱动轮和非驱动轮转速转变为电信号，输入给控制器，控制器根据这些信

35、号计算出驱动轮的滑动率，当滑动率超出设定范围时，电子控制器便依据节气门开度信号、发动机转速 汽车上的ASR系统通常和ABS系统结合为一体，平时处于待命状态，不干预常规行驶，只有当驱动车轮滑转出现后才开始工作。当ASR系统出现故障时，以警示灯告知驾驶员，发动机和制动系统正常工作不受影响。信号 、转向盘转向信号等选定控制方式，然后向各执行器发出控制指令，最终将驱动轮的滑动率控制在目标范围内。ASR工作流程：第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统45ABS对所有车轮实施调节，ASR只对驱动轮加以调节控制；ABS作过程中，通常离合器分离、发动机怠速，但在ASR控制期间，离合

36、器却处接合状态，因此，发动机的惯性会对控制产生较大影响；ABS作过程中传动系振动较小，易控制，而在ASR控制过程中，传动系易产生较大振动；ABS控制中各车轮间相互影响较小，ASR控制中两驱动轮间相互影响较大；ASR是一个涉及到制动控制、发动机控制和差速器锁止控制等的多环控制系统，则其控制更加复杂。两个系统存在如下一些明显的区别：3、ASR与ABS的比较第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统4611.2 11.2 汽车电子制动系统汽车电子制动系统 1、电子制动系统工作原理 与传统的汽车制动系统不同，电子制动系统以电子元件替代了部分机械元件，是一个机电一体化的系统。同时

37、，液压的产生与传递方式也不一样。在传统的制动系统中，驾驶员通过制动主缸的调节，在轮缸建立制动压力，而电子制动系统则是通过液力储压罐提供制动压力，而所储压力是由电动活塞泵产生的，可以提供多次连续制动的液压。 电子制动的控制系统一般由传感器、ECU（电子控制单元）与执行器（液压控制单元）等构成。制动踏板和车轮制动器之间的动力传递是分离的，在制动过程中，制动力由ECU和执行器控制。 第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统472、电子制动系统工作过程 驾驶员进行制动操作时，踏板行程传感器探知驾驶员的制动意图，把这一信息传给ECU，ECU汇集轮速传感器、转向角传感器等各路信号

38、，根据车辆行驶状态计算出每个车轮的最大制动力，再发出指令给执行器的储压罐执行各车轮的制动。高压储压罐能快速而精确的提供轮缸所需的制动压力，根本不需驾驶员费心考虑。同时，控制系统也接受其它电子辅助系统（例如ABS、ESP等)的传感器信号从而保证最佳的减速度和行驶稳定性。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统483、汽车电子制动力分配系统 能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同，而自动调节前、后轴的制动力分配比例，提高制动效能，并配合ABS提高制动稳定性。 比如，有时左前轮和右后轮附着在干燥的水泥地面上，而右前轮和左后轮却附着在水中或泥水中，这种情况会导致在汽车制动时

39、四只轮子与地面的摩擦力不一样，制动时容易造成打滑、倾斜和车辆侧翻事故。EBD用高速计算机在汽车制动的瞬间，分别对四只轮胎附着的不同地面进行感应、计算，得出不同的摩擦力数值，使四只轮胎的制动装置根据不同的情况用不同的方式和力量制动，并在运动中不断高速调整，从而保证车辆的平稳、安全。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统494、电子制动系统具有以下的显著优点（1）提供平稳的停车功能，能使停车过程平顺柔和。（2）提供制动片的清干功能。当车辆在湿滑路面上行驶时，系统会在固定间隔时间发出微弱的制动脉冲，用来清干制动片上的水膜，以保证可靠的制动。（3）塞车辅助制动功能，在发生塞

40、车的情况下，驾驶员只需控制油门踏板。一旦把脚从油门踏板上挪开，系统会自动施加一定的制动力以减速停车。这样，驾驶员就不需要在油门踏板和制动踏板之间频繁的轮换。（4）起步辅助功能，可防止汽车向后或向前溜动。当车辆在斜坡上处于停止状态时，迅速、有效的踩一下制动踏板，然后踩油门踏板，此功能就开始起作用，松开制动使车辆平稳起步，简化了通常麻烦的斜坡起步过程。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统5011.3 11.3 汽车防汽车防/ /避撞控制系统避撞控制系统在过去20-30年中，人们主要把精力集中于汽车的被动安全性方面，例如，在汽车的前部或后部安装保险杠、在汽车外壳四周安装

41、某种弹性材料、在车内相关部位安装各种形式的安全带及安全气囊等等，以减轻汽车碰撞带来的危害。安装防撞保险杠固然能在某种程度上减轻碰撞给本车造成损坏，却无法消除对被撞物体的伤害；此外，车上安装的安全气囊系统，在发生车祸时不一定能有效地保护车内乘务员的安全。所有这些被动安全措施都不能从根本上解决汽车在行驶中发生碰撞造成的问题。如果从预防撞车事故的发生的角度着眼，在提高汽车主动安全性方面下功夫，则可在汽车安全性领域有较大的突破。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统51汽车发生碰撞的主要原因是由于汽车距其前方物体（如汽车、行人或其他障碍物）的距离与汽车本身的车速不相称造成的

42、，即距离近而相对速度又太高。为了防止汽车与前方物体发生碰撞，汽车的车速就要根据与前方物体的距离变化由执行机构进行控制，使汽车始终在安全车速下行驶。这样就会大大提高汽车行驶的安全性，减少车祸的发生。 据统计，危险境况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故的30%，路面相关事故的50%，迎面撞车事故的 60%; 1秒钟的预警时间可防止90%的追尾碰撞和60%的迎头碰撞。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统52 理论上，汽车防撞装置可在任何天气、任何车速状态下探测出将要发生的危险情况并及时提醒司机及早采取措施或自动紧急制动，避免严重事故发生。汽车防撞

43、装置是借助于遥测技术监视汽车前方和后方的车辆、障碍物，并根据当时的车速自动判断是否达到危险距离，及时向司机发出警告，必要时还可进行自动紧急刹车。汽车要避撞就必须凭借一定的装备测量前方障碍物的距离，并迅速反馈给汽车，以在危急的情况下，通过报警或自动进行某项预设定操作如紧急制动等，来避免由于驾驶员疲劳、疏忽、错误判断所造成的交通事故。目前，大家都将防撞技术的关键点着眼于车辆测距技术。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统53研究现状研究现状视觉系统在智能车辆中起到环境探测和辨识作用。与其他传感器相比，机器视觉具有检测信息量大，单纯以当前的现实条件出发解决，容易导致系统实

44、时性差。在实际应用中可使用多个摄像机，或者利用高速摄像机的多幅连续图像序列来计算目标的距离和速度。还可根据一个摄像机的连续画面来计算车辆与目标的相对位移，并用自适应滤波对测量数据进行处理，以减少环境的不稳定性造成的测量误差。在智能车辆领域，除视觉传感外，常用的还有雷达、激光、GPS等传感器。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统54 丰田汽车公司使用毫米波雷达和CCD摄像机对本车的距离进行动态监测，当两车距离小于规定值时，系统将发出直观报警信号提醒本车驾驶员。 日产汽车公司使用紧急制动劝告系统，利用先进的车距监测系统对跟车距离进行动态监测，当需要减速或制动时，用制动

45、灯亮来提醒驾驶员，并及时监测驾驶员操纵驾驶踏板的踏踩状态，必要时使汽车的自动制动系统前起作用降低车速，在最危险时刻自动制动。 本田公司使用具有扇形激光束扫描的雷达传感器，即使车辆在弯道行使也能检测到本车与前方汽车或障碍物的距离降到规定值时，驾驶员仍未及时采取相应措施，便发出警告信号。 三菱和日立公司在毫米波雷达防撞方面也做了大量的研究，其雷达中心频率主要选择60-61GHz或76-77GHz, 探测距离为 120米。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统55 德国和法国等欧洲国家也对毫米波雷达技术进行了研究，特别是奔驰、宝马等著名汽车生产厂商，其采用的雷达为调频毫米

46、波雷达（Frequency Modulation Continuous Wave）,频段选择76-77GHz。如奔驰汽车公司和英国劳伦斯电子公司联合研制的汽车防撞报警系统，探测距离为150米，当测得的实际车间距离小于安全车间距离时，发出声光报警信号。该系统已经得到应用。戴姆勒-克莱斯勒公司的防撞结构主要是两个测距仪和一个影像系统，它能够测出安全距离，发现前方有障碍物，计算机能够自动引发制动装置。戴姆勒-克莱斯勒公司的实验结果显示，车速以每小时32.18公里/小时的速度行驶，在距离障碍物2.54cm的地方停下来。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统56目前使用的防撞

47、系统简介目前使用的防撞系统简介传感测距装置：要求能监测到几米以外的物体即可。常用的测距装置有红外线传感系统、远距离雷达式传感系统、激光测距、摄像设备和图像处理系统、超声波障碍物距离传感器等。碰撞报警与避免系统：当碰撞报警系统系统探测到可能与周围车辆或物体发生碰撞危险时，发出报警信号（声音或图像），提醒驾驶员作出反映，但不会自动减速或转向。避免系统是在报警系统的基础上兼有避免碰撞的功能。能够辅助驾驶员控制车速，同时帮助驾驶员改正行车方向，避免发生碰撞。雷达新型防撞系统：该系统是一种以微波信号与电路和速算法结合的航空技术为基础的高频雷达系统。有效工作范围为0.3-107m。第第 十一十一 章章 汽

48、车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统57v汽车和障碍物间的碰撞称为一次碰撞；v乘员和车内结构之间的碰撞称为二次碰撞。当汽车急剧降速时，由于惯性，乘员与方向盘、仪表板、挡风玻璃之间发生碰撞，造成乘员的伤亡。11.4 11.4 安全气囊和安全带安全气囊和安全带第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统58v安全气囊的基本思想是：二次碰撞前，迅速在乘员和车内结构之间打开一个充满气体的袋子，避免或减缓二次碰撞。气囊的背面开两个直径25mm左右的圆孔，借助圆孔放气，减轻乘员和气囊相碰时振荡造成乘员伤害。放气过程是一个能量释放过程，可很快吸收乘员的动能，保护乘员。v座椅安全带

49、的功用是在汽车遭受碰撞时，迅速收紧安全带，缩短驾驶员和乘员身体向前移动的距离，防止身体受到伤害。该系统在安全气囊系统的基础上增设了防护传感器和安全带收紧器。安全气囊的ECU向安全带收紧器的点火器发出点火指令的同时，还向气囊点火器发出点火指令，引爆气囊点火器，在座椅安全带收紧的同时，气囊膨胀开，吸收碰撞产生的动能，保护驾驶员和乘员。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统59v安全气囊由传感器(sensor)、电控单元(ECU)、气体发生器(inflator)、气囊(bag) 和点火器等组成，气体发生器和气囊等一起构成气囊模块(airbag module)。v传感器感受

50、汽车碰撞强度。将感受到的信号传送控制器，控制器对信号进行处理，当它判断有必要打开气囊时，发出点火信号触发气体发生器，气体发生器接收到点火信号后，迅速点火并产生大量气体给气囊充气。v点火器(squib) 导线上通过一定电流，点火器点火，导致助燃剂发火，使由叠氮化钠和Fe2O3组成的“药丸”急剧反应，产生大量氮气，经粗滤器和细滤器滤去气体中的固体并降低气体的温度，从四周的孔中排入气囊。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统60v为提高安全气囊系统的可靠性，防止电源线在碰撞中断线、电池遭到破坏，系统中备有储能电容或电池，保证即使掉电也能打开气囊。v为了监测传感器、电子电路

51、、气体发生器，系统有故障诊断模块，并设有信号灯予以显示。v安全气囊最重要的指标是可靠性。不该点火而点火称为误点火，应点火而没点火称之为漏点火；点火太晚则称之为迟点火。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统61vFord公司Tempo/Topaz安全气囊系统传感器分两组，由三个机械电子传感器构成碰撞传感器，由两个机械电子传感器构成安全传感器。v三个碰撞传感器分别放在保险杆的两侧和散热器的顶上; v两个安全传感器分别放在散热器的顶上和仪表板下。 v三个碰撞传感器中的一个和两个安全传感器中的一个闭合就让气囊点火充气。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全

52、性控制系统62v单传感器安全气囊系统只有一个电子式传感器，控制器和传感器做在一起。v发生碰撞事故时，控制器对来自传感器的信号进行分析和处理，如果认为有必要点火就分别打开司机侧气囊和乘客侧气囊。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统63v汽车在一次碰撞过程中各个不同位置上测量得到的减速度信号大不相同的，汽车的碰撞方式差别很大，不同的碰撞方式对汽车的不同位置产生的影响也不相同;v传感器布置要根据具体的汽车作大量试验后才能确定。v驾驶区域安装传感器的点有：变速器操纵杆的旁边仪表板下方向盘上；发动机室的后壁上。保险杆后，一般是左右各装一个；散热器顶；前轮的轮罩内，一般是左右

53、对称各装一个。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统64对气体发生器 (inflator) 的要求是：气体发生器主要有：v在30ms左右能产生大量气体；v产生的气体不能伤害人体，包括气体温度不能过高，以防烧伤人的面部；v具有很高的可靠性和很好的稳定性。v压缩气体式 (Storedgas)v烟火式 (Pryotechnical)v混合式 (Hybrid)。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统65爆炸接着产生气体，进入压缩气体室，使室内的温度迅速增加，压缩气体更加快速地充入气囊。点火器上通过一定电流后发火，使爆炸性物质发生化学反应，产生气体

54、；爆炸产生的气体冲击一个活塞，活塞打开压缩气体室的膜片，压缩气体从孔中排出并充入气囊；第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统66安全气囊系统的控制器可是简单的串并联电路，也可是基于微处理器的控制系统。一般有以下几个作用；v诊断系统状态。安全气囊系统可靠性要求高，需要随时监测系统工作是否正常。包括诊断点火管的好坏，以及气压是否下降等。v保证正确点火。控制系统通过数据处理，运行点火控制算法程序，当达到预设的阈值时就发出点火信号；v驱动气体发生器。气体发生器一般由电流驱动的，气囊系统的控制模块还必须能够产生足够大的驱动电流。v汽车黑匣子。记录碰撞过程中的车身减速度信号，保

55、留作为事故后的分析依据。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统67气囊控制器是典型的数据采集系统，一般包括：v微处理器电路。主要有CPU、内存、与计算机的通信口、信号灯等，它是系统的核心，完成系统的大部分功能。v传感器适配器电路。传感器适配器电路用以将传感器的输出信号转变为CPU能够处理的信号。v数据采集与处理电路。用以将减速度传感器的输出信号经过A/D变为数字量CPU进行处理，然后据此作出是否点火的决定。v气囊点火驱动电路。该部分电路是用来驱动气体发生器，使其点火充气。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统68对控制系统的要求：v可靠性

56、好。不论在任何情况下部能有效地保护乘员。v抗干扰能力强。防止安全气囊系统发生误点火，保证在低速碰撞、崎岖路面、锤击等情况下不点火。v灵敏度高。能够灵敏地感知碰撞信号，能正确地分辨出是高速碰撞还是低速碰撞，判断是否应该点火。v实时性强。传感与控制系统能够实时地进行碰撞信号的采集和处理，并且能实时控制气体发生器。第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统6911.5 11.5 汽车行驶记录仪系统简介汽车行驶记录仪系统简介汽车行驶记录仪制造和应用的发源地在欧洲。1934年，德国发明了世界上第一台纸盘式行驶记录仪。 1970年起，欧洲的德国等6个国家强制推行行驶记录仪。而在美国

57、、巴西等国，商用车若没有安装行驶记录仪则不可以使用公共道路。欧美国家使用行驶记录仪后，交通事故显著下降。 随着我国国民经济的快速发展，我国道路交通事故也呈上升趋势，尤其是长途客运车辆的重、特大道路交通事故增多，带来了巨大的经济损失。 为此，国家质量监督检验检疫总局于2003年4月15日正式发布了汽车行驶记录仪的国家标准GB/T190562003，并已于2003年9月1日开始实施。1 1、汽车行驶记录仪发展概况、汽车行驶记录仪发展概况第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统70 汽车行驶记录仪能够为驾驶员提供其驾驶活动的反馈信息，为道路运输企业提供良好的管理工具。它的使用对保障道路交通安全起到直接的作用，可以产生显著的社会效益和经济效益。 首先，汽车行驶记录仪在车辆超速或超时行驶时能发出报警声，督促司机安全行车。而且，司机保持车辆中速行驶，对延长车辆使用寿命、节约燃料、减轻耗损都起到重要的作用，可减少企业经营成本。 其次，汽车行驶记录仪能真实、准确反映车辆运行中的实际状况，记录相关的数据。其存储的数据可作为企业加强对车辆的使用、运行、调度的科学管理的依据。 另外，汽车行驶记录仪记录的数据，对交通事故的原因和责任分析，也有一定的作用。2、现实意义第第 十一十一 章章 汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统713、记录仪功能 1）.自检