ABS和ASR在汽车上的应用分析研究

1、郑州交通职业学院毕业论文（设计）论文（设计）题目：ABS和ASF在汽车上的应用分析研究所属系别汽车运用工程系专业班级05 级汽工四班姓名贾文博学号 05010417指导教师窦志民撰写日期 2008 年_3_月摘要现在世界上很多汽车公司和零部件生产厂家都在致力于提高汽车行驶的安全性 能，特别是致力于提高汽车行驶的主动安全性能，这已经成为汽车电子化发展的一 个重要方面。汽车防滑控制系统由制动防抱死系统ABS 及驱动防滑系统 ASR 两部分组成。制动防抱死系统通过调节制动轮缸的制动压力来控制制动力矩，进而达到在 制动时防止车轮抱死的目的。而驱动防滑系统则主要通过改变节气门的开度及点火 正时角度去改变

2、发动机输出扭矩，同时也通过调节制动压力来改变制动力矩，最终 达到控制牵引力矩防止在加速时车轮滑转的目的 关键词：安全性，汽车电子，制动防抱死系统，驱动防滑系统AbstractNow many of the worlds car companies and parts manufacturers are working on improving the safetyperformanee of motor vehicles, in particular, is committed to improving vehicle safety performa nee on the initiative

3、, it has become a vehicle electr onic an importa nt aspect of developme nt. Car anti-skid control system bythe anti-lock braking system ABS and ASR-driven anti-skid system composed of two parts. ABS brake system byregulating the round of the brake cylinder pressure to skid system was mainly driven b

4、y changing the opening ofcon trol brak ing mome nt, the n reached in to preve nt the wheels whe n brak ing Baosi purposes. The an ti-the throttle and ignition are at the point of view to cha nge the engine torque output, but also by adjust ing thebrake pressure to cha nge the brake torque, and ultim

5、ately achievi ng tract ion con trol to preve nt the mome ntwhe n the car accelerated Track to the purpose ofKey words: security, automotive electro nics, ABS, driver of an ti-skid system目录1 1 引言.52 2 ABS/ASR 的应用及基本原理 .52.1ABS 的应用. 52.2ABS 的基本原理 .62.3ABS 控制方法的分析 72.4ASR 的应用 92.5ASR 的基本原理 93 3 ABS/ASR

6、 的国内外发展状况 . 123.1 国外发展状况.133.2 国内发展状况.134 4 ABS/ASR 的发展趋势.154.1ABS/ASF 控制技术的提高 154.2 控制功能的扩展和集成 .164.3 与其他控制系统的信息交换和共享，提高整体控制性能 .175 5 总结.196 参考文献 20致谢211引言汽车制动防抱死系统(Antilock Braking System )，简称 ABS 是汽车主动安全装 置的代表，其作用是在制动过程中防止车轮抱死，提高车辆在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。汽车驱动防滑系统(An ti-slip Regula

7、tion),简称 ASR 也是一种主动安全装置， 可根据车辆的行驶行为使车辆驱动轮在恶劣路面或复杂路面条件下得到最佳纵向驱 动力，能够在驱动过程中，特别在起步、加速、转弯等过程中防止驱动车轮发生过 份滑转，使得汽车在驱动过程中保持方向稳定性和转向操纵能力及提高加速性能 等。 故又称为牵引力控制系统(TractionCo ntrol System)，即 TCS 系统。ASR 可视为 ABS 在技术上的自然延伸。在装备了ABS 的汽车上，添加了发动机输出力矩的调节和驱动轮制动压力的调节功能后， ABS 所用的车轮转速传感器和压 力调节器可全部为 ASR 所利用。ASR 和 ABS 在算法上相类似，

8、许多程序模块可以通 用，大大简化了程序结构，节省存储空间。因而在实际应用中可以把两者集成在一 起，并将它们的控制逻辑也集成在一个控制器中，形成ABS/ASR 集成系统。基于 ABS/ASR 集成系统，可以开发出更多的车辆电子控制系统。例如电子制动力分配系统(Electronic braking force distribution，EBD)，汽车行驶稳定性控制系统(Electro nic stability program， ESP)， 下坡辅助控制系统(Dow nhill assist co ntrol，DAC)，坡道起步辅助控制系统(Hill-start assist control， H

9、AC)， 转向制动控制系 统( Cornering brakecontrol， CBC) ，汽车信息记录仪( Event data recorder， EDR) 等汽车驱动防滑系统(Anti-slip Regulation System， 简称 ASR)是在汽车制动防抱死系 统(Antilock Braking System,简称 ABS 的基础上发展起来的。在装备了 ABS 的汽车 上添加发动机输出力矩的调节功能和驱动轮制动压力的调节功能后，ABS 所用的车轮转速传感器和压力调节器可全部为ASR 所利用。ASR 和 ABS 在算法上很相似，许多程序模块可以通用，因而在实际应用中可以把两者集成

10、在一个控制器中，组成 ABS/ASF集成系统。2 ABS/ASR 的应用及基本原理2.1ABS 的应用制动性能是汽车主要性能之一，它关系到行车安全性。评价一辆汽车的制动性 能最基本的指标是制动加速度、 制动距离、 制动时间及制动时方向的稳定性。 制动 时方向的稳定性，是指汽车制动时仍能按指定的方向的轨迹行驶。如果因为汽车的 紧急制动（尤其是高速行驶时）而使车轮完全抱死，那是非常危险的。若前轮抱 死，将使汽车失去转向能力；若后轮抱死，将会出现甩尾或调头（跑偏、侧滑）尤 其在路面湿滑的情况下，对行车安全造成极大的危害。世界上第一台防抱死制动系统1ABS（Ant-ilock Brake System

11、）, 在 1950 年问 世，首先被应用在航空领域的飞机上， 1968 年开始研究在汽车上应用。 70 年 代，由于欧美七国生产的新型轿车的前轮或前后轮开始采用盘式制动器， 促使了 ABS 在汽车上的应用。1980年后，电脑控制的 ABS 逐渐在欧洲、美国及亚洲日本 的汽车上迅速扩大。到目前为止，一些中高级豪华轿车，如西德的奔驰、宝马、雅 迪、保时捷、欧宝等系列，英国的劳斯来斯、捷达、路华、宾利等系列，意大利的 法拉利、的爱快、领先、快意等系列，法国的波尔舍系列，美国福特的 TX3 、 30X 、红慧星及克莱斯勒的帝王、纽约豪客、男爵、道奇、顺风等系列， 日本的思 域， 凌志、 豪华本田、 奔

12、跃、 俊朗、 淑女 300Z 等系列， 均采用了先进的 ABS 。到 1993 年，美国在轿车上安装 ABS 已达 46% ，现今在世界各国生产的轿车中有近 75% 的轿车应用 ABS 。2.2 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

13、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2,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C . (t-K)V式中：u车速；w轮速。实验和理论分析表明：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 间的纵向附着系数卩B及侧向附着系数卩S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

14、车处于非制动状态，纵向附着系数 卩B=o,侧向附着 系数卩S处于最大值；汽车处于制动状态时，卩B随滑移率 S 的增大而增大，卩S随滑移率 S 的增大而减小，当滑移率 S 达到某个数值时，卩B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，卩B和卩S不断减小，滑移率 S=100%时，车轮完全抱死，卩B降到一数值，卩S-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 0S 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

15、 S 处于 10%30%之间时，纵向附着系数 卩B处于峰值范围，侧向附着系数 卩S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。ABS 的基本原理就是通过调节制动管路的压力，控制车轮制动器的制动力，使 汽车在紧急制动时，轮速保持在适当的范围内，车轮滑移率控制在10%30%的稳定制动区段上，车轮不被抱死，既能保持最大的制动力，又能充分利用车轮附着力， 大大提高制动效能。xlOOS1 0 - it100 90FQ，产生驱动轮过度滑转，后轮驱动的汽车将可能甩尾，前轮驱动的汽车 则容易方向失控，导致汽车向一侧偏移。驱动防滑的基本原理与制动防滑相似，根 据地面附着系数和车轮滑

16、移率的关系曲线（见图 1 驱动控制区），把车轮滑移率控 制在一定范围内，提高地面附着力的利用率，改善驱动性能。汽车打滑是指汽车车轮的滑转，车轮的滑转率又称滑移率。驱动车轮的滑移率vf-vSd二耳 X100%,式中 Vc是车轮圆周速度；v是车身瞬时速度。目前，ASR 常用的控制方法有种：一是调整发动机加在驱动轮上的转矩的发动 机控制。汽油机常通过控制燃油喷射量、点火时间、节气门开度来减低其输出转 矩；柴油机常通过控制燃油喷射量来减低其输出转矩。二是对发生打滑的驱动轮直 接施加制动的制动控制。如果驱动轮在不同附着系数的路面上， 通过对打滑的驱动 轮实施制动， 降低滑移率， 提高驱动力。对于附着系数

17、相同的路面，可通过发动机 控制来实现防驱动轮打滑，也可对打滑的两驱动轮实施制动；为防止制动蹄过热， 当车速高于一定值时，制动控制将不起作用，要依靠发动机控制。ASR 与 ABS 有十分密切的联系，是 ABS 的自然延伸。二者在技术上比较接近， 部分软、硬件可以共用。ABS 所用的传感器和压力调节器均可为 ASR 所利用，ABS 的 电子控制装置只需要在功能上进行相应的扩展即可用于ASR 装置。在 ABS 的基础上，只需添加 ASR 电磁阀，即可对过分滑转的车轮实施制动。对电控发动机来说， 通过总线就可控制发动机的输出力矩。非电控发动机，只需增加一些传感器和执行 机构，就可控制发动机的输出力矩。

18、基于此，通常把二者有机地结合起来，形成汽 车 ABS/ASF 防滑控制系统。2.5.3 ASR 系统的执行机构（1）制动压力调节器ASR 的制动压力调节器执行 ASR ECU 的指令对滑转车轮施加制动力和控制制动力的 大小，7XAC 1.債爪幻TRAC髦电划Ft总H1 |I雀灯h以使滑转车轮的滑转率在目标范围内。 ASR 的压力源是蓄压器，通过电磁阀 来调节驱动车轮的制动压力。 ASR 制动压力调节器结构形式有：单独方式和组合方式。单独方式ASR ECU 通过电磁阀的控制实现对驱动轮制动力的控制，控制过程如下：正常制动时 ASR 不起作用，电磁阀不通电，阀在左位，调压缸的活塞被回位弹簧推 至右

19、边极限位置。此时调压缸右腔与储液室相通而压力低，左腔通过活塞使ABS 制动压力调节器与车轮制动分泵相通，因此 ASR 不起作用且对 ABS 无任何影响。起步 或加速时若驱动轮出现滑转需要实施制动时，ASR 使电磁阀通电，阀至右位，蓄压器中的制动液推活塞左移。此时调压腔右腔与储液室隔断而与蓄压器接通，蓄压器 中的制动液推活塞左移使与 ABS 制动压力调节器的通道封闭。活塞左移使左腔压力 增大，驱动车轮制动分泵压力升高。压力保持过程：此时电磁阀半通电，阀在中 位，调压缸与储液室和蓄压器都隔断，于是活塞保持原位不动，制动压力保持不 变。压力降低过程：此时电磁阀断电，阀回左位，使调压腔右腔与蓄压器隔断

20、而与储液室接通，于是调压缸右腔压力下降，制动压力下降。组合方式ASR 制动压力调节器与 ABS 制动压力调节器组合在一起乍臨窘韵枪韌訪号理图 2-11-输液泵 2-ABS/ASR 制动压力调节阀3-电磁阀 4-蓄压器 5-压力开关6-循环泵 7-储液器 8-电磁阀 A 9-电磁阀 B 10、11 驱动车轮制动器ASR 不起作用时，电磁阀I不通电，ABS 起制动作用并通过电磁阀U和电磁阀川来调 节制动压力。驱动轮滑转时， ASR 控制器使电磁阀I通电，阀移至右位，电磁阀U和电磁阀川不通电，阀仍在左位，于是，蓄压器的压力油通入驱动轮制动泵，制动 压力增大。需要保持驱动轮制动压力时，ASR 控制器使

21、电磁阀I半通电，阀至中位，隔断蓄压器及制动总泵的通路，驱动轮制动分泵压力保持不变。需要减小驱动轮制动压力时，ASR 控制器使电磁阀U和电磁阀川通电，阀移至右位，接通驱动车轮制动分泵与储液室的通道，制动压力下降。2.5.4节气门驱动装置ASR 控制系统通过改变发动机辅助节气门的开度来控制发动机的输出功率。节 气门驱动装置由步进电机和传动机构组成。步进电机根据ASR 控制器输出的控制脉冲转动规定的转角，通过传动机构带动辅助节气门转动。ASR 不起作用时，辅助节气门处于全开位置，当需要减少发动机驱动力来控制车轮滑转时，ASR 控制器输出信号使辅助节气门驱动机构工作，改变辅助节气门开度。3 ABS/A

22、SR 的国内外发展状况3.1 国外发展状况早在 1928 年防抱死制动理论就被提出。BOSCF 公司在 1936 年第一个获得了防 抱死制动系统的专利权。1954 年，FORD 公司将 ABS 装在林肯轿车上。这一时期的各 种 ABS的轮速传感器和制动压力调节装置都是机械式，因此，获取的轮速信号不够 精确，制动压力调节的适时性和精确性也难以保证。随着电子技术的发展，ABS 进入电子控制时代。20 世纪 60 年代后期到 70 年代 初期，凯尔塞海伊斯公司研制生产的两轮制动的ABS 克莱斯勒公司与 BENDIX 公司合作研制的四轮制动的 ABS BOSCH 口 TEVES 公司研制的 ABS W

23、ABC 公司与 BENZ 公司合作研制的装备在气压制动的载货汽车上的ABS 都是由模拟式电子控制装置对设置在制动管路中的电磁阀进行控制，直接对各制动轮以电子控制压力进行调 节。由于模拟式电子控制装置反应速度慢、控制精度低、易受干扰，致使各种ABS均未达到预期的控制效果。20 世纪 70 年代后期，ABS 采用数字式电子技术，反应速度、控制精度和可靠性 都显著提高，ABS 进人实用化阶段。BOSCF 公司在 1978 年首先推出了采用数字式电 子控制装置的 ABSBOSCH ABS2 自此，欧、美、日的许多公司相继研制了形式 多样的 ABS 自 1985年起，BOSCHTEVES BENDIX

24、WABC 等公司开始对 ABS 的生 产大力投资，以满足汽车对 ABS 需要量增加的要求。目前，国际上 ABS 在汽车上的应用越来越广泛，已成为绝大多数汽车的标准装备，北美和西欧的各类客车和轻型载货汽车，ABS 的装备率已达 90%以上，轿车 ABS的装备率在 60%左右，运送危险品的载货汽车 ABS 的装备率为 100%1971 年 BUICK 公司研制了由电子控制装置自动中断发动机点火 ，以减小发动 机输出转矩，防止驱动车轮发生滑转的驱动防抱死系统，成为ASR 的雏形。1985年，VOLVOS 司试制了电子牵引力控制系统 ETC(Electronic Traction Control)，通

25、过 调节燃油供给量来调节发动机输出转矩， 以控制驱动轮滑转率， 产生最佳驱动力。1986 年， BOSC推出了该公司的第一个牵引力控制系统 TCS仅依靠调节发动机输出转矩不能解决汽车在对开路面上很好地起步加速的问 题。为了解决这一问题，需要对附着不好的一侧驱动轮施加部分制动，以充分发挥 附着条件较好的一侧的地面驱动力。随着 ABS 技术的不断发展和成熟，利用 ABS 压 力调节系统可实现这一目标。采用制动干预控制的ASR 系统通常都是同 ABS 集成在一起的， 形成 ABS/ASF 系统。 1986 年 12 月， BOSCI 公司第一次将 ABS 与 ASR 吉合起 来，率先推出了具有防抱死

26、制动和驱动防滑转功能的防滑控制系统ABS/ASR 2U 装置。同期，BENZ 公司与 WABC 公司也联合开发出了应用在载货汽车上的ABS/ASF 系统。此后，各大汽车公司纷纷开始应用 ABS/ASR 系统，使其成为顶级豪华车的标准 配置。随着各大公司不断开发出吉构更紧凑、成本更低、可靠性更强、功能更全面 的 ABS/ASR 系统，ABS/ASF 系统也逐渐应用于中、低档汽车上。至 U1997 年时，已经有 23 家汽车厂商的近 50 种车型使用了 ABS/ASF 系统。3.2 国内发展状况国内研究开发 ABS 起步较晚，约始于 20 世纪 80 年代中期。但我国对 ABS 的系 统开发十分重

27、视，制定相应的法规力促 ABS 的发展。1993 年 4 月 1 日开始实施的 GB 13594-92汽车防抱死制动系统性能要求和实验方法，为ABS 成为标准装备提供了实验方法和依据。 1999 年 10 月 1 日实施的 GB 126761999汽车制动系统吉 构、性能和实验方法规定9：2003 年 10 月 1 日以后，大型客车和大型载货汽车必 须安装符合 GB 13594 中规定的一类 ABS。目前，国内研究 ABS 有代表性的科。研机构有以下几个：吉林大学汽车动态模 拟国家重点实验室、 北京理工大学汽车动力性与排放测试国家专业实验室、 清华大 学汽车安全与节、能国家重点实验室、华南理工

28、交通学院汽车系、济南程军电子科 技公司等。这些单位在 ABS的仿真、控制量、轮速信号抗干扰处理、轮速信号异点 剔除、防抱电磁阀动作响应等方面的研究取得了很多成果。同时对防抱死制动时、 的滑移率的计算、滑移率和附着系数之间的关系及 ABS 的控制算法也有很深的研 究。国内现在生产 ABS 的公司不少，但大多数公司是和国外著名ABS 公司合作生产。完全自主生产开发 ABS 的有代表性的国内公司有：广州市科密汽车制动技术开 发有限公司、重庆聚能汽车技术有限责任公司、东风科技汽车制动系统公司、西安 博华机电股份有限公司等。已开发生产的产品有单通道、三通道、四通道、六通道 的气压和液压式的，适用于摩托车

29、、轿车、大中型客车一、重型载货汽车、挂车的 ABS 及相关零部件。这些 ABS 的制动性能指标达到了国外同类产品的水平，部分实 验数据优于国外公司同类产品，在国内占有一定的市场。估计 2005 年我国新生产的中、重型载货汽车，大、中型客车ABS 的装车率为100% 而小、微型客车 ABS 的装车率为 20%，轿车 ABS 装车率为 50%国内对 ASR 的研究，大约开始于 20 世纪 90 年代。一些科研单位如清华大学、 吉林工业大学、北京理工大学、同济大学、上海交通大学、济南重汽技术中心等对 ASR 技术的发展进行跟踪、研究，并取得了阶段性进展。目前，我国科研人员主要 针对 ASR 控制系统

30、的控制策略、 控制算法、 逻辑等关键环节进行研究。 由于受电控 发动机的限制， 我国目前在 ASR系统的控制理论方面大多侧重于采用以制动控制为 主、发动机控制为辅的控制方法。总的来说，距离产品化研究还有一定的差距。因 此国内尚无自主研发的集 ABS 和 ASR 为一体的ABS/ASF 防滑控制系统产品出现。4 ABS/ASR 的发展趋势4.1 ABS/ASF 控制技术的提高目前，虽然 ABS/ASF 已经广泛应用，但控制方法还是以逻辑门限值控制为主。 该控制方法虽比较简单， 但逻辑复杂， 所有的门限值都需要大量的实验来确定， 调 试起来很困难。而且，采用逻辑门限值控制的ABS/ASR 系统通用

31、性比较差，需要针对不同的车型重新开发。随着各种现代控制理论不断发展和完善，采用优化控制理 论，可实现伺服控制和高精度控制。将智能控制技术如模糊控制、神经网络控制技术应用到 ABS/ASR 系统中，可以提高系统的自适应性和可靠性。相对于目前的基于 滑移率的控制算法，基于路面附着系数的控制算法容易实现连续控制，能适应各种 路面变化，控制滑移率在最佳滑移率附近，使ABS/ASF 的控制效果得以改善。通过先进的测试手段可进一步完善ABS/ASR 功能。例如，ABS 控制车轮制动防滑时，车速没有直接测量，而是通过轮速的波动情况估取参考车速作为车速，然后 计算滑移率用以控制，所以，ABS 控制时的滑移率不

32、能保证其准确性。随着传感器制造和集成技术的发展，添加车身速度传感器来测量车身速度，可提高ABS/ASR 的控制效果。线制动系统 BBW(Brake-by-Wire )是制动控制系统的发展方向之一。BBW 将传统制动系统中的液压油或空气等传力介质完全由电制动取代，电能作为能量来源。制动时由电动机驱动制动钳块，整个系统内没有液、气压管路，可省略许多管路和 传感器，因而结构简捷。BBW 由电线传递能量，数据线传递信号，制动反应时间缩 短，极大地提高了汽车的制动安全性，并为将来的智能汽车控制提供条件。此外， 在电子控制系统中设计相应程序，操纵电控元件来控制制动力的大小及各轴制动力 分配，可完全实现 A

33、BS 及 ASR 等功能。BBW 是一种全新的制动理念，但仍有一些问 题需要解决：目前车辆的 12 V/24 V 电源系统无法提供如此大的能量，需采用高品 质的 42 V 电源；因为不存在独立的主动备用制动系统，因此需要一个备用系统保证 制动安全；车辆在运行过程中会有各种干扰信号，如何消除这些干扰信号造成的影 响是急需解决的问题。电子制动系统 EBS0(Electronically ControlledBraking System)是适应对汽车及 挂车制动系统稳定性逐步提高的要求，在ABS/ASR 基础上发展起来的一套综合电子控制系统。它除了包含 ABS/ASR 的基本功能外，还具有以下特点：

34、 EBS 优化了各 车轮间、主车与挂车或半挂车间的制动力分配。通常，对于常规制动系统而言，牵 引车和挂车之间的制动协调性不能总是处于理想的匹配状态，尤其在与牵引车相配 的挂车经常更换的情况下。EBS 会在任何状态下监控到主车与挂车的不兼容性，自 动调整主车与挂车之间的制动力分配，满足主车和挂车制动协调性的要求，改善车 辆的安全性。前后桥衬片磨损协调，总磨损量达到最小，所有衬片更换间隔一致， 缩短了维修时间，降低运行成本。同时，制动力的协调还可以增加制动舒适性。 EBS 通过制动管理系统将辅助制动和行车制动统一管理。它确保在每一次制动时， 实现无磨损制动(缓速器、发动机制动承担大部分的制动工作，

35、因此可以使行车制动器的温度保持在一个最低的水平，制动衬片的磨损降低)。改善了ABS/ASR 的功能，改善了制动响应时间和车辆的制动反应，缩短了制动距离，改善制动稳定 性。舒适的制动感应，几乎达到轿车的制动感受。EBS 具有完善的诊断和自检测功能，可提供关于制动系统的即时信息，任何故障都可以被系统监测到，并准确显 示以提示维修。维修专家据此排除故障。目前，EBS 在载货汽车和客车上得到应用，是ABS/ASR 在商用车领域的替代产品。ABS/ASF 市场将逐渐减少，因为 EBS 将考虑用于轻型车。4.2 控制功能的扩展和集成 将各个功能不同的汽车电子控制系统集成，在实现各自基本功能的前提下，形 成

36、新的具有更强大功能的集成电控系统是汽车电子控制的必然趋势。把其它控制系 统扩展进来，成为综合的汽车控制系统，是ABS/ASR 系统的发展方向。目前，ABS/ASR以下几个方向发展。4.2.1 和电子制动力分配 EBD(Electric Brake force Distribution)组合和 电子制动力 分配 EBD(Electric Brake force Distribution ) 集成， 形成 ABS/ASR/EB系统，可以明显改善并提高 ABS 的功效。EBD 的功能就是在汽车制动的 瞬间，高速计算出4 个轮胎由于附着力不同而导致的摩擦力数值，然后调整制动装 置，使其按照设定的程序在

37、运动中高速调整，达到制动力与摩擦力(牵引力)的匹 配，以保证车辆的平稳和安全。当紧急制动车轮抱死的情况下，EBD 在 ABS 动作之前就已经平衡了每一个轮胎的有效地面附着力， 可以防止甩尾和侧移， 并缩短汽车 制动距离。4.2.2和电子稳定性程序 ESP (Electro nic Stability Program)组成和 电子稳定性程序 ESP(Electronic Stability Program) 系统集成 ， 形成ABS/ASR/ ESP 综合控制系统，可解除汽车制动、起步和转向时对驾驶员的高要求。ESP 又称汽车动态控制 VDC( Vehicle Dynamics Control)

38、。1995 年，BOSC 推出基于ABS/ASR 系统开发出的电子稳定性程序 ESP ESP 在吸收 ABS/ASR 优点的基础上，添 加转向传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器和横摆角速度传感器等传感器，具 有启动对制动力和汽车行驶方向进行修正、补偿的功能。ESP 通过对各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析，使ABS/ASR 自动地向一个或多个车轮施加制动力，将车辆保持在驾驶者所选定的车道内，来帮助车辆维持动态平衡。因此，可以使车 辆在各种状况下保持最佳的稳定性，在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。423 和汽车巡航自动控制 ACC(Adaptive Cruise Control)组

39、成 和汽车巡航自 动控制ACC(Adaptive Cruise Control) 系统集成12，形成 ABS/ASR/ACC 综合控制系统，可解除汽车制动、起步和保持安全车距方面对驾驶员 的高要求。ACC 装置是近年来发展起来的一项汽车主动安全技术。装备ACC 装置，可自动根据主目标车辆与主车车辆的相对距离、相对速度和路面状况参数，判定主 车的理想安全距离，并实时自动调节主车车速，使之实际车距不小于理想安全距 离，因而，可在较大程度上避免碰撞事故发生，具有良好的安全行驶效果。由于 ABS/ASR 和 ACC 都要用到相同的轮速采集系统、制动力调节装置以及发动机调节装 置，在汽车 ABS/ASR

40、 集成装置的硬件基础上， 添加一个车距传感器及相应的电磁阀 即可实现 ACC 功能。 因此 ABS/ASF 与 ACC的集成，不仅可以降低成本，而且可以提 高汽车的整体安全行驶性能。4.3 与其他控制系统的信息交换和共享，提高整体控制性能随着汽车电子化程度不断提高，汽车上ECU 数目越来越多。为了提高信号的利用率，要求大量的数据信息能在不同的ECU 中共享，汽车综合控制系统中大量的控制信号也需要实时交换。传统的电器系统大多采用点对点的单一通讯方式，已远不 能满足这种需求。为此，总线技术被引人到汽车电控系统中。今后，ABS/ASR 控制系统的开发将基于总线技术进行，实现与其他控制系统的信息共享。

41、例如，利用CAN 总线和 SAE J1939，可以很容易实现机械式自动变速器 AMT (Automatic MechanicalTransmission)和 ABS/ASR 之间的数据传输，实现资源共享。 ABS 采集的 汽车轮速信号，可以通过变换得到变速器的输出轴转速为AMT 所用，可减少传感器，降低控制系统的成本。同时，减少了插接件，使AMT 和 ABS/ASR 系统的可靠性和实时性提高。ABS 工作时，可向 AMT 发出控制信息，要求 AMT 挂空档，提高 ABS 的工作性能，使车辆制动更平稳、更有效。ASR 工作时可要求 AMT 向上换档减少力矩，使 ASR 的控制效果更好。ASR 可

42、使 AMT 避免在低附着路面起步和加速时出现反 复换档现象。因此，信息交换和共享可以使两个控制系统的功能比它们单独控制的 功能更丰富和有效，使每个控制器的功能都更加完善，便于进行更复杂的控制，为 整车控制奠定基础。5 总结ABS 它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ASR 是汽车制动防抱死系统功能的自然扩展，是在汽车制动防抱死系统的基础上发展起来的。在装备了 ABS 的汽车上添加发动机输出力矩的调节功能和驱动轮制动压力的调节功能后,ABS 所用的车轮转速传感器和压力调节器可全部为ASR 所利用。ASR 和 ABS 在算法上很相似 , 许多程序模块可以通用 , 因而在实际应用中可以

43、把两者集成在一个控制 器中,组成 ABS/ASF 集成系统。同 ABS 在经济型轿车中都有安装的情况不一样，现在 ASR 的安装还是在高档 车上面。但因为 ABS、 ASF 包含着技术及性能上的贯通，近几年 ASF 将会变得如 同 ABS 一样普及。随着汽车高速的运行 , 时刻保持汽车运行中的方向稳定性 , 制动过程中的可靠 有效性,决然是保证汽车动力性发挥的有力保障。保证以上点 ,ABS 与 ASR 两套电 控自动调节系统起到非常重要的作用。电子技术的飞速发展 , 已不断把新技术充实 到汽车工程中来 , 汽车工业已迈进一个崭新的时代。参考文献1 肖永清，杨忠敏编著 .汽车的发展与未来 M.

44、北京:化学工业出版社 ,2005 年 153-1892 庄继德 著.汽车电子控制系统工程 M. 北京: 北京理工大学出版社 , 2007 年 12-583 司利增著.汽车防滑控制系统-ABS 与 ASRM.北京：人民交通出版社，2007 年 15-184 Fobert. Baggio. ABS and ASF in the car on the applicationM CMU/SEI Spotlight2006 年 59-605 David. Joseph.Automotive electronic control systems engineeringM.上海：伤害交通大学出版社，2005

45、 年 155-193周志立，徐斌,卫尧汽车 ABS 原理与结构M.北京：机械工业出版社,2007 年 14-197 吴权辉，徐达. 汽车防抱死制动系统的应用及发展 J. 武汉：武汉汽车工业大学学报8 汽车电子技术的应用与发展趋势 中国机械信息网 2006.1.59 危明飞，高伟编著 电子技术在现代汽车上的应用及发展趋势 2006.4.1810 郭丽萍著.汽车驱动防滑系统（ASR 工作原理初探J.城市公共交通,2003 （ 3）11 郝京顺 著.ABS 与 ASR 在汽车运用中的机理J.北京：北京汽车,2007 （ 3）12 魏朗、王囤编著 . 现代汽车制动防抱死系统实用技术 M. 上海：上海交通大学出版社 ,2005年 15-986 致谢词本文是在窦老师精心指导和大力支持下完成的。窦老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生 重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。同时，在 此次毕业设计过程中我也学到了许多了关于汽车 ABS 和 ASR 方面的知识，这对我以 后的生活和工作有很大的提高！指导教师评语（主要评价论文的工作量、实验数据的可靠性、论文的主要内容与特点、写作水平等）：论文的工作量：实验