1、畢業設計（論文）中文摘要隨著電子和信息技術的發展, 汽車性能已在傳統的行駛、轉向、制動性能等基礎上有了很大提高。人們對于汽車的安全性要求也從被動安全性轉向主動安全性。本文就在此出發點上，著重介紹了幾種發展比較成熟的現代汽車制動系統，如ABS、ESP及ASR等等。通過對這三種制動系統的功用構造、工作原理及工作過程的介紹，讓大家更加了解現代汽車制動系統的安全性。另外本文又介紹了幾種制動系中較為先進的新技術，如電子差速鎖（EDS）、電子制動力分配系統（EBD）、輔助制動系統（BAS）、緊急制動輔助裝置（EBA）、轉彎制動控制（CBC）和全電路制動（BBW）等等。通過對這些新技術的功用及原理的簡單介紹

2、，讓大家有了一些初步認識。雖然發展并沒有那么成熟，或者說是廣泛，但是其前景還是很明朗的。關鍵詞：汽車制動 安全技術 ABS 電子技術畢業設計（論文）外文摘要Title： Automotive brake systems of modern safety technology Abstract：Along with electronic and the information technology development, the automobile performance in the traditional travel, changed, foundations and so on in

3、 braking quality had the very big enhancement. The people also change the initiative security regarding the automobile secure request from the passive security. This article on in this starting point, emphatically introduced several kind of development quite mature modern automobile braking system,

4、like ABS, ESP and ASR and so on. Through to these three kind of braking system function structure, the principle of work and the work process introduction, lets everybody even more understand the modern automobile braking system the security. Moreover this article also introduced in several kind of

5、braking systems a more advanced new technology, like electronic differential lock (EDS), electronic braking force distribution system (EBD), assistance braking system (BAS), emergency brake auxiliary unit (EBA), curve brake control (CBC) and the entire electric circuit apply the brake (BBW) and so o

6、n. Through to these new technical functions and the principle simple introductions, let everybody have some preliminary understanding. Although develops not that maturely, or said is widespread, but its prospect is very bright.Keywords：Automobile brake Safety work ABS Electronic technology目 錄1緒論12防抱

7、制動系統（ABS）32.1 ABS防抱死制動系統概述32.3 ABS系統的工作原理52.4 ABS系統的作用83 電子穩定程序控制系統（ESP）103.1 ESP的作用103.2 ESP電子系統的構成113.3 ESP系統的工作原理134 驅動防滑控制系統（ASR）154.1汽車驅動防滑系統（ASR）的基本原理154.2汽車驅動防滑控制的作用164.3制動控制模式165 其他主動安全技術205.1電子差速鎖（EDS）205.2電子制動力分配系統（EBD）215.3輔助制動系統（BAS）215.4緊急制動輔助裝置（EBA）225.5 轉彎制動控制（CBC）235.6全電路制動（BBW）23結論2

8、5致謝26千萬不要刪除行尾的分節符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。1 緒論現代汽車技術的發展的主要方向是安全、環保和節能，世界各國都在圍繞這三個方面開展大量研究開發工作。其中對人類生命財產有直接關系的是汽車安全。汽車安全性包括主動安全性和被動安全性兩大類，主動安全性是指避免交通事故發生之前的主動安全技術包括制動、轉向、懸架、車距雷達報警系統，即自適應巡航控制系統等。汽車制動系統是汽車主動安全性的重要組成部分。汽車制動系統從20世紀初代時外鼓輪制動器、鼓式制動器、盤式制動器、液壓制動器發展到電子控制制動系統。1914年液壓系統應用在制動系統中；1951年盤式制動

9、器誕生；1952年帶真空助力器的制動主缸研發成功；20世紀70年代由于電子控制技術在汽車上的應用，制動系統獲得了飛躍的發展，ABS迅速應用于各種汽車上。此后電子控制系統不斷發展，汽車制動系統也步入了電子化時代。汽車制動系統至今已有防抱死制動系統（ABS）、電子差速鎖（EDS）、牽引力控制系統（TCS、ASR）、電子制動力分配系統（EBD）、電控液壓制動系統（EHB）、電子穩定程序控制系統（ESP）、輔助制動系統（BAS）、機電一體化制動系統（EMB）、線控制動系統（BBW）等。良好的制動性能是汽車安全行駛的重要保障。其作用也是特別大的，首先它能提供平穩的停車功能，能使停車過程平順柔和。其次提供

10、制動片的清干功能。當車輛在濕滑路面上行駛時，系統會在固定間隔時間發出微弱的制動脈沖，用來清干制動片上的水膜，以保證可靠的制動。再者塞車輔助制動功能，在發生塞車的情況下，駕駛員只需控制油門踏板。一旦把腳從油門踏板上挪開，系統會自動施加一定的制動力以減速停車。這樣，駕駛員就不需要在油門踏板和制動踏板之間頻繁的輪換。而起步輔助功能，可防止汽車向后或向前溜動。當車輛在斜坡上處于停止狀態時，迅速、有效的踩一下制動踏板，然后踩油門踏板。傳統汽車制動方式是采用在車輪上安裝機械式摩擦制動器經過了一百多年的發展，汽車制動系統的形式已經基本固定下來，但是隨著電子（特別是大規模、超大規模集成電路）的發展，汽車制動系

11、統的形式也將發生變化。本文就在此出發點上，著重介紹了幾種發展比較成熟的現代汽車制動系統，通過對其功用、工作原理及工作過程的介紹，讓大家更加了解現代汽車制動系統的安全性。之后又介紹了幾種制動系中的新技術，雖然發展并沒有那么成熟，或者說是廣泛，但是其前景還是很明朗的。隨著電子技術以及電子行業的高速發展，我相信將來的汽車制動系統主動安全技術會越來越依靠電子，這樣制動的效果，制動可靠性會越來越高。將來的制動主動技術也會越來越成熟。2 防抱制動系統（ABS）2.1 ABS防抱死制動系統概述“ABS”中文譯為“防抱死剎車系統”。它是一種具有防滑、防鎖死等優點的汽車安全控制系統。ABS是常規剎車裝置基礎上的

12、改進型技術，可分機械式和電子式兩種。現代汽車上大量安裝防抱死制動系統，ABS既有普通制動系統的制動功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動狀態下仍能轉向，保證汽車的制動方向穩定性，防止產生側滑和跑偏，是目前汽車上最先進、制動效果最佳的制動裝置。普通制動系統在濕滑路面上制動，或在緊急制動的時候，車輪容易因制動力超過輪胎與地面的摩擦力而安全抱死。ABS 與常規的液壓制動系統相比有三個顯著的優點： （1） 車輛控制裝備有ABS的汽車駕駛員在緊急制動過程中，保持著很大程度的操縱控制。在緊急制動過程中，用標準的液壓制動器產生的打滑使駕駛員失去對車輛的控制。ABS 恢復穩定性并使駕駛員恢復對車輛的控制。（2）

13、 減少浮滑現象潮濕、光滑道路和抱死車輛縱使形成被稱為浮滑現象的狀態，當車輛駕駛員行駛在具有一層水和油薄模的路面之上時， 出現與浮滑現象相仿。由于ABS 減少了車輪抱死的機會， 因此， 也減少了制動過程中出現浮滑現象的機會。（3） 改善了輪胎的磨損使用ABS防止車輪抱死，消除了在緊急制動過程中輪胎平斑的可能性。2.2 ABS發展歷程ABS系統的發展可以追溯到本世紀初期，早在1928年制動防抱死理論就被提出，在30年代機械式制動防抱死系統就開始在火車和飛機上獲得應用，博世（BOSCH）公司在1936年第一個獲得了用電磁式車輪轉速傳感器獲取車輪轉速的制動防抱死系統的專利權。進入50年代，汽車制動防抱

14、死系統開始受到較為廣泛的關注。福特（FORD）公司曾于1954年將飛機的制動防抱死系統移置在林肯（LINCOIN）轎車上，凱爾塞·海伊斯（KELSEHAYES）公司在1957年對稱為"AUTOMATIC"的制動防抱死系統進行了試驗研究，研究結果表明制動防抱死系統確實可以在制動過程中防止汽車失去方向控制，并且能夠縮短制動距離；克萊斯勒（CHRYSLER）公司在這一時期也對稱為"SKID CONTROL"的制動防抱死系統進行了試驗研究。由于這一時期的各種制動防抱死系統采用的都是機械式車輪轉速傳感器的機械式制動壓力調節裝置，因此，獲取的車輪轉速信號不

15、夠精確，制動壓力調節的適時性和精確性也難于保證，控制效果并不理想。隨著電子技術的發展，電子控制制動防抱死系統的發展成為可能。在60年代后期和70年代初期，一些電子控制的制動防抱死系統開始進入產品化階段。凱爾塞·海伊斯公司在1968年研制生產了稱為“SURE TRACK”兩輪制動防抱死系統，該系統由電子控制裝置根據電磁式轉速傳感器輸入的后輪轉速信號，對制動過程中后輪的運動狀態進行判定，通過控制由真空驅動的制動壓力調節裝置對后制動輪缸的制動壓力進行調節，并在1969年被福特公司裝備在雷鳥（THUNDERBIRD）和大陸·馬克III（CONTINENTALMKIII）轎車上。克萊

16、斯勒公司與本迪克斯（BENDIX）公司合作研制的稱為"SURE-TRACK"的能防止4個車輪被制動抱死的系統，在1971年開始裝備帝國（IMPERIAL）轎車，其結構原理與凱爾塞·海伊斯的"SURE-TRACK"基本相同，兩者不同之處，只是在于兩個還是四個車輪有防抱制動。博世公司和泰威士（TEVES）公司在這一時期也都研制了各自第一代電子控制制動防抱系統，這兩種制動防抱系統都是由電子控制裝置對設置在制動管路中的電磁閥進行控制，直接對各制動輪以電子控制壓力進行調節。U別克（BUICK）公司在1971年研制了由電子控制裝置自動中斷發動機點火，以減小

17、發動機輸出轉矩，防止驅動車輪發生滑轉的驅動防抱死系統.瓦布科（WABCO）公司與奔馳（BENZ）公司合作，在1975年首次將制動防抱死系統裝備在氣壓制動的載貨汽車上。這一時期的各種ABS系統都是采用模擬式電子控制裝置，由于模擬式電子控制裝置存在著，反應速慢、控制精度低、易受干擾等缺陷，致使各種ABS系統均未達到預期的控制效果，所以，這些防抱控制系統很快就不再被采用了。進入70年代后期，數字式電子技術和大規模集成電路的迅速發展，為ABS系統向實用化發展奠定了技術基礎。博世公司在1978年首先推出了采用數字式電子控制裝置的制動防抱死系統-博世 ABS2，并且裝置在奔馳轎車上，由此揭開了現代ABS系

18、統發展的序幕。盡管博世 ABS2的電子控制裝置仍然是由分離元件組成的控制裝置，但由于數字式電子控制裝置與模擬式電子控制裝置相比，其反應速度、控制精度和可靠性都顯著提高，因此，博世ABS2的控制效果己相當理想。從此之后，歐、美、日的許多制動器專業公司和汽車公司相繼研制了形式多詳的ABS系統。2.3 ABS系統的工作原理控制裝置和ABS警示燈等組成，在不同的ABS系統中，制動壓力調節裝置的結構形式和工作原理往往不同，電子控制裝置的內部結構和控制邏輯也可能ABS通常都由車輪轉速傳感器、制動壓力調節裝置、電子不盡相同。在常見的ABS系統中，每個車輪上各安裝一個轉速傳感器，將有關各車輪轉速的信號輸入電子

19、控制裝置。電子控制裝置根據各車輪轉速傳感器輸入的信號對各個車輪的運動狀態進行監測和判定，并形成相應的控制指令。制動壓力調節裝置主要由調壓電磁閥組成，電動泵組成和儲液器等組成一個獨立的整體，通過制動管路與制動主缸和各制動輪缸相連。制動壓力調節裝置受電子控制裝置的控制，對各制動輪缸的制動壓力進行調節。ABS的工作過程可以分為常規制動，制動壓力保持，制動壓力減小和制動壓力增大等階段。在常規制動階段，ABS并不介入制動壓力控制，調壓電磁閥總成中的各進液電磁閥均不通電而處于開啟狀態，各出液電磁閥均不通電而處于關閉狀態，電動泵也不通電運轉，制動主缸至各制動輪缸的制動管路均處于溝通狀態，而各制動輪缸至儲液器

20、的制動管路均處于封閉狀態，各制動輪缸的制動壓力將隨制動主缸的輸出壓力而變化，此時的制動過程與常規制動系統的制動過程完全相同。（一）減壓過程當電磁閥通入較大的電流時，柱塞移至上端，主缸和輪缸的通路被截斷，輪缸和液壓油箱接通，輪缸的制動液流入液壓油箱，制動壓力降低。與此同時，驅動電動機啟動，帶動液壓泵工作，把流回液壓油箱的制動液加壓后輸送到主缸，為下一個制動周期作好準備，見圖2-1。圖2-1 ABS工作（減壓過程）這種液壓泵叫再循環泵。它的作用把減壓過程中的輪缸流回的制動液送回高壓端，這樣可以防止ABS工作時制動踏板行程發生變化。因此，在ABS工作過程中液壓泵必須常開。（二）保壓過程給電磁閥通入較

21、小的電流時，柱塞移至圖2-2所示的位置，所有的通道都被截斷，所以，能保持制動壓力。圖2-2 ABS工作（保壓過程）（三）增壓過程電磁閥斷電后，柱塞又回到圖2-3所示的初始位置。主缸和輪缸再次相通，主缸端的高壓制動液（包括液壓泵輸出的制動液）再次進入輪缸，增加了制動壓力，見圖2-3。增壓和減壓速度可以直接通過電磁閥的進出油口來控制。圖2-3 ABS工作（增壓過程）在制動過程中，電子控制裝置根據車輪轉速傳感器輸入的車輪轉速信號判定有車輪趨于抱死時，ABS就進入防抱制動壓力調節過程。例如，電子控制裝置判定右前輪趨于抱死時，電子控制裝置就使控制右前輪刮動壓力的進液電磁閥通電，使右前進液電磁閥轉入關閉狀

22、態，制動主缸輸出的制動液不再進入右前制動輪缸，此時，右前出液電磁閥仍末通電而處于關閉狀態，右前制動輪缸中的制動液也不會流出，右前制動輪缸的刮動壓力就保持一定，而其它末趨于抱死車輪的制動壓力仍會隨制動主缸輸出壓力的增大而增大；如果在右前制動輪缸的制動壓力保持一定時，電子控制裝置判定右前輪仍然趨于抱死，電子控制裝置又使右前出液電磁閥也通電而轉入開啟狀態，右前制動輪缸中的部分制動波就會經過處于開啟狀態的出液電磁閥流回儲液器，使右前制動輪缸的制動壓力迅速減小右前輪的抱死趨勢將開始消除，隨著右前制動輪缸制動壓力的減小，右前輪會在汽車慣性力的作用下逐漸加速；當電子控制裝置根據車輪轉速傳感器輸入的信號判右前

23、輪的抱死趨勢已經完全消除時，電子控制裝置就使右前進液電磁閥和出液電磁閥都斷電，使進液電磁閥轉入開啟狀態，使出液電磁閥轉入關閉狀態，同時也使電動泵通電運轉，向制動輪缸泵輸送制動液，由制動主缸輸出的制動液經電磁閥進入右前制動輪缸，使右前制動輪缸的制動壓力迅速增大，右前輪又開抬減速轉動。ABS通過使趨于抱死車輪的制動壓力循環往復而將趨于防抱車輪的滑動率控制，在峰值附著系數滑動率的附近范圍內，直至汽車速度減小至很低或者制動主缸的常出壓力不再使車輪趨于抱死時為止。制動壓力調節循環的頻率可達320HZ。在該ABS中對應于每個制動輪缸各有對進液和出液電磁閥，可由電子控制裝置分別進行控制，因此，各制動輪缸的制

24、動壓力能夠被獨立地調節，從而使四個車輪都不發生制動抱死現象。盡管各種ABS的結構形式和工作過程并不完全相同，但都是通過對趨于抱死車輪的制動壓力進行自適應循環調節，來防止被控制車輪發生制動抱死。2.4 ABS系統的作用評價車輛制動性能的主要指標是制動距離和制動減速度。以提高汽車行駛安全性能而開發的。A B S 系統有以下四種作用：（1）縮短制動距離：汽車在緊急制動時，ABS系統可以將滑移率控制在沒有裝備ABS系統的車輛的2025左右，也就是說，它可以獲得最大的縱向制動力的效果。（2）增強制動時的操縱穩定性：汽車制動時，四個輪子上的制動力是不同的。如果前輪抱死，駕駛員就無法控制汽車的方向；倘若后輪

25、先抱死，則會出現側滑、甩尾，甚至是整個汽車掉頭等嚴重事故。ABS 系統可以防止制動時四個輪子被完全抱死，有效提高了汽車行駛的穩定性。資料表明，裝有ABS系統的車輛，可以使由于車輪側滑引起的事故比例大幅度下降。 （3）改善了輪胎的磨損狀況：車輪抱死會造成輪胎杯形磨損，輪胎面磨耗不均勻，導致輪胎磨損耗費增加。經測定，汽車在緊急制動時車輪抱死所造成的輪胎累加磨損費，已超過了一套防抱死系統的造價。因此，立足長遠，裝用ABS 系統具有一定的經濟效益。（4）減輕司機的心理疲勞：ABS 系統的使用與普通制動系統幾乎沒有區別。制動時只要把腳踏在制動踏板上，ABS 系統就會根據情況自動進入工作狀態。ABS 系統

26、在任何路面上應急制動只要求一種制定的制動操縱， 而不需要顧慮車輪抱死問題。這就可以在心理上減輕司機的疲勞，進而保證駕車的安全可靠性。3 電子穩定程序控制系統（ESP）研究表明，25%造成嚴重傷害的交通事故和60%引起死亡的交通事故都是因為車輛側滑所致。而電子穩定程序ESP可以防止很多這種由于側滑所導致的交通事故。中國每年死于交通事故的人數達到10萬人之多，居世界第一。ESP可大大降低交通事故并提高道路安全。許多研究和分析都證實了ESP在增強道路安全方面的成效。近年來世界范圍內新車的ESP裝配率，顯示了其正在被越來越多的人所認可。2006 年歐洲的ESP裝配率達到42%。在美國的裝配率也提升得非

27、常快，幾乎翻倍到達21%。到目前為止，歐洲是ESP最大的市場，而且將繼續保持幾年。ESP將成為所有車輛的標準配置，它是繼安全帶之后最具拯救生命潛力的科技。3.1 ESP的作用 ESP最主要的作用是在緊急情況下，與ABS和ASR共同工作，幫助駕駛員保持對車輛的控制，在車輛和地面間還有附著力的前提下，通過對駕駛員的動作和路面等實際情況的判斷，對車輛的行駛狀態進行及時干預，從而避免重大意外事故。裝了ESP的汽車，不再盲目服從司機，它能糾正司機的過度轉向和不足轉向。ABS和ASR只能被動地作出反應，而ESP則能夠探測和分析車況并糾正駕駛的錯誤，防患于未然。ESP的具體作用歸納為3點。（1）控制驅動力，

28、防止車輪打滑ESP能夠避免車輛的起步打滑，系統對制動、發動機管理和變速換擋控制及時干預，讓汽車在啟動時保持合適的扭矩，而整個過程ESP利用微處理器分析來自傳感器的信號并輸出相應的控制指令。（2）控制轉向過度或不足在轉向過程中，如果駕駛員對車輛的操作過于激烈，會使車輛不能按照自己的軌跡行駛，后驅汽車常出現轉向過度情況，此時后輪失控而甩尾。當ESP感知到這種情況將要出現之前，便會對外側前輪制動，讓前輪得到一個反向轉矩來穩定車身；在轉向不足時，為了校正循跡方向， ESP則對內側后輪制動，形成一個加強汽車轉向的轉矩，從而校正汽車的行駛方向。（3）控制方向，減少對開路面制動距離 對開路面，指的是汽車的左

29、右輪分別位于不同附著系數的路面上，例如，一半是干燥路面，而另一半是積水甚至是積雪路面。在這種路面上剎車時，制動系統在對附著力較低的路面上的車輪施加制動力時，為了防止車輪的抱死滑動，制動系統不能夠對車輪施加與干燥路面上的車輪同樣大的制動力。原因是如果沒有反方向控制車身，不對稱的制動力會使車輛受到一個水平方向的轉矩，在路面旋轉打滑，ESP系統察覺到后，系統會給電動機一個必要的轉向角度命令。這時，駕駛員能夠感覺到方向盤的變化，并隨之繼續控制方向盤，反向旋轉。在這樣的作用下，制動力能夠發揮地面附著力的最大值，并把制動距離縮短5% 10% ，這是大眾最新的“ESP Plus”轉向控制系統所能達到的最新成

30、果。3.2 ESP電子系統的構成ESP系統是一種牽引力控制系統，它在ABS和ASR的基礎上增加了相應功能的傳感器。 ESP的組成（1）傳感器：轉向傳感器、車輪傳感器、側滑傳感器、橫向加速度傳感器、方向盤油門剎車踏板傳感器等。這些傳感器負責采集車身狀態的數據。 （2）ESP電腦：將傳感器采集到的數據進行計算，算出車身狀態然后跟存儲器里面預先設定的數據進行比對。當電腦計算數據超出存儲器預存的數值，即車身臨近失控或者已經失控的時候命令執行器工作，以保證車身行駛狀態能夠盡量滿足駕駛員的意圖。 （3）執行器：說白了ESP的執行器就是4個車輪的剎車系統，其實ESP就是幫駕駛員踩剎車。和沒有ESP的車不同的

31、是，裝備有ESP的車其剎車系統具有蓄壓功能。簡單的說蓄壓就是電腦可以根據需要，在駕駛員沒踩剎車的時候替駕駛員向某個車輪的制動油管加壓好讓這個車輪產生制動力。另外ESP還能控制發動機的動力輸出什么的，反正是相關的設備他都能插一腿！ （4）與駕駛員的溝通：儀表盤上的ESP燈。該系統的電子部件主要包括電子控制單元( ECU) 、方向盤傳感器、縱向加速度傳感器、橫向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、輪速傳感器等。作為保證行車安全的一個重要電控系統，其各個傳感器的正常工作是進行有效控制的基礎。圖3-1所示為汽車ESP的構成示意圖。圖3-1 汽車ESP的構成示意圖 ESP各電子部件的主要功用（1）方向盤傳感

32、器 ESP通過計算方向盤轉角的大小和轉角變化速率來識別駕駛員的操作意圖。方向盤轉角傳感器將方向盤轉角轉換為一個可以代表駕駛員期望的行駛方向的信號，方向盤轉角一般是根據光電編碼來確定的，安裝在轉向柱上的編碼盤上包含了經過編碼的轉動方向、轉角等信息。這一編碼盤上的信息由接近式光電耦合器進行掃描。接通點火開關并且方向盤轉角傳感器轉過一定角度后，處理器可以通過脈沖序列來確定當前的方向盤絕對轉角。方向盤轉角傳感器與ECU的通訊一般通過CAN總線完成。（2）擺角速度傳感器橫擺角速度傳感器檢測汽車沿垂直軸的偏轉，該偏轉的大小代表汽車的穩定程度。如果偏轉角速度達到一個閾值，說明汽車發生測滑或者甩尾的危險工況，

33、則觸發ESP控制。當車繞垂直方向軸線偏轉時，傳感器內的微音叉的振動平面發生變化，通過輸出信號的變化計算橫擺角速度。（3）縱向/橫向加速度傳感器ESP中的加速度傳感器有沿汽車前進方向的縱向加速度傳感器和垂直于前進方向的橫向加速度傳感器，基本原理相同，只是成90°夾角安裝。ESP一般使用微機械式加速度傳感器，在傳感器內部，一小片致密物質連接在一個可以移動的懸臂上，可以反映出汽車的縱向/橫向加速度的大小，其輸出在靜態時為2.5V左右，正的加速度對應正的電壓變化，負的加速度對應負的電壓變化，每1.01.4V對應1g的加速度變化，具體參數因傳感器不同而有所不同。（4）輪速傳感器在汽車上檢測輪速

34、信號時，最常用的傳感器是電磁感應式傳感器，一般做法是將傳感器安裝在車輪總成的非旋轉部分（如轉向節或軸頭）上，與隨車輪一起轉動的導磁材料制成的齒圈相對。當齒圈相對傳感器轉動時，由于磁阻的變化，在傳感器上激勵出交變電壓信號，這種交變電壓的頻率與車輪轉速成正比，ECU采用專門的信號處理電路將傳感器信號轉換為同頻率的方波，再通過測量方波的頻率或周期來計算車輪轉速。3.3 ESP系統的工作原理傳感器記錄車輛的變量： 車輪速度、轉向角度、側向加速度及橫向移動。基于這些數據，通過ESP分析駕駛員對方向盤的操作方向，并計算車輛是否遵照駕駛員提出的轉向要求行駛， 最后ESP干預，有針對性地對各個車輪實施制動。在

35、圖3-2中，方向盤轉角傳感器信號經微機控制器處理后，通過CAN總線發送給ECU；橫擺角速度傳感器、縱向/橫向傳感器由于信號特點和安裝位置類似，故設計在同一個模塊內；由于ESP對輪速傳感器信號的實時性要求較高，故經過信號調理后，直接送入ECU。在圖3-2的A和B中，需要微處理器對信號進行處理并通過CAN總線傳送數據，本文選用Infineon公司的SAK-C164CI。該芯片是專為汽車應用而設計，內置AD轉換器、輸入信號捕捉、正交解碼器，運算速度快，非常適合ESP的傳感器信號處理。    圖3-2 ESP的工作原理4 驅動防滑控制系統（ASR）4.1汽車驅動

36、防滑系統（ASR）的基本原理ASR驅動防滑系統，即Acceleration Slip Regulation的縮寫。功能與TCS相同，同樣是為了防止車輛在起步、再加速時驅動輪打滑，維持車輛行駛方向穩定性的系統，叫法不同，通常多在大眾等德國系車型上看到這個縮寫。汽車在路面上行駛時，其驅動力取決于傳遞到驅動輪的發動機輸出扭矩和輪胎與路面之間的附著極限。傳遞到驅動輪的發動機輸出扭矩是由發動機的外特性和傳動系的傳遞特性(速比、傳動效率、驅動輪半徑等) 決定的，它按照駕駛員的操作表現出一定的規律控制。而輪胎與路面之間的附著極限與輪胎結構、路面狀況、天氣條件和車速等諸多因素有關，是一個變化范圍很廣的不確定量

37、。大量的試驗表明，表征輪胎與路面之間附著極限的附著系數與驅動滑轉率（率為正值，制動時此系數被稱為制動滑移率，為負值，兩者可統稱為滑動率）有圖4-1所示的關系。從圖中可以看到，當驅動滑轉率從0 開始增加時，附著系數也隨之急劇增大，當滑轉率達到某一值S T （一般介于01080130 之間) 時， 附著系數達到最大值max ，此后，隨著滑轉率的繼續增加， 附著系數反而下降。滑轉率在0 與S T 之間， 即曲線的上升段為穩定區， 在該區可穩定驅動， 在S T 與純滑轉(即驅動滑轉率為100 %) 之間， 即曲線的下降段為非穩定區， 在該區不能穩定驅動， 所以從牽引性能來考慮， 驅動輪的縱向滑轉率最好

38、在S T 處。另一方面，輪胎與路面之間的側向附著系數隨滑轉率的增大而急劇減小。所以從側向穩定性能考慮， 車輪縱向滑轉率應越小越好， 若汽車失去側向附著， 則將失去轉向操縱能力， 若汽車后驅動輪失去側向附著能力， 則將失去方向穩定性， 易發生甩尾。由此可見， 理想的驅動輪縱向滑動率應略小于S T ， 即約在01050115 之間(這個數值與ABS 所控制的滑動率范圍不同， ABS 通常將車輪滑動率控制在01100120 之間) 。因此， 汽車驅動防滑控制就是在驅動力和汽車穩定性、轉向操縱性之間取得平衡。圖4-1 車輪滑轉率與路面附著系數的關系4.2汽車驅動防滑控制的作用它的主要目的是防止汽車驅動

39、輪在加速時出現打滑，（特別是下雨下雪冰雹路凍等摩擦力較小的特殊路面上，當汽車加速時將滑動率控制在一定的范圍內，從而防止驅動輪快速滑動。它的功能一是提高牽引力；二是保持汽車的行駛穩定。行駛在易滑的路面上，沒有 ASR的汽車加速時驅動輪容易打滑；如是后驅動的車輛容易甩尾，如是前驅動的車輛容易方向失控。有ASR時，汽車在加速時就不會有或能夠減輕這種現象。在轉彎時，如果發生驅動輪打滑會導致整個車輛向一側偏移，當有ASR時就會使車輛沿著正確的路線轉向;最重要的是車輛轉彎時，一旦驅動輪打滑就會全車一側偏移，這在山路上極度危險的，有ASR的車剛一般不會發生這種現象。4.3制動控制模式汽車驅動防滑控制可以分為

40、以下幾種控制方式：發動機輸出扭矩調節、驅動輪制動干預、差速器鎖止控制、離合器和變速器控制等。（1）發動機輸出扭矩調節傳動系位于發動機與驅動輪之間，它可使發動機輸出的動力特性適合于在各種工況下汽車行駛的需要，使汽車能正常行駛。最常見的是機械式傳動系，液力機械傳動系用于大型客車。高級轎車和各類工程車輛上。電力傳動比較少見，只用于大型礦山車輛上。（2）驅動輪制動干預驅動輪制動干預就是在發生打滑的驅動輪上施加制動力矩，使車輪轉速降至最佳的滑轉率范圍內。因為制動干預直接對驅動輪施加制動力矩，可以提供最快的反應時間。從表4-1 可以看出， 所列的控制方式大多不具備迅速響應能力，難以及時防止驅動輪的過度滑轉

41、。它們單獨使用難以保證把滑轉率控制在穩定區域，因此難以很好地實現汽車起步、加速過程中的防滑目的。制動干預的一個重要功能就是差速鎖止效應，即在兩側附著系數分離且差別較大的路面上，若只有一側驅動輪打滑(低附著系數一側) 時，可以通過對此驅動輪施加制動力矩，造成差速鎖止效應，從而適當降低打滑車輪的滑轉率，增加牽引力。（3）汽車差速器差速器是驅動轎的主件。它的作用就是在向兩邊半軸傳遞動力的同時，允許兩邊半軸以不同的轉速旋轉，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。 汽車在拐彎時車輪的軌線是圓弧，如果汽車向左轉彎，圓弧的中心點在左側，在相同的時間里，右側輪子走的弧線比左側輪子

42、長，為了平衡這個差異，就要左邊輪子慢一點，右邊輪子快一點，用不同的轉速來彌補距離的差異。 如果后輪軸做成一個整體，就無法做到兩側輪子的轉速差異，也就是做不到自動調整。為了解決這個問題，早在一百年前，法國雷諾汽車公司的創始人路易斯.雷諾就設計出了差速器這個玩意。 （4）離合器控制   離合器位于發動機飛輪與變速器之間。主動部分（壓盤與離合器蓋）固定于飛輪后端面，從動部分（摩擦片）位于飛輪與壓盤之間，并通過中心的花鍵孔與變速器第一軸相連。壓緊部分位于壓盤與離合器蓋之間，利用其彈力將摩擦片緊緊地夾在飛輪與壓盤之間，主從動部分利用摩擦力矩來傳遞發動機輸出的扭矩。分離機構由

43、安裝于離合器蓋和壓盤上的分離杠桿、套于變速器第一軸軸承蓋套筒上的分離軸承以及安裝于飛輪殼上的分離叉組成。分離叉通過機械裝置或者液壓機構與駕駛室內的離合器踏板相連。離合器是經常處于接合狀態傳遞扭矩的，只有將離合器踏板踩了，分離機構將壓盤后移與摩擦片分開而呈現分離狀態。此時扭矩傳遞中斷，可以進行諸如起步、換檔、制動等項操作作業。當汽車傳動系過載時，離合器會啟動打滑，對傳動系實現過載保護。中型以下及部分大型車輛，多采用只有一片摩擦片的單片式離合器，部分大型車輛則采用雙片式離合器，離合器的摩擦片直徑越大，數目越多，所能傳遞的扭矩就越大，但分離時需要加在踏板上的力就要大些在摩擦片上還設有扭矩減振器，以使

44、傳動系工作更加平穩。傳統結構的離合器壓緊部分多采用一圈沿四周均布的螺旋彈簧。數目多為816個不等。雖然壓緊可靠，但操縱離合器時比較費力，彈力也不容易均勻。還存在軸向尺寸大、高速時壓緊力下降等缺點，正逐步被膜片式離合器所取代。 目前在中小型甚至在部分大型車輛上，都采用了膜片式離合器。它利用一個碟狀的膜片彈簧取代了螺旋彈簧和分離杠桿，不但使軸向尺才減小，而且操縱輕便，不論在何種情況下都能可靠地壓緊。離合器的操縱機構是指離合器踏板到分離叉之間的傳動部分。大部分汽車采用機械式結構，通過拉桿或者鋼絲繩將二者相連。也有一些車輛采用液壓機構，通過液力傳動來將二者聯在一起。（5）變速器控制 在汽車行

45、駛中，要求驅動力的變化范圍是很大的，而發動機輸出扭矩的變化范圍有限。必須通過變速器來使發動機輸出扭矩的變化范圍能滿足汽車行駛的需要。同時，變速器還應能實現汽車的倒駛和發動機的空轉。目前汽車上多采用機械有級式變速器，由變速傳動機構（傳遞和變換扭矩）和變速操縱機構（用來變換檔位）組成。一般設有36個前進擋和1個倒檔。每一個檔位都有一個傳動比，可以將發動機輸出扭矩增大到和傳動比相同的倍數。同時將發動機轉速降低到和傳動比相同的倍數。擋位越低，傳動比越大。因此，當汽車低速行駛需要大扭矩時，可以將變速器掛入低擋，而汽車高速行駛需要小扭矩時，可將變速器掛入高檔。在前進檔中，有一個檔的傳動比為1。掛入該擋時變

46、速器第一軸（輸入軸）和第二輪（輸出軸）初成一體同步轉動，發出動力不經變化直接輸出，稱之為直接擋。直接擋傳動效率最高，應經常使用。當變速器不掛入任何擋位，稱之為空擋，動力傳送中斷，實現發動機怠速運轉，滿足汽車滑行和怠速時的需要。5 其他主動安全技術5.1電子差速鎖（EDS） EDS的結構組成和工作原理EDS電子差速鎖，英文全稱為Electronic Differential System，又稱為EDL(Electronic Differential Locking Traction Control)。它是ABS的一種擴展功能，用于鑒別汽車的輪子是不是失去著地摩擦力，從而對汽車的加速打滑進行控制。

47、EDS的工作原理比較容易理解。當汽車驅動軸的兩個車輪分別在不同附著系數的路面起步時，例如一個驅動輪在干燥的柏油路面上，另一個驅動輪在冰面上，EDS電子差速鎖則通過ABS系統的傳感器會自動探測到左右車輪的轉動速度，當由于車輪打滑而產生兩側車輪的轉速不同時，EDS系統就會通過ABS系統對打滑一側的車輪進行制動，從而使驅動力有效地作用到非打滑側的車輪，保證汽車平穩起步。不過一般情況下EDS電子差速鎖有速度限制，只能在車速低40公里/小時啟動，例如當時速低于40公里通過濕滑路面時，EDS也可鎖死打滑車輪，提高行車安全。目前車市上裝備 EDS電子差速鎖的主要是一些中高檔車型，例如奧迪 A6、奧迪A4、帕

48、薩特、寶來以及新近上市的桑塔納3000等車型。 EDS作用在汽車加速過程中，當電子控制單元根據輪速信號判斷出某一側驅動輪打滑時，EDS就自動開始工作，通過液壓控制單元對該車輪進行適當強度的制動，從而提高另一側驅動輪的附著利用率，提高車輛的通過能力。當車輛的行駛狀況恢復正常后，電子差速鎖即停止工作。同普通車輛相比，帶有EDS的車輛可以更好地利用地面附著力，來提高車輛的運行性。可以說，EDS還是比較實用的。按照國際汽車界的配置慣例，電子差速鎖(EDS)系統，是配置在如奔馳、寶馬等高級轎車上的。EDS是制動防抱死系統基礎上的一種功能擴展。當車輛在單邊滑溜路面或坡道上起步加速時，地面附著系數較低一側的

49、驅動輪也易打滑。此時，EDS自動對該驅動輪施加調節制動來降低其驅動力。由于差速器的差扭作用，另一側車輪的驅動力迅速提高，防止驅動輪滑轉，結果 是兩側驅動輪均獲得了與路面條件相適應的牽引力，明顯改善了車輛在惡劣行 駛工況下起步和加速性能。一旦車輛的行駛狀況恢復正常后，電子差速鎖即停 止作用。同普通車輛相比，帶有ABS+EDS的車輛可以更好地利用地面附著力，從而提高車輛的通過性，使駕乘更安全無憂。由此可見，ABS+EDS的安全性能超群，消費者的安全性更有保障。 5.2電子制動力分配系統（EBD）EBD即Electronic Brake - force Distribution的英文簡稱，其含義是電

50、子制動力分配系統。當汽車制動時產生汽車重心的移動，為了發揮最佳制動效果，各車輪根據載重需要有效的分配制動力。前后輪同時抱死的制動力分配叫做理想制動力分配。當車輪抱死滑移時，車輪與路面間的側向附著力完全消失。如果只是前輪（轉向輪）制動到抱死滑移而后輪還在滾動，汽車將失去轉向能力；如果只是后輪制動到抱死滑移而前輪還在滾動，即使受到側向干擾力，汽車也將產生側滑（甩尾）現象。這些都極易造成嚴重的交通事故。為了避免此類現象的發生，根據重心的移動需要自動分配每個輪的制動力。在一些車型中采用機械式分配閥( Proportion Valve)又叫P閥來完成這個作用。P閥是為了在急制動時提高前后輪的制動均衡力，

51、在發生高壓時，減少后輪制動油壓上升速度。但機械式分配閥不能實現理想的制動力分配，它在輕微制動時不起作用。5.3輔助制動系統（BAS）制動輔助系統BAS是當緊急剎車時，根據踩的速度、力度，制動系統自動感知而輸出更強的制動力。它的工作原理是，令剎車泵里的真空量增加，使你一腳踩下去，制動力度大大提高，從而提高了駕駛安全性。即使車子已經熄火了，它還會使剎車制動能力保持一段時間。它的功能是在緊急制動時，提供一個附加的制動力來幫助沒能及時形成較大制動力的駕駛員，制動助力加快制動踏板的移動；當司機施加在制動踏板上的制動力不太大時，增加制動力，使車輛的緊急制動性能最佳。有關調查顯示，約有90的汽車駕駛員緊急情

52、況剎車時缺乏果斷，而BAS則能從駕駛員踩下制動踏板的速度，探測車輛行駛情況。緊急情況下，當駕駛員迅速踩下制動踏板力度不足時，BAS便會啟動，并在不足1秒的時間內把制動力增至最大，從而縮短緊急制動剎車距離。 ABS雖然能夠縮短剎車距離，但如果駕駛員采用點剎時，車輪往往不會抱死，ABS沒有機會發揮作用。而制動輔助BAS，則讓現有的ABS具有一定的智能。當駕駛者迅速用力踩下剎車踏板時，BAS就會判斷車輛正在緊急剎車，從而啟動ABS，迅速增大制動力。5.4緊急制動輔助裝置（EBA）在正常情況下，大多數駕駛員開始制動時只施加很小的力，然后根據情況增加或調整對制動踏板施加的制動力。如果必須突然施加大得多的

53、制動力，或駕駛員反應過慢，這種方法會阻礙他們及時施加最大的制動力。許多駕駛員也對需要施加比較大的制動力沒有準備，或者他們反應得太晚。EBA通過駕駛員踩踏制動踏板的速率來理解它的制動行為，如果它察覺到制動踏板的制動壓力恐慌性增加，EBA會在幾毫秒內啟動全部制動力，其速度要比大多數駕駛員移動腳的速度快得多。EBA可顯著縮短緊急制動距離并有助于防止在停停走走的交通中發生追尾事故。   EBA系統靠時基監控制動踏板的運動。它一旦監測到踩踏制動踏板的速度陡增，而且駕駛員繼續大力踩踏制動踏板，它就會釋放出儲存的180巴的液壓施加最大的制動力。駕駛員一旦釋放制動踏板，EBA系統就轉入待機模式。由于更早地施加了最大的制動力，緊急制