底盘主动安全控制技术ABS-ASR-ESP
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“ABS”(Anti-locked Braking System)中文译为“防抱死刹车系统”。
它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。
ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术,可分机械式和电子式两种。
它既有普通制动系统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍能转向,保证汽车的制动方向稳定性,防止产生侧滑和跑偏,是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
普通制动系统在湿滑路面上制动,或在紧急制动的时候,车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而完全抱死EBD实际上是ABS的辅助功能,它可以改善提高ABS的功效。
所以在安全指标上,汽车的性能又多了“ABS+EBD”。
在刹车的时候,车辆四个车轮的刹车卡钳均会作动,以将车辆停下。
但由于路面状况会有变异,加上减速时车辆重心的转移,四个车轮与地面间的抓地力将有所不同。
传统的刹车系统会平均将刹车总泵的力量分配至四个车轮。
从上述可知,这样的分配并不符合刹车力的使用效益。
EBD系统便被发明以将刹车力做出最佳的应用。
EBD是Electronic Brake-Force Distribution的缩写,中文全名为电子刹车力分配系统。
配置有EBD系统的车辆,会自动侦测各个车轮与地面将的抓地力状况,将刹车系统所产生的力量,适当地分配至四个车轮。
在EBD系统的辅助之下,刹车力可以得到最佳的效率,使得刹车距离明显地缩短,并在刹车的时候保持车辆的平稳,提高行车的安全。
而EBD系统在弯道之中进行刹车的操作亦具有维持车辆稳定的功能,增加弯道行驶的安全。
EBD的英文全称是Electric Brake force Distribution,中文直译就是“电子制动力分配”。
汽车制动时,如果四只轮胎附着地面的条件不同,比如,左侧轮附着在湿滑路面,而右侧轮附着于干燥路面,四个轮子与地面的摩擦力不同,在制动时(四个轮子的制动力相同)就容易产生打滑、倾斜和侧翻等现象。
EBD的功能就是在汽车制动的瞬间,高速计算出四个轮胎由于附着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。
汽车主动安全控制技术汽车的安全性能分为主动安全性能和被动安全性能。
主动安全性能是指车辆防止事故发生的能力,主要依靠车辆底盘性能和相应避免事故发生的装置,例如制动、防滑、防燃、防撞、限速、报警、照明等。
被动安全性能是指车辆在事故发生时大幅减低碰撞强度的功能,以最大程度保护乘客,尽可能避免重大伤亡事故。
其主要依靠车身的抗变形和相应的安全措施,如车身强度、吸能结构、座椅强度、内部设施强度、安全带、逃逸出口、阻燃防毒内饰、消防设施等。
被动安全控制系统提高了汽车的被动安全性能。
比如当汽车发生交通事故后安全气囊的自动开启就属于被动安全控制。
汽车主动安全控制系统指以提高汽车的主动安全性能为主要目标的控制系统。
可理解为"防患于未然'。
重点是将车轮悬架、制动和转向的性能达到最好的程度,尽量提高汽车行驶的稳定性和舒服性,减少行车时所产生的偏差。
比如为了避免汽车紧急制动时车轮抱死发生危险事故而设计的ABS 防抱死控制系统。
我们要和被动安全控制系统区别开来。
至今汽车主动安全技术已有防抱死制动系统( ABS )、牵引力控制系统(TCS、ASR)、电子差速锁(EDS)、电子制动力分配系统(EBD)、电子稳定程序控制系统(ESP)等。
1、防抱死制动系统( ABS:Anti-Lock Brake System)当汽车在行驶时制动,尤其在潮湿、泥泞、冰雪路面等低附着系数路面快速行驶中进紧急制动时,车轮很容易抱死拖滑。
如果有一个以上车轮抱死,就会造成车轮侧滑甩尾、方向失控,导致车辆相撞,甚至造成车毁人亡的严重事故。
防抱死制动系统有效防止车轮抱死,以保持汽车的转向稳定性和操纵性,提高车轮与地面附着系数的利用率和缩短制动距离。
在制动时,ABS根据每个车轮速度传感器传来的速度信号,可迅速判断出车轮的抱死状态,关闭开始抱死车轮上面的常开输入电磁阀,让制动力不变,如果车轮继续抱死,则打开常闭输出电磁阀,这个车轮上的制动压力由于出现直通制动液贮油箱的管路而迅速下移,防止了因制动力过大而将车轮完全抱死。
若因汽车的紧急制动而使车轮完全抱死,那是非常危险的。
为了取得最佳的制动效果,ABS 的功能即在车轮将要抱死时,降低制动力,而当车轮不会抱死时又增加制动力。
这样就能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑,使车轮在刹车时不被锁死,使刹车效率达到90%以上。
不同的是当汽车驱动轮在加速时,特别是下雨下雪冰雹路冻等摩擦力较小的特殊路面上,车轮容易打滑,ASR是为了将车轮的滑动率控制在一定的范围内,防止驱动轮快速滑动。
ASR是ABS 的升级版,它在ABS上加装可膨胀液压装置、增压泵、液压压力筒、四个车轮速度等传感器和带有其自身控制器的电子加速系统。
在驱动轮打滑时ASR通过对比各轮子转速,电子系统判断出驱动轮打滑,自动立刻减少节气门进气量,降低引擎转速,减少动力输出,对打滑的驱动轮进行制动。
减少打滑并保持轮胎与地面抓地力的最合适的动力输出。
ASR与ABS虽然都是用来控制车轮相对地面的滑动,以使车轮与地面的附着力不下降,但ABS控制的是汽车制动时车轮的“拖滑”和保持汽车在制动过程中能够改变行驶方向,主要是用来提高制动效果和保证制动时的安全;而ASR是控制车轮的“滑转”,用于提高汽车起步、加速及在滑溜路面上行驶时的牵引力和确保行驶的稳定性。
ASR是在ABS的基础上的扩充,两者相辅相成。
与ASR比较,ESP不但控制驱动轮,而且可控制从动轮。
如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况,此时后轮失控而甩尾,ESP便会刹慢外侧的前轮来稳定车子;在转向过少时,ESP则会刹慢内后轮,从而校正行驶方向。
ESP系统由控制单元及转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等组成。
ESP与ABS及ASR它们之间的差别在于ABS 及ASR只能被动地作出反应,而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误,是ABS与ASR这两种系统功能上的延伸。
汽车电子ABS-ASR-ESP基础实训
一、实验目的
(1)学习并了解汽车ABS-ASR-ESP系统组成及原理;
(2)验证在不同工况下, 制动力分配、防抱死等功能。
学习ABS系统的基本组成, 及其在制动系统中的布置形式;
二、实验设备
(1)TAT-5/EV汽车ABS-EBD-ASR-ESP试验台;
三、实验参考资料
(1)《汽车电子技术》
(2)《汽车构造》;
(3)TAT-5/EV汽车ABS-EBD-ASR-ESP试验台使用手册;
四、实验内容
(1)了解汽车ABS-ASR-ESP系统功能及在汽车上的电路连接;
(2)测试不同路面上汽车制动时车轮抱死的情况;
设置不同转速、车速等工况, 使ABS等系统先后起作用, 根据各轮缸压力值验证其制动力分配策略;
五、实验步骤
(1)观察汽车ABS-ASR-ESP等系统的电控单元、执行元件及在制动系统中的实施方案等;
(2)在实训台上设置不同路面状态, 观察制动时车轮抱死的难易程度;
设置不同车速, 观察常规制动和abs起作用时制动压力的分配情况;
六、实验要求
(1)预习汽车ABS-ASR-ESP系统组成;
(2)预习汽车制动的性能要求;
按照附件中的实验报告模板, 撰写并提交实验报告。
(1)七、思考及习题:
(2)问题1:哪种路面上车轮制动时易抱死, 对安全有何影响?问题2: 常规制动和abs起作用时制动力如何分配?
问题3: abs由哪几部分组成?
附一、实验报告模板
实验报告模板。
ESP系统包括车距控制、防驾驶员困倦、限速识别、并线警告、停车入位、夜视仪,周围环境识别、综合稳定控制和制动助力(BAS)9项控制功能。
通过综合应用9种智能主动平安技术,ESP可将驾驶员对车辆失去控制的危险性降低80%左右。
ESP智能化随车微机控制系统,通过各种传感器,随时监测车辆的行驶状态和驾驶员的驾驶意图,及时向执行机构发出各种指令,以确保汽车在制动、加速、转向等状况下的行驶稳定性。
图1是汽车电子稳定系统ESP的各种传感器及电子稳定系统ECU在轿车上的安装,其ECU中配置了两台56kB内存的微机。
ESP系统利用这两台微机和各种传感器信号不间断地监控车内电子模块、系统的工作状态和汽车的行驶姿势,比方,速度传感器每相隔20ms就会自检一次。
ESP系统还通过车内电子模块之间的信号交流通信网络,充分利用防抱死制动系统ABS、制动助力系统BAS和驱动防滑控制系统ASR等的先进功能。
紧急情况下,如紧张的驾驶员对制动力施加不够,制动助力系统BAS 将自动增大制动力。
在ESP系统出现故障不能正常工作时,ABS和ASR系统能照样工作,以保证汽车正常行驶和制动。
ESP系统的功能不简单是ABS和ASR功能之和,而是ABS与ASR功能之和的平方,因此使汽车能反之,见图2(b),汽车行驶轨迹的最初位置。
假设驾驶员转向盘转动过猛,使汽车转弯半径小于弯道半径,这种情况称为过度转向。
如汽车速度过快,那么汽车可能因离心力而向外翻转。
安装在汽车上的横摆率传感器、侧加速度传感器和转向盘转角传感器等监测到这种翻转的危险趋势,立即将信号输入电子稳定系统中的ECU,ECU迅速指令在右前轮实施脉冲制动,制动力在汽车质心产生一个向外偏转力矩,抵消离心翻转力矩,迫使汽车绕质心向外偏转一个角度,制止了汽车可能侧翻的趋势。
同时ECU控制迅速减少驱动力,将汽车速度降下来,并代替驾驶员使汽车转向角度稍小一些,使汽车按弯道半径要求的转向角度行驶。
综上所述,汽车电子稳定系统ESP在汽车出现不稳定行驶趋势时,采用了两种不同的控制方法,使汽车消除不稳定行驶因素,回复并保持汽车预定的行驶状态。
主动安全技术名词解释ABS─防抱死制动系统ABS英文全称是“Anti-Lock Brake System”。
没有ABS时,汽车紧急制动时,四个车轮会被完全抱死,这时只要有轻微侧向力作用(比如倾斜的路面或者地上的一块小石头),汽车就会发生侧滑,甩尾,甚至完全调头。
特别是在弯道行驶时,由于前轮抱死,汽车将因车轮缺乏附着而丧失转向能力,沿着惯性方向向前直至停止。
ABS的功能就在于通过控制刹车油压的收放,达到对车轮抱死的控制。
当车轮制动时,安装在车轮上的传感器立即能感知车轮是否抱死,并将信号传给电脑,电脑会马上降低被抱死车轮的制动力,车轮又继续转动,转动到一定程度,电脑又施加制动,这样不断重复,直至汽车完全停下来。
通过“抱死-松开-抱死-松开”的循环工作,车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态。
安装ABS后,汽车能显著改善制动性能,有效保证驾乘者的安全。
EBD/EBV─制动力分配装置EBD为英文缩写,其全称是“Electric Brake force Distribution”。
其德文缩写为EBV,全称是“Electronic?鄄sche Bremsenkraft Verteiler”。
通常情况下,由于四只轮胎附着地面的条件不同,因此,汽车制动时,很容易因轮胎与地面的摩擦力不同,产生打滑、倾斜和侧翻等现象。
EBD的功能就是在汽车制动的瞬间,分别计算出4个轮胎摩擦力数值,然后通过调整制动装置,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。
EBD主要是对ABS起辅助功能,提高ABS功效。
重踩刹车时,EBD会在ABS作用之前,依据车辆的重量分布和路面条件,有效分配制动力,以使4个车轮得到更接近理想化刹车力的分布。
因此,ABS+EBD就是在ABS的基础上,平衡每一个轮的有效地面抓地力,改善刹车力的平衡,防止出现甩尾和侧移,并缩短汽车制动距离,使得汽车的安全性能更胜一筹。
ESP─电子稳定程序ESP英文全称是“Electronic Stability Program”。
1、ABS 防抱死制动系统2、EBD电子制动力分配3、EBA紧急制动辅助装置4、CBC转弯制动控制5、BAS制动力辅助系统6、BA 机械制动辅助系统7、ASR驱动(轮)防滑系统8、TCS循迹控制系统9、TRC牵引力控制系统Traction Control10、ESP 电控行驶平稳系统11、DSC动态稳定控制系统12、VSC电子稳定装置13、MSR发动机阻力矩控制14、EDS电子差速锁15、VSA车辆稳定性控制系统16、OBD车载自动诊断系统1、ABS是刹车防抱死系统.ABS工作时就相当于以很高的频率进行点刹,于是在紧急情况下踩制动踏板,肯定会感到制动踏板在颤动,同时也会听到制动总泵发出的“哒哒”声,这便是ABS在正常工作。
由于制动总泵在不断调整制动压力,从而对制动踏板有连续的反馈力。
因此,在这种情况下,一定要“坚定不移”地踩住制动踏板,同时采取积极措施避险。
2、EBD是电子制动力分配系统.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。
当紧急刹车车轮抱死的情况下,EBD在ABS动作之前就已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力,可以防止出现甩尾和侧移,并缩短汽车制动距离。
EBD实际上是ABS的辅助功能,它可以改善提高ABS的功效。
所以在安全指标上,汽车的性能又多了“ABS+EBD”。
3、EBA是电子控制煞车辅助,这个系统可以感应驾驶人对煞车踏板的作动需求程度, 当电脑从煞车踏板所侦测到的煞车动作, 来判断驾驶人此次煞车的意图, 如果是属於非常紧急、急迫的煞车, EBA此时将会指示煞车系统产生更高的油压使ABS发挥作用, 而使煞车力更快速的产生减少煞车距离, 电子控制煞车辅助系统尤其是对於脚力较差的妇女及高龄驾驶者, 在规避紧急危险的煞车时甚有帮助4、CBC转弯制动控制又称弯道自动控制(CBC)。