底盘主动安全控制技术ABS-ASR-ESP
ABS-ASR
“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。
汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
具体的纠偏工作是这样实现的:ESP通 过TCS装置牵制发动机的动力输出，同时 指挥ABS对各个车轮进行有目的的刹车， 产生一个反横摆力矩，将车辆带回到所希 望的轨迹曲线上来。比如转向不足时，刹 车力会作用在曲线内侧的后轮上；而在严 重转向过度时会出现甩尾，这种倾向可以 通过对曲线外侧的前轮进行刹车得到纠正。
ESP提高了所有驾驶工况下的主动安全性。尤其是在 转弯工况下，即是在横向力起作用的情况下，ESP能维持 车辆稳定和保持车辆在车道上正确行驶。ABS和TCS只在 纵向起作用。ESP结合了侧滑率传感器，并集成横向加速 度传感器及转向角度传感器。此外，ESP应用了ABS/TCS 的所有部件，并基于功能更强大的新一代电子控制单元。
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
(1)避让始料不及的障碍物 在悠长平整的路面上交替进行着超车和变道。突然出现 一个障碍物。
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
(2)路程的错误估计 行驶于蜿蜒曲折的山路。下一弯道始料不及地出现。
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
(3)始料不及的新状况 冰雪路面、弯道上的湿树叶或者鹅卵石路旁的 铁轨。
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
3．3转向角度传感器
它监测转向盘旋转 的角度，帮助确定 汽车行驶方向是否 正确。结合来自轮速
传感器和转向角度传 感器的输入信息， ECU计算出车辆的目 标动作。转向角度传 感器的工作范围（量 程）为720°。在方向 盘满舵转动范围内， 其误差在5°之内。
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
4.2体积小、重量轻、低成本液压 制动作动系统的结构设计
名词解释ABS,EBD,EBA,ESP,TCS,MSR,EDS,OBD,DSC
TRC依据轮速传感器发出的信号进行工作，所以四个车轮中只要某一轮胎与其他不同，就会输出信号，使ECU做出错误打滑判断。
轮胎状态对该装置影响很大，所以务必细心注意轮胎状况。请不要过分依赖TRC的作用，即使TRC处于工作状态，控制车辆的方向稳定性的能力具有局限性，不规范驶驾容易造成事故，请用心安全驾驶，在打滑指示灯闪烁时，尤其要慎重驾驶。
如果检测到汽车可能正在滑行，CBC系统降低发动机功率，必要时对特定的车轮施加额外的制动力，从而对汽车采取必要的纠正措施。因此，CBC能在1秒钟的时间内使汽车在所选道路上稳定下来。然而，即使如此先进的系统也不能违背自然规律，因此驾驶员应始终保持最佳的状态，了解路况，用心驾驶。
CBC蕴涵复杂的计算机控制技术，即“稳定性算法”，它能识别挂车负重，并对增加的汽车负重进行自动补偿。
由于ESP名称已经被德国博世公司注册。故其他公司开发的电子稳定系统只能使用其他名称。如DSC。
12、VSC电子稳定装置
丰田、雷克萨斯称esp装置(Electronic Stablity Program，简称ESP)是由奔驰汽车公司首先应用在它的A级车上的。ESP实际上是一种牵引力控制系统，与其他牵引力控制系统比较，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，为了校正循迹方向，ESP则会刹慢内后轮，从而校正行驶方向。
5、BAS制动力辅助系统：BAS英文全称为Brake Assist System（制动力辅助系统）。据统计，在紧急情况下有90%的汽车驾驶员踩刹车时缺乏果断，制动辅助系统正是针对这一情况而设计。它可以从驾驶员踩制动踏板的速度中探测到车辆行驶中遇到的情况，当驾驶员在紧急情况下迅速踩制动踏板，但踩踏力又不足时，此系统便会在不到1秒的时间内把制动力增至最大，缩短紧急制动情况下的刹车距离。
汽车主动安全控制技术
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。
ABS,ASR,ESP
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。
ABS-ASR-ESP实验
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。
汽车电子稳定系统(ESP)
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
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、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
主动安全技术的概述
• 交通安全的现状 • 主动安全技术的重要性 • 主动安全技术应用的实效
主动安全技术的分类
1.预防安全技术 2.事故安全技术
（1）车距自动报警 （2）驾驶操纵性
底盘主动安全控制技术
1.ABS（Antilock braking system)
制动防抱死系统
2.ASR（Acceleration Skid Regulation)
ESP系统 由德国博世公司和梅赛德斯－奔驰公司 联合研制，它集成了ABS和ASR的基本功能，通过智能化 的电子控制方案，对前后左右车轮的驱动力和制动力进行 控制，必要时增加或者减少发动机的输出扭矩，从而降低 汽车产生打滑的危险，确保车辆行驶的侧向稳定性。
ESP系统组成
• 车轮速度传感器 • 车身翻转角速度传感器 • 转角传感器 • 侧向加速度传感器 • 制动助力系统 • 电子控制模块
ABS系统组成
Electronic Control Unit
Hydraulic modulator
Wheel-speed sensors
ABS系统工作原理
左图是制动时横向附着系 数与制动力系数随着滑移率的 变化曲线，在滑移率小于20％ 范围内，汽车既能够产生足够 的制动力，又能保证横向稳定 性，ABS系统就是通过不断调 节制动压力来使得滑移率保持 在图中稳定的区域。
ASR的工作原理
ASR和ABS一样，也是以滑移率作为系统的控制量， 当汽车起步或者加速出现驱动轮打滑时，ASR系统就会起 作用，通过制动系统向打滑的车轮施加一个制动力，同时 指令电控油门降低发动机的输出扭矩，从而制止车轮打滑。
有无ASR的比较
ESP （Electronic Stability Program)概述
示例2：紧打方向盘
1）车辆在左转向时，如车 辆趋于不稳定时，ESP起 作用，在车辆的右前轮加 入了相应的制动力，车辆 趋于稳定。
2）车辆在右转向时，如车 辆趋于不稳定时，ESP起 作用，在车辆的左前轮加 入了相应的制动力，车辆 趋于稳定。
示例3：不同附着系数的路面上行驶
如图所示，车辆趋于 不足转向：
过度转向和不足转向的控制措施
有无ESP系统的比较
ESP系统的应用
示例1：躲避障碍物
1) 猛踩制动，车辆趋于不足 转向，ESP系统起作用 在左后轮上加相应的制 动力，使车辆满足方向 盘的输入。
2) 在回方向的过程中，车辆 趋于过多转向，ESP系 统起作用在左前轮上加 相应的制动力，使车辆 满足方向盘的输入。
ESP开始作用，在车 辆的后右轮上加了相应的 制动力并且同时减小发动 机的输出扭矩
主动安全性的发展趋势
• 在欧美和日本等工业发达国家
起步较早，投入较大，并且取得了实质性的进步
• 在国内
起步晚，正致力于这方面的研究
主动安全技术装备量（欧洲）
70
60
65 %
60 %
50
40
30
28 % 20
10
15 %
1% 0% 0
1980
1985
1990
1995
2000
2005
Installation rate
ABS/ESP的发展趋势
Application of state-of-the-art technology:
Less weight for more computing power
ABS 2
kByte 200
驱动防滑系统
3.ESP （Electronic Stability Program)
电子稳定系统
ABS （Antilock braking system）概述
ABS系统即防抱死制动系统。ABS系统就是在传 统制动系统中增加车轮角速度传感器、控制器和压力调 节装置，能够对制动时的压力进行自 动控制和调节，从而 防止制动时汽车失去 转向能力、侧滑、甩 尾等现象的出现。
kg
6 6,2 kg
ABS 5.0
3,8 kg 3
ABS 5.3 2,6 kg
ABS 5.7
100 ABS 8
2,5 kg
1,6 kg
Hydraulic-modulator weight
8 kB 16 kB 24 kB
32 kB 128 kB
Computing power
1989
1992
1995
1998Biblioteka 有无ABS的比较没有ABS（左图）
当车辆进行紧急制动时，车 辆将可能失去可操纵性
有ABS（右图）
即使车辆进行紧急制动，车 辆仍可具有可操纵性
ASR （Acceleration Skid Regulation)概述
汽车驱动防滑系统ASR 保证了汽车行驶过程（包括 起步、加速时）中的方向稳定性和操纵性，其实质是当汽 车起步或加速时将滑移率控制在一 定的范围内，防止驱动 轮快速滑动，从而提高 汽车的驱动能力和保持 汽车的行驶稳定。
2001
Thank You！
ESP系统的工作原理
1. 通过测得的前轮转向角、侧向加速度以及车速等参 数得出期望的横摆角速度。
2. 从横摆角速度传感器获得实际横摆角速度。 3. 根据实际横摆角度与期望横摆角速度的差值、实际
横摆角速度和前轮转向角，控制单元作出车辆是过 度转向还是不足转向的判断。 4. 对过度转向或不足转向作出相应的控制措施。