汽车防滑控制系统结构及工作原理知识讲解
汽车防滑控制系统结构及工作原理
汽车防滑控制系统结构及工作原理汽车防滑控制系统（Anti-lock Braking System，简称ABS）是一种用于改善汽车制动性能和防止车轮侧滑的电子控制系统。
它通过实时监测车轮的转速差异，并根据车辆速度和车轮粘附情况，自动调节制动力分配，以保持车辆的稳定性和操控性。
下面将详细介绍ABS系统的结构和工作原理。
ABS系统主要由以下几个组成部分组成：1. 主控单元（Electronic Control Unit，简称ECU）：负责监测车轮转速、处理传感器信号，并根据算法控制制动系统。
2.传感器：用于感知车轮转速和车轮阻滞情况的变化。
3.控制执行器：控制制动液压系统，通过控制制动压力和刹车分配，来调整车轮所受制动力的大小。
ABS系统的工作原理如下：1.感知车轮转速：ABS系统通过车轮传感器感知每个车轮的转速，传感器工作原理一般为感应式或磁敏电阻式。
2.比对并判断车轮转速差异：主控单元会将各个车轮的转速进行比对，并判断是否存在车轮间的转速差异。
当差异较大时，说明可能存在阻滞或滑动现象。
3.刹车压力调节：当主控单元检测到车轮阻滞或滑动时，会迅速调节制动系统的作用力。
通过控制执行器，它可以控制制动压力的大小和变化速率。
4.防止轮胎阻滞：根据车速和车轮阻滞程度，主控单元会控制制动器施加/解除制动压力。
当主动轮制动器压力过大时，会导致轮胎滑动，此时主控单元会减小制动压力，以保持车轮的滚动。
5.稳定操控车辆：通过循环控制刹车压力，ABS系统可以保持轮胎在阻塞且滑动阶段之间的平衡，使得司机可以保持对车辆的操控，避免有机会发生打滑或侧滑的情况。
ABS系统的工作可以分为两个主要的阶段：1.启动阶段：当驾驶员踩下制动踏板时，ABS系统会进行自检，并进行传感器的校准。
如果发现故障，系统会亮起警示灯并进入故障模式。
2.工作阶段：在正常工作时，ABS系统会通过感知车轮的转速，并实时监测车轮阻滞情况。
当检测到阻滞时，系统会自动通过调节制动器的压力，进行相应的制动力分配，以保持车辆的稳定性。
防滑系统工作原理
防滑系统工作原理
防滑系统是一种汽车安全装置，旨在提高行驶时的牵引力和稳定性，以减少车辆在湿滑或冰雪路面上的打滑和失控风险。
防滑系统的工作原理主要包括以下几个方面：
1. 轮速传感器：防滑系统通过安装在车轮上的传感器，实时监测车轮的转速。
每个车轮都配备有一个传感器，能够精确测量车轮的旋转速度。
2. 控制单元：防滑系统的控制单元位于车辆内部，接收来自轮速传感器的信号。
控制单元根据传感器所提供的数据，分析车轮的转速差异，以确定是否出现打滑情况。
3. 刹车压力调节器：当防滑系统检测到某个车轮出现打滑或即将出现打滑的迹象时，它将向该车轮施加适度的制动力，通过调节刹车油压来减缓车轮的转速，增加轮胎与地面之间的摩擦力。
4. 车速和加速度传感器：防滑系统还包括车速和加速度传感器，用于测量车辆的速度和加速度。
这些传感器提供的数据能够帮助控制系统更好地了解车辆的运动状态，从而更准确地控制刹车压力调节器。
5. 反馈控制：防滑系统的控制单元通过不断监测轮速和车速等数据，能够实时调整刹车压力调节器施加到每个车轮上的力度。
该控制过程是一个反馈循环，通过不断优化刹车力度，使车辆保持在最佳的牵引力范围内，以确保安全的行驶。
通过以上的工作原理，防滑系统能够减少车辆在湿滑或冰雪路面上的打滑现象，提高车辆的稳定性和操控性。
它给驾驶员带来了更好的操控感受，并大大降低了车辆失控的风险，提高了行车安全性。
汽车ESP工作原理
汽车ESP工作原理ESP，即电子稳定程序（Electronic Stability Program），是一种现代汽车安全系统，旨在提高车辆的稳定性和操控性能。
ESP系统通过使用传感器和控制单元来监测车辆的动态状态，并根据需要自动调整车辆的刹车力量和动力分配，以防止车辆失控和打滑。
ESP系统主要由以下几个组件组成：1. 传感器：ESP系统使用多个传感器来监测车辆的动态状态。
其中包括车轮速度传感器、转向角度传感器、横向加速度传感器和纵向加速度传感器等。
这些传感器能够实时监测车辆的速度、转向角度、侧向加速度和纵向加速度等参数。
2. 控制单元：ESP系统的控制单元是系统的核心部分，负责接收传感器的信号，并根据车辆的动态状态进行计算和判断。
控制单元使用预设的算法来比较车辆的实际状态和期望状态，并根据需要调整刹车力量和动力分配，以实现车辆的稳定性控制。
3. 刹车系统：ESP系统通过控制车辆的刹车系统来实现稳定性控制。
当系统检测到车辆出现失控或打滑的情况时，控制单元会通过电子信号向刹车系统发送指令，调整每个车轮的刹车力量。
通过独立控制每个车轮的刹车力量，ESP系统可以有效地防止车辆侧滑或失控。
4. 动力分配系统：除了刹车系统，ESP系统还可以通过控制车辆的动力分配来实现稳定性控制。
在某些情况下，ESP系统可以通过减少或增加发动机的动力输出，来调整车辆的横向稳定性。
这种动力分配调整通常是通过控制发动机的点火系统或燃油喷射系统来实现的。
ESP系统工作原理如下：1. 监测车辆状态：ESP系统通过传感器实时监测车辆的速度、转向角度、侧向加速度和纵向加速度等参数。
这些传感器将这些参数的数据发送给控制单元。
2. 分析车辆状态：控制单元接收传感器的数据，并使用预设的算法来分析车辆的动态状态。
控制单元会比较车辆的实际状态和期望状态，以判断是否需要进行稳定性控制。
3. 调整刹车力量：如果控制单元判断车辆出现失控或打滑的情况，它会通过电子信号向刹车系统发送指令，调整每个车轮的刹车力量。
汽车防滑控制系统的基本原理
汽车防滑控制系统的基本原理一、引言汽车防滑控制系统（Anti-lock Braking System，简称ABS）是一种现代化的汽车安全辅助系统。
它能够通过调节车轮的制动力，使车辆在行驶过程中保持稳定，从而避免因刹车时轮胎打滑而导致的失控事故。
本文将详细介绍ABS的基本原理。
二、ABS的组成ABS主要由传感器、控制单元和执行器三个部分组成。
1. 传感器传感器是ABS系统中最重要的部件之一，它能够实时地监测车轮的转速，并将监测到的数据传输给控制单元。
目前市面上常见的传感器有两种：磁电式和霍尔式。
磁电式传感器是利用磁场变化来产生电信号，而霍尔式传感器则是利用磁场对半导体材料产生影响来产生电信号。
2. 控制单元控制单元是ABS系统中最核心的部件之一，它接收来自传感器的数据，并根据预设算法进行处理，然后向执行器发送指令。
控制单元通常由微处理器、存储芯片、输入输出接口等部件组成。
3. 执行器执行器是ABS系统中最直接的部件之一，它能够根据控制单元发送的指令，调节车轮的制动力，从而实现防滑控制。
执行器通常由液压泵、电磁阀等部件组成。
三、ABS的工作原理ABS系统的工作原理可以分为四个步骤：检测、判断、控制和恢复。
1. 检测当司机踩下刹车踏板时，传感器会立即开始监测车轮的转速。
如果某个车轮的转速低于其他车轮，则说明该车轮可能已经打滑了。
2. 判断控制单元会根据传感器传回来的数据进行判断，如果发现某个车轮已经打滑了，则会立即发送指令给执行器调节该车轮的制动力。
3. 控制执行器接收到控制单元发送的指令后，会立即开始调节该车轮的制动力。
如果发现该车轮依然在打滑，则会再次发送指令给执行器进行调节。
4. 恢复当所有车轮都恢复正常转速时，ABS系统会自动停止工作，并将所有车轮恢复到正常状态下。
这样就保证了整个刹车过程的稳定性。
四、ABS的优点ABS系统具有以下优点：1. 防止车轮打滑，提高刹车效率。
2. 保持车辆的稳定性，避免失控事故的发生。
11汽车防滑控制系统
地面对轮胎切向反作用力 的极限值。
1.2 ABS理论基础
地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系
1.2 ABS理论基础
3. 滑移率S
（1）制动过程中轮胎的三种状态
路面印痕与胎面花 路面印痕可以辨认
纹基本一致。
出轮胎花纹，但花
车速 V = 轮速Vω 纹逐渐模糊。
车速 V ＞ 轮速Vω
路面印痕粗黑。 轮速Vω = 0
1.2 ABS理论基础
（2）滑移率S定义：
S=[(V－Vω)/V]×100% =[(V－r.ω)/V]×100%
1.2 ABS理论基础
4、附着系数φ与滑移率 s 的关系
s ＜ 20%为制 动稳定区域；
s ＞ 20%为制 动非稳定区域；
将车轮滑移率 s 控制在20%左右， 便可获取最大 的纵向附着系数和 较大的横向附着系 数，是最理想的控 制效果。
2 ABS的组成与布置形式
ABS原理： 由轮速传感器测得与车轮转速成正比
的交流信号，送入电子控制器，由其中 的运算单元计算出车轮速度、滑移率、 车轮减速度，经控制单元加以分析后， 给制动压力调节器发出制动压力控制指 令。ECU中还有监控单元，对ABS其他 部件功能进行监测，发现异常时报警， 恢复至常规制动状态。
4)故障指示灯
2.3 ABS工作过程
四个阶段:
常规制动 制动压力降低 制动压力保持 制动压力升高
2.3 ABS工作过程
（1）常规制动
（1）常规制动
1—制动总泵；2、5、11—单向阀；3—液压泵和电动机总成； 4—ECU；6—储液罐；7—前轮轮速传感器；8—盘式制动分 泵；9—回位弹簧；10—磁化线圈；12—三位电磁换向阀
汽车防侧滑工作原理
汽车防侧滑工作原理
汽车防侧滑是指通过车辆电子控制系统来提高车辆在弯道行驶时的稳定性，防止侧滑或失控。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 车速传感器：车辆上安装有车速传感器，能够实时感知车辆的行驶速度。
2. 方向盘传感器：方向盘传感器用于检测驾驶员的转向意图，通过检测方向盘角度和转动速度来判断驾驶员的操作动作。
3. 路面摩擦系数检测：车辆上装有传感器，能够感知车辆所处的道路摩擦系数，根据不同的路面情况调整防侧滑系统的工作方式。
4. 车辆稳定性控制系统：基于车速传感器、方向盘传感器和路面摩擦系数传感器的反馈信息，车辆稳定性控制系统可以实时检测到车辆是否存在侧滑情况。
5. 刹车系统：当侧滑风险被检测到时，车辆稳定性控制系统会通过电子控制单元（ECU）向刹车系统发出指令，调节每个车轮的制动力，以减少侧滑风险。
6. 引擎输出调整：车辆稳定性控制系统还可以通过控制引擎输出扭矩来调整车辆的动力分配，确保车辆稳定行驶。
综上所述，汽车防侧滑工作原理是通过传感器感知车速、方向
盘操作和路面摩擦系数，再通过车辆稳定性控制系统调整刹车和引擎输出，以提高车辆在弯道行驶时的稳定性，避免侧滑或失控情况的发生。
驱动防滑系统的工作原理
驱动防滑系统的工作原理驱动防滑系统是一种车辆动力控制系统，通过对车轮进行控制来提高车辆的稳定性和操控性。
该系统的工作原理是通过传感器监测车轮的转速和其他相关参数，然后根据这些数据来进行实时调整，从而防止车轮打滑。
驱动防滑系统主要由以下几个组件组成：传感器、控制单元、执行器和制动系统。
传感器负责监测车轮的转速和其他参数，如转向角度、加速度等。
控制单元则根据传感器提供的数据进行计算和判断，并发送指令给执行器。
执行器根据控制单元的指令来调整车轮的转速，以达到防止打滑的效果。
制动系统则作为辅助手段，在必要时使用制动力来控制车轮的转速。
具体来说，驱动防滑系统的工作原理如下：1. 车轮转速监测：传感器安装在每个车轮上，用于监测车轮的转速。
它们可以通过磁传感器、光传感器或者其他技术来实现。
传感器将监测到的转速数据发送给控制单元。
2. 控制单元计算：控制单元接收传感器发送的数据，并进行实时计算和判断。
它会比较不同车轮的转速，判断是否存在打滑情况。
如果发现某个车轮的转速明显高于其他车轮，就认为该车轮可能存在打滑，并采取相应措施。
3. 转速调整：控制单元根据计算结果，向执行器发送指令来调整车轮的转速。
执行器可以采用多种方式实现，如通过控制发动机输出功率、调整刹车压力等。
具体的调整方式取决于车辆的具体设计和驱动防滑系统的实现方式。
4. 制动辅助：在必要时，驱动防滑系统可以通过制动系统来辅助调整车轮的转速。
例如，在某个车轮出现打滑时，控制单元可以发送指令给制动系统，增加该车轮的制动力，以减少打滑情况。
总的来说，驱动防滑系统通过监测车轮的转速和其他参数，实时计算并判断车轮是否存在打滑情况，然后通过调整车轮的转速来防止打滑。
这种系统可以提高车辆的稳定性和操控性，减少在低摩擦路面或急刹车时的打滑风险，提高车辆的安全性和可靠性。
需要注意的是，驱动防滑系统并不能完全消除车辆打滑的可能性，它只能在一定程度上减少打滑风险。
此外，不同车辆的驱动防滑系统可能会有不同的实现方式和性能表现，具体效果会受到车辆设计、传感器精度、控制算法等多种因素的影响。
汽车防滑控制系统(课件)资料重点
汽车防抱死制动系统的形式
控制通道 能够进行制动压力调节的制动管路 独立控制 车轮的制动压力可以进行单独调节 一同控制 两个车轮的制动压力一同进行调节
低选原则 附着力较小的车轮不发生抱死 高选原则 附着力较大的车轮不发生抱死
二、制动防抱死系统的组成与工作原理
1．制动防抱死系统的组成
车速传感器头剖视图
凿式极轴
电缆 永磁体
外壳 感应线圈
极轴 齿圈
柱式极轴
车速传感器工作原理
转子
感应线圈
永久磁铁 车轮转速传感器
二、制动压力调节器
【作用】接受ECU的指令，通过电磁阀的动作来实现车轮制动器 制动压力的调节。
➢ 现代轿车常用液压式制动压力调节器。 循环式制动压力调节器：电磁阀直接控制制动压力。 可变容积式制动压力调节器：电磁阀间接控制制动压力。
（1）制动效能——汽车在行驶中，强制减速以至停车的 能力称为制动效能。
即汽车以一定的初速度制动到停车所产生的： ★制动距离 ★制动时间 ★制动减速度
（2）制动时的方向稳定性——汽车在制动时仍能按指定 方向的轨迹行驶，即不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能 力称为制动时的方向稳定性。
车轮抱死时汽车的运行情况1
车轮抱死时汽车的运行情况2
2.汽车制动时车轮受力分析
Ｖ——车速 ω——车轮旋转角速度 Ｍｊ——惯性力矩 Ｍμ——制动阻力矩 Ｗ——车轮法向载荷 Ｆｚ——地面法向反力 Ｔ——车轴对车轮的推力 Ｆｘ——地面制动力 ｒ——车轮半径 ｒω——车轮切向速度，简称轮速
（1）制动器制动力
制动蹄与制动鼓（盘）压 紧时形成的摩擦力矩Mμ通 过车轮作用于地面的切向 力——Fμ
一、车轮转速传感器
【别名】轮速传感器、转速传感器
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右图所示为一种较为典型的具有制 动防抱死和驱动防滑功能ABS/ASR 防滑控制系统，其中ASR和ABS共用 车轮转速传感器和电子控制单元 (ECU)，只在通往驱动车轮制动轮缸 的制动管路中增设一个ASR制动压力 调节器，在由加速踏板控制的主节气 门上方增设一个由步进电机控制的副 节气门，并在主副节气门处各设置一 个节气门开度传感器，即可实现ASR 控制。
制在10%~20%的范围内；驱动防滑系统在驱动过程中， 通常将车轮滑移率控制在5%~15%的范围内。
制动防抱死系统 (ABS) 都是在制动过程中，通过调 节轮缸（或制动气室）的制动压力使作用车轮的制动力矩 受到控制，从而控制车轮的滑移率。
而防滑驱动控制系统(ASR) 在驱动过程中通常可以通 过调节发动机的输出转矩、转动系的传动比、差速器的锁 紧系数等控制作用于驱动车轮的驱动力矩，以及通过调节 驱动车轮制动轮缸（或制动气室）的制动压力控制作用于 驱动车轮的制动力矩。实现对驱动车轮牵引力矩的控制。
（四）控制通道 防滑控制系统中能够独立进行制动压力调节的制动管
路称为控制通道。
ABS按照控制通道数 可分为四通道系统、 三通道系统、双通道 系统和单通道系统， 其布置形式多样， 如图：
第三节 防滑控制系统主要组成件的结构及工作原理 （一）车轮转速传感器
车轮转速传感器检测车轮的速度，并将速度信号输入防滑 控制系统的电子控制单元。目前，用于防滑系统的转速传 感器主要有电磁式和霍尔式两种。
ASR 制动液压系统：
下图中的 ASR 制动压力调节器主要包括制动供能装置（由电动泵和储 能器组成）和电磁控制阀总成（其中有三个二位二通电磁阀）组成。
（三）ABS和ASR的比较： 相同点：
1. ABS和ASR都是通过控制作用于被控制车轮的力矩， 而将车轮的滑动率控制在设定的理想范围之内，从而缩 短汽车制动距离或提高汽车的加速性能。
SA=(rω-v) / rω×100% 0< SA <100%，车轮滑转比例越大， SA 越大。
通过试验发现，在硬实路面上，弹性车轮与路面间的附着系 数μ和滑动率 S 存在如下图所示的关系。
（二）防滑控制系统的作用与工作原理： 使汽车能够自动地将车轮控制在纵向和横向附着系数
都很大的滑动率范围内。 制动防抱死系统在制动过程中，通常将车轮滑移率控
2. ABS和ASR 都要求系统具有快速的反应能力，以适应 车轮附着力的变化；都要求控制偏差量尽可能达到最 小；都要求尽量减少调节过程中的能量消耗。
不同点： 1. ABS对驱动和非驱动车轮都可进行控制，而ASR只对 驱动车轮进行控制。 2. 在ABS控制期间，离合器通常处于分离状态（手动变 速），发动机也处于怠速运转，而在ASR控制期间，离 合器处于接合状态，发动机的惯性对ASR控制有较大影 响。
第二节 防滑控制系统的基本组成及工作过程 （一）ABS 的基本组成及工作原理
ABS 通常由车轮轮速传感器、制动压力调节器、电子控制单元 (ECU) 和 ABS 警示装置等组成。如图：
如下图所示：ABS 的工作过程可以分为常规制动、制动压力保持、制动压 力减小和制动压力增大等阶段。 1. 常规制动阶段（ABS 并不介入制动压力控制）
2. 制动压力保持阶段
3. 制动压力减小阶段
4. 制动压力增大阶段
ABS 系统具有以下优点： 1. 增大了汽车制动时的稳定性。 2. 能缩短制动距离。 3. 改善了轮胎的磨损状况。 4. 使用方便，工作可靠。
（二）ASR 的基本组成和工作原理 ASR/TCS 可以通过调节作用于驱动车轮的驱动力矩
（三）ABS制动压力调节器 ABS/ASR制动压力调节器的作用是接受电子控制单元(ECU)的指令，通 过电磁阀的动作来实现车轮制动器制动压力的自动调节。它主要由电磁 阀阀体、制动液储能室、储能器、制动主缸、液压助力器与电动泵等组 成。如图：
下面主要介绍ABS制动压力调压器。 1.电动泵
2.储能器 a.活塞－－弹簧式：
3.在ABS控制期间，汽车传动系的振动较小，在ASR控制期 间，很容易使传动系统产生较大的振动。
4.在ABS控制期间，各车轮之间的相互影响不大，而在ASR 控制期间，由于差速器的作用会使驱动车轮之间产生较大 的互相影响。
5. ABS只是一个反应时间近似一定的制动控制单环系统， 而ASR却是由反应时间不同的制动控制和发动机控制等组 成的多环系统。
b.气囊式：
3.电磁控制阀 ABS系统中都有一个或两个电磁阀体，其中有若干个电磁控制阀，分别 控制前、后轮的制动。常用的电磁阀有三位三通阀和二位二通阀等。 (1)三位三通阀
(2)二位二通阀
4.压力控制、压力警告和液位指示开关 （四）电子控制单元
1.电磁式转速传感器 通过磁通量的变化产生感应电压,由传感头和齿圈两部分组成。
2.霍尔式转速传感器
优点：1.输出信号电压幅值不受转速的影响。 2.频率响应高 3.抗电磁波干扰能力强。
（二）汽车减速度传感器 有些ABS系统中，为了获得汽车的纵向或横向减速度，在汽车的车身上 安装有减速度传感器。如下图为采用水银开关的G传感器。
汽车防滑控制系统结构及工作原 理
（一）车轮滑动率对附着系数的影响
车轮相对于路面的滑动可分为滑移和滑转两种形式，引 入车轮滑动率的概念可以表征车轮运动中滑动成分所占的 比例。
1. 汽车在制动过程中，车轮可能相对于路面发生滑移，滑移 成分在车轮纵向运动中所占的比例可以由负滑动率表征。
SB =(rω-v) / v ×100% -100%< SB <0，车轮滑移所占成分越多， SB 越大。 2. 汽车在驱动过程中，驱动车轮可能相对于路面发生滑转， 滑转成分在汽车纵向运动中所占的比例可由正滑动率表征。