1、 一、汽车防滑控制系统概述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(又称牵引力控制系统 TCS)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。1汽车防滑控制系统的发展简史ABS(Anti Lock Braking System 或 Anti-skid Braking System)最早出现在铁路机车上，1908 年JEFrancis 设计了第一套 ABS
2、 并安装在铁路机车上，获得成功。1936 年德国 Robert Bosch 公司将电磁传感器用于测量车轮速度，当传感器探测到车轮抱死时，在各条制动管路上的电动机动作控制阀口的大小，从而调节制动压力。这一专利被认为是 ABS 形成中的里程碑，其原理一直沿用至今。1945 年德国 Fritz Ostwald 公司开始开发用于飞机着陆制动系统，由于飞机体积和重量的加大，速度加快，飞机着陆时，车轮制动抱死产生剧烈摩擦，在驾驶员反应过来之前轮胎就会出现斑点，大大缩短了轮胎的寿命，制动防抱死系统的应用防止了这一现象的发生。1951 年 Goodyear 航空公司将 ABS 装于载重车。1954 年美国 F
3、ord 汽车公司在 Lincoln 汽车上移植法国航空公司的 ABS 装置。1957 年美国 Kelse-Hayes 公司对 Automatic 制动防抱死系统进行了试验研究，研究结果表明：制动防抱死系统确实可以在制动过程中防止失去方向控制，并且能够缩短制动距离。1968 年美国 Kelse-Hayes 公司研制生产了 Sure-Track 两轮制动防抱死系统，该系统由电子控制装置根据电磁式转速传感器输入的后轮转速信号，对制动过程中后轮的运动状态进行判定，通过控制由真空驱动的制动压力进行调节。1969 年美国 Kelse-Hayes 公司生产 Sure-Track 两轮制动防抱死系统被 For
4、d 公司分别装备在Thunderbird 和 Continental MK- 轿车上。1971 年美国 Chrysler 公司与美国 Bendix 公司合作研制的 Sure-Brake 三通道四轮制动防抱死系统开始装备在 Imperial 轿车上，其结构原理与 Sure-Track 基本相同。1971 年美国 Buick 公司研制出由子控制装置自动中断发动机点火，以减少发动机输出扭矩，防止驱动车轮发生滑转的驱动防滑系统。1975 年德国 Wabco 公司与 Mercedes-Benz 公司合作，首次将 ABS 装备在气压制动的载货汽车上。1978 年德国 Robert Bosch 公司与 Me
5、rcedes-Benz 公司合作，研制成功采用大规模集成电路三通道ABS，并安装在 Mercedes-Benz 汽车上。1978 年德国 Robert Bosch 公司推出了采用数字式电子控制装置的制动防抱死系统Bosch ABS 2，并且装备在 Mercedes-Benz 轿车上，由此揭开了现代防滑控制系统发展的序幕。ABS 2 采用的是附加式方案，即在常规制动系统上附加一个 ABS 装置，构成的制动防抱死系统。也称为“分置式 ABS”。 BMW 公司和 Audi 公司以及 Porsche 公司等车型批量装用了 Bosch ABS 2 系统。1984 年德国 Teves 公司首次推出了整体式
6、制动防抱死系统 MK-，该系统将制动防抱死系统和液压制动助力器组合为一个整体。1985 年德国 Teves 公司的 MK-系统被装备在 Ford 公司生产的 Scorpio 和 Lincoln Mark-轿车上。1985 年英国 Lucas-Girling 公司为了适应中级轿车装备制动防抱死系统的要求，推出了一种机械式制动防抱死装置- Girling SCS，装备在了英国 Ford 公司生产的 Escort 轿车上。1986 年德国 Robert Bosch 公司推出 ABS 3 型整体式制动防抱死系统，其特点是：ABS 的压力调节装置与制动主缸及制动助力装置集成为一体，结构紧凑、重量轻，但是
7、价格昂贵。1986 年 Robed Bosch 公司率先推出了具有制动防抱死和驱动防滑功能的综合汽车防滑控制装置ABSASR 2U，并首先装备在 Mercedes-Benz 轿车上。1986 年美国 Kelse-Hayes 公司推出了 EBC 型后轮 ABS(RABS)制动防抱死系统，主要装于 Ford 公司的厢式车、客货两用车和轻型载货车上。1989 年 Bendix 公司在美国 Jeep 公司的 Cherokee 和 Wagoneer 车型上装备了他们第一代 ABS 产品-ABS 9 型制动防抱死系统。1990 年美国 Delco 公司推出了更为经济的四轮制动防抱死系统 Delco ABS
8、 ，主要装备于美国 GM公司的多种车型上。1993 年德国 Robert Bosch 公司推出 ABS 5 型“附加式”制动防抱死系统。综上所述，制动防抱死系统的实际应用始于 20 世纪 40 年代，首先用于铁路上，在火车上装备 ABS系统，而飞机的发展又推动了 ABS 的进步，40 年代末 ABS 系统成功地应用于飞机上。但这些早期的制动防抱死系统大多是机械的，利用惯性飞轮探测车轮是否抱死，从而减少制动压力。50 年代制动防抱死系统开始应用于汽车工业。60 年代开始应用电磁传感器探测车轮转速，控制部分主要是机械的，系统相对简单，只有在特定的车辆参数和工况下防抱死效果才比较显著，在车辆参数及工
9、况发生变化时，防抱死功能就会丧失。而要改善这些性能就会增加机械系统的复杂性和体积，从经济的观点出发是不合适的，所以ABS 的发展处于进退两难的境地。20 世纪 70 年代电子技术的迅速发展为 ABS 的发展打下了坚实的基础。70 年代初期，ABS 制造厂家采用分离元件的电子电路，控制器的体积比较大，多达上千个元件，并且可靠性差，难于实用化。到 70年代中期，由于大规模集成电路的应用，ABS 控制器由上千个元件减少到几百个，大大缩小了控制器的体积，并增强了可靠性，但控制功能的实现是靠硬件构成的逻辑电路，这决定了这个时期的控制器不可能实现复杂的控制逻辑。70 年代末期 ABS 有了突破性的进展，由
10、于微处理器的引入，使 ABS 系统开始具有了智能，从而奠定了 ABS 系统的基础和模式。20 世纪 80 年代以后，ABS 在技术上得到了很大发展，体积逐步减小，重量逐步减轻，控制和诊断功能不断增强。ABS 液压控制系统和控制器与控制阀体集成为一体，可以作为一个附加系统添加到常规的制动系统中去。控制器已普遍采用以 16 位微处理器为核心的单片机，同时采用通用的诊断协议接口。ABS 系统除了本身朝着集成化、低价格和大批量的方向发展外，还在原有系统上进行了扩展。80 年代中后期，驱动防滑(ASR)和牵引力控制系统(TCS)得到了发展，利用原有 ABS 系统只需增加部分作动系统和相应的软件，就可以实
11、现驱动防滑控制或牵引力控制功能，这就使得 ABS 系统与 ASR 和 TCS 系统的同步发展成为可能。20 世纪 90 年代 ABS 系统进一步简化结构、提高性能、降低成本，并以此为基础作为必备的安全装备在各种不同车型上广泛采用。从总体上看，为了降低 ABS 在汽车总成本中的比例，ABS 趋向于采用“附加式” 结构方案。2汽车防滑控制的基本原理汽车防滑控制系统包括 ABS 制动防抱死系统和 ASR 驱动防滑系统(又称 TCS 牵引力控制系统) 两部分，下面分别介绍这两个部分的基本工作原理。(1)ABS 制动防抱死控制系统基本工作原理ABS 制动防抱死系统主要由 ABS 控制电脑、ABS 液压调节器和车轮转速传感器 3 个部分组成。
