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一文讲清ABS、TCS、ESC、BAS等车身稳定控制系统及法规要求

2025-01-21 18:16:08·  来源:智驾小强  
 

1.刹车防抱死系统ABS

2.牵引力控制系统TCS

3.电子稳定控制系统ESC

4.制动辅助系统BAS

1.刹车防抱死系统ABS

      刹车抱死会使车轮失去滚动能力,从而变为滑动摩擦,这种滑动摩擦的制动效果远不如滚动摩擦,因此会导致制动距离延长,使车辆更难在短距离内停下来。
      车轮抱死后,车辆容易失去控制,尤其是在高速或湿滑路面上。此时,车辆的前轮或后轮可能会因为抱死而失去转向能力或稳定性,导致车辆出现侧滑、甩尾等危险现象。这些现象会使车辆偏离原本的行驶轨迹,增加与其他车辆或障碍物碰撞的风险。


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       为了提高安全性,汽车工程师在汽车上安装了刹车防抱死系统ABS (Anti-lock Brake System):



       通过轮速传感器监测车轮的转速,并将信号传递给ECU。当ECU监测到车轮有抱死的趋势时,会发出指令给制动压力调节器,调节器通过制动、保压、减压、再增压的过程,避免轮胎抱死,以保持车轮与地面的最大附着力。


更多ABS相关信息,详见前文:

自动驾驶从小白到小强46~刹车防抱死系统ABS

R13H法规下,防抱死系统ABS如何保障行车安全?

2.牵引力控制系统TCS

       牵引力控制系统TCS(Traction Control System)又叫加速防滑控制系统ASR(Acceleration Slip Regulation),或加速稳定保持系统ASR(Acceleration Stability Retainer)是现代汽车中一项重要的主动安全系统,它通过实时监控和调整车辆的行驶状态,防止因驱动轮打滑而导致的车辆失控现象,以维持车辆行驶方向的稳定性,保持好的操控性及最适当的驱动力,确保行车的安全。

       TCS的主要功能是通过控制发动机的输出扭矩和车轮的制动力,防止车辆在起步或加速过程中因驱动力过大而导致的轮胎打滑现象,从而提高车辆的行驶稳定性和安全性。
       TCS主要由传感器(包括车轮速度传感器、方向盘转角传感器等)、控制单元和执行机构等部分组成。
       传感器负责实时监测车轮的转速、加速度和发动机的输出扭矩等参数,并将这些数据传输给控制单元。当车辆加速时,如果检测到驱动轮和非驱动轮转速差过大,计算机立即判断驱动力过大,随即发出指令信号,通过调整点火时间、减小节气门开度、对车轮制动等方式,减少发动机的供油量,降低驱动力,从而减小驱动轮的滑转率,使车辆保持稳定行驶。

3.电子稳定控制系统ESC

       电子稳定控制系统ESC(Electronic Stability Controller)即汽车电子稳定控制系统,亦称作电子稳定程序、车身动态稳定系统ESP(Electronic Stability Program)。


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        ESC通过控制车辆的刹车和动力输出,防止车辆失控或过度转向。它整合了防抱死刹车系统(ABS)和牵引力控制系统(TCS)的功能,并增加了横摆扭矩控制,以防止车辆在紧急情况下打滑、侧翻或偏离预定轨迹。具体来说,ESC具备以下功能:

         (a)抗侧滑功能:在车辆转弯时,ESC能迅速响应车轮的侧滑现象,通过制动器调整车轮转速,确保稳定行驶。
         (b)防抱死功能:在紧急制动情况下,ESC可智能控制车轮的制动力,避免车轮抱死,保持车辆的稳定。         (c)车道保持功能:当车辆出现侧滑或转向过度时,ESC会通过制动器和引擎输出的调控,使车辆稳定在原行驶车道上。        ESC系统主要由转向角传感器、横摆角速度/横向加速度传感器、轮速传感器、中央控制器及执行装置等组成。


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       各传感器持续监测车辆的行驶状态,包括速度、转向角度、车身侧倾角以及横向加速度等关键数据。这些数据被实时传输至中央控制器,经过快速分析判断车辆稳定性状态。一旦检测到不稳定情况,系统会立即通过制动器和引擎控制来调整车辆稳定性。

欧盟乘用车准入法规R140规定了ESC的最低性能要求,相关测试标准详见前文:

R140法规对电子稳定控制ESC的要求及测试方法(上)

R140法规对电子稳定控制ESC的要求及测试方法(中)

R140法规对电子稳定控制ESC的要求及测试方法(下)

        随着技术的进步,ESC系统不断拓展新的功能,例如液压制动辅助(HBA)、坡道起步辅助(HHC)、陡坡缓降(HDC)等,进一步丰富了ESC的应用场景,提高了车辆在复杂环境下的适应能力和安全性。

4.制动辅助系统BAS

         制动辅助系统BAS(Brake Assist System)又叫紧急制动辅助EBA(Emergency Brake Assist),旨在帮助驾驶员在紧急情况下更快速、有效地进行制动,从而缩短制动距离,减少事故的发生。

       BAS主要通过监测驾驶员踩制动踏板的速度和力度,判断是否为紧急制动情况,并据此自动增加制动系统的压力,使车辆的制动力迅速提升至最大。


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       BAS主要由传感器、控制单元和执行机构等组成。传感器负责监测制动踏板的速度和力度等参数,控制单元负责分析数据并发出指令,执行机构则负责调整制动压力。工作原理如下:
         (a)监测与分析:BAS通过传感器实时监测驾驶员踩制动踏板的速度和力度,以及车辆的速度和行驶状态。
        (b)判断与响应:系统分析传感器数据,判断是否为紧急制动情况。一旦识别出紧急制动需求,BAS会立即启动。        (c)制动压力调整:BAS自动增加制动系统的压力,使车辆的制动力迅速提升至最大,从而缩短制动距离。        BAS分为机械式和电子控制式两种:

        机械式BAS在普通刹车加力器基础上稍作修改,刹车力量不大时起加力器作用;

         电子控制式BAS的刹车加力器上有传感器,向控制单元输送踏板行程和移动速度信息,控制单元根据这些信息判断是否为紧急刹车,并据此调整制动压力。


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         R139法规中将BAS分为A类和B类两种:A类BAS关注节省制动力,B类BAS关注减速度的达成。

欧盟乘用车准入法规R139规定了BAS的最低性能要求,相关测试标准详见前文:

R139法规对制动辅助系统BAS的要求及测试方法(上)

R139法规对制动辅助系统BAS的要求及测试方法(中)

R139法规对制动辅助系统BAS的要求及测试方法(下)

        BAS通常与防抱死制动系统(ABS)协同工作。当BAS检测到紧急制动信号后,它会向ABS控制单元发送指令,要求ABS系统以最快的速度建立起最大的制动压力。同时,BAS还会根据车辆的行驶状态和路面情况,对制动压力进行动态调整,以确保车辆在制动过程中的稳定性。 

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