3.2.2 制动滑移率和驱动滑转率

在制动过程中，车轮抱死滑移的根本原因是制动器制动力大于轮胎与路面附着力。滑移率是车轮接地处的滑动速度与车轮中心运动速度的比值，即

式中 λ——车轮滑移率；

v——参考车速；

r——车轮的动态滚动半径；

ω——轮胎角速度。

当车轮纯滚动时，v=ωr，滑移率λ=0；当车轮纯滑动时，ω=0，滑移率λ=1，此时车轮处于抱死状态。所以车轮的滑移率λ的值介于0和1之间，即0<λ<1。

制动力系数μ_b定义为地面制动力F_b与作用在车轮上的垂向动载荷F_Z的比值，即μ_b=F_b/F_Z。受轮胎和路面附着系数的限制，直线制动时车辆所能达到的最大减速度和最短制动距离依赖于制动力系数，车辆在不同特征的路面上制动时，在接近附着极限并且还处于滚动状态时，车辆仍然具有转向性能并处于稳定状态，制动效能还随动踏板力成正比例增加，此后车辆开始变得不稳定，如果制动压力不减小，车轮将很快抱死，车辆失去转向能力并发生侧滑或者甩尾。

图3-4所示为经过试验测量的车辆在典型特征路面上制动时制动力系数μ_b随滑移率λ变化的曲线（图中，α为侧偏角，μ_b为纵向附着系数，μ_s为侧向附着系数），当滑移率在15%～30%范围内时，车辆的制动力系数达到峰值水平，在该范围内制动时车辆的制动效能可以得到最大程度的发挥，车辆的转向性能和可操控性能可以得到保证，车辆处于安全状态。当车辆紧急制动时，要使车轮的滑移率始终处于这个范围，仅靠驾驶人的操作经验是远远不够的，而ABS控制器的制动力调节可帮助驾驶人在不依靠经验的条件下，使车轮与地面的滑移率始终处于峰值制动力系数范围，最大限度地利用车轮与地面的物理极限，从而缩短制动距离，同时避免车轮抱死拖滑导致车辆失稳。

由图3-4可知，弯道制动时车辆所能达到的最大制动距离和制动减速度除了受纵向制动力系数影响外，还受到轮胎侧向力传递能力和侧向力系数的影响，侧向力因轮胎变形产生，侧向力系数μ_s被定义为侧向力F_s与车轮垂向动载荷F_Z之比，即μ_s=F_s/F_Z，其大小受轮胎侧偏角的影响，侧偏角α定义为车轮接地中心的运动方向与车轮纵向滚动方向的夹角。

侧偏角α=10°时的滑移率控制范围比侧偏角α=2°时的大，也就是说，当车辆在弯道制动时，ABS应当更早地介入，如侧偏角α=10°时，当车轮滑移率λ=0.1时，制动力系数μ_b=0.35，此时侧向力系数μ_s达到最大值（μ_s=0.8）。

TCS研究车轮加速和打滑工况，其控制目标是驱动过程中的车轮滑转率λ_T，滑转率定义为轮速和车速间差值与车速的比值，即

车辆行驶过程中，无论是制动力还是驱动力，均受轮胎和路面间附着极限的限制，车辆起步和加速过程中驱动力系数和滑转率的关系曲线与制动过程中附着系数和滑移率的关系是类似的。图3-5所示为分开表达的制动滑移率和驱动滑转率曲线。