【正文】 數(shù)滑移率的上范圍內(nèi)，直至汽車速度減小到很低或者制動(dòng)主缸的輸出壓力不再使車輪趨于抱死時(shí)為止，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的頻率可達(dá) 320Hz。但顯然門限值的確定需要大量的試驗(yàn) 來(lái)確定。下面以基于車輪加減速度邏輯門限值的控制方法對(duì)直線單一路面的制動(dòng)過(guò)程的控制為例，簡(jiǎn)單說(shuō)明 ABS 的基本工作原理。 上述司機(jī)做不到的許多事，利用傳感器就能辦到。為了避免發(fā)生這些現(xiàn)象，司機(jī)在踏動(dòng)制動(dòng)板時(shí)，必須謹(jǐn)慎從事。汽車的側(cè)向附著力和制動(dòng)力之間的關(guān)系十分緊密。在日常生活中，大家都可能遇到過(guò)這種 現(xiàn)象。但在同一路面上以不同制動(dòng)初速度制動(dòng)時(shí)車輪的附著系數(shù) 滑移率關(guān)系曲線不會(huì)有太大變化。 ABS 即是基于這一原理而研制的。當(dāng) 0 S 100 %時(shí) ,車輪既滾動(dòng)又滑動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)系制動(dòng)力增大到一定值 大于附著力 時(shí) ,汽車輪胎將在地面上出現(xiàn)滑移。所有這些運(yùn)動(dòng)情況若在制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)，都是極其危險(xiǎn)的。下面從汽車在一種路面上直線和轉(zhuǎn)彎制動(dòng)兩方面簡(jiǎn)單討論一下當(dāng)車輪抱死時(shí)汽車的運(yùn)動(dòng)情況。側(cè)向力和汽車的方向穩(wěn)定性有關(guān)，它保證了汽車的行進(jìn)方向。其中為地面作用在每個(gè)車輪上的地面制動(dòng)力，他的大小決定于路面的縱向附著系數(shù)和車輪所受的載荷。 清華大 學(xué)研制的適用于中型客車的氣制動(dòng) ABS 由于資源價(jià)格和性能上的優(yōu)勢(shì) ,陶瓷材料的應(yīng)用將迅速擴(kuò)展 。另外 ,在滑移率和附著系數(shù)之間的關(guān)系、汽車整車技術(shù)條件和試驗(yàn)方法方面也有獨(dú)到見(jiàn)解。 我國(guó) ABS 的研究開始于 80 年代初。 VDC 系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向角、油門、制動(dòng)壓力，通過(guò)觀測(cè)器決定出車輛應(yīng)具有的名義運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。防滑控制系統(tǒng)包括兩部分 :制動(dòng)防滑與發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力控制。 圖 11 BOSCH 防抱死制動(dòng)系統(tǒng) （ 1） ABS 本身控制技術(shù)的提高現(xiàn)代制動(dòng)防抱死裝置多是電子計(jì)算機(jī)控制，這也 反映了現(xiàn)代汽車制動(dòng)系向電子化方向發(fā)展?！?ABS 2”在 3 年的努力后誕生！有別于 ABS 1采用模擬式電子組件， ABS 2 系統(tǒng)完全以數(shù)字式組件進(jìn)行設(shè)計(jì)，不但控制單元內(nèi)組件數(shù)目從 1000 個(gè)銳減到 140 個(gè)，而且有造價(jià)降低、可靠性大幅提升與運(yùn)算速度明顯加快的三大優(yōu)勢(shì)。接下來(lái)的 30 年中，包括 Karl Wessel 的“剎車力控制器”、 Werner Mhl的“液壓剎車安全裝置”與 Richard Trappe 的“車輪抱死防止器”等嘗試都宣告失敗。因此，裝有 ABS 具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和安全保障。 ABS 的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是增加了汽車制動(dòng)時(shí)候的穩(wěn)定性。 再次感謝學(xué)院對(duì)我培養(yǎng)以及學(xué)院老師對(duì)我的大力幫助和指導(dǎo)。清理修復(fù)插頭之后，清除故障碼。無(wú)論在加速、減速 、制動(dòng)、低速還是高速時(shí)，其數(shù)值都與其他個(gè)輪速基本一致。在該車故障排除過(guò)程中，首先并沒(méi)有急于檢查輪速數(shù)據(jù)。故障分析：首先，用元征電眼睛故障診斷儀讀取故障碼，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，顯示“”，為左后輪轉(zhuǎn)速傳感器故障。清除故障碼后， ABS 燈不再閃亮，但車輛開出公司后不久，車主給服務(wù)顧問(wèn)打來(lái)電話，說(shuō)故障燈又開始閃爍。 輪速傳感器在安裝時(shí)注意其傳感頭的額定扭矩，不要擰得過(guò)緊或過(guò)松，否則極軸與齒圈的間隙過(guò)小或過(guò)大，影響輪速信號(hào)的產(chǎn) 生與輸出；檢查輪速傳感器與橋殼之間無(wú)間隙；傳感器齒圈的齒面應(yīng)無(wú)刮痕、裂縫、變形或缺齒等，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)更換轉(zhuǎn)子軸總成。 2）先對(duì) ABS 系統(tǒng)進(jìn)行直觀檢查，檢查制動(dòng)液滲漏、導(dǎo)線破損、插頭松脫、制動(dòng)液液位過(guò)低等情況。 3）維修車輪轉(zhuǎn)速傳感器時(shí)應(yīng)特別小心，不要碰傷傳感器頭，不要用傳感器齒圈做撬面，以免損壞，安裝時(shí)不可用力敲擊，磁隙可以調(diào)整的，但要用非磁性工具調(diào)整。 ABS 工作時(shí)： 1）壓力增大：電磁閥和電動(dòng)泵不通電，制動(dòng)油液從主缸流入分缸進(jìn)行制動(dòng)。在原制動(dòng)管路中，并聯(lián)一套液壓裝置，該裝置中有一個(gè)類似活塞的裝置。 液壓式：主要用在小轎車和一些輕型載重汽車上。當(dāng)判定汽車行駛在雪地、結(jié)冰路等易打滑的路面上時(shí)，采取相應(yīng)控制措施，以提高制動(dòng)性能。 二、電控防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ ABS）的基本組成與工作原理 ABS 的基本組成 ABS 是在普通制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加裝 ABS ECU、傳感器、執(zhí)行器等裝置而形成的制動(dòng)系統(tǒng)，其基本構(gòu)成如圖 5。 ⑤對(duì)兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制，主要考慮到小轎車，特別是前輪驅(qū)動(dòng)的汽車，前輪的制動(dòng)力在汽車總制動(dòng)中所占的比例較大 可達(dá) 70％左右 ，可以充分利用兩前輪的附著力。 ②圖 2 a 所示適用前輪驅(qū)動(dòng)汽車及按對(duì)角布置的雙管路制動(dòng)系統(tǒng)。雙參數(shù)控制的 ABS，由車速傳感器 測(cè)速雷達(dá) 、輪速傳感器、 電腦 和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。 2）動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng) VDC（或電子穩(wěn)定控制 ESP）。北美和西歐的各類客車和輕型貨車 ABS 的裝備率已達(dá) 90%以上，轎車 ABS 的裝備率在 60%左右，運(yùn)送危險(xiǎn)品的貨車 ABS 的裝備率為 100%。汽車上開始使用 ABS 始于 1950 年代中期福特汽車公司， 1954 年福特汽車公司在林肯車上裝用法國(guó)航空公司的 ABS 裝置，這種 ABS 裝置控制部分采用機(jī)械式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能相對(duì)單一，只有在特定車輛和工況下防抱死才有效，因此制動(dòng)效果并不理想。 關(guān)鍵詞：防抱死制動(dòng)系 統(tǒng)； ABS；基本組成；工作原理；案例分析。直到 70 年代后期，由于電子技術(shù)迅猛發(fā)展，為 ABS 技術(shù)在汽車上應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)支持。此后一汽大眾、 二汽富康、上海大眾、重慶長(zhǎng)安、上海通用等均開始采用 ABS 技術(shù)，但這些 ABS 裝置我國(guó)均沒(méi)有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 4）減小體積，降低重量。 ③適用：汽車左右兩側(cè)車輪附著系數(shù)相近的路面，不僅可以獲得良好的方向穩(wěn)定性和方向操縱能力，而且可以得到最短的制動(dòng)距離 。在通往兩后輪制動(dòng)分泵 輪缸 的制動(dòng)總管路中，只設(shè)置一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)分裝置，以便對(duì)兩后輪制動(dòng)分泵 的制動(dòng)壓力進(jìn)行一同控制。因此，三通道 ABS 在小轎車上被普遍采用。典型輪速傳感器外形與基本結(jié)構(gòu)如圖 6。 圖 7 ABS 控制電腦原理圖 執(zhí)行器 1）油泵及儲(chǔ)能器 作用：產(chǎn)生控制油壓，使制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置工作。 圖 8 分離式液壓調(diào)節(jié)器組件 整體式 ABS 系統(tǒng)總成 整體式：制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器與制動(dòng)總泵構(gòu)成一個(gè)整體。 1―制動(dòng)踏板 2―制動(dòng)主缸 3―儲(chǔ)能器 4―電動(dòng)泵 5―儲(chǔ)液室 6―電磁線圈 7―電磁閥 8―柱塞 9―電控單元 10―制動(dòng)輪缸 11―轉(zhuǎn)速傳感器 12―車輪 13―單向閥 14―控制活塞 圖 9 可變?nèi)莘e式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器常規(guī)制動(dòng)（升壓）狀態(tài) ABS 警示裝置 1）作用：報(bào)警燈可顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)及自診斷報(bào)警。 然后 ABS 電子控制單元再給電磁線圈斷電，車輪制動(dòng)力又會(huì)上升，如此反復(fù)，ECU 通過(guò)執(zhí)行器不斷地控制制動(dòng)系統(tǒng)完成增壓、保壓、降壓、升壓的過(guò)程，使車輪始終處于將要抱死而又未抱死的臨界狀態(tài)，把車輪滑動(dòng)率控制在最佳（ 10%―20%）的范圍內(nèi)，以獲得最好的制動(dòng)效果。 5 要注意不要讓電控單元受碰撞和敲擊，不能處在高溫環(huán)境中。 5）修理或更換部件以排除故障。 更換 ABS ECU 時(shí)，將點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉，拆下 ECU 上的線束插頭，拆下舊的 ECU，固定好新的 ECU，插上所有的線束插頭（注意線束不能損壞和腐蝕，插頭應(yīng)接觸良好）對(duì)角線擰緊固定螺釘；起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，紅色制動(dòng) 燈和 ABS 燈應(yīng)顯示系統(tǒng)正常。目視發(fā)現(xiàn)傳感器表面比較破舊且布滿泥污，信號(hào)齒圈表面也臟污不堪。傳感器存在可識(shí)別的斷路或?qū)φ龢O、接地短路故障。用手轉(zhuǎn)動(dòng)左后輪，第顯示區(qū)顯示。就在這時(shí)，故障再次出現(xiàn)了。此故障屬于軟性故障，故障出現(xiàn)的機(jī)率具有很大的隨機(jī)性，一般用萬(wàn)用表不易測(cè)出，也只有在故障出現(xiàn)時(shí)，才能發(fā)現(xiàn)故障原因，找到病根，對(duì)癥下藥，將故障排除。制動(dòng)力過(guò)大，將使車輪抱死，汽車方向失去控制后，若是彎道就有可能從 路邊滑出或闖入對(duì)面車道，即使不是彎道也無(wú)法躲避障礙物，產(chǎn)生這些危險(xiǎn)狀況的原因在于汽車的車輪在制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生抱死現(xiàn)象，此時(shí)，車輪相對(duì)于路面的運(yùn)動(dòng)不再是滾動(dòng)，而是滑動(dòng)，路面作用在輪胎上的側(cè)滑摩擦力和縱向制動(dòng)力變得很小，路面越滑，車輪越容易。汽車生產(chǎn)廠家的研究數(shù)據(jù)表明，裝有 ABS 的車輛，可使因車論側(cè)滑引起的事故比例下降 8%左右。 ABS 利用電腦控制車輪制動(dòng)力，可以充分發(fā)揮制動(dòng)器的效能，提高制動(dòng)減速度和縮短制動(dòng)距離，并能有效地提高車輛制動(dòng)的穩(wěn)定性，防止車輛側(cè)滑和甩尾，減少車禍?zhǔn)鹿实陌l(fā)生，因此被認(rèn)為是當(dāng)前提高汽車行駛安全性的有效措施。精于汽車電子系統(tǒng)的德國(guó)公司 Bosch（博世）研發(fā) ABS 系統(tǒng)的起源要追溯到 1936 年，當(dāng)年 Bosch 申請(qǐng)“機(jī)動(dòng)車輛防止剎車抱死裝置”的專利。從 1978 到 1980 年底， Bosch 公司總共才售出24000套 ABS系統(tǒng)。 全電制動(dòng)控制系統(tǒng) BBW BrakeByWire 是未來(lái)制動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。 （ 3）電子控制制動(dòng)系統(tǒng)由于 ass 在功能方面存在許多缺陷，如氣壓系統(tǒng)的滯后，主車與接車制動(dòng)相容性問(wèn)題等。車輛動(dòng)力學(xué) 控制系統(tǒng)目的是改善車輛操縱的穩(wěn)定性，它可以在車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處于危險(xiǎn)狀態(tài)下自動(dòng)進(jìn)行控制。清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室有宋健等多名博導(dǎo)、教授 ,有很強(qiáng)的科技實(shí)力 ,他們還配套有一批先進(jìn)的儀器設(shè)備 ,如汽車力學(xué)參數(shù)綜合試驗(yàn)臺(tái)、汽車彈射式碰撞試驗(yàn)臺(tái)及翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)、模擬人及標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、 Kodak 高速圖像運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)、電液振動(dòng)臺(tái)、直流電力測(cè)功機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)排放分析儀、發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)開 發(fā)裝置及工況模擬器、計(jì)算機(jī)工作站及 ADAMS、 IDEAS 軟件、非接觸式速度儀、噪聲測(cè)試系統(tǒng)、轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)、電動(dòng)車蓄電池試驗(yàn)臺(tái)、電機(jī)及其控制系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)等。 重慶聚能公司產(chǎn)品包括汽車、摩托車系列 JN111FB 氣制動(dòng)電子式單通道、JN144FB 氣制動(dòng)電子式四通道和 JN244FB 液壓電子式四通道等類型 ABS 裝置及其相關(guān)零部件 30 多個(gè)品種 ,其 ABS 產(chǎn)品已通過(guò)國(guó)家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心和國(guó)家客車質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心的認(rèn)定 ,獲得國(guó)家實(shí)用新技術(shù)專利 ,并正式被列為國(guó)家火炬項(xiàng)目計(jì)劃。人們所希望的既有高速鋼、硬質(zhì)合金的強(qiáng)度和韌性 ,又有超硬材料的硬度和耐磨性的新刀具材料也完全有可能出現(xiàn)。汽車直線制動(dòng)時(shí)，若受到橫向干擾力的作用，如橫向風(fēng)力或路面不平，汽車將產(chǎn)生側(cè)滑摩擦力來(lái)保持汽車的直線行駛方向，如圖 21（ a） 圖 21 汽車直線和轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)的平面受力簡(jiǎn)圖 所示。 如上所述，施加適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)，能夠有效地使汽車停下。為制動(dòng)時(shí)前輪全部抱死而后輪不抱死汽車的運(yùn)動(dòng)情況示意，當(dāng)前輪抱死時(shí)轉(zhuǎn)彎力為零，駕駛員無(wú)法控制汽車的方向使汽 車轉(zhuǎn)向來(lái)避讓前方的障礙物，這時(shí)由于汽車后輪不抱死，所以汽車仍具有側(cè)向力來(lái)維持方向穩(wěn)定性。 圖 22 汽車直線制動(dòng)車輪抱死時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況 圖 23 汽車轉(zhuǎn)彎制動(dòng)車輪抱死時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況 通常 ,汽車在制動(dòng)過(guò)程中存在著兩種阻力 :一種阻力是制動(dòng)器摩擦片與制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤之間產(chǎn)生的摩擦阻力 ,這種阻力稱為制動(dòng)系統(tǒng)的阻力 ,由于它提供制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力 ,因此也稱為制動(dòng)系制動(dòng)力 。 Vt ―汽車的理論速度 車輪中心的速度 。當(dāng)滑移率為 15 %～ 30 %時(shí) ,縱向附著數(shù)達(dá)到峰值 。 圖 25 不同路面上縱向、側(cè)向附著 系數(shù)與滑移率關(guān)系曲線 由圖 25 可以看出，各種路面上的變化的總體趨勢(shì)是一致的。制動(dòng)時(shí)汽車通過(guò)制動(dòng)系統(tǒng)改變車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而改變車輪的滑移率，形成整個(gè)非線性的制動(dòng)過(guò)程。當(dāng)輪胎的滑移率在 8%25%時(shí)，輪胎和她面的摩擦力 附著力 最大。最后，當(dāng)輪胎的滑移率達(dá)到 100%時(shí)，輪胎抱死。在摩擦系數(shù)小的光滑路面上，司機(jī)在制動(dòng)時(shí)都很小心，唯恐使車輪抱死，但仍很難做到，原因是司機(jī)不知道車輪什么時(shí) 候抱死。當(dāng)不再有可能抱死車輪時(shí)，再恢復(fù)正常壓力。此時(shí) ABS 系統(tǒng)不對(duì)制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行干預(yù)，所以制動(dòng)油壓迅速增加，車輪減速度也增大。制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置主要由調(diào)壓電磁閥總成、電動(dòng)泵總成和儲(chǔ)液器等組成一個(gè)獨(dú)立的整體，通過(guò)制動(dòng)管路與制動(dòng)主缸和各制動(dòng)輪缸相連，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置受電子控制裝置的控制，對(duì)各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果對(duì)某車輪的制動(dòng)壓力可以進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)，稱這種控制方式為獨(dú)立控制；如果對(duì)兩個(gè) 或兩以上 車輪的制動(dòng)壓力一同進(jìn)行調(diào)節(jié)，則稱這種控制方式為一同控制。 2 三通道 ABS 四輪 ABS 大多為三通道系統(tǒng)，而三通道系統(tǒng)都是對(duì)兩前輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行單獨(dú)控制，對(duì)兩后輪的制動(dòng)壓力按低選原則一同控制，其布置形式見(jiàn)圖 31 c 、 d 、 e 。 對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車，可以在兩前輪和傳動(dòng)系中各安裝一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器。 圖 31 h 單通道 ABS 一般對(duì)兩后輪按低選原則一同控制，其主要作用是提高汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。傳感器的作用是為 ECU 提供車輪的運(yùn)動(dòng)情況， ECU 是 ABS 系統(tǒng)的控制中心， ECU 中固化的程 序?qū)嶋H上是 ABS 的控制方法，而液壓控制單元是 ABS 控制方法的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 圖 33 原理結(jié)構(gòu)框圖 汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其核心部分是電子控制單元。早期的 汽車控制系統(tǒng)采用八位單片機(jī)，目前已過(guò)渡到十六位，有些系統(tǒng)如發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)已開發(fā)采用 32 位 CPU。 （ 3）輸入、輸出端口資源 輸入輸出端口要充分的利用，如果使用不足則浪費(fèi)了資源，外部總線 8 位單片機(jī) u0 資源太少，無(wú)法用于 ass 系統(tǒng)，外部總線 16 位基本能滿足 ABS 系統(tǒng)的要求。變換檢測(cè)器在 HSI MODE寄存器控制下，可檢測(cè)四種事件變化的方式，并把各輸入端的狀態(tài)寄存在HSI_STATUS 寄存器