【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主缸的輸出壓力不再使車輪趨于抱死時為止，制動壓力調(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) 來確定。下面以基于車輪加減速度邏輯門限值的控制方法對直線單一路面的制動過程的控制為例，簡單說明 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)在踏動制動板時，必須謹(jǐn)慎從事。汽車的側(cè)向附著力和制動力之間的關(guān)系十分緊密。在日常生活中，大家都可能遇到過這種 現(xiàn)象。但在同一路面上以不同制動初速度制動時車輪的附著系數(shù) 滑移率關(guān)系曲線不會有太大變化。 ABS 即是基于這一原理而研制的。當(dāng) 0 S 100 %時 ,車輪既滾動又滑動。當(dāng)制動器產(chǎn)生的制動系制動力增大到一定值 大于附著力 時 ,汽車輪胎將在地面上出現(xiàn)滑移。所有這些運(yùn)動情況若在制動時出現(xiàn)，都是極其危險的。下面從汽車在一種路面上直線和轉(zhuǎn)彎制動兩方面簡單討論一下當(dāng)車輪抱死時汽車的運(yùn)動情況。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車輪上的地面制動力，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 ABS 由于資源價格和性能上的優(yōu)勢 ,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)到見解。 我國 ABS 的研究開始于 80 年代初。 VDC 系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向角、油門、制動壓力，通過觀測器決定出車輛應(yīng)具有的名義運(yùn)動狀態(tài)。防滑控制系統(tǒng)包括兩部分 :制動防滑與發(fā)動機(jī)牽引力控制。 圖 11 BOSCH 防抱死制動系統(tǒng) （ 1） ABS 本身控制技術(shù)的提高現(xiàn)代制動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 個銳減到 140 個，而且有造價降低、可靠性大幅提升與運(yùn)算速度明顯加快的三大優(yōu)勢。接下來的 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 的第一個優(yōu)點(diǎn)是增加了汽車制動時候的穩(wěn)定性。 再次感謝學(xué)院對我培養(yǎng)以及學(xué)院老師對我的大力幫助和指導(dǎo)。清理修復(fù)插頭之后，清除故障碼。無論在加速、減速 、制動、低速還是高速時，其數(shù)值都與其他個輪速基本一致。在該車故障排除過程中，首先并沒有急于檢查輪速數(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，對系統(tǒng)進(jìn)行檢測，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)顧問打來電話，說故障燈又開始閃爍。 輪速傳感器在安裝時注意其傳感頭的額定扭矩，不要擰得過緊或過松，否則極軸與齒圈的間隙過小或過大，影響輪速信號的產(chǎn) 生與輸出；檢查輪速傳感器與橋殼之間無間隙；傳感器齒圈的齒面應(yīng)無刮痕、裂縫、變形或缺齒等，嚴(yán)重時應(yīng)更換轉(zhuǎn)子軸總成。 2）先對 ABS 系統(tǒng)進(jìn)行直觀檢查，檢查制動液滲漏、導(dǎo)線破損、插頭松脫、制動液液位過低等情況。 3）維修車輪轉(zhuǎn)速傳感器時應(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： 1）壓力增大：電磁閥和電動泵不通電，制動油液從主缸流入分缸進(jìn)行制動。在原制動管路中，并聯(lián)一套液壓裝置，該裝置中有一個類似活塞的裝置。 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，采取相應(yīng)控制措施，以提高制動性能。 二、電控防抱死制動系統(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系統(tǒng)，其基本構(gòu)成如圖 5。 ⑤對兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制，主要考慮到小轎車，特別是前輪驅(qū)動的汽車，前輪的制動力在汽車總制動中所占的比例較大 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)動汽車及按對角布置的雙管路制動系統(tǒng)。雙參數(shù)控制的 ABS，由車速傳感器 測速雷達(dá) 、輪速傳感器、 電腦 和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。 2）動態(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，功能相對單一，只有在特定車輛和工況下防抱死才有效，因此制動效果并不理想。 關(guān)鍵詞：防抱死制動系 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、重慶長安、上海通用等均開始采用 ABS 技術(shù)，但這些 ABS 裝置我國均沒有自主的知識產(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距離 。在通往兩后輪制動分泵 輪缸 的制動總管路中，只設(shè)置一個制動壓力調(diào)節(jié)分裝置，以便對兩后輪制動分泵 的制動壓力進(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）油泵及儲能器 作用：產(chǎn)生控制油壓，使制動壓力調(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：制動壓力調(diào)節(jié)器與制動總泵構(gòu)成一個整體。 1―制動踏板 2―制動主缸 3―儲能器 4―電動泵 5―儲液室 6―電磁線圈 7―電磁閥 8―柱塞 9―電控單元 10―制動輪缸 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式制動壓力調(diào)節(jié)器常規(guī)制動（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，車輪制動力又會上升，如此反復(fù)，ECU 通過執(zhí)行器不斷地控制制動系統(tǒng)完成增壓、保壓、降壓、升壓的過程，使車輪始終處于將要抱死而又未抱死的臨界狀態(tài)，把車輪滑動率控制在最佳（ 10%―20%）的范圍內(nèi)，以獲得最好的制動效果。 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，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）對角線擰緊固定螺釘；起動發(fā)動機(jī)，紅色制動 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，信號齒圈表面也臟污不堪。傳感器存在可識別的斷路或?qū)φ龢O、接地短路故障。用手轉(zhuǎn)動左后輪，第顯示區(qū)顯示。就在這時，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，一般用萬用表不易測出，也只有在故障出現(xiàn)時，才能發(fā)現(xiàn)故障原因，找到病根，對癥下藥，將故障排除。制動力過大，將使車輪抱死，汽車方向失去控制后，若是彎道就有可能從 路邊滑出或闖入對面車道，即使不是彎道也無法躲避障礙物，產(chǎn)生這些危險狀況的原因在于汽車的車輪在制動過程中產(chǎn)生抱死現(xiàn)象，此時，車輪相對于路面的運(yùn)動不再是滾動，而是滑動，路面作用在輪胎上的側(cè)滑摩擦力和縱向制動力變得很小，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力，可以充分發(fā)揮制動器的效能，提高制動減速度和縮短制動距離，并能有效地提高車輛制動的穩(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“機(jī)動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)。 全電制動控制系統(tǒng) BBW BrakeByWire 是未來制動控制系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。 （ 3）電子控制制動系統(tǒng)由于 ass 在功能方面存在許多缺陷，如氣壓系統(tǒng)的滯后，主車與接車制動相容性問題等。車輛動力學(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)動狀態(tài)處于危險狀態(tài)下自動進(jìn)行控制。清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點(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、汽車彈射式碰撞試驗(yàn)臺及翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺、模擬人及標(biāo)定試驗(yàn)臺、 Kodak 高速圖像運(yùn)動分析系統(tǒng)、電液振動臺、直流電力測功機(jī)、發(fā)動機(jī)排放分析儀、發(fā)動機(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、噪聲測試系統(tǒng)、轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺、電動車蓄電池試驗(yàn)臺、電機(jī)及其控制系統(tǒng)試驗(yàn)臺等。 重慶聚能公司產(chǎn)品包括汽車、摩托車系列 JN111FB 氣制動電子式單通道、JN144FB 氣制動電子式四通道和 JN244FB 液壓電子式四通道等類型 ABS 裝置及其相關(guān)零部件 30 多個品種 ,其 ABS 產(chǎn)品已通過國家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢測中心和國家客車質(zhì)量監(jiān)督檢測中心的認(rèn)定 ,獲得國家實(shí)用新技術(shù)專利 ,并正式被列為國家火炬項(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)。汽車直線制動時，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)彎制動時的平面受力簡圖 所示。 如上所述，施加適當(dāng)?shù)闹苿?，能夠有效地使汽車停下。為制動時前輪全部抱死而后輪不抱死汽車的運(yùn)動情況示意，當(dāng)前輪抱死時轉(zhuǎn)彎力為零，駕駛員無法控制汽車的方向使汽 車轉(zhuǎn)向來避讓前方的障礙物，這時由于汽車后輪不抱死，所以汽車仍具有側(cè)向力來維持方向穩(wěn)定性。 圖 22 汽車直線制動車輪抱死時的運(yùn)動情況 圖 23 汽車轉(zhuǎn)彎制動車輪抱死時的運(yùn)動情況 通常 ,汽車在制動過程中存在著兩種阻力 :一種阻力是制動器摩擦片與制動鼓或制動盤之間產(chǎn)生的摩擦阻力 ,這種阻力稱為制動系統(tǒng)的阻力 ,由于它提供制動時的制動力 ,因此也稱為制動系制動力 。 Vt ―汽車的理論速度 車輪中心的速度 。當(dāng)滑移率為 15 %～ 30 %時 ,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是一致的。制動時汽車通過制動系統(tǒng)改變車輪的運(yùn)動狀態(tài)，從而改變車輪的滑移率，形成整個非線性的制動過程。當(dāng)輪胎的滑移率在 8%25%時，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，輪胎抱死。在摩擦系數(shù)小的光滑路面上，司機(jī)在制動時都很小心，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 候抱死。當(dāng)不再有可能抱死車輪時，再恢復(fù)正常壓力。此時 ABS 系統(tǒng)不對制動過程進(jìn)行干預(yù)，所以制動油壓迅速增加，車輪減速度也增大。制動壓力調(diào)節(jié)裝置主要由調(diào)壓電磁閥總成、電動泵總成和儲液器等組成一個獨(dú)立的整體，通過制動管路與制動主缸和各制動輪缸相連，制動壓力調(diào)節(jié)裝置受電子控制裝置的控制，對各制動輪缸的制動壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果對某車輪的制動壓力可以進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)，稱這種控制方式為獨(dú)立控制；如果對兩個 或兩以上 車輪的制動壓力一同進(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)都是對兩前輪的制動壓力進(jìn)行單獨(dú)控制，對兩后輪的制動壓力按低選原則一同控制，其布置形式見圖 31 c 、 d 、 e 。 對于后輪驅(qū)動的汽車，可以在兩前輪和傳動系中各安裝一個轉(zhuǎn)速傳感器。 圖 31 h 單通道 ABS 一般對兩后輪按低選原則一同控制，其主要作用是提高汽車制動時的方向穩(wěn)定性。傳感器的作用是為 ECU 提供車輪的運(yùn)動情況， 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 汽車防抱死制動系統(tǒng)是一個典型的計(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)，目前已過渡到十六位，有些系統(tǒng)如發(fā)動機(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。變換檢測器在 HSI MODE寄存器控制下，可檢測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