【文章內(nèi)容簡介】 隨著這些控制方法的逐步完善和發(fā)展，其在工程技術(shù)上的應 用必將越來越廣泛。 （ 2） 電子技術(shù)的進步將提高 ABS 性能 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展 ， ABS 的核心部件 ECU 也在不斷地成熟，越來越多的 ABS 系統(tǒng)已經(jīng)選用功能強、速度快、集成度高的 16 位微處理器，把多種功能電路集成于一塊芯片，促進了 ABS 的進一步完善和擴展，縮小了 ECU 的體積，提高了 ECU 的處理速度，大大提高了ABS 的控制精度和可靠性，擴大了 ABS 的控制范圍，并且在集成度提高的同時， ECU 的成本得以降低。今后在這方面的技術(shù)研究還應該有進一步的發(fā)展。另外，隨著 ITS（ 智能運輸系統(tǒng) ）的不斷發(fā)展和推 廣應用，因其采用雷達、 GPS 等電子技術(shù) ， 將能準確地采集到車輛的運行速度，ABS 的性能將得到進一步提高。 （ 3） 功能結(jié)合，不斷擴展 隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，很多通過 ECU 對汽車進行控制的裝置不斷地被加以應用。其中驅(qū)動防滑系統(tǒng)（ antislip regulation ,ASR） 就是對 ABS 的完善和補充。 ASR 系統(tǒng)是維持附著條件，充分發(fā)揮驅(qū)動力的電子裝置，其作用主要是通過控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和汽車的制動系統(tǒng)等手段四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 授人以漁 能力為本 第 6 頁 來控制驅(qū)動力，防止車輪空轉(zhuǎn)打滑，保持最佳驅(qū)動力。 ABS 保證了汽車制動過程中方向的穩(wěn)定性， ASR 則保證 了汽車行駛過程 （ 起步、加速時 ） 中的方向穩(wěn)定性和操縱性。 現(xiàn)代的很多轎車中， ABS 電子控制裝置設有與 ASR 電子控制裝置交換信號的接口，而且其主要部件 （ 如電子控制器、輪速傳感器、制動壓力調(diào)節(jié)器 ） 可以通用或共用 ； 因此 ， ABS 與ASR 結(jié)合使用可以充分利用有關(guān)部件，并且汽車的主動安全性將更有保證。 VDSC（ Vehicle Dynamics Stability Control，一般稱之為車輛動力學穩(wěn)定性控制系統(tǒng) ） 是以 ABS和 ASR 為基礎發(fā)展起來的一種新型控制技術(shù)。車輛動力學穩(wěn)定性是指車輛行駛中的方向穩(wěn)定性和抵抗外 界側(cè)向力干擾的能力， VDSC 是利用車輛運動狀態(tài)變量反饋來調(diào)節(jié)車輪縱向力的大小及分配，控制車輛的橫擺運動，使車輛在濕滑或者高速行駛條件下獲得良好的操縱性和穩(wěn)定性的新型主動安全控制系統(tǒng)。 VDSC 與迄今為止的其他控制系統(tǒng)的不同點在于 ： 可以對駕駛員的意志進行推斷 ； 可以通過對駕駛員的意志和車輛運動狀態(tài)的比較自動控制驅(qū)動力或制動力。VDSC 是在 ABS 和 ASR 更高層次上的綜合，它所能識別和處理的情況比 ABS 和 ASR 更多 ， ECU的功率也要增加數(shù)倍。此外，還增加 ABS 和 ASR 以外的多種硬件。 四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 授人以漁 能力為本 第 7 頁 第二章 ABS 的基本 結(jié)構(gòu)與工作原理 、 ABS 的技術(shù)理論基礎 、汽車制動時車輪的滑移率 制動性能是汽車主要性能之一，它關(guān)系到行車安全性。評價一輛汽車的制動性能最基本的指標是制動加速度、制動距離、制動時間及制動時方向的穩(wěn)定性。 制動時方向的穩(wěn)定性，是指汽車制動時仍能按指定的方向的軌跡行駛。如果因為汽車的緊急制動（尤其是高速行駛時）而使車輪完全抱死，那是非常危險的。若前輪抱死，將使汽車失去轉(zhuǎn)向能力；若后輪抱死，將會出現(xiàn)甩尾或調(diào)頭（跑偏、側(cè)滑）尤其在路面濕滑的情況下，對行車安全造成極大的危害。 汽車的制動力取 決于制動器的摩擦力，但能使汽車制動減速的制動力，還受地面附著系數(shù)的制約。當制動器產(chǎn)生的制動力增大到一定值時，汽車輪胎將在地面上出現(xiàn)滑移。其滑移率 δ＝ (V t V a )/V t 100 ％ 式中： δ－ 滑移率； V t－ 汽車的理論速度 ； V a － 汽車的實際速度 。 據(jù)試驗證實，當車輪滑移率 δ 在 15 ％ ～ 20 ％時 ， 附著系數(shù)達到最大值 。 因此，為了取得最佳的制動效果，一定要控制其滑移率在 15 ％ ～ 20 ％范圍內(nèi) 。 、路面制動力、制動器制動力和附著力之間的關(guān)系 附著力表示輪胎與路面附著情況 。附著力的大小是車重與路面附著系數(shù)的乘積。這是對整部汽車而言的，如果對一個車輪，那么該車輪的附著力應為：該車輪所受地面垂直反作用力乘路面附著系數(shù)。附著力是一個不依人的意志而改變的固定值 ， 但據(jù)實驗可知，附著系數(shù)與車速及車輪對路面的滑動程度 （ 包括滑轉(zhuǎn)和滑移 ） 有關(guān)。汽車行駛時地面對驅(qū)動車輪產(chǎn)生的推力、制動時地面對汽車產(chǎn)生的地面制動力，轉(zhuǎn)向時汽車得以按預定軌跡達到轉(zhuǎn)向要求的地面?zhèn)认蚍醋饔昧Χ嫉每扛街μ峁?。各種路面的附著系數(shù)各不相同。良好的、干燥的水泥混凝土或瀝青四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 授人以漁 能力為本 第 8 頁 路面附著系數(shù)最大，其峰值可達 ，依次是礫石路、土 路、壓緊的雪路和結(jié)冰的路面，冰路的峰值只有 ， 車輪滑動時才 。可見由于冰路的附著系數(shù)極小，在冰路上欲前進困難、欲轉(zhuǎn)向不能、欲制動剎不住車，嚴重時會發(fā)生側(cè)滑 （ 甩尾 ） 或激轉(zhuǎn)。所以嚴冬的冰雪路上公共汽車站及其附近要鋪灑砂子或煤渣以提高路面附著系數(shù)，確保行車安全。 沿汽車的縱向和側(cè)向都具有附著力。但當縱向附著力較多地施于驅(qū)動車輪或制動車輪時，側(cè)向附著力就會降低。所以當制動到車輪抱住時，車輪在地面滑移，此時縱向附著力已達極限，側(cè)向附著力顯著降低，汽車不能轉(zhuǎn)向 （ 而轉(zhuǎn)向輪已轉(zhuǎn)過一角度，但車輛仍按原直線方向行駛 ） 。另一種情況是驅(qū)動又轉(zhuǎn)向的車輪 （ 前輪驅(qū)動 ） ，如驅(qū)動時發(fā)生滑轉(zhuǎn)，汽車也不能按預定要求轉(zhuǎn)向。制動時如果 4 個車輪都被抱死，則因沒有側(cè)向地面反作用力 （ 側(cè)向附著力提供 ） 來抵抗汽車受到的側(cè)向力 （ 如道路的橫向坡、轉(zhuǎn)向時的離心力、側(cè)向風等 ） 而不能維持汽車直線行駛，很可能發(fā)生側(cè)滑或激轉(zhuǎn)，汽車失去控制，極易發(fā)生交通事故。所以在附著系數(shù)極低的路面駕車需特別小心。 、 ABS 的分類 、按 ABS 的結(jié)構(gòu)分類 （ 1）液壓制動系統(tǒng) ABS。 液壓制動系統(tǒng)廣泛應用于轎車和輕型載貨汽車上，目前液壓制動系統(tǒng)中裝用的 ABS，按其液壓控制 部分的結(jié)構(gòu)原理不同主要可分為整體式、分離式和 ABS－ VI三 種類型。其主要區(qū)別是：整體式 ABS 中，制動壓力調(diào)節(jié)器與制動主缸結(jié)合為一個整體，其結(jié)構(gòu)更為緊湊，在美國車上常裝用這類型 ABS； 分離式 ABS 中，制動壓力調(diào)節(jié)器與制動主缸分別為獨立的總成，日本 豐田 車和韓國 大宇 車上常用，它裝有 三 個帶控制閥的活塞泵（制動壓力調(diào)節(jié)器 ），兩前輪各用一個，兩后輪共用一個。 （ 2）氣壓制動系統(tǒng) ABS。氣壓制動系統(tǒng)主要用于中、重型載貨汽車上，所裝用的 ABS 按其結(jié)構(gòu)原理主要分為 兩 種類型：用于 四 輪后驅(qū)動氣壓制動汽車上的 ABS 和用于汽車掛車上的ABS。 （ 3）氣頂液制動系統(tǒng) ABS。氣頂液制動系統(tǒng)兼有氣壓和液壓兩種制動系統(tǒng)的特點，應用于部分中、重型汽車上。 按 ABS 的生產(chǎn)廠家分類 （主要有） （ 1）博世（ BOSCH） ABS，由德國博世公司生產(chǎn)。 四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 授人以漁 能力為本 第 9 頁 （ 2）戴維斯（ TEVES） ABS，由德國戴維斯公司生產(chǎn)。 （ 3）德爾科（ DELCO） ABS，由德國 德爾科公司生產(chǎn)。 （ 4）本 迪克斯 （ BENDIX） ABS，由美國本迪克斯生產(chǎn)。 、 按控制通道分類 在 ABS 中，對能夠獨立進行制動壓力調(diào)節(jié)的制動管路稱為控制通道。 ABS 裝置的控制通道分為 四 通道式、 三 通道式、 二 通道式和 一 通道式。 （ 1） 四 通道式。 四 通道 式 ABS 有 四 個輪速傳感器 （如圖 21） ，在通往 四 個車輪制動分泵的管路中，各設一個制動壓力調(diào)節(jié)器裝置，進行獨立控制，構(gòu)成 四 通道控制形式。性能特點：由于 四 通道 ABS 根據(jù)各車輪輪速傳感器輸入的信號，分別對各個車輪進行獨立控制的，因此附著系數(shù)利用率高，制動時可 以最大限度地利用每個車輪的最大附著力。 四 通道控制方式特別適用于汽車左右兩側(cè)車輪附著系數(shù)接近的路面，不僅可以獲得良好的方向穩(wěn)定性和方向控制能力，而且可以得到最短的制動距離。但是如果汽車左右兩個車輪的附著系數(shù)相 差 較大，（如路面部分積水或結(jié)冰），使車身向兩個車輪的地面制動力就相差較大，因此會產(chǎn)生橫擺力矩，使車身向制動力較大的一側(cè)跑偏，不能保持汽車按預定方向行駛，會影響汽車的制動方向穩(wěn)定性。 圖 21 四通道四傳感器 ABS （ 2） 三 通道式。 三 通道式 ABS 是對兩前輪進行獨立控制，兩后輪按低選原則進行一同控制（即兩 個車輪由一個通道控制，以保證附著力較小的車輪不抱死為原則），也稱為混合控制。性能特點：兩后輪按低選原則進行一同控制時，可以保證汽車在各種條件下左右兩后輪的制動力相等，即使兩車輪的附著系數(shù)相 差 較大，兩個車輪的制動力都限制在附著力較小的水平，使兩個后輪的制動力始終保持平衡，保證汽車在各種條件下制動時都具有良好的方向的穩(wěn)定性。三 通道 ABS 在小轎車上普遍采用。 四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 授人以漁 能力為本 第 10 頁 圖 22 三通道式 ABS （ 3） 二 通道式。 二 通道式 ABS 難以在方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制性和制動效能各方面得到兼顧，目前已很少采用。 （ 4） 一 通道式。 一 通道式 ABS 又叫單通道 ABS（如圖 23） ，它是在后輪制動器總管中設置 一 個制動壓力調(diào)節(jié)器，在后橋主減速器上安裝 一 個輪速傳感器（也有在后輪上各安裝 一 個的）。性能特點：單通道 ABS 一般都是對兩后輪按低選原則進行一同控制。單通道 ABS 不能使兩后輪的附著力得到充分利用，因此制動距離不一定會明顯縮短。另外前輪制動未進行控制，制動時前輪仍會出現(xiàn)制動抱死，因而轉(zhuǎn)向操縱能力也未得到改善，但由于制動時兩后輪不會抱死，能夠顯著的提高制動時的方向穩(wěn)定性，在安全上是一大優(yōu)點，同時具有結(jié)構(gòu)簡 單 ，成本低等優(yōu)點，所以在輕型載貨車上廣泛應用。 圖 23 一通道一傳感器 ABS 、 ABS 的基本組成與工作原理 、 ABS 的基本組成 現(xiàn)代 ABS 盡管采用的控制方式、方法以及結(jié)構(gòu)形式各不相同，但除原有的傳統(tǒng)的常規(guī)制動裝置外，一般 ABS 都是由傳感器、電子控制器和執(zhí)行器三大部分組成 （如圖 24） 。其中傳感器四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 授人以漁 能力為本 第 11 頁 主要是車輪轉(zhuǎn)速傳感器，執(zhí)行器主要指制動壓力調(diào)節(jié)器。 圖 24 制動防抱死系統(tǒng)（ ABS）的基本組成 （ 1） 車輪轉(zhuǎn)速傳感器 ： 車輪轉(zhuǎn)速傳感器是 ABS 中最主要的一個傳感器。車輪轉(zhuǎn)速傳感器常簡稱為輪速傳感器，其作用是對車輪的運動狀態(tài)進行檢測，獲得車 輪轉(zhuǎn)速（速度）信號。 （ 2） 電子控制器 ： ABS 的電子控制器（ Electronic Control Unit），常用 ECU 表示，簡稱 ABS電腦。它的主要作用是接收輪速傳感器等輸入信號，計算出輪速、參考車速、車輪減速度、滑移率等，并進行判斷、輸出控制指令，控制制動壓力調(diào)節(jié)器等進行工作。另外， ABS 電腦還有監(jiān)測等功能，如有故障時會使 ABS 停止工作并將 ABS 警示燈點亮。 （ 3） 制動壓力調(diào)節(jié)器 ： 制動壓力調(diào)節(jié)器是 ABS 中的主要執(zhí)行器。其作用是接受 ABS 電腦的指令，驅(qū)動調(diào)節(jié)器中的電磁閥動作（或電機轉(zhuǎn)動等），調(diào)節(jié)制動系的 壓力，使之增大、保持或減小，實現(xiàn)制動系壓力的控制功能。由于 ABS 是在原來傳統(tǒng)制動系統(tǒng)基礎上增加一套控制裝置形成的，因此 ABS 也是建立在傳統(tǒng)的常規(guī)制動過程的基礎上進行工作的。在制動過程中，車輪還沒有趨于 抱 死時，其制動過程與常規(guī)制動過程完全相同；只有車輪趨于抱死時， ABS 才會對趨于抱死的車輪的制動壓力進行調(diào)節(jié)。 通常， ABS 只有在汽車速度達到一定程度（如 5 km／ h 或 8 km／ h）時，才會對制動過程中趨于抱死的車輪的制動壓力進行調(diào)節(jié)。當汽車速度降到一定程度時，因為車速很低，車輪制動抱死對汽車制動性能的不利影 響很小，為了使汽車盡快制動停車， ABS 就會自動終止防抱死制動壓力調(diào)節(jié)，其車輪仍可能被制動抱死。 在制動過程中，如果常規(guī)制動系統(tǒng)發(fā)生故障， ABS 會隨之失去控制作用。若只是 ABS 發(fā)生故障、常規(guī)制動系統(tǒng)正常時，汽車制動過程仍像常規(guī)制動過程一樣照常進行，只是失去防抱死四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 授人以漁 能力為本 第 12 頁 控制作用?，F(xiàn)代 ABS 一般都能對系統(tǒng)的工作情況進行監(jiān)測，具有失效保護和自診斷功能，一旦發(fā)現(xiàn)影響 ABS 正常工作的故障時，將自動關(guān)掉 ABS，恢復常規(guī)制動，并將