【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(yīng) 用必將越來越廣泛。 （ 2） 電子技術(shù)的進(jìn)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(qiáng)、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(jìn)了 ABS 的進(jìn)一步完善和擴(kuò)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(kuò)大了 ABS 的控制范圍，并且在集成度提高的同時(shí)， ECU 的成本得以降低。今后在這方面的技術(shù)研究還應(yīng)該有進(jìn)一步的發(fā)展。另外，隨著 ITS（ 智能運(yùn)輸系統(tǒng) ）的不斷發(fā)展和推 廣應(yīng)用，因其采用雷達(dá)、 GPS 等電子技術(shù) ， 將能準(zhǔn)確地采集到車輛的運(yùn)行速度，ABS 的性能將得到進(jìn)一步提高。 （ 3） 功能結(jié)合，不斷擴(kuò)展 隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，很多通過 ECU 對(duì)汽車進(jìn)行控制的裝置不斷地被加以應(yīng)用。其中驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ antislip regulation ,ASR） 就是對(duì) ABS 的完善和補(bǔ)充。 ASR 系統(tǒng)是維持附著條件，充分發(fā)揮驅(qū)動(dòng)力的電子裝置，其作用主要是通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和汽車的制動(dòng)系統(tǒng)等手段四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 授人以漁 能力為本 第 6 頁 來控制驅(qū)動(dòng)力，防止車輪空轉(zhuǎn)打滑，保持最佳驅(qū)動(dòng)力。 ABS 保證了汽車制動(dòng)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(shí) ） 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(shè)有與 ASR 電子控制裝置交換信號(hào)的接口，而且其主要部件 （ 如電子控制器、輪速傳感器、制動(dòng)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(dòng)安全性將更有保證。 VDSC（ Vehicle Dynamics Stability Control，一般稱之為車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng) ） 是以 ABS和 ASR 為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種新型控制技術(shù)。車輛動(dòng)力學(xué)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，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(dòng)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(diǎn)在于 ： 可以對(duì)駕駛員的意志進(jìn)行推斷 ； 可以通過對(duì)駕駛員的意志和車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的比較自動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力。VDSC 是在 ABS 和 ASR 更高層次上的綜合，它所能識(shí)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(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(chǔ) 、汽車制動(dòng)時(shí)車輪的滑移率 制動(dòng)性能是汽車主要性能之一，它關(guān)系到行車安全性。評(píng)價(jià)一輛汽車的制動(dòng)性能最基本的指標(biāo)是制動(dòng)加速度、制動(dòng)距離、制動(dòng)時(shí)間及制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性。 制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性，是指汽車制動(dòng)時(shí)仍能按指定的方向的軌跡行駛。如果因?yàn)槠嚨木o急制動(dòng)（尤其是高速行駛時(shí)）而使車輪完全抱死，那是非常危險(xiǎn)的。若前輪抱死，將使汽車失去轉(zhuǎn)向能力；若后輪抱死，將會(huì)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(duì)行車安全造成極大的危害。 汽車的制動(dòng)力取 決于制動(dòng)器的摩擦力，但能使汽車制動(dòng)減速的制動(dòng)力，還受地面附著系數(shù)的制約。當(dāng)制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力增大到一定值時(shí)，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(shí)際速度 。 據(jù)試驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)車輪滑移率 δ 在 15 ％ ～ 20 ％時(shí) ， 附著系數(shù)達(dá)到最大值 。 因此，為了取得最佳的制動(dòng)效果，一定要控制其滑移率在 15 ％ ～ 20 ％范圍內(nèi) 。 、路面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)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(duì)整部汽車而言的，如果對(duì)一個(gè)車輪，那么該車輪的附著力應(yīng)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(gè)不依人的意志而改變的固定值 ， 但據(jù)實(shí)驗(yàn)可知，附著系數(shù)與車速及車輪對(duì)路面的滑動(dòng)程度 （ 包括滑轉(zhuǎn)和滑移 ） 有關(guān)。汽車行駛時(shí)地面對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生的推力、制動(dòng)時(shí)地面對(duì)汽車產(chǎn)生的地面制動(dòng)力，轉(zhuǎn)向時(shí)汽車得以按預(yù)定軌跡達(dá)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?yàn)r青四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(dá) ，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(dòng)時(shí)才 ?？梢娪捎诒返母街禂?shù)極小，在冰路上欲前進(jìn)困難、欲轉(zhuǎn)向不能、欲制動(dòng)剎不住車，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生側(cè)滑 （ 甩尾 ） 或激轉(zhuǎn)。所以嚴(yán)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(dāng)縱向附著力較多地施于驅(qū)動(dòng)車輪或制動(dòng)車輪時(shí)，側(cè)向附著力就會(huì)降低。所以當(dāng)制動(dòng)到車輪抱住時(shí)，車輪在地面滑移，此時(shí)縱向附著力已達(dá)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(dòng)又轉(zhuǎn)向的車輪 （ 前輪驅(qū)動(dòng) ） ，如驅(qū)動(dòng)時(shí)發(fā)生滑轉(zhuǎn)，汽車也不能按預(yù)定要求轉(zhuǎn)向。制動(dòng)時(shí)如果 4 個(gè)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(shí)的離心力、側(cè)向風(fēng)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(dòng)系統(tǒng) ABS。 液壓制動(dòng)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于轎車和輕型載貨汽車上，目前液壓制動(dòng)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(dòng)壓力調(diào)節(jié)器與制動(dòng)主缸結(jié)合為一個(gè)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(dòng)壓力調(diào)節(jié)器與制動(dòng)主缸分別為獨(dú)立的總成，日本 豐田 車和韓國 大宇 車上常用，它裝有 三 個(gè)帶控制閥的活塞泵（制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器 ），兩前輪各用一個(gè)，兩后輪共用一個(gè)。 （ 2）氣壓制動(dòng)系統(tǒng) ABS。氣壓制動(dòng)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(dòng)氣壓制動(dòng)汽車上的 ABS 和用于汽車掛車上的ABS。 （ 3）氣頂液制動(dòng)系統(tǒng) ABS。氣頂液制動(dòng)系統(tǒng)兼有氣壓和液壓兩種制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，應(yīng)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(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(duì)能夠獨(dú)立進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)的制動(dòng)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(gè)輪速傳感器 （如圖 21） ，在通往 四 個(gè)車輪制動(dòng)分泵的管路中，各設(shè)一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器裝置，進(jìn)行獨(dú)立控制，構(gòu)成 四 通道控制形式。性能特點(diǎn)：由于 四 通道 ABS 根據(jù)各車輪輪速傳感器輸入的信號(hào)，分別對(duì)各個(gè)車輪進(jìn)行獨(dú)立控制的，因此附著系數(shù)利用率高，制動(dòng)時(shí)可 以最大限度地利用每個(gè)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(dòng)距離。但是如果汽車左右兩個(gè)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(gè)車輪的地面制動(dòng)力就相差較大，因此會(huì)產(chǎn)生橫擺力矩，使車身向制動(dòng)力較大的一側(cè)跑偏，不能保持汽車按預(yù)定方向行駛，會(huì)影響汽車的制動(dòng)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(duì)兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制，兩后輪按低選原則進(jìn)行一同控制（即兩 個(gè)車輪由一個(gè)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(diǎn)：兩后輪按低選原則進(jìn)行一同控制時(shí)，可以保證汽車在各種條件下左右兩后輪的制動(dòng)力相等，即使兩車輪的附著系數(shù)相 差 較大，兩個(gè)車輪的制動(dòng)力都限制在附著力較小的水平，使兩個(gè)后輪的制動(dòng)力始終保持平衡，保證汽車在各種條件下制動(dòng)時(shí)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(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(dòng)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(dòng)器總管中設(shè)置 一 個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，在后橋主減速器上安裝 一 個(gè)輪速傳感器（也有在后輪上各安裝 一 個(gè)的）。性能特點(diǎn)：?jiǎn)瓮ǖ?ABS 一般都是對(duì)兩后輪按低選原則進(jìn)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(dòng)距離不一定會(huì)明顯縮短。另外前輪制動(dòng)未進(jìn)行控制，制動(dòng)時(shí)前輪仍會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)抱死，因而轉(zhuǎn)向操縱能力也未得到改善，但由于制動(dòng)時(shí)兩后輪不會(huì)抱死，能夠顯著的提高制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，在安全上是一大優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單 ，成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以在輕型載貨車上廣泛應(yīng)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(dòng)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(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(dòng)壓力調(diào)節(jié)器。 圖 24 制動(dòng)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(gè)傳感器。車輪轉(zhuǎn)速傳感器常簡(jiǎn)稱為輪速傳感器，其作用是對(duì)車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，獲得車 輪轉(zhuǎn)速（速度）信號(hào)。 （ 2） 電子控制器 ： ABS 的電子控制器（ Electronic Control Unit），常用 ECU 表示，簡(jiǎn)稱 ABS電腦。它的主要作用是接收輪速傳感器等輸入信號(hào)，計(jì)算出輪速、參考車速、車輪減速度、滑移率等，并進(jìn)行判斷、輸出控制指令，控制制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器等進(jìn)行工作。另外， ABS 電腦還有監(jiān)測(cè)等功能，如有故障時(shí)會(huì)使 ABS 停止工作并將 ABS 警示燈點(diǎn)亮。 （ 3） 制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器 ： 制動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)器中的電磁閥動(dòng)作（或電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)等），調(diào)節(jié)制動(dòng)系的 壓力，使之增大、保持或減小，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)系壓力的控制功能。由于 ABS 是在原來傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)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(dòng)過程的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作的。在制動(dòng)過程中，車輪還沒有趨于 抱 死時(shí)，其制動(dòng)過程與常規(guī)制動(dòng)過程完全相同；只有車輪趨于抱死時(shí)， ABS 才會(huì)對(duì)趨于抱死的車輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。 通常， ABS 只有在汽車速度達(dá)到一定程度（如 5 km／ h 或 8 km／ h）時(shí)，才會(huì)對(duì)制動(dòng)過程中趨于抱死的車輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)汽車速度降到一定程度時(shí)，因?yàn)檐囁俸艿?，車輪制?dòng)抱死對(duì)汽車制動(dòng)性能的不利影 響很小，為了使汽車盡快制動(dòng)停車， ABS 就會(huì)自動(dòng)終止防抱死制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)，其車輪仍可能被制動(dòng)抱死。 在制動(dòng)過程中，如果常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障， ABS 會(huì)隨之失去控制作用。若只是 ABS 發(fā)生故障、常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)正常時(shí)，汽車制動(dòng)過程仍像常規(guī)制動(dòng)過程一樣照常進(jìn)行，只是失去防抱死四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(duì)系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具有失效保護(hù)和自診斷功能，一旦發(fā)現(xiàn)影響 ABS 正常工作的故障時(shí)，將自動(dòng)關(guān)掉 ABS，恢復(fù)常規(guī)制動(dòng)，并將