【文章內(nèi)容簡介】 圍之內(nèi)的話，汽車將在最短的制動距離內(nèi)停車并具有良好的控制方向的能力。為了達到上述目的，要求司機在操作時應十分精心，即踏動制動踏板使車輪抱死，然后在輪胎抱死的一瞬間放松制動踏板，輪胎一旦開始轉(zhuǎn)動再踏動制動踏板使車輪抱死，如此反復操作。 在摩擦系數(shù)小的光滑路面上，司機在制動時都很小心，唯恐使車輪抱死，但仍很難做到，原因是司機不知道車輪什么時候抱死。 除此之外，汽車行駛的許多條件也都在變化之中，如道路的路面狀況時時刻刻都在變化，輪胎著地狀態(tài)也每時每刻各不一樣，前后輪胎的載荷分配更是如此。 要完成上述制動要求確實難上加難。 當然技術(shù)熟練的司機在某種程度上能根據(jù)各種條件合理地操作制動，如采用點制動?？墒且坏┯錾暇o急狀態(tài)，大多數(shù)人都是一腳踏死制動踏板，使輪胎抱死為此。上述司機做不到的許多事，利用傳感器就能辦到。將傳感器的數(shù)據(jù)進行整理、判斷、變成執(zhí)行機構(gòu)所必需的信息，這部分工作對于電腦來說是很簡單的，按照電腦的指令執(zhí)行操作，這在機械結(jié)構(gòu)上也不會有什么大問題。ABS系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用到每個車輪制動缸的制動液壓力，以防止無論任何時由于制動過猛而可能引起的車輪抱死。 當不再有可能抱死車輪時，再恢復正常壓力。使滑移率控制在一定范圍之內(nèi)。 這樣不但提高了車輛行駛的穩(wěn)定性，增強了車輛方向的可控性，而且縮短了制動距離。 防抱死制動系統(tǒng)的類型 1）單參數(shù)控制（ABS） 它以控制車輪的角減速度為對象，控制車輪的制動力，實現(xiàn)防抱死制 動，其結(jié)構(gòu)主要由輪速傳感器、控制器(電腦)及電磁閥組成。2）雙參數(shù)控制（ABS） 雙參數(shù)控制的ABS，由車速傳感器(測速雷達)、輪速傳感器、控制裝置(電腦)和執(zhí)行機構(gòu)組成。 其工作原理是車速傳感器和輪速傳感器，分別將車速和輪速信號輸入電腦，由電腦計算出實際滑移率，并與理想滑移率15%—20%作比較，再通過電磁閥增減制動器的制動力。 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。獨立控制是指某個車輪的制動壓力占用一個控制通道可以單獨進行調(diào)節(jié)；一同控制是指兩個車輪的制動壓力是一同進行調(diào)節(jié)的。高選原則一同控制是指保證附著力較大的車輪不發(fā)生制動抱死或驅(qū)動防滑為原則進行制動壓力調(diào)節(jié)；反之，稱為低選原則一同控制。按控制通道數(shù)分可以分為：四通道ABS系統(tǒng)、三通道ABS系統(tǒng)、雙通道ABS系統(tǒng)與單通道ABS系統(tǒng)。 1）四通道ABS系統(tǒng)（如圖271）圖271 四通道四傳感器ABS(a)雙制動管路前后布置(b)雙制動管路對角布置①組成：四個輪速傳感器，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)分裝置，分別對各個車輪進行獨立控制。②優(yōu)點：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。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。④缺點：如果汽車左右輪附著力相差較大，如：行駛在附著系數(shù)對分的路面上或汽車兩側(cè)垂直載荷相差較大時，制動時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，會影響汽車的方向穩(wěn)定性，一般駕駛員修正有些困難。⑤結(jié)論：在具有驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)(ASR)功能時采用四通道式。 2）三通道ABS系統(tǒng)（如圖272）①結(jié)構(gòu)：四個輪速傳感器或三個輪速傳感器。一般三通道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，也稱它為混合控制。②圖272(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)。該系統(tǒng)中雖然在通往四個車輪制動分泵(輪缸)的制動管路中，各設置一制動壓力調(diào)節(jié)分裝置，但兩個后輪制動壓力調(diào)節(jié)分裝置卻是由電子控制器按低選原則一同控制的，因此，實際上仍然是三通道ABS。圖272 三通道ABS(a)三通道四傳感器ABS（對角布置）(b)三通道四傳感器ABS（前后布置）(c)三通道三傳感器ABS③圖272(b)(c)所示適用后輪驅(qū)動汽車及按前后布置的雙管路制動系統(tǒng)。在通往兩后輪制動分泵(輪缸)的制動總管路中，只設置一個制動壓力調(diào)節(jié)分裝置，以便對兩后輪制動分泵的制動壓力進行一同控制。由于三通道ABS對兩后輪進行一同控制，對于后輪驅(qū)動的汽車，也可以在傳動系統(tǒng)中(如主減速器或變速器中)只設置一個輪速傳感器，感測兩后輪的平均轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)近似低選原則的一同控制。④兩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，即使兩側(cè)車輪的附著力相差較大，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穩(wěn)定性。但也可能出現(xiàn)附著系數(shù)大的一側(cè)后輪的附著力不能充分利用的問題，使汽車的總制動力有所減小。應該看到，在緊急制動時，由于發(fā)生軸荷前移，在汽車的總制動力中，后輪的制動力所占的比重較小，尤其是小轎車，使前輪的附著力比后輪的附著力大得多，通常后輪制動力只占總制動力的30％左右，因此，后輪附著力未能充分利用的損失對汽車的總制動力影響不大。⑤對兩前輪進行獨立控制，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70％左右)，可以充分利用兩前輪的附著力。一方面使汽車獲得盡可能大的總制動力，利于縮短制動距離，另一方面更重要的能在制動中使兩前輪始終保持較大的橫向附著力，使汽車保持良好轉(zhuǎn)向控制能力。盡管兩前輪獨立控制可能導致兩前輪制動力不平衡，但由于兩前輪制動力不平衡對汽車行駛方向穩(wěn)定性影響相對較小，而且可以通過駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱對由此造成的影響進行修正。因此，三通道ABS在小轎車上被普遍采用。 3）雙通道ABS系統(tǒng)（如圖253）圖273 雙通道ABS(a)二通道三傳感器ABS(b)二通道四傳感器ABS(c)二通道二傳感器ABS(d)二通道二傳感器ABS①（a）圖中，前輪附著力相差較大時，高選。②（d）圖中，在后制動管路中設置比例閥或低選擇閥。③雙通道式：難以在方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向操縱性和制動距離各方面得到兼顧，目前采用很少。（4）單通道ABS系統(tǒng)（如圖274）圖274 一通道一傳感器ABS由于前輪無控制，故易抱死，轉(zhuǎn)向操縱性差，制動距離較長。 防抱死制動系統(tǒng) ABS系統(tǒng)是通過在制動時按一定規(guī)律不斷改變制動液壓力使車輪不產(chǎn)生抱死狀態(tài)的。這種對制動液壓力的改變過程實際上就是ABS系統(tǒng)控制方法實施的過程。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。 ABS系統(tǒng)在制動時對制動油壓的控制過程如圖 27所示。 汽車開始制動時，駕駛員踩下制動踏板，制動管路中油壓由零開始上升，制動器使車輪上產(chǎn)生制動力矩，同時產(chǎn)生地面制動力使汽車和車輪都開始減速。此時 ABS系統(tǒng)不對制動過程進行干預，所以制動油壓迅速增加，車輪減速度也增大。當車輪減速度的值達到規(guī)定的門限值ａ時，產(chǎn)生減壓信號，圖27中1點所示，ABS系統(tǒng)開始工作，降低制動油壓。由于液壓制動系統(tǒng)的慣性，車輪減速度仍然下降一段時間，然后開始減小并小于門限值ａ時，圖 27中2點，產(chǎn)生保壓信號，ABS保持制動油壓不變，車輪由減速狀態(tài)進入加速狀態(tài)，車輪速度開始回升并靠近車速，當車輪加速度值達到設定的門限值＋ａ時，圖27中3點，產(chǎn)生升壓信號，ABS使制動油壓上升，車輪加速度在上升一段時間后開始減小，車輪由加速狀態(tài)又進入減速狀態(tài)，并再次進入另一個控制循環(huán)。ABS通過這樣的控制過程可以使車輪的速度控制在一定的范圍內(nèi)而不產(chǎn)生抱死。這種控制方法的關(guān)鍵在于對車輪加、 減速度門限值的設定，合適的門限值可以使車輪的運動狀態(tài)控制在比較理想的范圍內(nèi)。 但顯然門限值的確定需要大量的試驗來確定。 除了設定車輪加減速度門限值之外，還可以根據(jù)控制質(zhì)量和路面類型的不同設定不同的門限值來提高控制的質(zhì)量，如參考滑移率門限值等。 在ABS中，每個車輪上各安置一個轉(zhuǎn)速傳感器，將各車輪轉(zhuǎn)速信號輸入電子控制裝置 ECU. ECU根據(jù)各車輪轉(zhuǎn)傳感器輸入的信號對各個車輪的運動狀態(tài)進行監(jiān)測和判定并形成相應的控制指令。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行調(diào)節(jié)。 ABS的工作過程可以分為常規(guī)制動、制動壓力保持、制動壓力減小和制動壓力增大等階段。在常規(guī)制動階段，ABS并不介入制動壓力控制，調(diào)壓電磁閥總成中的各進液電磁閥均不通電而處于開啟狀態(tài)，各出液壓電磁閥均不通電而處于關(guān)閉狀態(tài)，電動泵也不通電運轉(zhuǎn)，制動主缸至各制動輪缸的制動管路均處于溝通狀態(tài)，而各制動輪缸至儲液器的制動管路均處于封閉狀態(tài)，各制動輪缸的制動壓力將隨制動主缸的輸出壓力而變化，此時的制動過程與常規(guī)制動系統(tǒng)的制動過程完全相同。 在制動過程中，電子控制裝置根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的車輪轉(zhuǎn)速信號判定有車輪趨于抱死時，ABS就進入防抱死制動壓力調(diào)節(jié)過程。 例如，當ECU判定右前輪趨于抱死時，ECU就使控制右前輪制動壓力的進液電磁閥通電，使右前進液電磁閥轉(zhuǎn)入關(guān)閉狀態(tài)，制動主缸輸出的制動液不再進入右前制動輪缸，此時，右前出液電磁閥仍未通電而處于關(guān)閉狀態(tài)，右前制動輪缸中的制動液也不會流出，右前制動輪缸的制動壓力就保持一定，而其它未趨于抱死車輪的制動壓力仍會隨制動輪缸的制動主缸輸出壓力的增大而增大，如果在右前制動輪缸的制動壓力保持一定時，ECU右前輪仍然趨于抱死，ECU右前出液電磁閥也通電。而轉(zhuǎn)入開啟狀態(tài)，右前制動輪缸中的部分制動液就會經(jīng)過處于開啟狀態(tài)的出液電磁閥流回儲液器，使右前制動輪缸的制動壓力迅速減小，右前輪的抱死趨勢將開始消除，隨著右前輪的抱死趨勢己經(jīng)完全消除時，ECU就使右前進液電磁閥和出液電磁閥都斷電，使進液電磁閥轉(zhuǎn)入開啟狀態(tài)，使出液電磁閥轉(zhuǎn)入關(guān)閉狀態(tài)，同時也使電動泵通電運轉(zhuǎn)，向制動輪缸送制動液，由制動主缸輸出的制動液和電動泵通電運轉(zhuǎn)，向制動輪缸泵送制動液，由制動主缸輸出的制動液和電動泵通電運轉(zhuǎn)，向制動輪缸泵送制動液，由制動主缸輸出的制動液和電動泵泵送的制動液都經(jīng)過處于開啟狀態(tài)的右前進液電磁閥進入右前制動輪缸，使右前制動輪缸的制動壓力迅速增大，右前輪又開始減速轉(zhuǎn)動。ABS 通過使趨于抱死車輪的制動壓力循環(huán)往復地經(jīng)歷保持一減小一增大過程，而將趨于抱死車輪的滑移率控制在峰值附著系數(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 320Hz在該ABS中對應于每一個制動輪缸各有一對進液和出液電磁閥，可由ECU分別進行控制，因此，各制動輪缸的制動壓力能夠被獨立地調(diào)節(jié)，從而使四個車輪都不發(fā)生制動抱死現(xiàn)象。 圖28 基于車輪加減速度邏輯門限值控制方法的ABS系統(tǒng)油壓控制循環(huán)圖 制動壓力調(diào)節(jié)裝置 （簡稱液壓調(diào)節(jié)器）主要由8個2位2通調(diào)壓電磁閥、1個雙聯(lián)式電動液壓柱塞泵、2個儲液室、2個低壓儲能室、1個電動液壓泵和幾個單向閥等組成。電動液壓泵轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速信號輸入ECU，供ECU動液壓泵的運轉(zhuǎn)情況。 液壓調(diào)節(jié)閥通過管路與制動主缸和各制動輪缸相連。液壓調(diào)節(jié)器工作原理如圖28示。 圖29 液壓調(diào)節(jié)器工作原理圖1一低壓儲能器： 2－液壓柱塞泵； 3一電動機： 4－嘴業(yè)動土缸儲液室；5－制動主缸： 6一儲液室； 7一進液電磁閥 （常開）； 8一出液電磁閥 （常閉） （1）常規(guī)制動過程 制動系統(tǒng)在常規(guī)制動過程中 （未出現(xiàn)防抱死現(xiàn)象），調(diào)節(jié)器中的各個2位2通調(diào)壓電磁閥不通電。其中,個進液電磁閥處于流通狀態(tài)，4個出液電磁閥處于斷流狀態(tài)，同時，電動液壓泵也不通電運轉(zhuǎn)。 此時，自制動主缸輸出的制動液可以通過各進液電磁閥直接進入各制動輪缸，各制動輪缸的制動壓力將隨制動主缸的制動壓力而變化，即平時汽車進行的常規(guī)制動。 （2）防抱死制動過程： 　　在制動過程中，如果電子控制單元（ECU）根據(jù)車輪輪速傳感器輸入的車輪轉(zhuǎn)速信號判定是否有車輪趨于制動抱死傾向。 需要調(diào)節(jié)制動輪缸的壓力時，ECU就使該制動輪缸相對應的進液電磁閥或出液電磁閥通電換位，并自動按以下情況分別進行判斷、處理：建壓過程制動時，通過真空助力器與制動主缸建立制動壓力。所有電磁閥均不通電，制動壓力進入各車輪制動器，車輪轉(zhuǎn)速迅速降低 （此時同常規(guī)制動）， 直到電子控制單元(ECU)通過計算得知車輪有抱死傾向為止。 保壓過程當ECU通過轉(zhuǎn)速傳感器得到信號識別出車輪有抱死傾向時，ECU發(fā)出控制信號關(guān)閉相應車輪的進液電磁閥，并讓出液電磁閥繼續(xù)保持關(guān)閉狀態(tài)，