【文章內容簡介】 車在制動過程中，車輪轉速傳感器不斷把各個車輪的轉速信號及時輸送給ABS電子控制單元，ABS電子控制單元根據設定的控制邏輯對4個轉速傳感器輸入的信號進行處理，計量汽車的參考車速，各車輪速度和減速度，確定各車輪的滑移率，通過對各車輪的壓力升高，壓力保持及壓力降低的循環(huán)控制，使各個車輪的滑移率保持在理想的范圍之內，防止車輪完全抱死以提高汽車的制動效果和安全性。在制動過程中，如果車輪沒有抱死趨勢，ABS系統(tǒng)將不參與制動壓力控制，此時制動過程與常規(guī)制動系統(tǒng)相同。如果ABS出現故障，ABS電子控制單元將不再對液壓單元進行控制并將儀表板上的ABS故障燈點亮，向駕駛人發(fā)出警告信號，此時制動過程也與常規(guī)制動系統(tǒng)的工作相同。從微觀上分析，在輪胎從滾動變?yōu)榛瑒拥呐R界點時輪胎與地面的摩擦力達到最大。在汽車起步時可充分發(fā)揮引擎動力輸出（縮短加速時間），如果在剎車時則減速效果最大（剎車距離最短）。ABS系統(tǒng)內控制器利用液壓裝置控制剎車壓力在輪胎發(fā)生滑動的臨界點反復擺動，使在剎車盤不斷重復接觸、離開的過程而保持輪胎抓地力最接近最大理論值，達到最佳剎車效果。　 　　ABS通常都由車輪轉速傳感器、制動壓力調節(jié)裝置、電子控制裝置和ABS警示燈等組成，在不同的ABS系統(tǒng)中，制動壓力調節(jié)裝置的結構形式和工作原理往往不同，電子控制裝置的內部結構和控制邏輯也可能不盡相同?！≡诔Ｒ姷腁BS系統(tǒng)中，每個車輪上各安裝一個轉速傳感器，將有關各車輪轉速的信號輸入電子控制裝置。電子控制裝置根據各車輪轉速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。制動壓力調節(jié)裝置主要由調壓電磁閥、電動泵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節(jié)。 ABS的工作過程可以分為常規(guī)制動和壓力調節(jié)制動，后者分為制動壓力保持制動，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)，各出液電磁閥均不通電而處于關閉狀態(tài)，電動泵也不通電運轉，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。壓力調節(jié)制動在制動過程中，電子控制裝置根據車輪轉速傳感器輸入的車輪轉速信號判定有車輪趨于抱死時，ABS就進入防抱制動壓力調節(jié)過程。例如，電子控制裝置判定右前輪趨于抱死時，電子控制裝置就使控制右前輪刮動壓力的進液電磁閥通電，使右前進液電磁閥轉入關閉狀態(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，右前制動輪缸的刮動壓力就保持一定，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，電子控制裝置判定右前輪仍然趨于抱死，電子控制裝置又使右前出液電磁閥也通電而轉入開啟狀態(tài)，右前制動輪缸中的部分制動波就會經過處于開啟狀態(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，隨著右前制動輪缸制動壓力的減小，右前輪會在汽車慣性力的作用下逐漸加速；當電子控制裝置根據車輪轉速傳感器輸入的信號判定右前輪的抱死趨勢已經完全消除時，電子控制裝置就使右前進液電磁閥和出液電磁閥都斷電，使進液電磁閥轉入開啟狀態(tài)，使出液電磁閥轉入關閉狀態(tài)，同時也使電動泵通電運轉，向制動輪缸泵輸送制動液，由制動主缸輸出的制動液經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，右前輪又開抬減速轉動?！?ABS通過使趨于抱死車輪的制動壓力循環(huán)往復而將趨于防抱車輪的滑動率控制，在峰值附著系數滑動率的附近范圍內，直至汽車速度減小至很低或者制動主缸的常出壓力不再使車輪趨于抱死時為止。制動壓力調節(jié)循環(huán)的頻率可達3~20HZ。在該ABS中對應于每個制動輪缸各有對進液和出液電磁閥，可由電子控制裝置分別進行控制，因此，各制動輪缸的制動壓力能夠被獨立地調節(jié)，從而使四個車輪都不發(fā)生制動抱死現象。ABS的控制方式包括雙參數控制和單參數控制兩種:　 雙參數控制的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%一20%作比較，再通過電磁閥增減制動器的制動力?！?這種曳速傳感器常用多普勒測速雷達。當汽車行駛時，多普勒雷達天線以一定頻率不斷向地面發(fā)射電磁波，同時又接收反射回來的電磁波，測量汽車雷達發(fā)射與接收的差值，便可以準確計算出汽車車速。而輪速傳感器裝在變速器外殼，由變速器輸出軸驅動，它是一個脈沖電機，所產生的頻率與輪速成正比?！?執(zhí)行機構由電磁閥及繼電器等組成。電磁閥調整制動力，以便保持理想的滑移率?！?單參數控制以控制車輪的角減速度為對象，控制車輪的制動力，實現防抱死制動，其結構主要由輪速傳感器、控制器(電腦)及電磁閥組成。為了準確無誤地測量輪速，傳感頭與車輪齒圈間應留有1mm間隙。為避免水、泥、灰塵對傳感器的影響，安裝前應將傳感器加注黃油?！?電磁閥用于車輪制動器的壓力調節(jié)。對于四通道制動系統(tǒng)，一個車輪圈有一個電磁閥；三通道制動系統(tǒng)，每個前輪擁有一個，兩個后輪共用一個。電磁閥有三個液壓孔，分別與制動主缸與車輪制動分缸相連，并能實現壓力升高、壓力保持、壓力降低的調壓功能。工作原理如下?！?（1)升壓在電磁閥不工作時，制動主缸接口和各制動分缸接口直通。由于主彈簧強度大，使進油閥開啟，制動器壓力增加?！?（2)壓力保持當車輪的制動分缸中的壓力增長到一定值時，進油閥切斷關閉。支架就保持在中間狀態(tài)，三個孔間相互密封，保持制動壓力?！?（3)降壓當電磁閥工作時，支架克服兩個彈簧的彈力，打開卸荷肉使制動分缸壓力降低。壓力一旦降低，電磁閥就轉換到壓力保持狀態(tài)，或升壓的準備狀態(tài)?！?控制裝置ECU的主要任務是把各車輪的傳感器傳回來的信號進行計算、分析、放大和判別，再由輸出級將指令信號輸出到電磁閥，去執(zhí)行制動壓力調節(jié)任務。電子控制裝置，由四大部分組成，輸入級A、控制器B、輸出級C，穩(wěn)壓與保護裝置D?！?電子控制器以4一101tz的頻率驅動電磁閥，這是駕駛員無法做到的?！∵@種單參數控制方式的ABS，由于結構簡單、成本低，故目前使用較廣?！?　 在美國克萊斯勒型高級轎車中大多配備了這種單參數控制方式的ABS。它在轎車的四個輪上都裝有輪速傳感器。 汽車轉向控制裝配機械式轉向系統(tǒng)的汽車，在泊車和低速行駛時駕駛員的轉向操縱負擔過于沉重，為了解決這個問題，美國 GM 公司在20世紀50年代率先在轎車上采用了液壓助力轉向系統(tǒng)。但是，液壓助力轉向系統(tǒng)無法兼顧車輛低速時的轉向輕便性和高速時的轉向穩(wěn)定性，因此在1983年日本Koyo公司推出了具備車速感應功能的電控液壓助力轉向系統(tǒng)。這種新型的轉向系統(tǒng)可以隨著車速的升高提供逐漸減小的轉向助力，但是結構復雜、造價較高，而且無法克服液壓系統(tǒng)自身所具有的許多缺點，是一種介于液壓助力轉向和電動助力轉向之間的過渡產品。到了1988年，日本 Suzuki 公司首先在小型轎車Cervo上配備了Koyo公司研發(fā)的轉向柱助力式電動助力轉向系統(tǒng)；1990年，日本 Honda 公司也在運動型轎車NSX上采用了自主研發(fā)的齒條助力式電動助力轉向系統(tǒng)，從此揭開了電動助力轉向在汽車上應用的歷史。它是用一臺直流電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓助力缸、用蓄電池和電動機提供動力的系統(tǒng)。這種微機控制的轉向系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)比起來具有部件少、體積小、重量輕的特點，以及最優(yōu)化的轉向作用力、轉向回正特性．大大提高了汽車的轉向能力和轉向響應特性，增加了汽車低速時的機動性以及調整行駛時的穩(wěn)定性。電助力轉向系統(tǒng)的工作原理如下：首先，轉矩傳感器測出駕駛員施加在 轉向盤 上的操縱力矩，車速傳感器測出車輛當前的行駛速度，然后將這兩個信號傳遞給ECU；ECU根據內置的控制策略，計算出理想的目標助力力矩，轉化為電流指令給電機；然后，電機產生的助力力矩經減速機構放大作用在機械式轉向系統(tǒng)上，和駕駛員的操縱力矩一起克服轉向阻力矩，實現車輛的轉向。工作過程：電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）作為傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的替代產品已經進入汽車制造領域。與先前的預測相反，EPS不僅適用于小型汽車，而且某些12V中型汽車也適于安裝電動系統(tǒng)。EPS系統(tǒng)包含下列組件：轉矩傳感器，檢測轉向輪的運動情況和車輛的運動情況；電控單元，根據轉矩傳感器提供的信號計算助力的大小； 電機，根據電控單元輸出值生成轉動力；減速齒輪，提高電機產生的轉動力，并將其傳送至轉向機構。其它車輛系統(tǒng)控制算法輸入信息是由汽車CAN總線提供的(例如轉向角和汽車速度等等)。電機驅動還需要其它信息，例如電機轉子位置(電機傳感器提供)和相電流(電流傳感器提供)。電機由四個MOSFET控制。由于微控制器無法直接驅動MOSFET的大型柵電容，因此需要采用驅動IC形式的接口。出于安全考慮，完整的電機控制系統(tǒng)必須實施監(jiān)控。將電機控制系統(tǒng)集成在PCB上，通常包含一個繼電器，該繼電器可作為主開關使用，在檢測出故障的情況下，斷開電機與電控單元。 微控器必須控制EPS系統(tǒng)的直流有刷電機。微控器根據轉矩傳感器提供的轉向輪所需轉矩信息，形成一個電流控制回路。為了提高系統(tǒng)的安全水平，該微控器應有一個板載振蕩器，這樣即使在外部振蕩器出現故障的情況下，亦可確保微控器的性能，同時還應具備片上看門狗。英飛凌公司的XC886集成了所有重要的微控器組件，其它安全特性可通過軟件實現，如果必須執(zhí)行IEC61508等行業(yè)安全標準規(guī)范，就不得不完成各種診斷和自檢任務，因而會增加微控器的工作負荷。目前不同客戶采用的轉矩傳感器與轉子位置傳感器差別很大。他們采用不同的測量原理，如分解器、電磁共振器、基于傳感器的集成巨磁阻(IGMR)。 汽車驅動防滑控制系統(tǒng)驅動防滑系統(tǒng)(ASR)也叫牽引力控制系統(tǒng)(TCS或TRC)，是ABS的完善和補充，它可防止起動和加速時的驅動輪打滑，既有助于提高汽車加速時的牽引性能。又能改善操作穩(wěn)定性。汽車“打滑”有兩種情況：一種是制動時的車輪滑移；另一種是汽車驅動時的車輪“滑轉” 。度低于轉動車輪的圓周速度時，輪胎與地面之間就有相對滑動，稱之為“滑轉” 。驅動輪的滑轉，使車輪與地面的附著力下降，驅動輪產生的牽引力減少，導致汽車的起步性能、加速性能和在滑溜路面上的通過性能及行駛穩(wěn)定性下降。為了防止汽車在起步、加速和在易滑或左右輪附著力不同的復雜路面上行駛時驅動輪滑轉，驅動防滑控制系統(tǒng)(TRC)也就應運而生。驅動防滑的控制方式：（1） 發(fā)動機功率控制汽車在起步、加速時，如果油門踏板踩得過猛，會因驅動力過大而出現驅動輪都滑轉的情況。此時電腦ECU輸出信號，通過控制發(fā)動機的輸出功率來調節(jié)傳遞到驅動輪上的轉矩，以控制汽車的滑移率。通常采用的控制方法有：①節(jié)氣門開度控制。在發(fā)動機原節(jié)氣門的基礎上，串聯(lián)一個副節(jié)氣門，由TRC系統(tǒng)的執(zhí)行機構控制其開度。這種方式工作比較平穩(wěn)，容易與其他方式配合使用。②噴油量的減少或切斷控制。③減少點火提前角的控制。調節(jié)發(fā)動機的輸出轉矩雖然可以通過調節(jié)節(jié)氣門開度、點火提前角、汽油噴射量及中斷汽油噴射和點火來實現，但是由于僅中斷部分汽缸點火而不終止相應汽缸的燃油供給會對催化轉換器造成嚴重損害，因此目前在TRC系統(tǒng)中通常利用控制節(jié)氣門和點火提前角的方式來調節(jié)發(fā)動機的輸出扭矩，從而實現對驅動車輪的驅動力矩的調節(jié)。（2） 驅動輪制動控制這種控制方式是通過在發(fā)生滑轉的驅動輪上施加制動力矩來控制滑轉率。制動驅動輪是防止滑轉最迅速的一種控制方式，但是出于舒適性的考慮，制動力不能太大。為了防止TRC控制過程中制動力矩與發(fā)動機輸出轉矩之間出現平衡而導致無意義的功率消耗，這種控制方式通常與調節(jié)發(fā)動機輸出功率的方法合用。（3） 發(fā)動機輸出功率與驅動輪制動綜合控制兩種控制方法合起來并用，不僅可以防止TRC控制過程中制動力矩與發(fā)動機輸出轉矩之間出現平衡而導致無意義的功率消耗，還可以根據發(fā)動機的狀況和車輪滑轉的實際情況采取相應的控制。如在滑溜路面上行駛時，在發(fā)動機驅動扭矩較小的情況下也可以出現車輪滑轉，這時采用對滑轉車輪施以制動的方法就比較有效。而在發(fā)動機輸出功率較大時出現滑轉，則通過減少發(fā)動機輸出功率的方法來控制車輪滑轉。汽車行駛過程中，路面的情況千差萬別，從而導致驅動輪的狀態(tài)也不斷的發(fā)生變化，而這種發(fā)動機輸出功率與驅動輪制動綜合控制方法，使汽車具有較高的穩(wěn)定性與操縱性。因此，這種綜合控制方法得以廣泛的應用，例如日本豐LS400轎車上就采用了這種綜合控制的TRC系統(tǒng)。驅動防滑系統(tǒng)(ASR)也叫牽引力控制系統(tǒng)(TCS或TRC)，是ABS的完善和補充，它可防止起動和加速時的驅動輪打滑，既有助于提高汽車加速時的牽引性能。又能改善操作穩(wěn)定性。汽車“打滑”有兩種情況：一種是制動時的車輪滑移；另一種是汽車驅動時的車輪“滑轉” 。度低于轉動車輪的圓周速度時，輪胎與地面之間就有相對滑動，稱之為“滑轉” 。驅動輪的滑轉，使車輪與地面的附著力下降，驅動輪產生的牽引力減少，導致汽車的起步性能、加速性能和在滑溜路面上的通過性能及行駛穩(wěn)定性下降。為了防止汽車在起步、加速和在易滑或左右輪附著力不同的復雜路面上行駛時驅動輪滑轉，驅動防滑控制系統(tǒng)(TRC)也就應運而生。驅動防滑的控制方式：（1） 發(fā)動機功率控制汽車在起步、加速時，如果油門踏板踩得過猛，會因驅動力過大而出現驅動輪都滑轉的情況。此時電腦ECU輸出信號，通過控制發(fā)動機的輸出功率來調節(jié)傳遞到驅動輪上的轉矩，以控制汽車的滑移率。通常采用的控制方法有：①節(jié)氣門開度控制。在發(fā)動機原節(jié)氣門的基礎上，串聯(lián)一個副節(jié)氣門，由TRC系統(tǒng)的執(zhí)行機構控制其開度。這種方式工作比較平穩(wěn)，容易與其他方式配合使用。②噴油量的減少或切斷控制。③減少點火提前角的控制。調節(jié)發(fā)動機的輸出轉矩雖然可以通過調節(jié)節(jié)氣門開度、點火提前角、汽油噴射量及中斷汽油噴射和點火來實現，但是由于僅中斷部分汽缸點火而不終止相應汽缸的燃油供給會對催化轉換器造成嚴重損害，因此目前在TRC系統(tǒng)中通常利用控制節(jié)氣門和點火提前角