【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電子技術(shù)的發(fā)展， ABS 進(jìn)入電子控制時(shí)代 。 20 世紀(jì) 60 年代后期到 70年代初期，凱爾塞海伊斯公司研制生產(chǎn)的兩輪制動(dòng)的 ABS、克萊斯勒公司與BENDIX 公司合作研制的四輪制動(dòng)的 ABS、 BOSCH 和 TEVES 公司研制的 ABS、 WABCO公司與 BENZ 公司合作研制的裝備在氣壓制動(dòng)的載貨汽車上的 ABS，都是由模擬式電子控制裝置對(duì)設(shè)置在制動(dòng)管路中的電磁閥進(jìn)行控制，直接對(duì)各制動(dòng)輪以電子控制壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于模擬式電子控制裝置反應(yīng)速度慢、控制精度低、易受干擾，致使各種 ABS 均未達(dá)到預(yù)期的控制效果。 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 目前，國(guó)際上 ABS 在汽車上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，已成為絕大多數(shù)汽車 的標(biāo)準(zhǔn)裝備，北美和西歐的各類客車和輕型載貨汽車， 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(xiǎn)品的載貨汽車 ABS 的裝備率為 100%。 僅依靠調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不能解決汽車在對(duì)開路面上很好地起步加速的問題。為了解決這一問題，需要對(duì)附著不好的一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪施加部分制動(dòng)，以充分發(fā)揮附著條件較好的一側(cè)的地面驅(qū)動(dòng)力。隨著 ABS 技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，利用ABS壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。采用制動(dòng)干預(yù)控制的 ASR系統(tǒng)通常都是同 ABS集成在一起的，形成 ABS/ASR 系統(tǒng)。 1986 年 12 月， BOSCH 公司 第一次將 ABS 與ASR 結(jié)合起來(lái)，率先推出了具有防抱死制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)功能的防滑控制系統(tǒng)ABS/ASR 2U 裝置。同期， BENZ 公司與 WABCO 公司也聯(lián)合開發(fā)出了應(yīng)用在載貨汽車上的 ABS/ASR 系統(tǒng)。 此后，各大汽車公司紛紛開始應(yīng)用 ABS/ASR 系統(tǒng)，使其成為頂級(jí)豪華車的標(biāo)準(zhǔn)配置。隨著各大公司不斷開發(fā)出結(jié)構(gòu)更緊湊、成本更低、可靠性更強(qiáng)、功能更全面的 ABS/ASR 系統(tǒng)， ABS/ASR 系統(tǒng)也逐漸應(yīng)用于中、低檔汽車上。到 1997 年時(shí)，已經(jīng)有 23 家汽車廠商的近 50 種車型使用了 ABS/ASR 系統(tǒng)。 國(guó)內(nèi)發(fā)展概 況 國(guó)內(nèi)研究開發(fā) ABS 起步較晚，約始于 20 世紀(jì) 80 年代中期。但我國(guó)對(duì) ABS的系統(tǒng)開發(fā)十分重視，制定相應(yīng)的法規(guī)力促 ABS 的發(fā)展。 1993 年 4 月 1 日開始實(shí)施的 GB 1359492《汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)性能要求和試驗(yàn)方法》，為 ABS 成為標(biāo)準(zhǔn)裝備提供了試驗(yàn)方法和依據(jù)。 1999 年 10 月 1 日實(shí)施的 GB 12676— 1999《汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法》規(guī)定： 2020 年 10 月 1 日以后，大型客車和大型載貨汽車必須安裝符合 GB 13594 中規(guī)定的一類 ABS。 估計(jì) 2020 年我國(guó)新生產(chǎn)的中、重型載貨汽車，大、中型客車 ABS 的裝車率為 100%，而小、微型客車 ABS 的裝車率為 20％ ，轎車 ABS 裝車率為 50%。 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 3 ABS 的基礎(chǔ)知識(shí) ABS 的概述 在汽車制動(dòng)時(shí)，如果車輪抱死滑移，車輪與路面間的側(cè)向附著力將完全消失。如果只是前輪 (轉(zhuǎn)向輪 )制動(dòng)到抱死滑移而后輪還在滾動(dòng)，汽車將失去轉(zhuǎn)向能力。如果只是后輪制動(dòng)到抱死滑移而前輪還在滾動(dòng)，即使受到不大的側(cè)向干擾力，汽車也將產(chǎn)生側(cè)滑 (甩尾 )現(xiàn)象。這些都極易造成嚴(yán)重的交通事故。因此，汽車在制動(dòng) 時(shí)不希望車輪制動(dòng)到抱死滑 移 [7]，而是希望車輪制動(dòng)到邊滾邊滑的狀態(tài)。 由試驗(yàn)得知，汽車 車輪的滑動(dòng)率在 15％～ 20％ 時(shí)，輪胎與路面間有最大的附著系數(shù)。所以為了充分發(fā)揮輪胎與路面間的這種潛在的附著能力，目前在大多數(shù)車輛上都裝備了防抱死制動(dòng)系統(tǒng) (Antilock Brake System)，簡(jiǎn)稱 ABS。 “ ABS” 是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點(diǎn)的汽車安全控制系統(tǒng)。 ABS 是常規(guī)剎車裝置基礎(chǔ)上的改進(jìn)型技術(shù)，可分機(jī)械式和電子式兩種。現(xiàn)代汽車上大量安裝防抱死制動(dòng)系統(tǒng)， ABS 既有普通制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動(dòng)狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向，保證汽車的制動(dòng)方向穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏，是目前汽車上最先 進(jìn)、制動(dòng)效果最佳的制動(dòng)裝置。 為了對(duì)采用 ABS 的必要性有所了解，現(xiàn)介紹以下有關(guān)制動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)。 汽車制動(dòng)性能的主要評(píng)價(jià)指標(biāo) 對(duì)汽車的制動(dòng)性能有多方面的要求，因而有多方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)，一般常提到以下三個(gè)方面。它們是： 制動(dòng)效能 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 5 制動(dòng)效能主要指制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度，通常實(shí)用中多指制動(dòng)距離。制動(dòng)距離是指駕駛員開始踩制動(dòng)踏板到汽車完全停車所行駛的距離。制動(dòng)距離越短，越有利于避免交通事故的發(fā)生，它是制動(dòng)性能最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo) [5]。 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，一般是指制 動(dòng)過(guò)程中維持汽車直線行駛和按預(yù)定彎道行駛的能力。如果汽車制動(dòng)時(shí)發(fā)生側(cè)滑、甩尾、嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)調(diào)頭，都不可能維持原行駛方向，會(huì)使汽車失去方向穩(wěn)定性；如果汽車在彎道行駛中制動(dòng)時(shí)，汽車不再按原來(lái)彎道行駛，出現(xiàn)沖入其它車道或沖出路面，或者即使是直線行駛，也無(wú)法避開障礙物，操縱轉(zhuǎn)向盤也不起作用，則為汽車失去轉(zhuǎn)向控制能力（轉(zhuǎn)向操縱性）。汽車制動(dòng)過(guò)程中，失去方向穩(wěn)定性和失去轉(zhuǎn)向控制能力，都是造成交通事故的重要原因。 制動(dòng)效能的恒定性 制動(dòng)效能的恒定性，主要指抗熱衰退性能?？篃崴ネ诵阅苁侵钙囋诜敝毓ぷ鳁l件下制動(dòng)時(shí)（ 如下長(zhǎng)坡時(shí)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)制動(dòng)），制動(dòng)器溫度升高后，其制動(dòng)效能的保持程度。它是設(shè)計(jì)制動(dòng)器及選材中必須認(rèn)真考慮的一個(gè)重要問題。 以上三項(xiàng)指標(biāo)中，前兩項(xiàng)指標(biāo)采用 ABS 裝置后，其性能都會(huì)有明顯的改善和提高對(duì)避免交通事故的發(fā)生能起到很好的作用，因此 ABS 是汽車上十分重要的主動(dòng)安全裝置 [14]。 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 系統(tǒng)主要由傳感器（車速傳感器、輪速傳感器、減速傳感器）、電子控制裝置（電子控制器 ECU、 ABS 控制模 塊、 ABS 計(jì)算機(jī)等）和執(zhí)行器（制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器、液壓泵、 ABS 警告燈 、 ECU）三個(gè)部分組成。如下圖： 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 其中傳感器主要是車輪轉(zhuǎn)速傳感器，執(zhí)行器主要指制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器。 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)。 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、車輪減速度功、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 [7]。 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。 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 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(guò)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) [3]，其車輪仍可能被制動(dòng)抱死。 在制動(dòng)過(guò)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(guò)程仍像常規(guī)制動(dòng)過(guò)程一樣照常進(jìn)行，只是失去防抱死控制作用?，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 ABS 警示燈點(diǎn)亮，向駕駛員發(fā) 出警示信號(hào)，提醒駕駛員及時(shí)進(jìn)行修理。 制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器串接在制動(dòng)主缸與輪缸之間，通過(guò)電磁閥直接或間接地控制輪缸的制動(dòng)壓力。通常，把電磁閥直接控制輪缸制動(dòng)壓力的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器稱作循環(huán)式調(diào)節(jié)器，把間接控制制動(dòng)壓力的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器稱作可變?nèi)莘e式調(diào)節(jié)器。 ABS 的工作原理 當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通（ ON）時(shí)， ABS 保護(hù)繼電器的電磁線圈中就會(huì)有電流流過(guò)，系統(tǒng)進(jìn)入自檢狀態(tài)。經(jīng)過(guò)短暫的自檢后，如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在影響其正常工作的故障，會(huì)保持其自檢時(shí)的工作狀態(tài)，即關(guān)閉 ABS 系統(tǒng)。此時(shí)壓力調(diào)節(jié)器中各電磁閥的電磁線圈均不通電，各 電磁閥均保持在制動(dòng)壓力增大狀態(tài)，汽車恢復(fù)常規(guī)制動(dòng)狀態(tài)工作。經(jīng)過(guò)自檢，未發(fā)現(xiàn)影響系統(tǒng)正常工作的故障， ABS 就進(jìn)入等待工作狀態(tài)。 汽車行駛過(guò)程中，各輪速傳感器連續(xù)地向 ABS 電腦輸入各車輪的輪速信號(hào)。當(dāng)車速超過(guò) 8km/h 后，如果駕駛員踩下制動(dòng)踏板進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)燈開