【正文】 警示燈便提示駕駛員整個(gè) ABS 系。電路的功能很強(qiáng)，它必須滿足極高的故障探測(cè)率和安全要求。接口通過(guò)相應(yīng)元件負(fù)責(zé)兩個(gè)大規(guī)模集成電路之間的通訊聯(lián)系?？梢院苋菀椎貙?shí)現(xiàn)通道隔離，隔開(kāi)電路中的錯(cuò)誤。 圖 511 液壓電磁閥和輪速傳感器實(shí)物圖圖 512 多通道主車電磁閥檢測(cè)臺(tái) 電子控制單元(ECU)電子控制裝置：功用是接受來(lái)自輪速傳感器送來(lái)的信號(hào)，先進(jìn)行濾波放大，后計(jì)算出制動(dòng)滑移率，車輪角加（減）速度，通過(guò)對(duì)比判別的邏輯處理，輸出指令信號(hào)至壓力調(diào)節(jié)器，執(zhí)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)任務(wù)。 （3）解除制動(dòng)過(guò)程: 當(dāng)解除制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)踏板松開(kāi)，制動(dòng)主缸內(nèi)的制動(dòng)壓力為零。通過(guò)保壓、降壓、增壓為一個(gè)循環(huán)，通常 ABS 系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)頻率為 24 個(gè)/秒循環(huán)。此過(guò)程結(jié)束液壓泵隨之掉電停止運(yùn)行。此時(shí) ECU 發(fā)出控制指令使該制動(dòng)輪缸相應(yīng)的進(jìn)液電磁閥和出液電磁閥都通電換位 (進(jìn)液電磁閥處于斷流，出液電磁閥處于導(dǎo)通)，該制動(dòng)輪缸中的部分制動(dòng)液就會(huì)通過(guò)出液電磁閥流入低壓儲(chǔ)能室，使制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力隨之減小。如圖 58 所示：圖 58 保壓過(guò)程 ，當(dāng) ECU 通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器得到信號(hào)識(shí)別出車輪有抱死傾向時(shí)，ECU 發(fā)出控制信號(hào)關(guān)閉相應(yīng)車輪的進(jìn)液電磁閥，并讓出液電磁閥繼續(xù)保持關(guān)閉狀態(tài)，該制動(dòng)輪缸中的制動(dòng)液壓被封閉而使制動(dòng)壓力保持一定。需要調(diào)節(jié)制動(dòng)輪缸的壓力時(shí)，ECU 就使該制動(dòng)輪缸相對(duì)應(yīng)的進(jìn)液電磁閥或出液電磁閥通電換位，并自動(dòng)按以下情況分別進(jìn)行判斷、處理: 建壓過(guò)程，制動(dòng)時(shí)，通過(guò)真空助力器與制動(dòng)主缸建立制動(dòng)壓力。此時(shí)，自制動(dòng)主缸輸出的制動(dòng)液可以通過(guò)各進(jìn)液電磁閥直接進(jìn)入各制動(dòng)輪缸，各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力將隨制動(dòng)主缸的制動(dòng)壓力而變化，即平時(shí)汽車進(jìn)行的常規(guī)制動(dòng)。圖 57 液壓調(diào)節(jié)器工作原理圖助力器 主缸 三位三通電磁閥 回液泵 限位閥電動(dòng)機(jī) 回液過(guò)濾器 油箱 制動(dòng)器 制動(dòng)過(guò)程 （1）常規(guī)制動(dòng)過(guò)程 制動(dòng)系統(tǒng)在常規(guī)制動(dòng)過(guò)程中 (未出現(xiàn)防抱死現(xiàn)象)，調(diào)節(jié)器中的各個(gè) 2 位 2 通調(diào)壓電磁閥不通電。液壓調(diào)節(jié)閥通過(guò)管路與制動(dòng)主缸和各制動(dòng)輪缸相連。 制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置 (簡(jiǎn)稱液壓調(diào)節(jié)器)主要由 8 個(gè) 2 位 2 通調(diào)壓電磁閥、1 個(gè)雙聯(lián)式電動(dòng)液壓柱塞泵、2 個(gè)儲(chǔ)液室、2 個(gè)低壓儲(chǔ)能室、1 個(gè)電動(dòng)液壓泵和幾個(gè)單向閥等組成。當(dāng)然這要根據(jù)電子控制裝置的指令而定。 為了使分泵中的壓力降低，就需接通車輪制動(dòng)分泵和回油路、卸荷閥被打開(kāi)，以使分泵壓力降低。此時(shí)，最大電流的半值（保持電流）通過(guò)電磁線圈，產(chǎn)生了保持電流的電磁力，使柱塞移動(dòng)到進(jìn)油閥在卸荷閥打開(kāi)前被關(guān)閉。此種狀態(tài)為壓力上升狀態(tài)。此時(shí)，電磁閥中的兩個(gè)彈簧，使進(jìn)油閥在開(kāi)啟力作用下及時(shí)打開(kāi)。電磁閥用于調(diào)節(jié)制動(dòng)分泵的制動(dòng)液壓力。 回油泵的功用是在制動(dòng)分泵壓力減小的過(guò)程中，抽吸制動(dòng)分泵的制動(dòng)液，并泵回到制動(dòng)總泵里。每種類型又有多種不同的形式和結(jié)構(gòu)。它裝在制動(dòng)總泵與車輪分泵之間，使分泵能實(shí)現(xiàn)壓力增高、壓力保持和壓力降低的功能。功用是根據(jù)電子控制裝置傳送的命令信號(hào)控制制動(dòng)總泵向車輪制動(dòng)分泵提供的液壓或氣壓，從而控制車輪速度。此信號(hào)還需由電子電路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖電壓。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使得穿過(guò)霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，因而引起霍爾電壓的變化，霍爾元件將輸出一個(gè)毫伏(mV)級(jí)的準(zhǔn)正弦波電壓。當(dāng)齒輪位于左圖所示位置時(shí)，穿過(guò)霍爾元件的磁力線分散，磁場(chǎng)相對(duì)較弱。因此，霍爾傳感器不僅廣泛應(yīng)用于 ABS 輪速檢測(cè)，也廣泛應(yīng)用于其控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)。 ；其二是頻率響應(yīng)高。傳感頭由永磁體，霍爾元件和電子電路等組成，永磁體的磁力線穿過(guò)霍爾元件通向齒輪缺點(diǎn)：一是輸出信號(hào)的幅值變化大；二是響應(yīng)頻率不高；三是抗電磁波干擾能力差霍爾輪速傳感器 前 輪 后 輪電磁式轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)下面再分別敘述本文采用的 輪速傳感器 轉(zhuǎn)速傳感器 轉(zhuǎn)向操作能力差5．2 ABS 控制器主要硬件部分ABS 系統(tǒng)主要由車輪轉(zhuǎn)速傳感器、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置，電子控制器 (ECU 三部分組成。輕貨車廣泛應(yīng)用對(duì)兩后輪按低選原則一同控制單通道 ABS 雙通道 ABS 在按前后布置的雙管路制動(dòng)系統(tǒng)的前后制動(dòng)管路中各設(shè)置一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)分裝置，分別對(duì)兩前輪和兩后輪進(jìn)行一同控制。對(duì)前輪制動(dòng)壓力進(jìn)行獨(dú)立控制，可充分利用兩前輪的附著力對(duì)汽車進(jìn)行制動(dòng)，有利于縮短制動(dòng)距離，并且汽車的方向穩(wěn)定性卻得到很大改善。汽車緊急制動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生很大的軸荷轉(zhuǎn)移(前軸荷增加，后軸荷減小)，使得前輪的附著力比后輪的附著力大很多(前置前驅(qū)動(dòng)汽車的前輪附著力約占汽車總附著力的 70%—80%)。 由于三通道 ABS 對(duì)兩后輪進(jìn)行一同控制，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車可以在變速器或主減速器中只設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)檢測(cè)兩后輪的平均轉(zhuǎn)速。 四輪 ABS 大多為三通道系統(tǒng)，而三通道系統(tǒng)都是對(duì)兩前輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行單獨(dú)控制，對(duì)兩后輪的制動(dòng)壓力按低選原則一同控制。ABS 通常不對(duì)四個(gè)車輪進(jìn)行獨(dú)立的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)。但在附著系數(shù)分離(兩側(cè)車輪的附著系數(shù)不相等)的路面上制動(dòng)時(shí)，由于同一軸上的制動(dòng)力不相等，使得汽車產(chǎn)生較大的偏轉(zhuǎn)力矩而產(chǎn)生制動(dòng)跑偏。 四通道 ABS 在兩個(gè)車輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行一同控制時(shí)，如果以保證附著力較大的車輪不發(fā)生制動(dòng)抱死為原則進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)，稱這種控制方式為按高選原則一同控制；如果以保證附著力較小的車輪不發(fā)生制動(dòng)抱死為原則進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)，則稱這種控制方式為按低選原則一同控制。第五章 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)基本硬件設(shè)計(jì) ABS 系統(tǒng)的布置形式ABS 在整車上的布置如下圖 51 所示：圖 51ABS 系統(tǒng)中，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。此外這種算法經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展， 積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)方案已經(jīng)趨近成熟。但采用邏輯控制算法，它首先避免了一系列繁雜的理論分析和對(duì)一系列不確定因素的定量計(jì)，簡(jiǎn)化了控制器的設(shè)計(jì)。 因?yàn)橄到y(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和路面條件在較大的范圍內(nèi)連續(xù)變化，而邏輯控制把這些變化分為有限的幾種狀態(tài)（三種狀態(tài)） 。再根據(jù)識(shí)別結(jié)果，分別采用不同的控制邏輯，確保防抱死制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)路面狀況的跟蹤性能，在各種路面條件都能取得期望的制動(dòng)效果。綜上所述, 邏輯控制是把車輪的加速度分為（a,+a,+A)，幾個(gè)門(mén)限值， 再輔之以車輪的滑移率門(mén)限值入 1，入 2。 然后自第二周期采用和路面附著系數(shù)相對(duì)應(yīng)的控制算法，當(dāng)路面附著系數(shù)向大值突變，其識(shí)別方法是采用第二加速度門(mén)限值+A。 階段 5 是以圖 46 小附著系數(shù)路面動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程增壓一保壓(脈沖方式) 方式的慢速升壓過(guò)程, 直至出現(xiàn)a 門(mén)限，到此第一個(gè)控制周期結(jié)束。到此 3 階段結(jié)束，并轉(zhuǎn)人第 4 階段— 保壓階段。 小附著系數(shù)路面的制動(dòng)控制圖 46 是在小附著系數(shù)路面的調(diào)節(jié)過(guò)程，在初始的 1，2 調(diào)節(jié)階段和大附著系數(shù)的路面相同。可見(jiàn) , 兩種情形都是低于+a 門(mén)限進(jìn)人穩(wěn)定區(qū)。對(duì)于前者， 屬于一般附著系數(shù)路面。為了適應(yīng)附著系數(shù)不同的路況，如附著系數(shù)較大的情況，又設(shè)定了識(shí)別高附著系數(shù)路面的第二門(mén)限值+A。若在規(guī)定的保壓時(shí)間內(nèi)，車輪的加速度不能超過(guò)+a 門(mén)限，則屬于低附著系數(shù)路面的情況。圖 45 大附著系數(shù)路面制動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程在保壓階段，輪速繼續(xù)下降，當(dāng)輪速降至低于入 1 的門(mén)限值時(shí)，電磁閥由保壓切換到減壓狀態(tài)。 大附著系數(shù)路面上的制動(dòng)控制圖 45 是引人車輪的加速度門(mén)限值+a, 是典型的大附著系數(shù)路面防抱死制動(dòng)的調(diào)節(jié)過(guò)程。當(dāng)車輪的速度大于參考速度后，則說(shuō)明此時(shí)的車速不會(huì)低于當(dāng)前的輪速，于是應(yīng)把參考速度設(shè)定為當(dāng)前的輪速，使參考速度得到修正。現(xiàn)今汽車上一般不采用直接測(cè)量的方法獲得實(shí)際速度，而是采用間接的方法由車輪的角速度和負(fù)加速度構(gòu)造車輛的參考速度，其構(gòu)造方法如圖。為此引人了車輪的滑移率作為輔助的門(mén)限值，與車輪負(fù)加速度組合成雙邏輯控制算法。但當(dāng)路面附著系數(shù)出現(xiàn)躍變時(shí)，就不能快速適應(yīng)，故對(duì)快速變化的路面跟蹤性能較差。 按邏輯條件式 5 實(shí)現(xiàn)防抱死制動(dòng)的調(diào)解過(guò)程如圖 43 所示。 可見(jiàn)，只要車輪的加速度大于零即路面所能提供制動(dòng)力對(duì)車輪中心之矩大于所施加的制動(dòng)力矩就可避免抱死的傾向。分析上面從減壓到增壓轉(zhuǎn)變的過(guò)程可以得出，車輪的減速度由門(mén)限值a 之外進(jìn)人到門(mén)限值之內(nèi)，并逐漸由減速變?yōu)榧铀佟?隨后以慢速升壓到車輪減速度再次超出a 門(mén)限值，以此周期性地重復(fù)，直至汽車完全制動(dòng)?；谏鲜龇治觯詈?jiǎn)單的控制邏輯可確定為ωa/rd (4)當(dāng)上述 4 條件成立，表明車輪可能出現(xiàn)抱死的傾向，于是制動(dòng)缸減壓，反之制動(dòng)缸增壓，這就是最簡(jiǎn)單的防抱死制動(dòng)控制方案，它的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程如右圖 42 所示。為了了解各種方法的特點(diǎn)，下面先分析現(xiàn)今車輛上普遍采用的邏輯控制算法，為分析和了解其他算法提供必要的基礎(chǔ)。那么，應(yīng)以哪些參數(shù)作為控制目標(biāo)才能使控制得效能最佳事實(shí)上，有不同的方法都可以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。工程學(xué)上，一般用滑移率來(lái)描述車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 主要由輪速傳感器含齒圈和傳感器、電子控制單元、電磁調(diào)節(jié)閥、線束及警示燈等部件組成。 它是一種加裝于汽車原有制動(dòng)系統(tǒng)中的主動(dòng)安全裝置, 能夠自動(dòng)防止由于制動(dòng)壓力過(guò)大而導(dǎo)致的車輪抱死，從而保證了車輛在制動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向的可操作性。制動(dòng)時(shí)汽車通過(guò)制動(dòng)系統(tǒng)改變車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而改變車輪的滑移率，形成整個(gè)非線性的制動(dòng)過(guò)程。總之，對(duì)于在一種路面上制動(dòng)的汽車，車輪附著系數(shù)和滑移率之間的非線性特性是決定汽車制動(dòng)性能的主要因素。若汽車在同一種類型路面上制動(dòng)時(shí)的初速度不一樣，車輪的縱向附著系數(shù)和滑移率之間的關(guān)系曲線也會(huì)略有不同，制動(dòng)時(shí)的車速越高，車輪的縱向附著系數(shù)越低。一般干燥潔凈的平整水泥、瀝青路面縱向峰值附著系數(shù)高達(dá) ～，而冰雪路面的縱向峰值附著系數(shù)低至 ～。圖 37 不同路面上縱向、側(cè)向附著系數(shù)與滑移率關(guān)系曲線由圖 37 可以看出，各種路面上的變化的總體趨勢(shì)是一致的。實(shí)驗(yàn)證明，道路的附著系數(shù)受車輪結(jié)構(gòu)、材料，道路表面形狀、材料有關(guān)，不同性質(zhì)道路其附著系數(shù)變化很大。這樣，汽車就能獲得最佳的制動(dòng)效能和方向穩(wěn)定性。橫向附著系數(shù)幾乎為零。 當(dāng)滑移率繼續(xù)增大，縱向附著系數(shù)持續(xù)下降，直到車輪抱死( S = 100 %)，縱向附著系數(shù)降到一個(gè)較低值。 滑移率與附著系數(shù)的關(guān)系圖 36 給出車輪與路面縱向附著系數(shù)和橫向附著系數(shù)隨滑移率變化的典型曲線。試驗(yàn)表明，縱向和側(cè)向附著力系數(shù)與滑移率關(guān)系如圖 35 所示。定義滑移率為 s：　　　　式中: v 為車身速度，ω 為車輪角速度，r 為車輪半徑。車輪的抱死程度和汽車的地面制動(dòng)力及汽車的側(cè)滑摩擦力之間存在一定的關(guān)系，ABS 之所以能防止汽車制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)危險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，就是根據(jù)這個(gè)關(guān)系來(lái)調(diào)整車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以避免側(cè)滑摩擦力為零。所有這些運(yùn)動(dòng)情況若在制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)，都是極其危險(xiǎn)的。圖 33 (c)為前后車輪全部抱死時(shí)時(shí)轉(zhuǎn)彎力和側(cè)向力都為零，這種狀態(tài)很不穩(wěn)定，路面不均勻、左右輪地面制動(dòng)力不相等時(shí)，即使對(duì)汽車施加很小的偏轉(zhuǎn)力矩，汽車就會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而處于危險(xiǎn)狀態(tài)，在不規(guī)則旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中將制動(dòng)釋放，汽車就會(huì)沿著瞬時(shí)行駛方向急速駛出，這也是很危險(xiǎn)的。圖 33 (b)為只有后輪抱死時(shí)，后輪的側(cè)向力接近于零，汽車仍具有方向操縱性，但會(huì)因后輪抱死而失去方向穩(wěn)定性使汽車側(cè)滑。圖 33 (a)為只有前輪抱死時(shí)，由于前輪的轉(zhuǎn)彎力基本為零，無(wú)法進(jìn)行正常的轉(zhuǎn)向操作。下面從汽車在一種路面上直線和轉(zhuǎn)彎制動(dòng)兩方面簡(jiǎn)單討論一下當(dāng)車輪抱死時(shí)汽車的運(yùn)動(dòng)情況。 車輪抱死時(shí)汽車運(yùn)動(dòng)情況車輪抱死時(shí)汽車所受到的側(cè)滑摩擦力將會(huì)變的很小，這將使汽車制動(dòng)時(shí)保持方向操縱性和方向穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)彎力和側(cè)向力變的很小，使汽車在制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)一些危險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。 ，通常與車輪制動(dòng)壓力成正比系數(shù) K, 則有地面制動(dòng)力?Fb緊急制動(dòng)不計(jì)滑動(dòng)阻力。 制動(dòng)時(shí)車輪運(yùn)動(dòng)方程制動(dòng)過(guò)程單輪受力如圖 32 所示。制動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大，是汽車發(fā)生各種危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)狀況的主要原因。側(cè)向力越大，汽車的方向穩(wěn)定性越好。側(cè)向力和汽車的方向穩(wěn)定性有關(guān)，它保證了汽車的行進(jìn)方向。這里將作用在前輪上的側(cè)滑摩擦力稱為轉(zhuǎn)彎力，將作用在后輪上的側(cè)滑摩擦力稱為側(cè)向力。圖 31 汽車直線和轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)的平面受力簡(jiǎn)圖若汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)制動(dòng)或在制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)彎，也將產(chǎn)生側(cè)滑摩擦力使汽車能夠轉(zhuǎn)向，如圖 31 (b)所示。Fy 為地面作用在每個(gè)車輪上的側(cè)滑摩擦力，側(cè)滑摩擦力的大小取決于側(cè)向附著系數(shù)和車輪所受的載荷，當(dāng)車輪抱死時(shí)，側(cè)滑摩擦力將變得很小，幾乎為零。其中 Fx 為地面作用在每個(gè)車輪上的地面制動(dòng)力，他的大小決定于路面的縱向附著系數(shù)和車輪所受的載荷。地面對(duì)汽車的作用力又分為:作用在車輪上垂直于地面的支承力和作用在車輪上平行于地面的力。本論文主要涉及液壓式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器。但是 BBW 的全面推廣還有不少問(wèn)題需要解決，如：驅(qū)動(dòng)能源問(wèn)題；控制系統(tǒng)失效處理；抗干擾處理。全電制動(dòng) BBW 是未來(lái)制動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，全電制動(dòng)不同于傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)槠鋫鬟f的是電，而不是液壓油或壓縮空氣，可以省略許多管路和傳感器，制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間縮短。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。當(dāng)汽車速度降到一定程度時(shí)，因?yàn)檐囁俸艿停囕喼苿?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