【正文】 開關(guān)等外部信號；3 輪速傳感器監(jiān)測信號的反饋信號；4 電磁閥繼電器，液壓泵驅(qū)動電器繼電器等工作電路的監(jiān)測信號等。ABS ECU 軟件是根據(jù) ABS 控制邏輯編寫的控制程序，固存在單片計算機(jī)的只讀存儲器（ROM）中。ABS ECU（圖 ）是一個基于單片機(jī)的控制器，包括硬件和軟件兩部分。以上過程如圖 所示。如此作用的結(jié)果是制動輪缸中的液壓升高，同時產(chǎn)生的制動輪制動力也隨之升高。以上過程如圖 37 所示。制動管路壓力降低的速率是由“壓力降低”和“壓力保持”兩種狀態(tài)的交替進(jìn)行來調(diào)節(jié)的，以上過程如圖 所示。如此作用的結(jié)果是車輪制動輪缸中的制動液壓下降，制動輪制動力減小，從而達(dá)到防止車輪抱死的目的。圖 常規(guī)制動時，液壓制動系統(tǒng)工作原理圖 [15] 10.電動液壓泵 （2）緊急制動時（ABS 工作）：緊急制動時，當(dāng)四個車輪中的任一車輪即將抱死時，ABS 執(zhí)行器根據(jù)電子控制單元（ECU）傳送的信號控制該車輪上制動輪缸中的制動液壓，從而達(dá)到防止該車輪抱死的目的。放松制動踏板 1時，車輪制動輪缸中的制動液一部分通過單向閥 5，另一部分經(jīng)進(jìn)油閥 4回流到制動主缸中。因此，進(jìn)油閥 4保持開啟狀態(tài)，出油閥 7保持關(guān)閉狀態(tài)，來自制動主缸 2的制動液經(jīng)進(jìn)油閥進(jìn)入制動輪缸 6，在制動輪缸中建立制動壓力，實施汽車制動。 執(zhí)行器的工作原理 ABS執(zhí)行器液壓制動系統(tǒng)的種類很多，但其工作原理大同小異，下面以Bosch ABS 5 為例分析 ABS 執(zhí)行器的工作原理。當(dāng)出油閥開啟時，從制動輪缸流出的制動液經(jīng)過低壓儲液器并由電動液壓泵泵回制動主缸中。（2）低壓儲液器和電動液壓泵。圖 二位二通進(jìn)油閥示意圖 [15] 圖 二位二通出油閥示意圖 [15] 1. 閥座 形環(huán) 形環(huán) Bosch ABS 5型 ABS 二位二通出油閥結(jié)構(gòu)見圖 ，出油閥采用的也是電磁工作原理，所不同的是電磁閥開啟和關(guān)閉的條件與進(jìn)油閥正好相反。圖 Bosch ABS5 型 ABS 二位二通進(jìn)油閥結(jié)構(gòu)示意圖。ABS 電磁閥主要有二位三通 、三位三通和二位二通幾種。 執(zhí)行器的構(gòu)造（1）電磁閥。 圖 輪速傳感器 [14] 圖 輪速傳感器的工作原理 [14] ABS 執(zhí)行器ABS執(zhí)行器又稱液壓調(diào)節(jié)器或制動壓力調(diào)節(jié)器，是在普通的液壓制動系統(tǒng)上加裝的液壓調(diào)節(jié)裝置，主要由調(diào)節(jié)制動液壓的電磁閥（又稱壓力控制閥） 、電動液壓泵和低壓儲液器等組成。因此，輪速傳感頭輸出的交變電壓的頻率與相應(yīng)車輪的轉(zhuǎn)速成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)子隨同車輪轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子的齒頂和齒隙交替地與傳感頭極軸端部相對，傳感器感應(yīng)線圈周圍的磁場隨著發(fā)生強(qiáng)弱交替變化，在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生交變電壓。輪速傳感器的主要工作原理如圖 。傳感頭根據(jù)極軸形狀的不同可分為鑿式、菱式和柱式極軸輪速傳感頭等，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同：主要由永磁體磁芯、傳感線圈和極軸等組成。 輪速傳感器如圖 ，輪速傳感器主要由傳感器轉(zhuǎn)子與傳感頭兩部分組成。3 ABS 構(gòu)造與工作原理同其他機(jī)電一體化系統(tǒng)一樣，ABS 的硬件構(gòu)成除了機(jī)械系統(tǒng)本體（汽車的液壓制動系統(tǒng)）以外，主要由傳感器、執(zhí)行器和控制器三部分組成。這意味著制動距離加長，而且方向穩(wěn)定性降低。當(dāng)滑移率保持在 ，輪胎的縱向附著系數(shù)和側(cè)向附著系數(shù)都較大。通過對車輪運動過程中車輪和路面之間的受力分析，得出制動力系數(shù)和側(cè)向力系數(shù)與車輪的運動狀態(tài)有關(guān)，并在制動過程中是動態(tài)變化的。ABS 系統(tǒng)的作用，就是在制動時，通過控制車輪的速度，將滑移率范圍控制在 ，從而縮短制動距離，提高車輪制動時的方向穩(wěn)定性。這意味著制動距離加長，而且方向穩(wěn)定性降低?；坡时３衷?，輪胎的縱向附著系數(shù)和側(cè)向附著系數(shù)都較大。最后，當(dāng)輪胎的滑移率達(dá)到 1，即輪胎抱死時，車輪的側(cè)向力系數(shù)幾乎為零。對給定的側(cè)偏角，在不制動的時候，輪胎的滑移率為零，這時輪胎的側(cè)向力系數(shù)最大。這一變化趨勢從圖 。圖 （從 ）時的側(cè)向力系數(shù)特性曲線。而在潮濕的瀝青路面上，隨著車速的增加，制動力系數(shù)下降，對應(yīng)著峰值附著系數(shù) fm 和滑移附著系數(shù) fs 下降，尤其是滑移附著系數(shù)的下降更為顯著，導(dǎo)致車輪抱死狀態(tài)下的制動距離較最優(yōu)滑移率時的要長。圖 路面狀態(tài)對制動力系數(shù)特性曲線的影響 [12]圖 。從圖 以看出，路面種類及 lumina 狀況對制動力系數(shù)的的影響很大。圖 側(cè)向力系數(shù)隨側(cè)偏角變化曲線 [12]輪胎的制動力系數(shù)與側(cè)向力系數(shù)反映了輪胎的附著性能，主要受路面種類（路面材料、有無冰雪等） 、路面狀況（干燥或潮濕） 、輪胎型號、輪胎槽紋形狀及深度、胎冠的橡膠成分、輪胎充氣壓力及汽車行駛速度等因素的影響。10176。由圖 ，當(dāng)側(cè)偏角不超過 5176。在不穩(wěn)定區(qū) AB 段，滑移率對制動力矩十分敏感，很快滑移到抱死狀態(tài)。此后，隨著滑移率的繼續(xù)增加，制動力系數(shù)逐漸減小，直至車輪完全抱死，滑移率為 1時，制動力系數(shù)減小到一個穩(wěn)定值 fs，該值稱之為滑移附著系數(shù)。在制動的初始階段，隨著滑移率的增加，制動力系數(shù)急劇增加，滑移率增大到最優(yōu)滑移率 Sm 時，制動力系數(shù)達(dá)到最大值 fm。換言之，制動時輪胎與路面之間的制動力系數(shù)與滑移率有著密切的關(guān)系，這種函數(shù)關(guān)系通常用滑移率—制動力系數(shù)特性曲線來描述。有側(cè)偏角時的車輪滑移率定義如下（圖 ）：圖 滑移率制動力系數(shù)特性曲線 [12]絕對滑移率 S=（vvr）/v 縱向滑移率 Sbx=（vvrcosα）/v 側(cè)向滑移率 Sby=（vrsin α）/v 式中 α—側(cè)偏角 制動力系數(shù)與側(cè)向力系數(shù)特性曲線制動過程中的地面制動力和轉(zhuǎn)向力都是通過車輪與道路接地面之間的摩擦產(chǎn)生的。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向或行駛在彎曲的道路上時，由于慣性等因素的作用，車輪受到側(cè)向力的作用。可見滑移率描述了制動過程中車輪滑移的程度，滑移率越大，表面滑移越嚴(yán)重。作用在制動輪上的制動器制動力越大，車輪滾動的成分越少，而滑動的成分越多。制動過程中車輪的運動狀態(tài)分為純滾動、純滑動和邊滾邊滑。地面制動力和側(cè)動力實質(zhì)上是輪胎與路面之間的“摩擦力” ，與汽車輪胎上所受的法向反作用力 Fz 成正比，即Fx=fxFz Fy=fyFz 式中，比例系數(shù) fx 和 fy 分別為稱為制動力系數(shù)和側(cè)向力系數(shù)。圖中車輪的滾動方向與車輪前進(jìn)方向之間的夾角 α 稱為側(cè)偏角。為了研究車輪的運動及車輪和路面之間的作用力，建立如圖 示的輪胎坐標(biāo)系（為簡化起見，車輪的內(nèi)外傾角沒有參考） 。ABS這種汽車防抱死裝置最大的優(yōu)點就是根據(jù)車輪的運動狀態(tài)自動調(diào)節(jié)作用在制動盤或制動輪鼓上的制動力，防止制動輪抱死，使車輪與道路路面之間的制動力和側(cè)向力盡可能達(dá)到最大，從而減小制動距離，提高制動時汽車行駛方向穩(wěn)定性，而這一過程的完成不需要我們?nèi)藶榈倪M(jìn)行“點剎” 。而造成制動跑偏、側(cè)滑和失去轉(zhuǎn)向能力的原因是汽車與路面之間的側(cè)向力太小。而執(zhí)行器則根據(jù)電子控制單元的指令“降低” 、 “增大”或“保持”各車輪制動輪缸的制動液壓，進(jìn)行制動壓力的調(diào)節(jié)，將車輪的滑移率始終控制在最佳滑移率范圍內(nèi)，從而保證在制動過程中車輪與路面之間的地面制動力和側(cè)向力最大，縮短制動距離，最大限制地保證制動時車輪的穩(wěn)定性，提高安全性。從 1932年發(fā)展至今的汽車防抱死制動系統(tǒng)是汽車上應(yīng)用最為廣泛和成功的機(jī)電一體化系統(tǒng)之一，其英文名稱為 Antilock Braking System，簡稱 ABS，它是汽車上的一種主動安全裝置，用于防止汽車制動時車輪抱死，以獲得最佳效果。（3）基于 CAN 總線的多控制集成網(wǎng)絡(luò)控制 由于汽車上采用的機(jī)電一體化控制裝置越來越多，每個系統(tǒng)都有自己的 ECU 和傳感器，裝置和信息不能共享。ASR 也是典型的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)，其作用是在汽車的啟動和加速過程中，控制傳遞到驅(qū)動輪上的驅(qū)動力矩，防止車輪空轉(zhuǎn)，從而使啟動和加速過程快速而穩(wěn)定，ABS 制造公司常將二者集成為一體，實現(xiàn)信息與資源的共享。目前，汽車 ABS 仍需進(jìn)一步提高系統(tǒng)的技術(shù)性能，提高系統(tǒng)元件的可靠性，其發(fā)展趨勢為：（1）ABS/ASR 一體化 ASR 是驅(qū)動力防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)的英文縮寫，其英文全稱為 AntiSlip Regulation。美國 1994年 8月頒布的商用汽車 ABS 法規(guī)規(guī)定：截止到 1996年，全國新出廠的氣壓制動在貨車和氣壓制動公共汽車均應(yīng)安裝 ABS；采用液壓制動系統(tǒng)的整體式載貨車和公共汽車，規(guī)定在 1998年必須安裝 ABS。1987 年前歐洲體共同頒布的法規(guī)規(guī)定，自 1989年起，歐洲體成員國汽車廠凡申請新車型許可證時，所有新車必須裝備 ABS；同時規(guī)定：自1991年開始，歐洲體成員國凡 16t上的載重汽車也必須裝備 ABS，并禁止進(jìn)口未裝備 ABS 的汽車。據(jù)估計，20 世紀(jì)初美國的汽車基本裝備了該系統(tǒng)，全世界汽車 ABS 裝備的比率將達(dá)到 90%以上。 1978年德國的 Bosch 公司與 MercedesBenz 公司合作，將處理器引入到 ABS 的控制中，開發(fā)了 MercedesBenz/BoscABS2B 型三通道防抱死制動系統(tǒng)，并批量裝于奔馳小汽車上。早期的 ABS 系統(tǒng)主要用在飛機(jī)、火車和掛車上，在汽車上的應(yīng)用盡管在20世紀(jì) 50 年代就已經(jīng)開始，但普及一直很緩慢，主要原因是當(dāng)時的 ABS 采用機(jī)械式調(diào)控裝置，難以滿足復(fù)雜工況的需求。 ABS 應(yīng)用進(jìn)展最早的汽車防抱死制動系統(tǒng)可以追溯到英國 1932年發(fā)布的專利“制動時防止車輪壓緊轉(zhuǎn)動的安全裝置” 。ABS 實際就是這種制動過程的自動控制系統(tǒng)，它根據(jù)車輪的運動狀態(tài)自動調(diào)節(jié)作用在制動盤或制動輪鼓上的制動力，防止制動輪抱死，使車輪與道路路面之間的制動力和側(cè)向力盡可能達(dá)到最大，從而減小制動距離，提高制動時汽車行駛方向穩(wěn)定性。從維持汽車制動時方向穩(wěn)定性出發(fā)，希望汽車與路面之間的側(cè)向力越大越好。國內(nèi)外的統(tǒng)計分析表明，制動跑偏，側(cè)滑和失去轉(zhuǎn)向能力是造成交通事故的主要原因之一。側(cè)滑是指制動時汽車的某一軸或兩軸發(fā)生橫向移動。制動時汽車的方向穩(wěn)定性是指汽車在制動過程中維持直線行駛或按預(yù)定彎道行駛的能力。從力學(xué)的觀點來看，車輪與路面之間制動力的大小對制動距離的長短有著決定性的影響。制動距離是指汽車以一定的速度行駛時，從駕駛員開始操作制動控制裝置（踩