【正文】 制動壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)兩后輪的制動壓力，在后橋主減速器上安裝一個輪速傳感器，或者在兩個后輪上各安裝一個輪速傳感器。二通道式ABS結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，但在制動時的方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制能力和制動效能等方面難以得到兼顧，因此很少采用。 a) 四傳感器、前后管路布置、前輪獨立控制、后輪低選控制 b)三傳感器、前后管路布置、前輪獨立控制、后輪低選控制 c）四傳感器、 X管路布置、前輪獨立控制、后輪低選控制 圖 34 三通道 ABS 3）二通道式。 ② 三傳感器、前后管路布置、前輪獨立控制、后輪低選控制三通道式 這種形式與前一種的區(qū)別僅在于省去了一個輪速傳感器，兩個后輪共用一個安裝在后橋主減速器上或者變速器輸出軸上的輪速傳感器。后輪低選原則可以保證汽車在各種條件下兩側(cè)后輪的制動力相等，保證了汽車在各種條件下制動時都具有良好的方向穩(wěn)定性。然而前輪獨立控制可能導(dǎo)致制動過程中兩前輪的制動力不相等，但由于兩前輪制動力不平衡對汽車行駛時方向穩(wěn)定性的影響相對較較小，可以通過駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱對此造成的影響進行修正。 1制動壓力調(diào)節(jié)器 2輪速傳感器 ② X管路布置四通道式 a) 前后管路布置 b) X管路布置 圖 33 四通道 ABS 2）三通道式。 四通道式 ABS又可分為以下兩種形式： ① 前后管路布置四通道式 由于四通道 ABS可以單獨對每一個車輪進行制動壓力控制，因此附著系數(shù)利用率高，使制動距離最短。按照控制通道數(shù)目分， ABS可以分為四通道式、三通道式、二通道式和一通道式。目前大多數(shù)汽車采用分開式 ABS。分開式 ABS是指 ABS的制動壓力調(diào)節(jié)器與制動主缸分開布置，通過制動管路連接。 3． ABS的分類 （ 1）按總體結(jié)構(gòu)布置分類 ABS按總體結(jié)構(gòu)布置分類可以分為整體式和分開式兩類。汽車行駛時，輪速傳感器會將每一個車輪的轉(zhuǎn)速信號送至 ECU，汽車制動時， ECU通過監(jiān)測每一個車輪的輪速信號判斷車輪的運動狀態(tài)，如果制動強度比較低， ECU監(jiān)測到的車輪滑移率較小， ABS不起作用，此時的制動就是常規(guī)制動。汽車上采用 ABS的目的就是避免制動時車輪抱死，將滑移率控制在 10%～ 30%，在此范圍內(nèi)既有最大的縱向附著系數(shù)，使制動距離最短，又有較大的橫向附著系數(shù)，以獲得較好的橫向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向控制能力。另外，一旦轉(zhuǎn)向車輪抱死，汽車不會按照轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)的方向行駛，而是沿汽車行駛慣性力的方向向前滑動，從而使汽車失去轉(zhuǎn)向控制能力。當滑移率為 0時，橫向附著系數(shù)最大，隨著滑移率的增大，橫向附著系數(shù)逐漸減小，當滑移率達到 100%時，橫向附著系數(shù)接近于零。 開始時隨著滑移率的增大，縱向附著系數(shù)迅速增大，當滑移率達到約 20%時，縱向附著系數(shù)達到最大值。汽車制動時，在路面附著系數(shù)以及作用于車輪上的垂直載荷一定的情況下，車輪制動器的制動力矩越大，車輪的滑移率將越大?；坡?s的表達式為： （ 33） 式中 v車速（ m/s） v車輪速度（ m/s） r車輪半徑（ m） 車輪轉(zhuǎn)動角速度（ rad/s） 車輪在路面上純滾動時， v= v， s=0；車輪完全抱死時（即在路面上純滑移）， =0，車輪滑移率 s=100%；車輪在路面上邊滾動邊滑移時， v＞ v，車輪滑移率 0＜ s＜ 100%。 ?FFX ??? ZFF ?（ 2）車輪滑移率 車輪滑移率就是表示制動過程中車輪滑移程度的。 防抱死制動系統(tǒng)（ ABS 概述 1． ABS的基礎(chǔ)理論 第 3章 汽車行駛穩(wěn)定性控制系統(tǒng) （ 1）汽車制動時的附著條件 地面制動力只能小于或等于附著力： （ 31） 附著力正比于地面對車輪的法向反作用力 FZ以及車輪與地面之間的附著系數(shù)，即 (32) 在地面對車輪的法向反作用力 FZ一定的情況下，附著力的大小取決于附著系數(shù)。 ? ? ? ? ? 汽車電子控制技術(shù) 汽車類專業(yè)應(yīng)用型本科示范教材 機械工業(yè)出版社出版 主編 于京諾 第 3章 汽車行駛穩(wěn)定性控制系統(tǒng) ? 學(xué)習目標 ? 了解 ABS、 ASR的基礎(chǔ)理論。了解 ABS、 ASR的組成和分類。掌握 ABS的結(jié)構(gòu)和工作原理。掌握 ASR的結(jié)構(gòu)和工作原理。了解 ESP的功能。掌握 ESP的結(jié)構(gòu)和工作原理。附著系數(shù)的大小與路面和輪胎的性質(zhì)有關(guān)，還與車輪的滑移率有關(guān)?；坡适侵杠囁倥c車輪速度的差值與車速之比。車輪滑移率越大，說明車輪運動中滑動成分所占比例越大。 %100%100 ?????? v rvv vvs ???（ 3）附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系 車輪與地面之間的附著系數(shù)會隨著車輪滑移率的變化而變化，干燥硬實路面附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系如圖 31所示。當滑移率達到 100%，即車輪完全被抱死滑移時，其附著系數(shù)稱為滑動附著系數(shù)。 圖 31 干燥硬實路面附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系 （ 4）汽車采用 ABS的必要性 由附著系數(shù)與滑移率之間的關(guān)系可知，汽車制動時如果車輪完全抱死，就縱向附著系數(shù)而言，其滑動附著系數(shù)低于峰值附著系數(shù)，這將使車輪完全抱死時的制動距離比具有峰值附著系數(shù)時的制動距離變長；就橫向附著系數(shù)而言，由于在車輪抱死時的橫向附著系數(shù)接近于零，汽車幾乎失去了橫向附著能力，因此使汽車的方向穩(wěn)定性變差，一旦汽車遇到橫向干擾力的作用，就可能產(chǎn)生側(cè)滑、甩尾甚至回轉(zhuǎn)等情況。 綜上所述，汽車制動時車輪抱死會使制動距離變長，方向穩(wěn)定性變差，失去轉(zhuǎn)向控制能力，因此制動時應(yīng)避免車輪抱死。 2． ABS的組成和工作過程 圖 32 典型 ABS的組成 1輪速傳感器 2右前制動器 3制動主缸 4制動液罐 5真空助力器 6電子控制單元 7右后制動器 8左后制動器 9 ABS警告燈 10制動壓力調(diào)節(jié)器 11左前制動器 工作過程 :裝有 ABS的汽車并非只要制動 ABS就起作用，當制動強度較低時， ABS不起作用，只有當制動強度達到一定程度 ABS才起作用。隨著制動踏板的繼續(xù)踏下，制動強度增大，如果 ECU監(jiān)測到某一車輪滑移率增大到一定程度， ECU將發(fā)出指令，控制制動壓力調(diào)節(jié)器，使該車輪的制動壓力降低或保持不變，防止該車輪滑移率的進一步增大，防止車輪抱死，將車輪滑移率控制在 10%～ 30%的理想范圍。整體式 ABS是指 ABS的制動壓力調(diào)節(jié)器與制動主缸構(gòu)成一個整體，這種結(jié)構(gòu)緊湊、管路接頭少，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，一般用于高級轎車。分開式制動壓力調(diào)節(jié)器在車上布置靈活，成本較低，但制動管路接頭較多。 （ 2）按控制通道和傳感器數(shù)目分類 所謂控制通道是指在 ABS系統(tǒng)中能夠獨立進行制動壓力調(diào)節(jié)的制動管路。 1）四通道式。四通道ABS的缺點是在某些情況下左右兩側(cè)制動力不平衡 ,影響汽車制動時的行駛穩(wěn)定性。 三通道式 ABS又可分為以下 3種形式： ① 四傳感器、前后管路布置、前輪獨立控制、后輪低選控制三通道式 前輪獨立控制的好處是由于轎車前軸的垂直載荷較大，再加上制動時的載荷轉(zhuǎn)移，使前輪的制動力占汽車總制動力的比例較大（可達 70%），前輪獨立控制有利于充分利用兩前輪的附著系數(shù)，縮短制動距離。 后輪低選控制是指在制動過程中， ECU監(jiān)測到兩個后輪中的任何一個首先趨于抱死，就同時對兩個后輪的制動壓力進行控制，這就是所謂的后輪低選原則。后輪低選原則的缺點是附著條件較好一側(cè)車輪的附著系數(shù)不能充分利用，與四通道、四輪獨立控制的 ABS系統(tǒng)相比，制動距離稍長。 ③ 四傳感器、 X管路布置、前輪獨立控制、后輪低選控制三通道式 這種形式雖然兩后輪的車輪制動器分別與兩條制動管路連接，管路彼此獨立，并且在每一條制動管路都有一路制動壓力調(diào)節(jié)電磁閥，但制動過程中 ECU是按照低選原則對兩側(cè)后輪的制動壓力同時進行控制，相當于兩后輪制動器為一個通道。 二通道式 ABS根據(jù)傳感器數(shù)量、制動管路布置形式的不同，又可分為 4種形式（見圖 35）。 a) 三傳感器、前后管路布置二通道式、 b) 四傳感器、前后管路布置二通道式 c）二傳感器、前后管路布置二通道式 d）二傳感器、 X管路布置二通道式 圖 35 二通道 ABS 4）一通道式。一通道 ABS通常都是按照低選原則對兩后輪進行控制，這樣使得附著條件較好的一側(cè)后輪的附著系數(shù)不能得到充分利用，縮短制動距離的效果并不明顯，但可以提高汽車制動時的方向穩(wěn)定性。 目前 ABS的控制方式有車輪滑移率控制方式、邏輯門限值控制方式、最優(yōu)化控制方式、滑模動態(tài)變結(jié)構(gòu)控制方式和模糊控制方式等。在剩下的 3種控制方式中，邏輯門限值控制方式由于實時響應(yīng)好，執(zhí)行機構(gòu)比較容易實現(xiàn)而應(yīng)用廣泛。由于制動力較小， ABS未起作用，此階段為常規(guī)制動。取此時的車輪速度為初始參考車速，然后按照給定的斜率計算并確定參考車速 vref，由參考車速可以計算出任意時刻的車輪滑移率，稱為參考滑移率。當參考滑移率大于滑移率門限值時，說明車輪已工作在附著系數(shù)與滑移率關(guān)系曲線的不穩(wěn)定區(qū)， ABS ECU發(fā)出指令，使相應(yīng)的電磁閥轉(zhuǎn)換到 “ 減壓 ” 狀態(tài)，控制過程進入第 3階段，減壓階段。由于制動力較小， ABS未起作用，此階段為常規(guī)制動。取此時的車輪速度為初始參考車速，然后按照給定的斜率計算并確定參考車速 vref，由參考車速可以計算出任意時刻的車輪滑移率，稱為參考滑移率。當參考滑移率大于滑移率門限值時，說明車輪已工作在附著系數(shù)與滑移率關(guān)系曲線的不穩(wěn)定區(qū)， ABS ECU發(fā)出指令，使相應(yīng)的電磁閥轉(zhuǎn)換到 “ 減壓 ” 狀態(tài)，控制過程進入第 3階段，減壓階段。 V車速 Vref參考車速 S1滑移率門限值 VW車輪速度 +A、 +a車輪加速度門限值 a車輪減速度門限值 圖 37