1、汽车防滑控制系统 ABS + EBD,一、何谓ABS + EBD系统,防抱死制动系统（AntiLock Brake System）简称ABS系统。在制动过程中，当制动力将要达到极限值时，即开始调节制动压力，防止车轮抱死，避免车轮在路面上滑拖（滑移），缩短制动距离，提高了汽车在制动过程中的方向稳定性（不侧滑）和转向操纵能力（有制动加转向能力）。但是，它不能在制动的全过程中，随路面附着情况的不同，对所有车轮的制动力的大小随机进行有效的分配和调节。如在高速行驶过程中有转向工况时，因离心力的作用，内外车轮附着力有差异，制动力不能随机调节，影响了行车的方向稳定性。,为此，“电控制动力分配系统”EBD（E
2、lectronic Brake-force Distribution）就应运而生。它能在制动的全过程中，根据四个车轮的附着情况，用高速计算机处理车轮的感应信号，瞬间计算出不同的滑移率和摩擦力数值，在运动中不断地高速调节制动压力，以获得最佳的制动效果，提高了制动的平稳性和安全性，并延长了制动蹄的使用寿命，ABS+EBD是舒服、安全、有效的制动防抱死调节系统。,二、附着力（F）和滑移率（S ）概念,汽车在加速度、减速度运动及转向运动中，受车轮纵向附着力（F纵）和横向附着力（F横）的制约。即： 加速时FtmaxF纵否则，产生滑转，汽车不走。 减速时FBmaxF纵否则，产生滑拖，制动距离加大。 转向时
3、横向力YF横否则，无反作用力Y，产生横滑，不能转向而失控。 式中：Ft 牵引力；FB 制动力。,可见，车轮在路面上的纵向运动可以区分为两种形式：滚动和滑动。滑动又可分为： 滑移抱死=0；v 0走而不转。 滑转不走v =0；0转而不走。 可见，ABS用来在减速度制动时防滑移；而ASR是用来在加速度驱动时防滑转。性质相同，但方向相反。牵引力（Ft）和制动力（FB）的大小，取决于车轮与地面的纵向附着力和横向附着力的大小。当法向力G一定时，附着力的大小决定于附着系数的大小（F=G ）。,而附着力的大小又与车轮荷载、胎面花纹、轮胎气压、路面粗糙度、潮湿程度、行驶速度、车轮偏转角等因素有关。 可见，汽车在
4、行驶中，车轮与地面间的附着力是一个可变值。为此，附着力（F）成为车轮相对于地面有无滑移的关键因素。汽车在路面上运动中，车速和轮速相等时，为“纯滚动”状态。在制动时，由于车身的惯性作用，实际车速与车轮圆周线速度瞬时不相等，轮胎与地面间产生了相对滑移（车速与轮速之差为滑移），轮速减小为负滑移；轮速增大为正滑移（驱动时滑转）。滑移程度的大小用滑移率（S ）来表示。,“滑移率” 是汽车的实际车速与车轮的圆周线速度的差值，与实际车速之比。用S 表示，表征车轮在纵向运动中滑动成分所占的比例。 1. 制动时滑移率 S 值计算公式S制动=（ v车- v轮）/ v车100% 式中： v车车身瞬时速度（m/s）;
5、 v轮车轮瞬时速度（m/s）. 2. 驱动时滑移率S 值计算公式 S驱动=（ v轮- v车）/ v轮100% 试验证明：弹性车轮在地面上滚动，产生了阻力和摩擦力（附着力），附着力F=G，其最大值是在边滚动、边滑动时发生，S 值为20%时附着力最大。,因此，产生了四种运动情况： （1）不制动时车轮自由纯滚动，其纵向速度v =r；S=0。 （2）制动抱死时，FBF，纯滑动，=0；v0；S=-100%。 （3）制动半抱死时，FBF，边滚动边滑动，00；S=+100%。,附着系数（）与滑移率（S ）的关系是：纵向附着系数（）随滑移率（S ）的加大而下降。因而制动距离随S 值的加大而延长，其最佳值范围为
6、15%30%，这是由于弹性轮胎和地面变形所致。 当S=0时，其横向附着系数最大；当S=30%时，横向附着系数将下降近一半。随着S 值的加大，它的下降率远大于纵向，这是发生侧滑的主要原因，也是制动时方向稳定性变差的原因。试验证明：当滑移率处于15%30%时，其纵向附着系数和制动力可达最大值，横向附着系数也处于较大值状态。ABS和ASR系统的设计，就是确保在各种路面状态都保持这一滑移率（S ），从而使,车辆处于最佳制动和驱动状态，使汽车的方向稳定性和方向操纵性得到改善，即制动时不发生侧滑，并具有制动加转向的高速行驶功能。 可见，驱动和制动都会产生滑转和滑移，制动防抱死系统（ABS）和驱动防滑系统（
7、ASR）是一对孪生兄弟，在一些高档高速车上并存。其-S曲线具有对称性，其规律是一致的。如前所述，车轮与路面间附着力（F）的大小是一个“随机变量值”，车轮的荷载也是一个“随机变量值”，制动力的大小应随机调节。,例如： （1）上坡和加速时，前轮荷载变小，制动力应变小；后轮荷载变大，制动力应变大。 （2）下坡和减速时与上坡情况相反。 （3） 转向时，内侧车轮荷载变小，制动力应变小；外侧车轮荷载变大，制动力应变大。,为此，需有多种信号进行反馈控制，如轮速传感器、车速传感器、节气门位置传感器、转向角度传感器、制动开关等信号，以便对车轮的纵向和横向滑移率量值，进行有效的检测和反馈控制。,三、 ABS+EB
8、D与传统的ABS系统的差异,（1） 传统的ABS电脑软件系统的逻辑程序控制能力简单。它只是在制动时，根据车轮减速度的变化，判断车轮是否将要抱死，对制动力进行末期防抱死调节。而不能在制动的全过程中，通过对轮速信号和车速信号的测量和计算，根据滑移率的大小，对车轮的制动力进行有效的跟踪计算和调节。其工作过程是：降压保压升压，程序不变。,（2） ABS+EBD的硬件系统（信号和执行元件）无变化，但其电脑的逻辑程序控制系统与传统的ABS系统相比，有较大的功能改进。可根据车轮对地面附着情况的好坏，及时计算出滑移率的量值，跟踪调节各车轮制动力的大小，获得最佳的减速度值，进一步提高了制动效果和制动时的舒服性和
9、安全性。其制动力反馈控制程序图如下。,（3）ABS+EBD系统投入工作的“门槛值”范围较宽。汽车的纵向最佳附着系数，对应的滑移率为15%30%，此值为投入工作的“门槛值”。 ABS+EBD系统是利用滑移率来进行控制的，它的“门槛值”低于传统的ABS系统的“门槛值”，也就是它的滑移率起作用的范围较宽，以便提前跟踪随机调节制动力的大小。,（4）制动力调节是降压、保压、升压过程。制动时制动压力急剧上升，车轮速度急剧下降，滑移率值急剧上升，从稳定区进入非稳定区，车轮加大滑移。ABS+EBD系统迅速降压，使车轮的滑移率回复到稳定区，并保持一定制动压力。为了加大制动效果，随即又将制动压力升高，稍微超过稳定
10、界限，又再次降压，使滑移率值又回到稳定区，如此反复，其升降频率可达1020次/s，将车轮滑移率值保持在最佳范围内，以获得最佳制动效果。,可见，在制动过程中，只要附着力和滑移率有所变化，制动力即跟踪调节，滑移率加大即降压，滑移率减小即升压，反复进行，使制动力保持在最佳滑移区内。当制动力达到将要抱死的极限值时，即以降压、保压、升压的控制方式，来实现ABS防抱死控制。 （5）ABS+EBD系统仍然是四个控制通道和四个电磁式轮速传感器，产生交变电压脉冲信号，检测轮速的高低，并计算实际车速的高低和滑移率值的大小。,（6）取消了功能落后的机械式纵向制动比例阀；在转向盘轴上，加装了横向光电式转向角度传感器，
11、检测汽车有无转向动作和车轮转角的大小和快慢。,（7）其制动压力调节器都是循环调压方式，调压电磁阀可用电流控制的4个三位三通式（3/3式）或用电压控制的8个两位两通式（2/2式）。,三、丰田威驰乘用车ABS+EBD制动系统,1.组成 （1）4个电磁式轮速传感器，产生交变电压轮速和车速信号。 （2）在转向盘轴上，加装了光电式转向角度传感器，产生转向和转向角度大小信号。 （3）4个控制通道，双制动管路对角排列，连接双腔制动总泵和前盘后鼓式分泵。,（4）8个电压控制方式的两位两通式电磁阀（2/2式）、1个直流电动机、2个柱塞式液压回流泵、2个储液腔、4个止回阀、4个安全阀。 （5）每一个控制通道上有两
12、个电磁阀，和制动总泵与分泵间的油路有序地排列连通。一个是常开式输入阀（又叫升压阀），连通总泵和分泵，阀中有止回安全阀，防止电磁阀打不开时（损坏或犯卡）泄压回油，解除制动。另一个是常闭式输出阀（又叫减压阀），连通分泵和储液腔，进行减压控制。 （6）在升压和减压油道中设有节流量孔，避免油道中的油压在升压和降压过程中过于急促，产生脉动，减小制动摩擦片的振动和噪声。,（7）液压回流泵有两次工作过程：一是，点火开关导通时，系统有46s自检过程，油泵短暂工作，抽空储液腔油液备用。二是，进行调压控制时连续工作，其他时间工作为故障症候。 （8）ABS+EBD电脑与电喷电脑ECU联网，形成信息交换电路（如TPS、SP、VSS等信号）。,2.工作过程 制动力的调节过程是按降压、保压、升压的程序进行，使滑移率始终保持在稳定区内，以便获得最佳的减速度值和最佳制动效果。当制动力达到将要抱死的极限值时，电脑便以降压、保压、升压的程序进行控制。,End,
