ABS原理(5)

压泵发生故障、储能器高压消失时，衰减阀和旁通阀的球阀同时移至左端而关闭（此时旁通阀右室的右阀打开），主缸压力经过旁通阀的右室直接传到轮缸，恢复到常规制动方式。这种结构相当于带有安全装置。

（2）本田式：

本田式调节器如图1-26所示，其特征是在正常情况下主缸的制动液不能直接进入轮缸。主缸的制动液首先进入压力转换器，由于壁面A是固定的，活塞B向左移，C室的制动液进入轮缸。这时，吸液阀关闭、放液阀打开，故D室的制动液可自由地流入液压油箱。保压时，放泄阀被激磁线圈关闭，D室的制动液泄流被切断，活塞B停止移动，所以，能保持轮缸的液体压力。减压时，吸液阀被激磁线圈打开，储能器对D室加压，推动活塞B右移返回。此外，在增压过程中，吸流阀和放泄阀均处于消磁状态，活塞B返回初始位置，轮缸的制动压力随着主缸的压力升高而增大。

图1-26 本田式调节器 （三）波许ABS系统的工作

图1-27是德国波许（Bosch）ABS系统，图中的3是液压调节器，它主要由电磁阀3a，储油器3b和蓄压泵3c等组成。在正常制动的时候，ABS电控单元5不控制液压调节器3工作，上面的输入阀开启，下面的输出阀关闭，由制动总泵4通向车轮制动分泵2的油路畅通无阻，制动力的大小与制动踏板踩下的程度成比例，即增压状态（图1-27（a））。如果车轮开始抱死，ABS电控单元5就会判断出来，并发出指令使液压调节器3通电。在液压调节器中，由于电磁阀的衔铁上装有一个预紧弹簧，其弹簧力限制了衔铁在两个不同控制电流下的行程，因此当ABS电控单元控制液压调节器处于半通电状态时，只有上面的输入阀关闭（图1-27(b)），制动总泵至车轮制动分泵2的通道被切断，使车轮的制动压力保持不变，制动力恒定。倘若车轮继续抱死，ABS就会控制液压调节器处于全通电状态，，下面的输出阀开启（图1-27(c)），车轮制动分泵2接通回油通道，车轮制动力下降，车轮速度开始上升。此时ABS电控单元再给液压调节器断电，车轮的制动力会上升。这样反复循环控制，将车轮的滑移率S控制在20%左右，达到最佳制动的目的。

图1-27 波许ABS系统的工作

1-车轮速度传感器 2-制动分泵 3-液压调节器 4-制动总泵 5-ABS电控单元 图1-28 是ABS系统工作时的控制循环图。当ABS电控单元计算出车轮的圆周加速度数值低于某一极限值-Q时，说明车轮开始抱死，电控单元控制液压调节器转换到保压状态；如果车轮继续抱死，电控单元控制液压调节器处于减压状态，并在-Q值存在的时候一直保持减压状态，这时车轮加速度变大（其绝对值在-Q～0段减小，在0～+A段增加）；当加速度超过-Q值时，调节器又处于保压状态，直到加速度值超过+A后，液压调节器再进行加压。如此循环控制，车速很快下降，使制动力过程即安全又不磨耗轮胎，并且制动距离短。

图1-28 ABS系统控制循环图 （四）达科（VI）ABS系统的工作

图1-29所示达科（VI）ABS系统，从整个系统的基本结构与基本原理来说，与上面介绍的完全一样，但液压调节器的结构与工作过程有一定的特点。

图1-29 达科（VI）ABS系统 1-制动总泵 2-制动故障指示灯（红） 3-后制动器（鼓式） 4-制动油管路 5-ABS故障指示灯（琥珀色） 6-液压调节器 7-ABS电控单元 8-前轮制动器（盘式）

达科（VI）ABS系统液压调节器位于制动总泵和分泵之间，与总泵组合成一体。在液压调节器上装有电磁阀，控制每个前轮的各一个，控制两个后轮的一个，共三个，但它只在ABS电控单元的控制下关闭或接通去制动分泵的油路；单向球阀受活塞的上下移动来控制开启或关闭，而活塞的上下移动是靠马达体中的电动机驱动齿轮旋转，最终带动螺栓旋转来完成的。

图1-30是控制前轮的液压调节器工作原理图。当正常制动时，电磁阀不工作，油路处在开启状态，活塞位于上方，单向球阀也开启，制动总泵的制动液可通过电磁阀、单向球阀到前制动器进行制动。此时电磁制动器EMB不通电，即处于制动。电动机不能转动，活塞保持在上方位置不动。当ABS系统工作时，电磁阀通电工作，油路被切断，这时电磁制动器EMB通电使电动机释放，活塞在电动机的驱动下稍向下移动，单向球阀关闭，球阀与活塞之间出现小的空间。ABS电控单元根据车轮速度传感器传来的车速信号，控制电动机旋转，旋转速度通过齿轮减速后传给螺栓，使活塞上下调整。活塞上移，空间变小，油压变大，制动力增加，即加压状态；活塞不动，油压不变，即保压状态；活塞下降，油压变小，即减压状态。就这样减压、保压和加压的循环控制，使车轮的制动保持在最佳状态，车轮不会被完全抱死。

图1-30 控制前轮的液压调节器

1-电磁阀 2-盘式制动器 3-活塞 4-螺栓 5-电动机 6-电磁制动器（EMB） 7-通向后制动器 8-真空助力器 9-制动总泵 10-单向球阀

图1-31 是控制后轮的液压调节器工作原理图，整个工作过程与前轮的基本相同。电动机驱动螺栓旋转，再通过一平板控制两个活塞上下移动，使两个单向阀与活塞间的小空间变化，实施两后轮保压，增压和减压的ABS控制。控制后轮的液压调节器中没有电磁阀，结构

较简单。这是因为制动时前轮比后轮承担更大负荷的缘故。

图1-31 控制后轮的液压调节器

1-液压油流向 2-后制动器 3-活塞 4-螺栓

四、驱动控制简介 （一）驱动控制装置

随着机动车辆的普及和交通的增加，驾驶员对汽车起步性能和操纵性能的要求日益提高。汽车行驶过程中，驾驶员、汽车和环境三者的关系如图1-32所示。汽车还可进一步分为自动控制系统和被控制的对象（车体）。驾驶员控制汽车是指操纵油门、制动踏板和方向盘，按照自已的意图控制汽车，当然任何时候这三者必须处于可控状态，这是首要条件。汽车与环境之间最重要的是车轮和路面的摩擦面，摩擦状况必须处于可控状态，即滑移率必须在允许范围之内。要想准确控制滑移率，必须采用比人工控制快得多的制动自动控制系统（ABS系统）和驱动自动控制系统（ASR系统）。

图1-32 ABS装置/ABS装置的闭路控制系统

ABS是防止制动过程中的车轮抱死、保持方向稳定性和操纵性并能缩短制动距离的装置。与此相反，驱动控制装置（以下简称ASR）的作用是防止汽车加速过程中的打滑，特别防止汽车在非对称路面或在转弯时驱动轮的空转，保持方向稳定性、操纵性，维持最大驱动力的装置。也可以说，在控制车轮和路面间的滑移率这一点上ABS和ASR是采用相同的技术，但两者所控制的车轮滑移方向是相反的。

轿车的比重量（重量/输出功率）正在逐步减少，今后还会继续发展。也就是说，发动机扭矩相对较大。在附着系数较小的路面上要谨慎地控制油门。对于大功率的后驱动车，若猛加油门又快速放松的话，将使汽车发生不规则的旋转；对前驱动车，会使驱动轮空转，方向失去控制。目前，常采用以下两种方法防止驱动轮的空转。

①对将要空转的驱动轮施加制动力的制动控制方式。

②调整发动机加在车轮上的扭矩，使车轮滑移率保持在最佳范围的发动机控制方式内。 制动控制方式比发动机控制方式反应速度快，能有效地防止汽车起步时或从高μ路面突然进入低μ路面时的车轮空转。制动控制方式还能对每个驱动轮独立控制，与差速器锁止装置具有同样的功能。发动机控制方式则是根据路面状况供给车轮最佳的驱动力矩。利用燃料喷射量、点火时间、节气门开度来调整发动机的输出扭矩。这两种防止车轮空转的方法可单独应用，也可以组合起来使用。

（二）ASR的原理 众所周知，作用在车轮上的驱动力和侧向力是依赖于摩擦的存在。驱动力和侧向力是相互约束的，若驱动力增大，侧向力就不得不减小。驱动轮发生滑转时，侧向力是很小的。此时若有很小的外力或路面倾斜等原因均会使车轮发生侧滑。

为了防止滑转，必须适当降低驱动力，大幅度提高侧向力，增大抵抗侧滑的能力。ABS和ABS都是为增加汽车抵抗侧滑能力的，但ABS的作用只是将滑移率控制的小一些。稍微减少驱动力，侧向力就会提高，这一点与ABS是不同的。

（三）ASR的控制方法 1、发动机扭矩调整方式

汽油机可根据前面介绍的燃料喷射量、点火时间、节气门开度来调整发动机输出扭矩。在这些参数中，从加速圆滑和燃烧完全来看，调整节气门最好，但调整节气门反应速度较慢。调整点火时间和燃料喷射量反应速度较快，能补偿调整节气门的不足。

延迟点火时间能够减少发动机抟矩，但控制不好易造成失火。燃料无法燃烧，增加了排气净化装置中催化剂的负担。如果只减少燃料喷射量，因受燃烧室内废气的影响而使燃烧过程延迟。柴油机只控制喷射量就可以得到理想的反应速度。

2、驱动轮制动控制方式

这种方法是对发生空转的驱动轮直接施加制动，反应时间最短。为使制动过程平稳，应缓慢升高制动压力。

驱动轮制动控制方法还能起到差速锁的作用。如图1-33所示，右驱动轮行驶在高μ路面上，左驱动轮行驶在低μ路面上，此时，若汽车加速，尽管高μ侧车轮能够产生较大的驱动力，但由于差速器的作用，低μ侧车轮只能产生很小的驱动力。这时，如果对低μ侧车轮施加制动，将在制动盘有效半径上产生作用力，通过差速器在高μ侧车轮上产生作用力（与制动盘有效半径和驱动车轮的驱动半径有关）。作用于驱动车轮上的总驱动力可增大到最大值。

图1-33 制动控制时产生的差速锁作用

当然，为了防止制动过热，这各方法只限于低速行驶时短时间使用。 3、LSD（Limited-Slip-Differential）控制 为了让ABS在最佳状态下工作，希望各车轮独立旋转。安装了差速器锁止装置或中心传动锁止装置不利于ABS实现最佳控制。LSD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从0%变化到100%，因此有利于ABS的控制。

带有LSD的ASR装置如图1-34所示，电子控制单元控制多片离合器油压的增减，使驱动轮的滑移率之差在允许的范围之内。带有LSD的ASR装置能够有效地控制驱动力，提高汽车在左右轮滑移率不同的分离μ路面上行驶能力。

图1-34 具有LSD功能的ASR

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