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1、ABSEBD制动系统制动系统山东交通学院 吴际璋一、何谓一、何谓ABSEBD系统？系统？制动防抱死制动系统（AntiLook Brake System）简称ABS系统。最初只是在制动过程中，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，避免车轮在路面上进行滑拖（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，对所有车轮的制动力的大小，随路面附着情况的不同，随机进行有效地分配和调节。如在高速行驶中有转向工况时，因离心力的作用，内外车轮附着力的差异，制动力不能随机调节，影响了行车的方向稳定性。又如在紧
2、急制动时，当制动力达到将要抱死的极限值时，ABS电磁阀开始高频率的调节制动压力（降压、保压、的升压，频率达1012次/S），必然引起制动摩擦片高频振动和产生噪声，制动踏板也产生强烈弹脚反应，此即谓：“制动器和制动踏板的振噪感觉”。为此，“电控制动力分配系统”EBD（Electronic Brakeforce 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，在运动中不断的高速调节制动压力，以获得最佳的制动效果，提高了制动的平稳性和安全性。故又称：ABS+EBD=舒服、安全、有效制动防抱死调节系
3、统。二、附着力（二、附着力（F）和滑移率（和滑移率（S）的概念：的概念：汽车的加速度和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。转向时横向力YF横否则，无反作用力Y，产生横滑，不能转向而失控。可见，车轮在路面上纵向运动，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 v0走而不转。滑转不走V=0；0转而不走。可见，ABS是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
4、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：车轮载荷、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，实际车速与车轮园周线速度瞬时不相等，轮胎与地面间产生相对了滑移。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。所谓“滑移率”（S
5、）：是汽车的实际车速与车轮的园周线速度的差值，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比例。1、制动时滑移率 S值按下式计算：S制动=（V车-V轮）/V车100%V车-车身瞬时速度（m/s）;V轮车轮瞬时速度（m/s）.2、驱动时滑移率S值按下式计算：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%时附着力为最大值。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
6、边滑动0S0；S=+100%。附着系数（）与滑移率（S）的关系是：纵向附着系数（）与滑移率（S）的加大则下降。因而制动距离随S值的加大而延长，其最佳区是在15%-30%处，这是弹性轮胎和地面变形所致。其横向附着系数，当S=0时为最大；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坏的关键。试验证明：当滑移率处于15%-30%时，其纵向附着系数处于最大值，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，就是保证在各种路面状态保持这一滑移率（S），从而保证了最佳制动和驱动状态，使汽车的方向稳定
7、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，制动防可见，驱动和制动都会产生滑转和滑移，制动防抱死系统抱死系统（ABS）和驱动防滑系统（和驱动防滑系统（ASR），），是是一对孪生兄弟，在一些高档高速车上并存。一对孪生兄弟，在一些高档高速车上并存。其其-S曲线具有对称性，其规律是一致的。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（如前所述，车轮与路面间附着力（F）的大小是的大小是一个一个“随机变量值随机变量值”。车轮的载荷也是一个。车轮的载荷也是一个“随随机变量值机变量值”，制动力的大小应随机调节。，制动力的大小
8、应随机调节。例如：例如：上坡和加速上坡和加速前轮载荷变小，制动力应变小；后前轮载荷变小，制动力应变小；后轮载荷变大，制动力应变大。下坡和减速轮载荷变大，制动力应变大。下坡和减速与上与上坡相反。坡相反。转向时转向时内侧车轮载荷变小，制动力应变小；外内侧车轮载荷变小，制动力应变小；外侧车轮载荷变大，制动力应变大。侧车轮载荷变大，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、车轮转角传器、车速传感器、节气门位置传感器、车轮转角传感器、制动开关等信号，以便对车轮的纵向和横向感器、制动开关等信号，以便对车轮的纵向和
9、横向滑移率量值，进行有效的检测和反馈控制。如下图：滑移率量值，进行有效的检测和反馈控制。如下图：三、三、ABSEBD与传统的与传统的ABS系统有系统有哪些差异：哪些差异：1、传统的、传统的ABS电脑软件系统的逻辑程序控电脑软件系统的逻辑程序控制能力简单制能力简单它只是在制动时，根据车轮减速度的变化，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及轮转角大小的测过对轮速信号和车速信号及轮转角大小的测量和计算，根据滑移率的大小，对车轮
10、的制量和计算，根据滑移率的大小，对车轮的制动力进行有效地跟踪计算和调节。其工作过动力进行有效地跟踪计算和调节。其工作过程是：程是：降压降压保压保压升压，程序不变。升压，程序不变。2、ABSEBD的硬件系统（信号和执行元件）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，与传统无变化。但其电脑的逻辑程序控制系统，与传统的的ABS系统有较大的功能改进系统有较大的功能改进可根据车轮对地可根据车轮对地面附着情况的好坏，及时的计算出滑移率的量值，面附着情况的好坏，及时的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，进一步的提
11、高了制动效果，和制动时的舒度值，进一步的提高了制动效果，和制动时的舒服性和安全性。其制动力反馈控制程序，如下图：服性和安全性。其制动力反馈控制程序，如下图：3、ABSEBD系统投入工作的系统投入工作的“门槛值门槛值”范围范围较宽较宽汽车的纵向最佳附着系数，对应的滑移率汽车的纵向最佳附着系数，对应的滑移率为为15%30%，此值叫：投入工作的，此值叫：投入工作的“门槛值门槛值”。ABSEBD系统，是利用滑移率来进行控制，它系统，是利用滑移率来进行控制，它的的“门槛值门槛值”低于传统低于传统的的ABS系统的系统的“门槛值门槛值”，也就是它的滑移率起作用的范围较宽，以便提，也就是它的滑移率起作用的范围
12、较宽，以便提前跟踪随机调节制动力的大小。前跟踪随机调节制动力的大小。4、制动力调节是：升压、降压、保压过程、制动力调节是：升压、降压、保压过程制动制动时，制动压力急剧上升，车轮速度急剧下降，滑移时，制动压力急剧上升，车轮速度急剧下降，滑移率率S%值急剧上升，从稳定区进入非稳定区，车轮值急剧上升，从稳定区进入非稳定区，车轮加大滑移加大滑移。ABSEBD系统迅速降压，使车轮的系统迅速降压，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，稍微超过加大制动效果，随即又将制动压力升高，稍微超过稳定界限，又再次降压，稳定界
13、限，又再次降压，使使S%值又回到稳定区，值又回到稳定区，如此反复。其升降频率可达如此反复。其升降频率可达10-20次次/秒，将车轮秒，将车轮S%值保持在最佳范围内，获得最好制动效果。值保持在最佳范围内，获得最好制动效果。可见，在制动过程中，只要附着力和滑移率有所可见，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，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，来实现时
14、，即以降压、保压、升压的控制方式，来实现ABS防抱死控制。防抱死控制。5、ABSEBD系统仍然是四个控制通道和四个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测轮速的高低，并计算实际车速的高低和滑移率S%值的大小。并设有检测车轮转角大小的传感器。值的大小。并设有检测车轮转角大小的传感器。6、其制动压力调节器，都是循环调压方式，调、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四个三位三通式（压电磁阀可用电流控制的四个三位三通式（3/3式）式）或用电压控制的八个两位两通式（
15、或用电压控制的八个两位两通式（2/2式）。式）。四、丰田四、丰田-威驰（威驰（VIZI）乘用车乘用车ABSEBD制动系统：制动系统：（一）、组成：（一）、组成：1、四个电磁式轮速传感器，产生交变电压轮速、四个电磁式轮速传感器，产生交变电压轮速和车速信号。并有提供车轮转角大小的传感器，和车速信号。并有提供车轮转角大小的传感器，以便调节转向时内外侧车轮的制动力。以便调节转向时内外侧车轮的制动力。2、四个控制通道，双制动管路对角排列，连接、四个控制通道，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。双腔制动总泵和前盘后鼓式分泵。3、八个电压控制方式的两位两通式电磁阀（八个电压控制方式的两位两
16、通式电磁阀（2/2式）、一个直流电机、两个柱塞式液压回流泵、式）、一个直流电机、两个柱塞式液压回流泵、两个储液腔、四个单向阀、四个安全阀。两个储液腔、四个单向阀、四个安全阀。4、每一个控制通道上有两个电磁阀，和制动总泵、每一个控制通道上有两个电磁阀，和制动总泵与分泵间的油路有序的排列连通。一为，常开式输与分泵间的油路有序的排列连通。一为，常开式输入阀（又叫：升压阀），连通总泵和分泵，阀中有入阀（又叫：升压阀），连通总泵和分泵，阀中有单向安全阀，防止电磁阀打不开时（损坏或犯卡）单向安全阀，防止电磁阀打不开时（损坏或犯卡）泄压回油，解除制动。二为，常闭式输出阀（又叫：泄压回油，解除制动。二为，常闭
17、式输出阀（又叫：减压阀），连通分泵和储液腔，进行减压控制。减压阀），连通分泵和储液腔，进行减压控制。5、在升压和减压油道中设有节流量孔，控制油、在升压和减压油道中设有节流量孔，控制油道中的油压在升压和降压过程中，不要过于急促，道中的油压在升压和降压过程中，不要过于急促，产生脉动，减小制动摩擦片的振动和噪声。产生脉动，减小制动摩擦片的振动和噪声。6、液压回流泵有两次工作过程：一是，点火开关、液压回流泵有两次工作过程：一是，点火开关导通时（导通时（SW-ON），），系统有系统有46s自检过程，油泵自检过程，油泵短暂工作，抽空储液腔油液备用。二是，进行调短暂工作，抽空储液腔油液备用。二是，进行调压控
18、制时连续工作，其他时间工作，为故障症候。压控制时连续工作，其他时间工作，为故障症候。7、ABSEBD电脑与电喷电脑电脑与电喷电脑ECU联网，形成联网，形成信息交换电路（如：信息交换电路（如：TPS、SP、VSS等信号）。等信号）。（二）、工作过程：（二）、工作过程：制动力的调节过程是按：升压、保压、降压的程制动力的调节过程是按：升压、保压、降压的程序进行，使滑移率始终保持在稳定区内，以便获得序进行，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。程序进行控制。（三）检取故障代码人工法或仪器法，现只讲人工法：丰田车系2001年后的。1、取码-短接OBD-16孔检查连接器的13-4孔，闪ABS、ECU、ECT故障码。2、：消码-在取码状态，3s内踩制动踏板5次即可。3、再SW-0FF，SW-ON，3s后灯灭为好。End！