20世纪80年代在制动系统中采用数字微控制器,取代了早先的模拟单元,从而标志防抱死制动系统的产生。传统的防抱死系统由液压模块、液压动力源、制动主缸、增压器、轮速传感器及电控单元等组成。部分制动系统将液压动力源、制动主缸及增压器集成为一体。防抱死制动系统的基本功能是当车轮制动力过大,车辆将要抱死时,系统通过液压执行机构减小制动压力,使滑移率控制在一定的范围,防止车轮抱死,维持最佳制动性能、车辆转向操纵性和行驶稳定性。
防抱死制动系统的控制目标主要有三个:减小制动距离、提高行驶稳定性及提高转向操纵性。
制动距离:制动距离是制动时车速、汽车质量及制动力的函数。如其他因素不变时,增大制动力可缩小制动距离。从不同路面的附着系数曲线中可以看出,几种路面的附着系数尽管相差都很大,但它们在一定滑移率范围内均有一个峰值,此时即对应最大的摩擦力,那么此时的制动距离也会最小,此即为防抱死制动系统的首要目标。但在实际应用中,为了兼顾汽车的行驶稳定性和良好转向性,汽车的制动距离并不是最优的。
行驶稳定性:汽车减速并停车尽管是制动系统的基本功能,但并不是说在所有的情况下都需要保持最大的制动力。比如说当汽车左右两边车轮分别在不同的路面(沥青路面和冰面)上行驶时,由于两种路面附着系数的峰值不同,若使两边的车轮均保持最大的制动压力,此时两边车轮上的制动力却是不一样的,那么汽车必会跑偏,偏向高附着系数路面的一端,从而导致汽车的不稳定运行。通常情况下,对于短轴距的汽车,系统会采取后轮控制策略,即平衡两后轮的制动力,使汽车保持较好的稳定;同理,部分汽车的前轮控制策略则是为了平衡两前轮的制动力,避免增加额外的转向负担。
因此,防抱死制动系统通常只是将附着系数控制在附着系数曲线峰值附近,这样即可保持足够的制动力,又可保持良好的稳定性。
转向性能:良好的转向性能依赖于较大的横向附着力,因此将纵向附着系数维持在较大的范围对于保持良好的转向性能是很有必要的。因此,制动系统在保持较大附着力的同时,也将维持良好的转向性能作为其重要的控制目标,如图54所示。
驱动防滑控制系统
驱动防滑控制系统又称牵引力控制系统(简称ASR系统),该系统设计目的是为了防止驱动轮在过剩的驱动力作用下产生滑转。配有大功率发动机的汽车在加速起步或者在低附着路面行驶时特别容易出现驱动轮打滑现象,其结果不仅造成前驱汽车的转向性能下降,也导致后轮驱动汽车的稳定性下降,而四轮驱动汽车则兼具两者。
左侧与右侧驱动力的差异也会导致驱动轮在湿滑路面出现打滑现象。当这一现象发生时,两个驱动轮提供的有效驱动力受限于低附着系数一侧路面所能够提供的附着力时,驱动力防滑控制系统可防止打滑,从而由高附着系数一侧的路面提供更大的驱动力。
驱动力优化:
在两侧附着力差异较大情况下进行牵动力传递时,驱动力优化就是一个最重要的问题。