某车型防抱系统控制器的程序改进

2015-05-07李春雨

机械工程师 2015年2期

李春雨

（一汽通用轻型商用汽车有限公司，长春 130033）

1 问题描述

某气压车型在做ABS标定试验时，出现能量消耗不能满足标准GB/T13594《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》的要求。标准GB/T13594中5.2.1规定：装备防抱系统的机动车辆必须在长时间全程行车制动时保持其性能，当进行第5次制动时，必须保证满载车辆至少能达到规定的应急制动效能。其中，应急制动效能的评价依据GB12676《汽车制动性能试验方法》中5.2.6条款N2类车的规定：制动距离S≤0.15v+2v2/115，m；平均减速度MFDD≥2.2，m/s2；控制力≤700，N。

此车辆在进行试验时，测得数据MFDD=1.98 m/s2，不符合标准要求。

2 该车行车制动系统描述

该车型为前后独立双回路气压鼓式制动系统，加装ABS防抱控制系统，4M/4S四通道ABS压力调节器（电磁阀）。制动系统原理如图1所示。

图1 制动系统原理图

3 制动系统工作原理

气压制动系统主要由制动踏板、贮气筒、气压阀、ABS控制器与压力调节器、制动管路和车轮制动器等部件组成。制动系统不工作时，车轮制动器的鼓蹄之间有间隙，车轮和制动鼓可以自由转动；制动时，驾驶员踩下制动踏板，驾驶员的脚力作为控制力通过制动踏板机构放大传递给制动总阀，通过制动阀的开关，使贮气筒内高压气体经制动管路推动凸轮摆动，制动蹄片张开压紧在制动鼓上，不转的制动蹄摩擦衬片对转动的制动鼓产生摩擦，使汽车减速或安全停车，实现制动。解除制动时，松开制动踏板，各部件在各自回位弹簧的作用下回到初始位置。

4 ABS系统作用及工作原理

ABS的主要作用是改善整车的制动性能，提高行车安全性，防止在制动过程中车轮抱死（即停止滚动），从而保证驾驶员在制动时还能控制方向，并防止后桥侧滑。其工作原理为：紧急制动时，依靠装在各车轮上高灵敏度的车轮轮速传感器，一旦判断出某个车轮有抱死趋势，控制器立即控制压力调节器使该轮卸压，车轮恢复转动，以达到防止车轮抱死的目的。

5 问题的各种可能性分析

1）制动系统漏气；2）从能量消耗要求的直观分析，贮气筒的储气能力直接影响制动次数；3）车辆载荷过大；4）ABS调节器卸压过多。

6 实车测试分析

1）经检查车辆制动管路，未发现漏气点；气压升至600 kPa，将踏板迅速踩到底，3 min后观察气压表，气压下降大约5 kPa，符合GB7258《机动车运行安全技术条件》中7.7.1条款小于等于20kPa的要求。测试后，排除制动系统漏气的可能。

2）将ABS传感器拆掉，恢复常规制动，在断开发动机充气状态下连续踩5次制动，压力表显示480 kPa，满足GB7258《机动车运行安全技术条件》中7.8.2条款不低于起步气压的要求，贮气筒储气能力满足要求。

3）车辆装载越多，刹车距离越长，制动时间也就相应增长。此车载质量1 990 kg，试验载质量3 500 kg，存在载荷过大现象。更换其他品牌ABS控制器，测得平均减速度2.35 m/s2，满足法规要求。

综合上述测试认为，载荷过大会影响能量消耗，但不是此车辆能能量消耗不合格的根本原因。

4）ABS系统在工作时，调节器一个工作循环分为加压、保压、卸压3个阶段，其中卸压阶段直接影响能量消耗，故考虑是否可以通过减少卸压阶段的时间来减少能量消耗，但过多的减少卸压会相应地影响车辆制动时的方向稳定性和可靠性，所以需要综合考虑，以达到即解决问题又尽量少的影响稳定性与可靠性。

经过多次更改控制程序进行调试以及大量的数据采集，将控制程序由图2改为图3。

试验路面分为对开、对接、低附、高附路面，以对开路面采集到的曲线图为例，程序更改前曲线，更改后曲线如图4及图5（白线为理想曲线，红线为加压曲线，蓝线为保压曲线，绿线为卸压曲线）。

7 结语

通过程序改进，依据GB/T13594中5.2.1条款试验，测得数据MFDD=2.4 m/s2，符合标准要求，且车辆稳定性改变不大，确定减少卸压阶段的时间可以减少能量消耗，问题解决。

ABS防抱系统大大提高了车辆的制动方向稳定性，防止车辆产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动辅助装置。目前国内ABS的开发仍以模仿国外的技术为主，在一些细节上依旧存在差距。随着ABS系统在国内汽车上的普遍应用以及相关法规的强制化，不久的将来，国内ABS开发技术水平必将有较大幅度的上升，国内ABS产品也终将代替国外产品。