挂车防抱死制动系统ABS

作者：    来源：汽车与配件

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 国标GB7258-2004要求：“总质量大于12000kg的长途客车和旅游客车，总质量大于16OOOkg允许挂接总质量大于10000kg的挂车的货车及总质量大于10000kg的挂车必须安装符合GB/T13594-2003规定的防抱制动装置”。 在此之前，客车行业已普遍安装ABS，所以部分行业人员可能对客车ABS比较了解。但是由于车辆的结构和使用环境的差异，挂车ABS相对于客车 ABS除了防抱死的基本原理完全一致，无论结构上还是功能上有一些不同。下面就以威伯科（WABCO）公司的挂车ABS-VCSII为例，简单介绍挂车ABS（挂车ABS因生产厂家的不同，外形和功能有着明显的不同，本文提到的所有功能和特性均只针对威伯科公司的挂车ABS）。 一、挂车ABS概述 威伯科公司为中国市场提供了最新的挂车ABS-第二代组合式ABS（简称VCS II）。该ABS满足国标GB13594-2003规定的所有要求。系统范围从2S/1 M（2个速度传感器、1个电磁阀），2S/2M（2个速度传感器、2个电磁阀），4S/2M（4个速度传感器、2个电磁阀）到4S/3M（4个速度传感器、3个电磁阀），适用于普通挂车配置提升轴半挂车和/或配置自转向轴半挂车以及全挂车：VCS II是针对挂车的使用环境，采用模块化设计，专用于挂车的ABS，具有以下特点：（1）结构简单，零件数量少，安装方便；（2）所有接头均采用防水连接，即使在涉水路面也可以放心驾驶；（3）故障诊断方便。即使没有任何诊断工具，也可以对威伯科挂车ABS进行故障诊断。 1．挂车ABS的组成 组合式ABS（VCSII）可以应用到所有的空气制动的挂车上，它是常规制动系统的一个附加系统，包含如下部件：两个或者四个速度传感器和齿圈，以便直接在车轮处取得速度信号；电磁继动阀，以调节制动气室的压力；一个电子控制单元（ECU）。其中ECU是ABS系统最主要的部件，它通过传感器的信号判断车辆制动的情况，然后发送相关的控制信号给电磁阀，进而调节制动力。 威伯科公司通常把ECU和电磁阀组合到一起，如图1所示，从而极大的简化了安装。 2．挂车ABS的控制原则 VCSII是一个模块化设计的部件，包括2S/1 M，2S/2M，4S/2M和4S/3M四种系统配置。VCSII基本型和全功能型均配置一个ABS双继动阀。它是一个调节器（双通道），能在ABS循环中控制两个几乎完全独立的制动压力。为了调节压力，三个电磁阀被集成在一起。VCSII的气管路包括两个气源接口（通常只有1个），一个控制口和6个制动气室接口。 在4S/3M配置中，除了双通道调节器外还安装了一个ABS继动阀。VCSII使用24V电源工作。 2S/1M系统配置中，整个挂车配置一个电磁阀和两个速度传感器。这样所有车轮的制动压力都是相等的。由于一个电磁阀要对所有的制动气室供气，为了保证挂车的制动响应时间，威伯科公司的2S/1 M系统只能用于两轴或以下的半挂车上。 2S/2M系统配置中，在半挂车同一侧的速度传，感器和电磁阀构成一个控制通道。制动力由所谓的单独控制（1R）原则控制，每侧的制动压力都根据路面情况和制动因数决定。所有的制动气室必须由ABS控制，不管该车轮是否安装速度传感器。当多轴车辆使用此系统配置时，存在没有安装速度传感器的车轮，此配置叫做“间接单独控制”（INIR）。在有些情况下，使用2S/2M系统配置来实现2S/2M对角桥控（DAR）。这样一根桥上的所有制动气室均连接到一个电磁阀上（桥控）。第一根桥由右侧车轮速度传感器控制，而第二根桥则由左侧车轮的速度传感器控制。但在对于路面上没有安装速度传感器的车轮在低附着路面上会抱死。 在4S/2M布置中，车辆的每一侧分别有2个速度传感器，ECU根据从两个速度传感器传来的信号控制一个电磁阀，车辆同侧的所有车轮的制动力是相同的，这也是单侧控制。这种车辆同侧安装两个速度传感器，并且控制一个电磁阀的控制方式称为“修正的单侧控制（MSR）”。这样，在车辆一侧，先趋向抱死的车轮决定了ABS控制，但是两个电磁阀是相互独立的，这样，车辆的两侧是单独控制。在多轴车辆上，没有速度传感器的车轮将被间接单独控制（INSR）。 4S/3M布置一般用在全挂车或者配有自转向桥的半挂车。在自转向桥上配置两个速度传感器和一个电磁阀，由于该桥两侧轮子的制动力必须相等，所以采用桥控方式（即该桥两侧的制动力相等），这种控制方式称为“修正的桥控（MAR）”。在另外的一根桥上，每侧安装一个电磁阀和一个速度传感器进行侧控制，即为一个完整的2S/2M系统。 二、威伯科公司挂车ABS的特点 根据目前国内挂车市场的特点，威伯科公司目前配置的挂车ABS有如下功能： 1．混合电源 根据法规要求，新出厂的牵引车必须为挂车ABS配置ISO7638接头，但是大部分在用车没有该电源接头。这样，即使客户新购置的挂车安装了挂车ABS，也会由于牵引车没有配置ISO 7638接头而无法发挥作用。为此，威伯科公司为挂车ABS额外配置了制动灯电源（24N电源），这样挂车ABS既可以使用制动灯的电源工作，又可以使用标准的ISO 7638电源工作。如果同时连接有两个电源，系统将自动选择其中最高的电压：一旦一种电源发生故障，系统将自动切换到另外一种电源。 2．电磁阀/ECU组件 VCSII标准型和全功能型均配置了一个ABS双继动阀和ECU集成在一起。这样就减少了零件数量，简化了安装，同时由于采用了继动阀又保障了挂车制动系统的时间响应，提高了挂车制动的响应能力。 3．故障模式 在运行中，ECU内部集成的安全电路会对系统进行实时监控。当系统发现故障时，系统将关闭失效的部件（部分性关闭），只有严重故障才关闭整个系统。从而尽可能保持ABS的功能，以保证车辆的稳定性。 4．VCS II符合AOR的要求 VCSII所有的零部件都符合ADR（European Agreement Concerning the International Carriage of Dangerous Goods By Roads）的要求，能够用于危险品运输车。 三、威伯科公司挂车ABS的功能 防抱制动系统（ABS）的最基本的任务是防止由于制动力过大造成的车轮抱死（尤其在光滑的路面上），确保即使车辆在全制动时也能维持横向牵引力，保证了驾驶的稳定性和车辆的可操纵性。简单的讲，ABS将在保证车辆稳定性的前提下，尽量缩短制动距离。 挂车和牵引车组合在路上行驶时，如图2所示，红色和绿色的气路中是充气的，而黄色气路则只有制动时才充气。ABS由ISO 7638电源线供电（如果此电源线有故障，则由ABS备用电源供电，由于此电源由制动信号灯供电，所以只有在制动时才对ABS系统供电）。当驾驶员制动时，制动信号从“握手接头-控制”进入挂车系统，到达“紧急继动-双释放组合阀”，然后制动信号到达“组合式ABS”，此时ABS阀根据控制信号的压力，从储气筒中引入相应的压力进行制动，即制动所需要的气源是从储气筒直接引过来的，而从主车前面过来的气仅作为控制信号，由此来保证制动的相应时间。在系统通电状态下，ECU实时处理速度传感器的信号，当系统发现车轮抱死时，ECU将控制电磁阀以调节制动系统的压力，达到ABS的控制效果——防止车轮抱死，从而提高车辆的稳定性。 ABS电磁阀的具体控制过程（图3）为：从紧急继动阀过来的制动信号气从4口进入系统，然后经电磁阀阀芯M1和M2到达活塞上腔A，推动活塞下移，封闭活塞下腔B和大气的连接，继续下移则推动环形活塞RK下移，从而使储气筒的气源可以通过1口进入B腔，到达出气口2，进而到达制动气室。 当ECU发现车轮抱死时，ECU控制M1和M2，可以升高，保持或者降低A腔的压力，进而调节2口的压力。 威伯科公司作为汽车控制系统供应商所提供的挂车ABS系统不仅仅能够提供防抱死功能，而且可以提供很多辅助功能。 1．货车-挂车通讯接口ISO 11992（CAN） 目前越来越多的牵引车配置CAN，而威伯科公司挂车ABS-VCSII支持符合ISO11992标准的货车-挂车通信接口。通过简单的设置，牵引车就可以通过CAN和挂车进行通讯。 2．维修提醒功能 由于挂车上没有里程表，因此驾驶员无法准确的判断挂车的行驶里程，因而如何进行有效、经济的保养就是一个难题。为此，威伯科公司挂车ABS提供了一个维修保养提醒功能，当车辆行驶的里程达到预先设定的里程后，该功能即可以通过指示灯提醒驾驶员对车辆进行保养。 3．里程计数器 VCSII有内置的里程计数器，记录ABS工作时走过的里程。 4．内置速度开关（ISS） 内置开关可以根据车辆速度进行打开或者关闭操作。比如，根据车辆速度打开或者关闭继电器或者电磁阀。例如：根据速度决定是否锁死转向桥；速度控制提升桥是否提升或降低。在车辆速度超过设定的速度后，选定的多功能开关将打开／关闭。 5．制动摩擦衬片磨损 “制动摩擦衬片磨损传感器”能够检测并指示盘式制动器中制动摩擦衬片的磨损状态。在车辆行驶过程中，如果有一个磨损指示器断路，或接地，ECU将记录磨损。在更换制动摩擦衬片和磨损指示器前，每次打开点火开关，指示灯都将闪烁，以提醒磨损。如果系统支持CAN，那么相关的信息也将发送到CAN上。 6．提升桥的识别 VCSII的传感器可以安装在挂车的任何车轴上，即使是提升轴也可以安装。 7．电源输出 这个功能可以给其它系统供电，比如特种半挂车的一些电子装置。 8．涉水性能 对于有涉水性能要求的挂车，威伯科公司也提供有相应的解决方案。使用专用的ECU并在专用的电磁阀上安装塑料管，开口向上，且出口高于最高涉水深度。即可保证涉水性能。 四、故障诊断 广义的故障诊断包括系统的参数设置和故障诊断。如果挂车ABS系统使用了上面提到的特种功能，系统必须进行参数设置。参数设置必须使用PC诊断，而常规的故障诊断则也可以使用闪码诊断。 1．PC诊断 PC诊断支持VCSII系统的全部的诊断功能，包括以下几个项目： •初始化检查：制造商或者大修后的下线检查。 •故障信息：显示目前和存储的信息，删除和保存故障内容。 •控制：对连接的部件进行功能检查。 •测量值：对部件的性能参数进行测量（比如电压．传感器信号等等），并显示出来。 •系统：ECU的参数设置，保存EEPROM的内容，各种功能的设置。 •其它：可以设置并读取保养间隔，设置里程计数器和记录本。 一些对于可能影响制动系统安全的重要参数，必须使用密码保护，如，系统的参数设置和各种功能的设置。要修改这些参数，必须输入密码。 2．闪码 即使没有任何工具，相关人员也可以对挂车ABS系统进行简单的检测。 打开点火开关1～5s，关闭，然后再打开。如果存在当前故障，那么指示灯将闪烁。闪烁的次数就是故障零件的代码．而且ECU的壳体上均有部件的代码。例如，系统闪烁4次，对照ECU壳体，可以判断：传感器YE1／4故障。故障码将重复闪烁3次。这样，维修人员完全可以在其它简单工具（如万用表等）的帮助下确认故障，并进行维修。 挂车ABS能够有效的防止车轮抱死，从而显著提高车辆的稳定性。但是随着运输业竞争的加剧，对制动系统的要求也一再提高，挂车ABS已不能完全满足客户的需要。威伯科公司最新的EBS系统不仅包含可ABS全部的功能，而且能够有效的改善主挂车制动协调性，从而提高安全性和经济性。此外EBS还包含电子感载阀、防侧翻等功能。威伯科公司始终致力于各种安全系统的开发，让我们的道路更安全！(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (1/1/2007)