汽车 ABS详解.pptx

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1、第十五章ABS本章内容概概 述述1ABS基本原理基本原理2ABS结构结构3其他先进的制动系统其他先进的制动系统4第一节概述一、ABS理论基础u制动评价指标制制动效能效能制制动效能恒定性效能恒定性制制动方向方向稳定性定性滑移率滑移率S=(VV)/V100%=(Vr.)/V100%二、传统制动系统存在的问题纵向附着系数低，制动距离长横向防侧滑能力差，制动稳定性差易抱死，轮胎磨损加剧三、ABS的作用缩短制短制动距离距离增加汽增加汽车制制动时的的稳定性定性改善改善轮胎的磨胎的磨损使用方便、操作性好使用方便、操作性好u四、ABS的发展最早最早应用于用于飞机、机、铁路机路机车：19081908年年J.E.

2、FRANCISJ.E.FRANCIS设计，19361936年年BOSCHBOSCH取得取得专利。利。19451945年，美国开年，美国开发了用于了用于喷气式气式飞机的机的ABSABS19481948年，年，Westinghouse Air BrakeWestinghouse Air Brake开开发了了用于用于铁路机路机车的的ABSABS；Hydro AireHydro Aire公司开公司开发的的ABSABS装于装于B-47B-47上。上。5050年代后期至年代后期至19601960年，年，Good YearGood Year和和Hydro Hydro AireAire公司开公司开发出了出了A

3、BSABS系系统。19541954年，福特公司将法航机用年，福特公司将法航机用ABSABS装在林肯装在林肯车上，失上，失败。19571957年，福特与年，福特与Kelsey HayesKelsey Hayes公司公司联合开合开发ABSABS系系统，19681968年年获得成功。得成功。19581958年，年，DunlopDunlop公司开公司开发出了出了载货车用用Maxaret ABSMaxaret ABS。19601960年，年，Harry Ferguson ResearchHarry Ferguson Research公司改公司改进了了Maxaret ABSMaxaret ABS，1965

4、1965年投入生年投入生产。19781978年，年，发展高峰。展高峰。u五、ABS的分类按功能和布置形式不同后轮ABS四轮ABS按系统控制方案轴控式（一同控制，分低选控制和高选控制）轮控式混合式按组成结构不同整体式：制制动主缸、液主缸、液压调节器器和和各控制各控制阀制成一制成一体体分体式u按控制通道和传感器数不同分单通道式双通道式三通道式四通道式控制通道控制通道（压力调节器）（压力调节器）轮速传感器轮速传感器u双通道ABS多用于制动管路对角布置的汽车上，两前轮独立控制，制动液通过比例阀(P阀)按一定比例减压后传给对角后轮。u对于采用此控制方式的前于采用此控制方式的前轮驱动汽汽车，如果在，如果在

5、紧急制急制动时离合器没有及离合器没有及时分离分离，前，前轮在制在制动压力力较小小时就就趋于抱死，而于抱死，而此此时后后轮的制的制动力力还远未未达到其附着力的水平，汽达到其附着力的水平，汽车的制的制动力会力会显著减小。著减小。而而对于采用此控制方式的后于采用此控制方式的后轮驱动汽汽车，如果将，如果将比例比例阀调整到正常制整到正常制动情况下前情况下前轮趋于抱死于抱死时，后后轮的制的制动力接近其附着力，力接近其附着力，则紧急制急制动时由于由于离合器往往离合器往往难以及以及时分离，分离，导致后致后轮抱死，使汽抱死，使汽车丧失方向失方向稳定性定性。二通道四传感器二通道四传感器/前轮独立控制方式前轮独立控

6、制方式三通道三传感器三通道三传感器/前独前独-后低选控制方式后低选控制方式 由于三通道由于三通道ABSABS对两后轮进行一同控制，对于后轮对两后轮进行一同控制，对于后轮驱动的汽车可以在变速器或主减速器中只设置一个转驱动的汽车可以在变速器或主减速器中只设置一个转速传感器来检测两后轮的平均转速。速传感器来检测两后轮的平均转速。三通道四传感器三通道四传感器/前独前独-后低选控制方式后低选控制方式紧急制动时，前轴载荷会增加很多。对前轮制动压力进行独立控制，可充分利用两前轮的附着力对汽车进行制动，有利于缩短制动距离，并且汽车的方向稳定性却得到很大改善。四通道四传感器四通道四传感器/前独前独-后选控制方式

7、后选控制方式虽然在通往四个制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节虽然在通往四个制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节分装置，但两个后制动压力调节分装置却是由电子控制装置一同分装置，但两个后制动压力调节分装置却是由电子控制装置一同控制的，控制的，实际上仍是三通道实际上仍是三通道ABS 四通道四传感器四通道四传感器/四轮独立控制四轮独立控制可以最大程度地利用每个可以最大程度地利用每个车轮的附着力的附着力进行制行制动，制制动效能最好效能最好。但。但 两两侧车轮的附着系数不相等的路面上制的附着系数不相等的路面上制动时，由于同一，由于同一轴上的制上的制动力不相等，使得汽力不相等，使得汽车产生生较

8、大的偏大的偏转力矩而力矩而产生制生制动跑偏跑偏。因此，。因此，ABS通常不通常不对四个四个车轮进行独立的制行独立的制动压力力调节。第二节ABS的结和原理一、ABS控制原理轮速传感器轮速传感器传感器转子传感器转子制动分缸制动分缸制动灯开关制动盘制动盘电子控制单元电子控制单元ECU执行器执行器Actuator二、ABS控制方式以车轮滑移率为控制参数以车轮角加、减速度为控制参数以车轮角减速度和滑移率为控制参数不同的路况，最佳滑移率不同；紧急制动时，角速度达到门限时，滑移率也差别很大。单用一种参数无法适用不同状况。通常采用车轮角加速度、角减速度和滑移率作为控制参数。滑移率一般为辅助门限。三、ABS控制

9、过程高附着系数路面制动控制过程1阶段：增压至-a2阶段：-a,butSS1，减压4阶段：-a；保持，加速5：+A，增压，加速度下降6：+A，保持至+a7：+a,增压、保持快速转换S在理想值附近波动，减速8：-a，下一循环。滑移率门限S1低附着路面控制过程制动压力较低，加速时间长，控制策略不同于前车速低于20，减速度太小，以滑移率门限作为主要控制参数制动中路况突变的控制过程高附着系数突变到低附着系数时，由高滑移率门限S2来判断，进行相应的控制。四、ABS结构一、轮速传感器一、轮速传感器u1 1、磁感、磁感应式式作用：作用：测出出车轮的的转速，并将信号送到速，并将信号送到ECUECU。结构：由构：

10、由传感感头和和齿圈两部分圈两部分组成，成，传感感头由永磁由永磁铁、极、极轴、感、感应线圈等圈等组成。成。u电磁式车轮传感器的缺点是：其输出信号随车速的变化而变化；其响应过慢；抗电磁波干扰能力差。u安装方式2 2、霍、霍尔效效应式式优点：点：输出信号幅出信号幅值不受不受转速影响；速影响；频率响率响应高；高；抗抗电磁干磁干扰能力能力强。二、二、G G传感器传感器 水银型：水银型：当汽车制动时，足够大的减速度力将水银上抛，接通电路，当汽车制动时，足够大的减速度力将水银上抛，接通电路，给给ECUECU加速度信号。加速度信号。摆型摆型：摆动板（遮光板）两面分别装有两个信号发生器，当汽车制动：摆动板（遮光

11、板）两面分别装有两个信号发生器，当汽车制动时，摆动板摆动信号发生器产生通或断的脉冲信号。时，摆动板摆动信号发生器产生通或断的脉冲信号。ECUECU根据通、断变换根据通、断变换的速率就能计算出加速度来。的速率就能计算出加速度来。应变仪型应变仪型：当汽车制动时，悬架减速度产生的惯性力使半导体应变片：当汽车制动时，悬架减速度产生的惯性力使半导体应变片发生弯曲变形，使其电阻变化，引起动态应变仪输出电压的变化；加速度发生弯曲变形，使其电阻变化，引起动态应变仪输出电压的变化；加速度越大，惯性力越大，输出电压越高。越大，惯性力越大，输出电压越高。三、ABS电控单元ABS的控制软件一般由防滑控制和安全检查保证

12、两部分组成。主循环是相隔一定时间就循环一次，其功能主要是对各模块和子程序进行初始化，对控制标志进行重新设置，对地址和参数进行确认。安全保障主要是对系统的工作状态进行监视并作出检测和诊断，当发现存在影响系统正常工作的故障时，作出相应的响应。模式选择根据汽车的参考速度、车轮速度以及系统的故障决定是否进入ABS工作状态。分析子程序将计算的车轮运动特性与参考车速比较决定如何调用电磁阀的控制命令，门限值的设定、控制逻辑的选择都是在此模块中实现。制动压力调节装置u根据制动压力装置与制动助力器的结构关系，分为分离式、组合式和整体式。液压调节装置含有电机驱动的回流泵、储压器、阻尼室、节流阀和两位液压电磁阀（2

13、/2电磁阀）。回流泵：回流泵将制动分泵中排出的制动液泵回到制动总泵。储压器：储压器为在减压过程中大量回流的制动液提供暂时的储存所。阻尼器：阻尼器及其下游的节流装置能减少返回到制动总泵中的液压脉冲幅值，使噪声减少。u电磁磁阀u电磁阀控制三种状态：加压：进油阀开，出油阀关减压：进油阀关，出油阀开保压：进油阀关，出油阀关（1）开始制动阶段（系统油压建立）开始制动阶段（系统油压建立）循循环环流流动动式式u开开始始制制动时，驾驶员踩制制动踏踏板板，制制动压力力由由制制动主主缸缸产生生，经常常开开的的不不带电压的的进油油阀作作用用到到车轮制制动轮缸缸上上，此此时，不不带电压的的出出油油阀依依然然关关闭，A

14、BS没没参参与与控控制制，整整个个过程程和和常常规液液压制制动系系统相相同同，制制动压力不断上升。力不断上升。系统油压建立过程电控单元发出的信号u进油电磁阀出油电磁阀电动液压泵不通电不通电不通电(打开)(关闭)(不运转)（2）油压保持阶段）油压保持阶段u当当驾驶员继续踩制制动踏踏板板，油油压继续升升高高到到车轮出出现抱抱死死趋势时，ABS电子子控控制制单元元发出出指指令令使使进油油阀通通电并并关关闭阀门，出出油油阀依依然然不不带电压保保持持关关闭，系系统油油压保保持不持不变。电控单元发出的信号u进油电磁阀出油电磁阀电动液压泵不通电不通电不通电(打开)(关闭)(不运转)通电不通电不通电(关闭)(

15、关闭)(不运转)（3）油压降低阶段若制动压力保持不变，车轮有抱死趋势时，ABS电子控制单元给出油阀通电打开出油阀，系统油压通过低压储液罐降低油压，此时进油阀继续通电保持关闭状态、有抱死趋势的车轮被释放，车轮转速开始上升。与此同时，液压泵开始起动，将制动液由低压储液罐送至制动主缸。常规制动制动总缸ABSECU单向阀1单向阀2单向阀3回位弹簧A孔打开B孔关闭0A0VC孔泵电机ABS执行器:常规制动时的3位电磁阀和泵电机工作状态部件名工作状态3位电磁阀“A”口打开“B”口关闭泵电机不运转 压力降低时的工作示意图制动总缸泵ABSECU单向阀1单向阀2单向阀3回位弹簧A孔关闭B孔打开5A12VC孔泵电机

16、ABS执行器:压力降低时的3位电磁阀和泵电机的工作状态部件名工作状态3位电磁阀“A”口关闭“B”口打开泵电机运转 压力保持时的工作示意图制动总缸ABSECU单向阀1单向阀2单向阀3回位弹簧A孔关闭B孔关闭2A12VC孔泵电机ABS执行器:压力保持时的3位电磁阀和泵电机的工作状态部件名工作状态3位电磁阀“A”口关闭“B”口关闭泵电机运转压力升高时的工作示意图制动总缸ABSECU单向阀1单向阀2单向阀3回位弹簧A孔打开B孔关闭0A12VC孔泵电机压力升高时的3位电磁阀和泵电机的工作状态部件名工作状态3位电磁阀“A”口打开“B”口关闭泵电机运转2 2、可、可变容容积式式（1 1）液）液压控制可控制可

17、变容容积调压方式：在汽方式：在汽车原有制原有制动系系统管路中增加一套液管路中增加一套液压控制装置，用于改控制装置，用于改变制制动管路管路容容积，实现增增压保保压减减压的循的循环调节。这种制种制动压力力调节系系统的控制液的控制液压油路和油路和ABSABS控制的制控制的制动液油液油路是相互隔开的。路是相互隔开的。调压缸结构原理调压缸结构原理活塞活塞控制弹簧控制弹簧单向阀单向阀控制液压通口控制液压通口制动总泵通口制动总泵通口制动分泵通口制动分泵通口调压缸调压缸 输入输入电磁阀电磁阀 输出输出电磁阀电磁阀储能器通口储能器通口储液罐通口储液罐通口调压缸通口调压缸通口组合电磁阀结构原理组合电磁阀结构原理输

18、入电磁阀：输入电磁阀：。平时常闭，通电打开平时常闭，通电打开平时常开，通电关闭平时常开，通电关闭常规制动常规制动：输入电输入电磁阀断电关闭，输磁阀断电关闭，输出电磁阀断电打开。出电磁阀断电打开。调压缸活塞在弹簧调压缸活塞在弹簧作用下上移，将单作用下上移，将单向阀顶开。向阀顶开。制动分泵压力，将制动分泵压力，将随制动踏板力的增随制动踏板力的增大而增大。大而增大。减压减压：ECUECU对两个电对两个电磁阀同时供电，输磁阀同时供电，输入电磁阀打开，输入电磁阀打开，输出电磁阀关闭，高出电磁阀关闭，高压控制液经输入电压控制液经输入电磁阀流向调压活塞磁阀流向调压活塞缸，活塞下移，容缸，活塞下移，容积增大，

19、制动分泵积增大，制动分泵制动压力减小。制动压力减小。保压保压：输入电磁：输入电磁阀断电关闭，输阀断电关闭，输出电磁阀通电关出电磁阀通电关闭。调压缸活塞闭。调压缸活塞位置保持不变，位置保持不变，制动分泵制动液制动分泵制动液压力不变。压力不变。增压增压：输入电磁阀断电：输入电磁阀断电关闭，输出电磁阀断电关闭，输出电磁阀断电打开泄压。调压缸活塞打开泄压。调压缸活塞在弹簧作用下上移，容在弹簧作用下上移，容积减小，制动分泵制动积减小，制动分泵制动液压力增大。液压力增大。液压控制可变容积调压方式实例液压控制可变容积调压方式实例本田车系本田车系ABS组合电磁阀组合电磁阀调压缸调压缸制动总泵制动总泵制动轮制动轮ECUECU压压力力开开关关增压泵增压泵储能器储能器第四节其他先进的制动系统u电子控制助力器u全电子制动系统u智能制动控制系统电子控制助力器u电子控制助力器是自动施加制动力的一种制动系统。自动制动力上升速度很快，大大提高了安全性。全电子制动系统u是一个舍弃了制动主缸、助力器、油管，而用电子控制的制动系统，制动力的感觉由一个踏板力传感器产生。智能制动控制系统u智能制动控制系统把助力、防抱制动、牵引力控制以及踏板力感控制等功能综合到一个组件中，只需要一个控制单元，且带有冗余电气或液压备用系统。无论车辆负荷和刹车片磨损处于什么状况，这种设计都能保证均衡的制动效果。ASR