第一章電控防抱死制動控制系統(tǒng)(ABS)

第一章電控防抱死制動系統(tǒng)（ABS）主講：龐惠文第一章電控防抱死制動系統(tǒng)（ABS）第一節(jié)概述第二節(jié)ABS組成及布置形式第三節(jié)ABS信號輸入裝置第四節(jié)ABS執(zhí)行元件第五節(jié)典型ABS

第六節(jié)ABS使用維護第七節(jié)ABS檢修第一節(jié)概述

一、ABS的理論基礎二、ABS產(chǎn)生及在汽車上的應用三、ABS優(yōu)點及分類一、ABS理論基礎1、制動性能評價指標（1）制動效能：汽車在行駛中，強制減速以至停車的能力稱為制動效能。（2）制動方向穩(wěn)定性：汽車在制動時仍能按指定方向的軌跡行駛，即不發(fā)生跑偏、側滑、以及失去轉向能力稱為制動時的方向穩(wěn)定性。2、滑移率的定義（1）制動過程中輪胎的三種狀態(tài)路面印痕與胎面花紋基本一致。車速V=輪速Vω路面印痕可以辨認出輪胎花紋，但花紋逐漸模糊。車速V＞輪速Vω路面印痕粗黑。輪速Vω=0（2）滑移率S定義：

S=[(V－Vω)/V]×100%3、附著系數(shù)φ與滑移率s的關系

s＜

20%為制動穩(wěn)定區(qū)域；

s＞

20%為制動非穩(wěn)定區(qū)域；

將車輪滑移率s控制在20%左右，便可獲取最大的縱向附著系數(shù)和較大的橫向附著系數(shù)，是最理想的控制效果。

第二節(jié)ABS組成及布置形式

一、ABS組成及原理二、ABS布置形式

一、ABS組成及原理

1、組成

傳感器——車速傳感器

ECU

執(zhí)行機構——制動壓力調節(jié)器

2、原理由輪速傳感器測得與車輪轉速成正比的交流信號，送入ECU，并計算出車輪速度、滑移率、車輪減速度，經(jīng)控制單元加以分析后，給壓力調節(jié)器發(fā)出制動壓力控制指令。若系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，點亮ABS故障燈，恢復至常規(guī)制動狀態(tài)。ABS系統(tǒng)組成原理圖ABSABS制動防抱死系統(tǒng)包括哪些部件？ABS的工作過程

ABS工作過程可以分為建壓階段、保壓階段、降壓階段和升壓階段。1、建壓階段：圖10-5建壓階段狀態(tài)示意圖建壓階段當踩下制動踏板時，制動總泵液壓升高，此時常開閥打開，常閉閥關閉，制動壓力進入車輪制動器，車輪速度迅速降低，直到ABS電子控制單元通過輪速傳感器得到的信號是別出車輪有抱死的傾向時為止。2、保壓階段：ABS電子控制單元通過轉速傳感器得到的信號識別出車輪有抱死的傾向時，即向液壓控制單元發(fā)出控制信號常開閥關閉，此時常閉閥關閉，使制動器中的壓力保持不變。圖10-6保壓階段狀態(tài)示意圖3、降壓階段如果在保壓階段，車輪抱死傾向進一步加大，則進入降壓階段。此時，ABS控制單元令常閉閥打開，常開閥關閉，液壓泵開始工作，制動液經(jīng)低壓蓄能器被送回到制動總泵。制動壓力降低，制動踏板出現(xiàn)抖動，車輪抱死程度降低，車輪轉速增大。圖10-7降壓階段狀態(tài)示意圖4、增壓狀態(tài)為了取得最佳的制動效果，當車輪達到一定轉速后，ABS電子控制單元再次命令常開閥打開，常閉閥關閉。隨著制動壓力增加，車輪再次被制動和減速。圖10-8增壓階段狀態(tài)示意圖注：防抱死制動系統(tǒng)壓力調節(jié)頻率為每秒鐘達8次以上。二、ABS的控制方式控制通道：能夠獨立進行制動壓力調節(jié)的制動管路1、按控制形式分獨立控制按高選原則一同控制按低選原則一同控制2、按控制通道數(shù)目分四通道三通道二通道單通道兩個概念★按高選原則一同控制：對兩個車輪實施一同控制時，如果以保證附著力較大的車輪不發(fā)生制動抱死為原則進行制動壓力調節(jié)，稱這兩個車輪是按高選原則一同控制。★按低選原則一同控制：對兩個車輪實施一同控制時，如果以保證附著力較小的車輪不發(fā)生制動抱死為原則進行制動壓力調節(jié)，稱這兩個車輪是按低選原則一同控制。例子左輪在干混凝土，右輪在冰雪上；左輪的附著力大，右輪的附著力小，根據(jù)低選原則，當右輪有抱死趨勢時，ABS就應起作用，以防止右輪抱死，此時左輪當然更不會抱死。若根據(jù)附著力大的左輪來確定極限壓力進行抱死，則右輪必早已抱死。（這就稱為高選原則）3、四通道ABS的特點①獨立控制②最大程度地利用附著力③易制動跑偏④通常在具有驅動防滑（ASR）功能時采用１．四傳感器四通道/四輪獨立控制

對應于雙制動管路的H型(前后)布置形式２．四傳感器四通道/前輪獨立-后輪選擇控制方式

對應于雙制動管路的X型(對角)布置形式三通道ABS的特點四輪ABS大多采用，對兩前輪的制動壓力進行單獨控制，對兩后輪按低選原則一同控制充分利用前輪附著力制動距離短方向穩(wěn)定廣泛采用３．四傳感器三通道/前輪獨立-后輪低選控制方式

４．三傳感器三通道/前輪獨立-后輪低選控制方式

二通道ABS的特點前驅汽車，后輪制動力小。后驅汽車，后輪易抱死。方向穩(wěn)定差很少采用５．四傳感器二通道/前輪獨立控制方式

單通道ABS的特點結構簡單、成本低輕貨車廣泛應用制動距離長轉向操作能力差７．一傳感器一通道/后輪近似低選控制系統(tǒng)制動方式

本課小結1、按控制形式分獨立控制按高選原則一同控制按低選原則一同控制2、按控制通道數(shù)目分四通道三通道二通道單通道第三節(jié)ABS信號輸入裝置

一、輪速傳感器二、減速度傳感器（G傳感器）三、制動開關

一、輪速傳感器

1、磁脈沖式（1）作用：測出車輪的轉速，并將信號送到ECU。（2）結構：由傳感頭和齒圈兩部分組成，傳感頭由永磁鐵、極軸、感應線圈等組成。（3）原理：傳感器與普通的交流發(fā)電機原理相同。（4）安裝位置：前輪上的傳感器被固定在車輪轉向架上，轉子安裝在汽車輪轂上、與車輪同步轉動。后輪上的車速傳感器被固定在后軸支架上，轉子安裝在驅動軸上，與車輪同步轉動。注意：安裝時應牢固，注意傳感頭與齒圈間隙為0.5~1mm。電阻檢測：1.1～2.3kΩ之間2、霍爾式（1）結構：由傳感頭和齒圈組成，傳感頭由永磁體、霍爾元件、電子電路等組成?；魻栃恚喝鐖D所示，當電流I通過放在磁場中的半導體基片（稱為霍爾元件）且電流方向和磁場方向垂直時，在垂直與電流和半導體基片的橫向側面上即產(chǎn)生一個電壓，這個電壓稱為霍爾電壓UH

霍爾電壓UH的大?。?/p>

霍爾電壓的產(chǎn)生

.①穿過霍爾元件的磁力線分散，磁場相對較弱。霍爾電壓的產(chǎn)生

②穿過霍爾元件的磁力線集中磁場相對較強。（2）原理：當齒隙正對霍爾元件中心時，穿過霍爾元件的磁力線分散，磁場較弱；當齒頂正對霍爾元件中心時，磁力線集中，磁場較強。齒圈轉動時，磁場強弱發(fā)生交替變化，從而引起霍爾電壓的變化。（3）優(yōu)點：a、輸出信號幅值不受轉速影響；b、頻率響應高；c、抗電磁干擾能力強。二、減速度傳感器

1、水銀型：當汽車制動時，足夠大的減速度力將水銀上拋，接通電路，給ECU加速度信號。

2、光電式：遮光板兩面分別裝有兩個信號發(fā)生器，當汽車制動時，擺動板擺動信號發(fā)生器產(chǎn)生通或斷的脈沖信號。ECU根據(jù)通、斷變換的速率就能計算出加速度。

3、應變儀型：當汽車制動時，懸架減速度產(chǎn)生的慣性力使半導體應變片發(fā)生彎曲變形，使其電阻變化，引起動態(tài)應變儀輸出電壓的變化；加速度越大，慣性力越大，輸出電壓越高。三、制動開關踩下制動踏板時，接通制動燈的工作電路，同時將制動信號送到ABS電腦，判斷制動系統(tǒng)是否處在工作狀態(tài)。四、液位過低報警開關第四節(jié)ABS執(zhí)行元件

輸出執(zhí)行元件主要有：故障指示燈、電動機、電磁閥等

1、故障指示燈當打開點火開關時，紅色制動報警燈與ABS故障指示燈同時點亮，制動報警燈亮的時間較短，ABS系統(tǒng)自檢約3S

，系統(tǒng)正常則熄滅；點亮則說明系統(tǒng)有故障，要及時檢修。2、電動機ABS泵電動機是一個高壓泵，在短時間內將制動液加壓到14~18MPa，并給整個液壓系統(tǒng)提供高壓制動液。3、電磁閥ABS電磁閥有三位電磁閥和兩位電磁閥兩種（1）三位三通電磁閥（有三種工作狀態(tài)而得名）三個狀態(tài)（增壓、保壓、減壓）——稱之為“三位”。對外具有三個接口（進液口、出液口、回液口）——稱之為“三通”。..工作原理通過改變電磁閥的通電電流的大小，控制磁場的強弱，從而控制柱塞的位置。根據(jù)電流的大小，可將柱塞控制在三個位置，改變三個閥口之間的通道。（2）二位二通電磁閥分類：二位二通常開電磁閥和二位二通常閉電磁閥。圖10-5建壓階段狀態(tài)示意圖4、液壓調節(jié)裝置1）作用：按ECU發(fā)出的控制指令，開閉制動防抱死的制動液通道，調節(jié)各制動輪缸的壓力。2）構造ABS電動機、電磁閥做成一個總成，合稱液壓調節(jié)裝置。第五節(jié)典型ABS一、桑塔納ABS系統(tǒng)分析二、ASR系統(tǒng)三、EBD簡介

一、桑塔納GSi戴維斯MK20—I系統(tǒng)1、特點

（1）采用模塊式結構設計，將液壓控制單元（儲液器、電動回液泵、電磁閥）與電子控制單元集成于一體，使其結構更加緊湊。

（2）電磁閥線圈設置于控制單元內部，節(jié)省連接導線。采用大功率集成電路直接驅動電磁閥及回液泵電機，省去了電磁閥繼電器。（3）具有自診斷功能。

（4）MK20—IABS采用四傳感器、三通道控制系統(tǒng)，其控制原則是對兩前輪進行獨立控制，對兩后輪按低選原則一同控制。2、主要組成與結構（1）輪速傳感器

桑塔納2000Gsi轎車上裝用四個磁感應輪速傳感器，每個輪速傳感器均由傳感器頭和齒圈組成。

前輪輪速傳感器齒圈（43個凸齒）鑲嵌在制動盤后，隨制動盤一同旋轉，傳感器頭安裝在轉向節(jié)上。

后輪輪速傳感器齒圈（43個凸齒）安裝在輪轂上，隨輪轂一同旋轉，傳感器頭則安裝在固定支架上。（2）控制模塊

控制模塊由液壓控制單元和電子控制單元組成。

液壓控制單元由儲液器、電動回液泵、電磁閥等組成。電子控制單元ECU中具有兩個完全相同的微處理器，它們按照同樣的程序對輸入信號進行計算處理，并將最終結果進行比較，一旦發(fā)現(xiàn)最終結果不一致，即判定自身存在故障，它會自動關閉ABS，同時將儀表板上的ABS故障燈點亮。

3、液壓控制系統(tǒng)

二、ASR系統(tǒng)1、ASR系統(tǒng)的理論基礎

汽車驅動防滑控制（AntiSlipReguliation）系統(tǒng)簡稱ASR，是應用于車輪防滑的電子控制系統(tǒng)。2、ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的比較

ASR和ABS都是控制車輪和路面的滑移率，以使車輪與地面的附著力不下降。因此兩系統(tǒng)采用的是相同的技術，它們密切相關，常結合在一起使用，共享許多電子組件和共同的系統(tǒng)部件來控制車輪的運動，構成行駛安全系統(tǒng)。

ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的不同主要在于：（1）ABS系統(tǒng)是防止制動時車輪抱死滑移，提高制動效果，確保制動安全；ASR系統(tǒng)（TRC）則是防止驅動車輪原地不動而不停的滑轉，提高汽車起步、加速及滑溜路面行駛時的牽引力，確保行駛穩(wěn)定性。（2）ABS系統(tǒng)對所有車輪起作用，控制其滑移率；而ASR系統(tǒng)只對驅動車輪起制動控制作用。（3）ABS是在制動時，車輪出現(xiàn)抱死情況下起控制作用，在車速很低（小于8km/h）時不起作用；而ASR系統(tǒng)則是整個行駛過程中都工作，在車輪出現(xiàn)滑轉時起作用，當車速很高（80～120km/h）時不起作用。3、汽車防滑轉電子控制系統(tǒng)常用控制方式（1）發(fā)動機輸出功率控制：（2）驅動輪制動控制：（3）同時控制發(fā)動機輸出功率和驅動輪制動力：4、ASR的基本組成原理：（1）組成

ECU：ASR電控單元執(zhí)行器：制動壓力調節(jié)器、節(jié)氣門驅動裝置傳感器：車輪輪速傳感器、節(jié)氣門開度傳感器（2）原理：車速傳感器將行駛汽車驅動車輪轉速及非驅動車輪轉速轉變?yōu)殡娦盘?，輸送給電控單元ECU。ECU根據(jù)車速傳感器的信號計算驅動車輪的滑移率，若滑移率超限，控制器再綜合考慮節(jié)氣門開度信號、發(fā)動機轉速信號、轉向信號等因素確定控制方式，輸出控制信號，使相應的執(zhí)行器動作，使驅動車輪的滑移率控制在目標范圍之內。5、單獨方式的ASR制動壓力調節(jié)器單獨方式的ASR制動壓力調節(jié)器——與ABS制動壓力調節(jié)器在結構上各自分開。

ASRECU通過電磁閥的控制實現(xiàn)對驅動輪制動力的控制。正常制動時ASR不起作用，電磁閥不通電，閥在左位，調壓缸的活塞被回位彈簧推至右邊極限位置。起步或加速時若驅動輪出現(xiàn)滑轉需要實施制動時，ASR使電磁閥通電，閥至右位，蓄壓器中的制動液推活塞左移。壓力保持過程：此時電磁閥半通電，閥在中位，調壓缸與儲液室和蓄壓器都隔斷，于是活塞保持原位不動，制動壓力保持不變。壓力降低過程：此時電磁閥斷電，閥回左位，使調壓腔右腔與蓄壓器隔斷而與儲液室接通，于是調壓缸右腔壓力下降，制動壓力下降。6、組合方式的ASR制動壓力調節(jié)器

ASR不起作用時，電磁閥Ⅰ不通電，ABS起制動作用并通過電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ來調節(jié)制動壓力。驅動輪滑轉時，ASR控制器使電磁閥Ⅰ通電，閥移至右位，電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ不通電，閥仍在左位，于是，蓄壓器的壓力油通入驅動輪制動泵，制動壓力增大。需要保持驅動輪制動壓力時，ASR控制器使電磁閥Ⅰ半通電，閥至中位，隔斷蓄壓器及制動總泵的通路，驅動輪制動分泵壓力保持不變。需要減小驅動輪制動壓力時，ASR控制器使電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ通電，閥移至右位，接通驅動車輪制動分泵與儲液室的通道，制動壓力下降。

7、豐田車系防抱死制動與驅動防滑三、EBD裝置（電子制動力分配系統(tǒng)）