汽車底盤電控技術-1-ABS

1、汽車防抱死制動系統(tǒng)即汽車防抱死制動系統(tǒng)即A Antilock ntilock B Braking raking S Systemystem（ABSABS）車輛抱死滑移的危害車輪抱死后制動力反而會減小車輪抱死后制動力反而會減小前輪抱死：將使前輪失去轉向能力前輪抱死：將使前輪失去轉向能力后輪抱死：將使車輛側滑甚至甩尾后輪抱死：將使車輛側滑甚至甩尾資料：在發(fā)生人身傷亡的交通事故中，在潮濕路面上約有1/3與側滑有關；在冰雪路面上有70%80%與側滑有關。ABS制動系統(tǒng)主要解決的問題制動系統(tǒng)主要解決的問題v防止汽車后輪抱死，提高汽車制動過程中的行防止汽車后輪抱死，提高汽車制動過程中的行駛穩(wěn)定性駛穩(wěn)定性(

2、 (甩尾、側滑甩尾、側滑) ) v防止前輪抱死，確保轉向輪的可操縱性防止前輪抱死，確保轉向輪的可操縱性( (躲避阻躲避阻礙物的能力礙物的能力) ) v縮短在低附著系數路面縮短在低附著系數路面( (冰雪或泥濘路面冰雪或泥濘路面) ) 的制的制動距離動距離v避免輪胎的異常磨損，提高輪胎的使用壽命避免輪胎的異常磨損，提高輪胎的使用壽命ABS的性能指標的性能指標n制動效能：制動距離、制動時間、制動效能：制動距離、制動時間、制動減速度制動減速度n制動效能的恒定性：抗熱衰退性能制動效能的恒定性：抗熱衰退性能n方向穩(wěn)定性：制動時保持直線行駛方向穩(wěn)定性：制動時保持直線行駛或按照預定彎道行駛的能力或按照預定彎道

3、行駛的能力ABSABS控制機理控制機理地面極限制動力車輪法向載荷地面極限制動力車輪法向載荷摩擦系數摩擦系數 FmaxFZ 附著系數影響要素：附著系數影響要素： 路面（類型、狀況、結構類型）路面（類型、狀況、結構類型） 輪胎（花紋、氣壓、材料）輪胎（花紋、氣壓、材料） 車輪運動（方式、車速）車輪運動（方式、車速） v車輪實際制動力車輪實際制動力v制動系統(tǒng)制動力制動系統(tǒng)制動力v地面極限制動力地面極限制動力v縱向力縱向力v側向力側向力附著系數的變化附著系數的變化滑動率：滑動率：S= (v-r)/vS= (v-r)/v純滑動純滑動 S S100100純滾動純滾動 S S0 0邊滾邊滑邊滾邊滑0S100

4、0S s ABS s ABS有利于縮短制動有利于縮短制動距離距離 （ p p - s - s ）隨路況下降而增大）隨路況下降而增大路面越路面越濕滑濕滑ABSABS效果越明顯效果越明顯特殊情況（松泡雪地、沙礫、碎石路面等）下，特殊情況（松泡雪地、沙礫、碎石路面等）下， p p s ABS s ABS并非在所有路面上有利于縮并非在所有路面上有利于縮短制動距離短制動距離 S S100100時，時， 1 1 0 0，車輛喪失橫向控制，車輛喪失橫向控制能力能力ABSABS有利于車輛控制有利于車輛控制 ABS防抱死制動系統(tǒng) 防抱死制動系統(tǒng)概述 ABS的結構與工作原理 典型ABS系統(tǒng) ABS的使用與維修防抱

5、死制動系統(tǒng)概述n汽車防抱死制動系統(tǒng)即Antilock Braking System（ABS）。當汽車制動前輪抱死時，汽車會失去轉向能力，后輪抱死時會造成汽車急轉甩尾。制動防抱死系統(tǒng)就是在制動過程中防止車輪被制動抱死，提高制動減速度、縮短制動距離，能有效地提高汽車的方向穩(wěn)定性和轉向操縱能力，保證汽車的行駛安全。制動防抱死系統(tǒng)對汽車性能的影響主要表現(xiàn)在減少制動距離、保持轉向操縱能力、提高行駛方向穩(wěn)定性以及減少輪胎的磨損方面。ABS無無ABS制動制動有有ABS制動制動n 遇到緊急狀況，駕駛員只要盡可能地用力踩下剎車踏板即可，其他的事情交給ABS來處理，因此駕駛者可此專心地處理緊急狀況。制動無ABS有

6、ABS行駛方向障礙物一、ABS系統(tǒng)的優(yōu)點n 以提高汽車行駛性能為目的而開發(fā)的各種ABS裝置，其原理是充分利用輪胎和地面的附著系數，主要采用控制制動液壓壓力的方法，給各車輪施加最合適的制動力。 優(yōu)點：優(yōu)點：縮短制動距離 增加了汽車制動時的穩(wěn)定性 改善了輪胎的磨損狀況 使用方便，工作可靠 二、ABS系統(tǒng)的種類n現(xiàn)代汽車常用電磁閥式四輪防抱死制動系統(tǒng)。現(xiàn)代汽車常用電磁閥式四輪防抱死制動系統(tǒng)。按生產廠家分類：n德國的波許（Bosch）ABS系統(tǒng)和坦孚（Teves）ABS系統(tǒng)。目前歐、美、日、韓等國汽車采用最多n美國的達科（Delco）ABS系統(tǒng)；n美國的本迪克斯（Bendix）ABS系統(tǒng) ；三、ABS

7、的控制及布置形式控制通道：控制通道：ABS系統(tǒng)中，能夠獨立進行制動壓力調節(jié)的制動管路。如果對兩個(或兩個以上)車輪的制動壓力同時進行調節(jié)，則稱這種控制方式為同時控制同時控制。n在兩個車輪的制動壓力進行同時控制時，如果以不易抱死的車輪（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)，稱這種控制方式為高選擇方式控制高選擇方式控制；n如果以易抱死的車輪（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)，則稱這種控制方式為低選擇低選擇方式控制方式控制。 按照控制通道數目的不同，ABS系統(tǒng)分為四通道四通道、三通道三通道、雙通道雙通道和和單通道單通道四種形式 目前汽車上三通道目前汽車上三通道

8、ABS系統(tǒng)使用較多。系統(tǒng)使用較多。車輪轉速傳感器控制通道 四傳感器四通道四輪獨立控制四傳感器四通道四輪獨立控制三通道三通道四傳感器雙通道前輪獨立控制四傳感器雙通道前輪獨立控制四傳感器三通道前輪獨立，后輪低選擇控制 三傳感器三通道前輪獨立，后輪低選擇控制 四、ABS的工作過程 在制動時，車輪轉速傳感器測量車輪的速度，如果一個車輪有抱死的可能時，車輪減速度增加很快，車輪開始滑轉。如果該減速度超過設定的值，控制器就會發(fā)出指令，讓電磁閥停止或減少車輪的制動壓力，直到抱死的可能消失為止。為防止車輪制動力不足，必須再次增加制動壓力。在自動制動控制過程中，必須連續(xù)測量車輪運動是否穩(wěn)定，應通過調節(jié)制動壓力（加

9、壓、減壓和保壓）使車輪保持在制動力最大的滑轉范圍內。ABS的結構與工作原理n ABS系統(tǒng)通常由車輪速度傳感器、液壓控制單元（液車輪速度傳感器、液壓控制單元（液壓調節(jié)器、制動壓力調節(jié)器）壓調節(jié)器、制動壓力調節(jié)器）和電控單元電控單元ECU等組成。 車輪轉速傳感器液壓控制器電控單元ECU制動踏板指示燈制動器雙腔制動主缸后橋一、車輪轉速傳感器n【別名別名】輪速傳感器、轉速傳感器n【作用作用】檢測車輪的轉速，送給ECU決定是否開始進行防抱死制動。n【安裝位置安裝位置】車輪上。n【結構結構】由傳感器頭和齒圈組成。按傳感器頭的外形分鑿式極軸車速傳感器頭、柱式極軸車速傳感器頭和菱形極軸車速傳感器頭。前輪安裝位

10、置前輪安裝位置后輪安裝位置后輪安裝位置制動盤傳感器齒圈支架傳感器鑿式極軸鑿式極軸柱式極軸柱式極軸電纜永磁體外殼感應線圈極軸齒圈車速傳感器頭剖視圖車速傳感器頭剖視圖車速傳感器工作原理車速傳感器工作原理轉子感應線圈永久磁鐵車輪轉速傳感器二、制動壓力調節(jié)器n【作用作用】接受ECU的指令，通過電磁閥的動作來實現(xiàn)車輪制動器制動壓力的調節(jié)?，F(xiàn)代轎車常用液壓式制動壓力調節(jié)器。n循環(huán)式制動壓力調節(jié)器：循環(huán)式制動壓力調節(jié)器：電磁閥直接控制制動壓力。n可變容積式制動壓力調節(jié)器：可變容積式制動壓力調節(jié)器：電磁閥間接控制制動壓力。1、循環(huán)式制動壓力調節(jié)器n回油泵回油泵：電磁閥在減壓時，從制動輪缸流出的制動液經儲能器由

11、回油泵泵回制動主缸。n儲能器儲能器：電磁閥在減壓時，從輪缸流出的制動液由儲能器暫時儲存，然后由回油泵泵回主缸。制動輪缸電磁閥回油泵儲能器制動主缸循環(huán)式制動壓力調節(jié)器基本結構循環(huán)式制動壓力調節(jié)器基本結構3位位3通電磁閥基本結構及簡化圖通電磁閥基本結構及簡化圖在制動主缸和制動輪缸之間串連一個電磁閥，由電磁閥的通斷來控制油路的壓力。電磁閥有3/3、2/2等多種類型。電磁閥由ECU控制，實現(xiàn)升壓、保壓、減壓三種狀態(tài)。固定鐵芯線圈2A電流5A電流通輪缸通儲能器通主缸柱塞升壓升壓保壓保壓減壓減壓主缸輪缸儲能器循環(huán)式制動壓力調節(jié)器工作原理：循環(huán)式制動壓力調節(jié)器工作原理：升壓（常規(guī)制動）升壓（常規(guī)制動）主缸踏

12、板液壓部件線圈儲液器ECU傳感器輪缸電磁閥回油泵電磁閥不通電，ABS不工作，回油泵也不工作，進入常規(guī)制動階段。循環(huán)式制動壓力調節(jié)器工作原理：循環(huán)式制動壓力調節(jié)器工作原理：保壓保壓主缸踏板液壓部件線圈儲液器ECU傳感器輪缸電磁閥回油泵電磁閥通較小的電流，電磁閥處于保壓位置，ABS工作。循環(huán)式制動壓力調節(jié)器工作原理：循環(huán)式制動壓力調節(jié)器工作原理：減壓減壓主缸踏板液壓部件線圈儲液器ECU傳感器輪缸電磁閥回油泵電磁閥通較大的電流，電磁閥處于減壓位置，ABS工作。2、可變容積式制動壓力調節(jié)器在汽車原有制動系統(tǒng)基礎上增加一套液壓控制裝置。制動壓力油路和ABS控制壓力油路是相互隔開的。常規(guī)制動常規(guī)制動：電磁

13、閥無電流，柱塞左移，控制活塞在彈簧作用下左移頂開單向閥，常規(guī)制動油路接通。ABS不工作。主缸踏板液壓部件控制活塞單向閥柱塞電磁閥線圈儲液器泵傳感器輪缸ECU儲能器減壓減壓：電磁閥通入一大電流，柱塞右移，控制活塞在壓力油作用下右移，單向閥關閉，常規(guī)制動油路切斷。同時由于控制活塞的右移，使輪缸側容積增大，制動壓力減小。主缸踏板液壓部件控制活塞單向閥柱塞電磁閥線圈儲液器泵傳感器輪缸ECU儲能器保壓保壓：電磁閥通入較小電流，柱塞右移將所有油路相互隔開，控制活塞保持在某一位置，輪缸側的容積不發(fā)生變化，制動壓力保持一定。主缸踏板液壓部件控制活塞單向閥柱塞電磁閥線圈儲液器泵傳感器輪缸ECU儲能器三、電子控制

14、器（ECU）n【作用作用】接受傳感器信息計算車輪轉速、加減速度、車輪滑移率，并判斷車輪是否有抱死趨勢，然后向制動壓力調節(jié)器發(fā)出制動壓力控制指令，由制動壓力調節(jié)器執(zhí)行壓力調節(jié)的任務。n【組成組成】n輸入級電路：將傳感器輸入的信號整形放大后輸入運算電路。n運算電路：進行車輪轉速、車輪加減速度、滑移率等控制參數的計算，以及電磁閥的開啟和監(jiān)控運算。n輸出級電路（電磁閥控制電路）：接受運算電路的控制信號，對電磁閥的動作進行控制。安全保護電路：將電源電壓穩(wěn)壓成5V標準電壓，并對故障信號進行監(jiān)控。當出現(xiàn)故障時，停止ABS的工作，轉入常規(guī)制動狀態(tài)，同時點亮儀表板上的警告燈。四傳感器四通道四傳感器四通道ECU的

15、內部結構的內部結構（信號輸出）輪速傳感器FLRRFRRL（信號輸出）輪速傳感器 輸入增幅電路外部通信線路電動機監(jiān)控線路制動開關線路閥繼電器監(jiān)控線路電源輸入輸出電路運算電路運算電路穩(wěn)壓電源故障存儲等電磁閥控制電路電磁閥控制電路左前電磁閥FL右后電磁閥RR左后電磁閥RL右前電磁閥FR警告燈閥繼電器電動機繼電器繼電器電源典型ABS系統(tǒng)一、MK20I型ABS系統(tǒng)此系統(tǒng)由戴維斯（TWVES）研制，裝在上海桑塔納2000、桑塔納3000、捷達、都市先鋒、賽歐及奇瑞等汽車上。特點：特點：n四傳感器三通道，前輪獨立控制，后輪低選擇控制；n液壓對角線雙回路系統(tǒng)；n泵電機、液壓控制單元和電子控制單元集成一體，簡稱

16、為液壓電子控制單元（HECU）；nC語言編寫的控制程序并加密固化在電子控制單元中；n電磁閥線圈集成在電子控制單元內部；采用大功率集成電路直接驅動電磁閥及泵電機，省去電磁繼電器；n診斷接口可借助于VAG1551進行自診斷。一、MK20I型ABS系統(tǒng)ABS警告燈右制動燈左制動燈制動燈開關ABS泵電機ABS液壓控制單元ABS電子控制單元左前輪速傳感器左后輪速傳感器1、系統(tǒng)布置、系統(tǒng)布置傳感器傳感器ABS電控單元制動燈開關ABS液壓泵電機和低壓儲能器液壓控制單元車輪轉速傳感器ABS警告燈故障診斷插座執(zhí)行元件執(zhí)行元件2 2、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)組成轉速傳感器液壓控制單元總泵助力器制動液壓電子控制單元ABSEB

17、D控制檢查監(jiān)視警告ABS警告燈故障代碼及故障信息ABS：制動防抱死系統(tǒng) EBD：電子制動力分配 3、ABS工作流程工作流程液壓控制單元HCU電子控制單元ECU電子控制單元ECU液壓控制單元HCU油泵電機4、液壓電子控制單元、液壓電子控制單元HECU低壓儲能器總泵助力器常開閥常閉閥吸入閥壓力閥液壓泵車輪制動器常規(guī)制動階段常規(guī)制動階段：常開閥斷電-ON，常閉閥斷電-OFF，來自制動總泵的制動液進入制動輪缸。此時ABS不工作。5、ABS工作原理升壓工作原理升壓低壓儲能器總泵助力器常開閥常閉閥吸入閥壓力閥液壓泵車輪制動器保壓階段保壓階段：當車輪趨于抱死時，常開閥通電-OFF，常閉閥斷電-OFF，通往制

18、動輪缸的通道被切斷，輪缸內的油壓保持不變。6、ABS工作原理保壓工作原理保壓低壓儲能器總泵助力器常開閥常閉閥吸入閥壓力閥液壓泵車輪制動器減壓階段減壓階段：保壓后，若車輪仍趨于抱死時，常開閥通電-OFF，常閉閥通電-ON，制動輪缸內的制動液進入儲能器，并由液壓泵泵回到制動總泵。減壓后，車輪轉速上升若太快，再次進入到升壓階段，進入新的一個循環(huán)，重復上述過程，直至汽車停車為止。7、ABS工作原理減壓工作原理減壓8 8、ABSABS電路圖電路圖HECU制動燈開關車輪轉速傳感器ABS警告燈 9 9、大眾車系、大眾車系ABSABS系統(tǒng)其他輔助功能系統(tǒng)其他輔助功能系統(tǒng)名稱縮寫(德) 縮寫(英)功能作用防抱死

19、系統(tǒng)ABSABS在制動中阻止車輪發(fā)生抱死，并保持良好的行駛穩(wěn)定性和轉向性能。驅動防滑控制ASRTCS通過對打滑車輪施加制動力并降低發(fā)動機扭矩形式阻止驅動輪空轉。電子制動力分配EBVEBD在ABS起作用前，阻止后軸過量制動。電子差速鎖止EDSEDL在車輛處于附著力不同的路面時，通過對空轉車輪施加制動實現(xiàn)車輛起步行駛。電子穩(wěn)定程序ESPESP通過對制動和發(fā)動機管理系統(tǒng)施加相應的調整，來阻止車輛的滑移。發(fā)動機牽引力矩調整MSREBC當加速踏板突然松開或者帶著檔位施加制動時，那么MSR將阻止由于發(fā)動機的制動而產生的驅動輪抱死。10、電子制動力分配、電子制動力分配EBD前后分配左右分配二、豐田凌志LS4

20、00 ABS系統(tǒng)3位3通電磁閥儲液室柱塞凸輪泵電機1、壓力調節(jié)器外形、壓力調節(jié)器外形2 2、系統(tǒng)油路、系統(tǒng)油路制動踏板P閥三通聯(lián)管節(jié)ABS執(zhí)行器三位三通電磁閥泵電機儲液室ABS ECU輪速傳感器RF（右前）LR（左后）RR（右后）LF（左前）3 3、電路圖、電路圖三、本田車系ABS系統(tǒng)油箱輸出閥輸入閥泵壓力開關儲能器D腔制動主缸滑動活塞B腔A腔C腔控制活塞開關閥制動主缸制動壓力調節(jié)器儲能器泵電機右前輪左后輪右后輪INOUT泵左前輪儲液器OUTOUTOUTINININABS的使用與檢修n1、裝備、裝備ABS的汽車易出現(xiàn)的一些特殊現(xiàn)象的汽車易出現(xiàn)的一些特殊現(xiàn)象n發(fā)動機起動時，踏下制動踏板會彈起；而

21、發(fā)動機熄火時，制動踏板會下沉。n制動時轉方向盤，會感到方向盤有輕微的振動。n制動時，會感到制動踏板有輕微下沉，或輕微振動。n高速行駛急轉彎時，或冰雪路面上行駛時，有時會出現(xiàn)制動警告燈亮起的現(xiàn)象。n制動時，ABS繼電器不斷地動作，這是ABS起作用的正常現(xiàn)象。制動后期，會有車輪被抱死，在地面上留下拖滑的印痕。這是因為在車速小于710km/h時，ABS不起作用。此時印痕很淡，與普通制動時留的長而深的印痕不同。2、檢修、檢修ABS時應注意的事項時應注意的事項n ABS故障一般有幾種情況，一是緊急制動時，車輪被抱死；二是制動效果不良；三是警告燈亮；四是ABS出現(xiàn)不正常情況。檢修時注意：n首先對ABS外觀

22、進行檢查。n區(qū)分是ABS機械部分（制動器、制動總泵、制動管路等）不良還是ABS電子控制部分的故障。方法：拔下ABS控制線束，讓汽車以普通制動方式制動，如果故障消失，為電子控制部分故障；否則說明機械部分有故障。nABS電子控制部分故障多為線束插接器或導線松脫、車速傳感器不良等。制動壓力調節(jié)器的故障相對較少。n在檢修制動壓力調節(jié)器、制動分泵、儲壓器、后輪比例分配閥、電動油泵、制動液管路、壓力警告和控制開關時需泄壓。泄壓方法泄壓方法：關閉點火開關，反復踩制動踏板20次以上，直到感覺到踩制動踏板力明顯增加為止。3、ABS故障自診斷故障自診斷uABS的自檢的自檢n點火開關接通，ABS ECU立即對其外部

23、電路進行檢查。這時制動警告燈亮，3S后熄滅。若制動警告燈一直亮或不亮說明ABS電路有故障。n對制動壓力調節(jié)器的檢查是通過控制閥的開關循環(huán)來實現(xiàn)。n發(fā)動機起動后，車速第一次達60km/h，ABS系統(tǒng)完成自檢。n自檢過程中若有異常，則停止使用ABS，儲存故障碼并點亮故障警告燈。u兩個制動警告燈兩個制動警告燈nABS燈：黃色，標記為ABS或ANTILOCK。n制動燈：紅色，標記為BREAK，由制動液壓力開關和液面開關及手制動器開關控制。n若制動燈亮，可能制動液不足、儲液器制動壓力過低、或手制動器開關問題，此時ABS和普通制動系統(tǒng)均不能正常工作。n若ABS燈亮，說明ABS系統(tǒng)有故障，此時無ABS功能，但常規(guī)制動系統(tǒng)仍有效。uMK20I型型ABS故障碼的調取和清