第九章ABS系統(tǒng)

1、第八章 汽車電子控制ABS系統(tǒng)v8-1ABS8-1ABS的基本理論的基本理論v8-2ABS8-2ABS的組成及工作原理的組成及工作原理 8-1 ABS8-1 ABS的基本理論的基本理論一、一、ABSABS概述概述vABS Antilock Braking SystemABS Antilock Braking Systemv是汽車的一種主動(dòng)安全裝置，用于防止汽車制動(dòng)時(shí)車輪是汽車的一種主動(dòng)安全裝置，用于防止汽車制動(dòng)時(shí)車輪抱死，以獲得最佳制動(dòng)效果。抱死，以獲得最佳制動(dòng)效果。 即充分利用車輪的附著力，使車輪處于最佳制動(dòng)狀態(tài)，即充分利用車輪的附著力，使車輪處于最佳制動(dòng)狀態(tài)，縮短制動(dòng)距離縮短制動(dòng)距離，同時(shí)

2、保證汽車的制動(dòng)，同時(shí)保證汽車的制動(dòng)方向穩(wěn)定性，防止方向穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏。vABSABS的作用是在汽車制動(dòng)過程中，對(duì)車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)的作用是在汽車制動(dòng)過程中，對(duì)車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行迅速、準(zhǔn)確而又有效的控制，使車輪的縱向、橫向都行迅速、準(zhǔn)確而又有效的控制，使車輪的縱向、橫向都保持較高的附著系數(shù)，從而保證：對(duì)汽車轉(zhuǎn)向能夠控制；保持較高的附著系數(shù)，從而保證：對(duì)汽車轉(zhuǎn)向能夠控制；使汽車在最短距離內(nèi)停車；減小輪胎磨損。使汽車在最短距離內(nèi)停車；減小輪胎磨損。輪速傳感器電子控制單元執(zhí)行器ABS信號(hào)燈ABSABS總體結(jié)構(gòu)（演示）總體結(jié)構(gòu)（演示）依靠裝在各車輪上轉(zhuǎn)速傳感器以及車身上的車速傳感

3、依靠裝在各車輪上轉(zhuǎn)速傳感器以及車身上的車速傳感器，通過計(jì)算機(jī)控制。緊急制動(dòng)時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)車器，通過計(jì)算機(jī)控制。緊急制動(dòng)時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)車輪抱死，計(jì)算機(jī)立即指令壓力調(diào)節(jié)器使該輪的制動(dòng)分輪抱死，計(jì)算機(jī)立即指令壓力調(diào)節(jié)器使該輪的制動(dòng)分泵泄壓，使車輪恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。泵泄壓，使車輪恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。ABSABS的工作過程實(shí)際上是抱的工作過程實(shí)際上是抱死死松開松開抱死抱死松開的循環(huán)過程，使車輛始終處于松開的循環(huán)過程，使車輛始終處于臨界抱死的間隙滾動(dòng)狀態(tài)，有效地克服緊急制動(dòng)時(shí)的臨界抱死的間隙滾動(dòng)狀態(tài)，有效地克服緊急制動(dòng)時(shí)的跑偏、側(cè)滑、甩尾，防止車身失控等情況的發(fā)生。跑偏、側(cè)滑、甩尾，防止車身失控等情況的發(fā)生。 控制器控

4、制器執(zhí)行器執(zhí)行器輪速傳感器輪速傳感器車輪車輪期望值期望值實(shí)際值實(shí)際值二二、汽車制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)1.1.制動(dòng)效能制動(dòng)效能：即制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度。即制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度。2.2.制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性：即制動(dòng)時(shí)汽車即制動(dòng)時(shí)汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力的性不發(fā)生跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。能。3.3.制動(dòng)效能的恒定性：制動(dòng)效能的恒定性：抗熱衰退性能?？篃崴ネ诵阅?。三三、制動(dòng)時(shí)車輪受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析制動(dòng)時(shí)車輪受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析1.1.受力分析受力分析FxFx地面制動(dòng)力；地面制動(dòng)力；FzFz地面對(duì)車輪的法向反力；地面對(duì)車輪的法向反力；車輪

5、垂直載荷；車輪垂直載荷；車軸對(duì)車輪的推力；車軸對(duì)車輪的推力；制動(dòng)器摩擦力矩；制動(dòng)器摩擦力矩； FF制動(dòng)器制動(dòng)力。制動(dòng)器制動(dòng)力。rTF Fx Fx、FF、FF之間的關(guān)系之間的關(guān)系 當(dāng)當(dāng)FxFx FF時(shí)，時(shí)，F(xiàn)xFx= =FF，且隨，且隨FF的的增大而增大；增大而增大； 當(dāng)當(dāng)FxFx= =F=FzF=Fz時(shí)，時(shí)，F(xiàn)F再增大，再增大，F(xiàn)xmaxFxmax= =FzFz, ,車輪已經(jīng)抱死，車輪已經(jīng)抱死，F(xiàn)F的增大不起作用。的增大不起作用。 地面制動(dòng)力地面制動(dòng)力Fx Fx 既取決于制動(dòng)器制既取決于制動(dòng)器制動(dòng)力動(dòng)力FF，又受附著力或附著又受附著力或附著系數(shù)系數(shù)的限制。的限制。 越大越大，F(xiàn)xmaxFxma

6、x越大，在有足夠的越大，在有足夠的FF的前提下，可以達(dá)到的制的前提下，可以達(dá)到的制動(dòng)力越大。動(dòng)力越大。 FF附著力附著力zFFv前后輪抱死順序?qū)ζ嚬r的影響：前后輪抱死順序?qū)ζ嚬r的影響：v前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑：是穩(wěn)前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑：是穩(wěn)定工況，但制動(dòng)時(shí)前輪無轉(zhuǎn)向能力，附著條定工況，但制動(dòng)時(shí)前輪無轉(zhuǎn)向能力，附著條件沒有充分利用；件沒有充分利用；v后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑：不穩(wěn)后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑：不穩(wěn)定工況，后軸可能側(cè)滑，附著條件沒有充分定工況，后軸可能側(cè)滑，附著條件沒有充分利用；利用；v前后輪同時(shí)抱死拖滑：是穩(wěn)定工況，避免后前后輪同時(shí)抱死拖

7、滑：是穩(wěn)定工況，避免后軸側(cè)滑，前輪只有在最大制動(dòng)強(qiáng)度下失去轉(zhuǎn)軸側(cè)滑，前輪只有在最大制動(dòng)強(qiáng)度下失去轉(zhuǎn)向能力，附著條件利用較好。向能力，附著條件利用較好。2.2.車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài):v純滾動(dòng)純滾動(dòng)v純滑動(dòng)純滑動(dòng)v既有滾動(dòng)又有滑動(dòng)既有滾動(dòng)又有滑動(dòng)S 制動(dòng)滑移率制動(dòng)滑移率v 汽車行駛速度汽車行駛速度vR 車輪圓周速度車輪圓周速度r 車輪動(dòng)力半徑車輪動(dòng)力半徑w 車輪角速度車輪角速度rvvvvSRR滑移率滑移率S S純滾動(dòng)純滾動(dòng)S=0;S=0;純滑動(dòng)純滑動(dòng)S=1;S=1;既有滾動(dòng)又有滑動(dòng)既有滾動(dòng)又有滑動(dòng)0S10SS1SS1時(shí)，減壓時(shí)，減壓SS2SS2時(shí)，增壓時(shí)，增壓控制精度高，防抱死制動(dòng)性能好；

8、電路復(fù)雜，成本高。控制精度高，防抱死制動(dòng)性能好；電路復(fù)雜，成本高。五、五、ABSABS控制原理控制原理2.邏輯門限值控邏輯門限值控制方式制方式控制參數(shù)：車輪控制參數(shù)：車輪加減速度兼顧加減速度兼顧參考滑移率。參考滑移率。v初增壓；初增壓；vaa0aa0保壓，保壓，vaa1aa2aa2增壓。增壓。（二）控制方案（二）控制方案v控制通道：在控制通道：在ABSABS中，對(duì)能夠獨(dú)立進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)中，對(duì)能夠獨(dú)立進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)的制動(dòng)管路稱控制通道。節(jié)的制動(dòng)管路稱控制通道。v獨(dú)立控制（輪控制）：每個(gè)車輪的制動(dòng)壓力可以進(jìn)獨(dú)立控制（輪控制）：每個(gè)車輪的制動(dòng)壓力可以進(jìn)行單獨(dú)控制。行單獨(dú)控制。v一同控制（軸控制）：

9、兩個(gè)車輪的制動(dòng)壓力是一同一同控制（軸控制）：兩個(gè)車輪的制動(dòng)壓力是一同進(jìn)行調(diào)節(jié)。進(jìn)行調(diào)節(jié)。v高選原則控制：一同控制時(shí)，以保證附著力較大的高選原則控制：一同控制時(shí)，以保證附著力較大的車輪不發(fā)生制動(dòng)抱死為原則進(jìn)行控制壓力調(diào)節(jié)。車輪不發(fā)生制動(dòng)抱死為原則進(jìn)行控制壓力調(diào)節(jié)。v低選原則控制：一同控制時(shí)，以保證附著力較小的低選原則控制：一同控制時(shí)，以保證附著力較小的車輪不發(fā)生制動(dòng)抱死為原則進(jìn)行控制壓力調(diào)節(jié)。車輪不發(fā)生制動(dòng)抱死為原則進(jìn)行控制壓力調(diào)節(jié)。1.1.四傳感器、四控制通道四傳感器、四控制通道四個(gè)輪速各裝一個(gè)傳感器，四個(gè)輪速各裝一個(gè)傳感器，在通往四個(gè)車輪制動(dòng)分在通往四個(gè)車輪制動(dòng)分泵的管路中，各設(shè)一個(gè)泵的管路

10、中，各設(shè)一個(gè)電磁閥進(jìn)行獨(dú)立控制。電磁閥進(jìn)行獨(dú)立控制。性能特點(diǎn)：各個(gè)車輪進(jìn)行性能特點(diǎn)：各個(gè)車輪進(jìn)行獨(dú)立控制的，因此每個(gè)獨(dú)立控制的，因此每個(gè)車輪都能最大程度的利車輪都能最大程度的利用最大附著力，方向穩(wěn)用最大附著力，方向穩(wěn)定性好，制動(dòng)距離短定性好，制動(dòng)距離短。轎車上廣泛采用轎車上廣泛采用2.2.四傳感器、三控制通道四傳感器、三控制通道四個(gè)輪速各裝一個(gè)傳感器，對(duì)四個(gè)輪速各裝一個(gè)傳感器，對(duì)兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制，兩后兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制，兩后輪按低選原則進(jìn)行一同控制輪按低選原則進(jìn)行一同控制( (即兩個(gè)車輪由一個(gè)通道控即兩個(gè)車輪由一個(gè)通道控制，以保證附著力較小的車制，以保證附著力較小的車輪不抱死為原則輪不抱死為

11、原則) )，有的用，有的用三個(gè)傳感器。三個(gè)傳感器。性能特點(diǎn)：兩后輪按低選原則性能特點(diǎn)：兩后輪按低選原則進(jìn)行一同控制，左右兩后輪進(jìn)行一同控制，左右兩后輪的制動(dòng)力相等，方向穩(wěn)定性的制動(dòng)力相等，方向穩(wěn)定性良好；前輪的良好；前輪的附著力比后輪附著力比后輪大很多大很多，獨(dú)立控制可充分利，獨(dú)立控制可充分利用附著力縮短制動(dòng)距離和提用附著力縮短制動(dòng)距離和提高轉(zhuǎn)向能力。高轉(zhuǎn)向能力。轎車上采用較多。轎車上采用較多。3.3.二傳感器、二控制通道二傳感器、二控制通道兩個(gè)前輪和兩個(gè)后輪各裝兩個(gè)前輪和兩個(gè)后輪各裝一個(gè)傳感器和一個(gè)電磁一個(gè)傳感器和一個(gè)電磁閥，兩前輪和兩后輪按閥，兩前輪和兩后輪按低選原則進(jìn)行一同控制。低選原則

12、進(jìn)行一同控制。性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：方向穩(wěn)定性和方向穩(wěn)定性和可操縱性均變差。可操縱性均變差。結(jié)構(gòu)簡單，成本低。結(jié)構(gòu)簡單，成本低。個(gè)別汽車使用。個(gè)別汽車使用。4.4.一傳感器、一控制通道一傳感器、一控制通道它是在后輪制動(dòng)器總管中設(shè)置一個(gè)制動(dòng)它是在后輪制動(dòng)器總管中設(shè)置一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，在后橋主減速器上安裝壓力調(diào)節(jié)器，在后橋主減速器上安裝一個(gè)輪速傳感器一個(gè)輪速傳感器( (也有在后輪上各安裝也有在后輪上各安裝一個(gè)一個(gè)) )。對(duì)兩后輪按低選原則進(jìn)行一同。對(duì)兩后輪按低選原則進(jìn)行一同控制?？刂啤Ｐ阅芴攸c(diǎn)：只有后輪制動(dòng)時(shí)不抱死，性能特點(diǎn)：只有后輪制動(dòng)時(shí)不抱死，方方向穩(wěn)定性好；若前輪抱死轉(zhuǎn)向操縱能向穩(wěn)定性好；若

13、前輪抱死轉(zhuǎn)向操縱能力差。力差。結(jié)構(gòu)簡單，成本低。結(jié)構(gòu)簡單，成本低。輕型載貨汽車使用。輕型載貨汽車使用。8-2 ABS 8-2 ABS 的組成及工作原理的組成及工作原理 一、一、ABSABS的組成的組成ABSABS是在常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上又增設(shè)了新裝置。是在常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上又增設(shè)了新裝置。常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)包括（演示）：常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)包括（演示）：v制動(dòng)踏板制動(dòng)踏板v真空阻力器（伺服裝置）真空阻力器（伺服裝置）v制動(dòng)主缸和制動(dòng)輪缸制動(dòng)主缸和制動(dòng)輪缸v制動(dòng)器（盤式和鼓式制動(dòng)器（盤式和鼓式）ABSABS增設(shè)的新裝置包括：增設(shè)的新裝置包括：v車輪輪速傳感器車輪輪速傳感器v電子控制單元電子控制單元ECUECUv

14、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器vABSABS警告燈警告燈二、二、ABSABS主要部件與工作原理主要部件與工作原理（一）（一）輪速傳感器輪速傳感器1.1.結(jié)構(gòu)（演示）結(jié)構(gòu)（演示）2.2.工作原理工作原理v當(dāng)齒圈隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，極軸與齒圈間的空氣間隙大當(dāng)齒圈隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，極軸與齒圈間的空氣間隙大小將交替變化，引起感應(yīng)線圈中磁通的周期性變化，小將交替變化，引起感應(yīng)線圈中磁通的周期性變化，在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生交變的電壓信號(hào)，其頻率和齒圈在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生交變的電壓信號(hào)，其頻率和齒圈齒數(shù)和轉(zhuǎn)數(shù)乘正比齒數(shù)和轉(zhuǎn)數(shù)乘正比（二）電子控制單元（二）電子控制單元1.1.輸入電路輸入電路2.2.運(yùn)算電路運(yùn)算電路3.3.輸出電路

15、輸出電路4.4.安全保護(hù)電路安全保護(hù)電路v輸入電路的功用是對(duì)輪速傳感器輸入的交變電壓信輸入電路的功用是對(duì)輪速傳感器輸入的交變電壓信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。v運(yùn)算電路的功用是根據(jù)輪速傳感器信號(hào)，計(jì)算出車運(yùn)算電路的功用是根據(jù)輪速傳感器信號(hào)，計(jì)算出車輪的瞬時(shí)速度，而后求出加減速度、初速度、參考輪的瞬時(shí)速度，而后求出加減速度、初速度、參考車速和滑移率。車速和滑移率。v輸出電路功用是將運(yùn)算電路輸出的數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)輸出電路功用是將運(yùn)算電路輸出的數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)，通過控制功率放大器、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器變成模擬信號(hào)，通過控制功率放大器、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器（

16、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器）工作，最制動(dòng)分泵制動(dòng)壓力進(jìn)（制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器）工作，最制動(dòng)分泵制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。行調(diào)節(jié)。v安全保護(hù)電路功用是對(duì)電源電壓監(jiān)控，并將安全保護(hù)電路功用是對(duì)電源電壓監(jiān)控，并將12V12V或或14 V14 V轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成5V5V，并有監(jiān)控功能和記憶功能。，并有監(jiān)控功能和記憶功能。（三）制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器（執(zhí)行器）（三）制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器（執(zhí)行器）v功用是根據(jù)電子電控單元功用是根據(jù)電子電控單元ECUECU的控制指令，通過電的控制指令，通過電磁閥的動(dòng)作對(duì)車輪制動(dòng)器壓力實(shí)施自動(dòng)調(diào)節(jié)，以使磁閥的動(dòng)作對(duì)車輪制動(dòng)器壓力實(shí)施自動(dòng)調(diào)節(jié)，以使車輪滑移率保持在最佳的范圍內(nèi)車輪滑移率保持在最佳的范圍內(nèi)。1 1、分類：、分類：根據(jù)動(dòng)力源分：液壓式和氣壓式；根據(jù)動(dòng)力源分：液壓式和氣壓式；根據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系分：分離式和整體式；根據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系分：分離式和整體式；根據(jù)調(diào)壓方式分：流通式和變?nèi)莘e式。根據(jù)調(diào)壓方式分：流通式和變?nèi)莘e式。2 2、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器組成：、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器組成：儲(chǔ)液室、電動(dòng)泵、蓄壓器、電磁閥的等組成。儲(chǔ)液室、電動(dòng)泵、蓄壓器、電磁閥的等組成。（1 1）電磁閥：）電磁閥：控制液壓的具體部件，通過電磁閥的切換，控控制液壓的具體部件，通過電