第十三章汽車ABS系統(tǒng)1

第十三章汽車ABS系統(tǒng)1第一頁，共42頁。視頻觀看馬自達有無ABS的制動效果比較第二頁，共42頁。制動時車輪受力分析VFFBω車輪受到兩個制動力，F(xiàn)μ和FB.MμMμ——制動器摩擦力矩，可轉(zhuǎn)化為車輪周緣的一個切向力.將其稱為Fμ。Fμ——制動器制動力。Fμ與制動蹄與制動鼓之間的摩擦力有關(guān)，也就是兩者之間的壓緊度。而這個壓緊度又與踩制動踏板的力成正比。Fμ與踩制動踏板的力成正比。FB——地面制動力。地面給予的力最大不可能超過Fφ附著力。第三頁，共42頁。OP0制動器液壓pFφFφFBFμFB=FμFBmax=FφFμFφ——附著力FB——地面制動力Fμ——制動力制動力Fμ：制動器制動力。Fμ與制動蹄與制動鼓之間的摩擦力有關(guān)，也就是兩者之間的壓緊度。而這個壓緊度又與踩制動踏板的力成正比。Fμ與踩制動踏板的力成正比。FB：地面制動力。地面給予的力最大不可能超過Fφ附著力。第四頁，共42頁。13.1ABS概述三、車輪滑移率

式中：S——車輪滑移率；

v——車速(車輪的線速度，m／s)；r——車輪半徑(m)；

ω——車輪轉(zhuǎn)動角速度(rad／s)。第五頁，共42頁。當(dāng)rω=0，S=1也就是說汽車向前移動，但車輪不轉(zhuǎn)動。（滑移）V=0，車輪轉(zhuǎn)動但汽車不前進。（滑轉(zhuǎn)）當(dāng)V>rω，0<S<1,也就是說汽車的行駛速度比車輪滾動的速度快。（邊滾動邊滑移）當(dāng)V=rω，S=0，也就是說汽車的車輪滾動的速度與汽車行駛速相同。純滾動。第六頁，共42頁。φBφSφB/

φSφB：縱向附著系數(shù)。影響地面縱向方向的力的大小，如驅(qū)動力、制動力φS：橫向附著系數(shù)。影響地面橫向方向的力的大小，如轉(zhuǎn)向力、抵抗橫向外力的能力。滑移率始終控制在15%-20%，第七頁，共42頁。橫向附著系數(shù)制動方向穩(wěn)定性，是衡量制動性能的主要指標之一。制動方向穩(wěn)定性是指汽車在制動時仍能按指定的方向行駛，不發(fā)生跑偏、側(cè)滑和失去轉(zhuǎn)向能力。而這些又與橫向附著力，橫向附著系數(shù)φs有關(guān)。也就是說橫向附著系數(shù)越大，車輛抵抗橫向外力的能力越強。越不易跑偏、轉(zhuǎn)向能力越好、防側(cè)滑能力越好。而橫向附著系數(shù)與滑移率S有關(guān)。第八頁，共42頁。13.1ABS概述五、ABS作用在制動過程中，通過調(diào)節(jié)制動器制動力，使滑移率始終控制在15%-20%，獲得最佳的制動效能和較好的制動方向穩(wěn)定性。也就是說：ABS系統(tǒng)通過制動壓力的控制達到一個類似于“點剎”的效果。此時，車輪的運動狀態(tài)是：滑轉(zhuǎn)第九頁，共42頁。13.2ABS的組成ABS的組成可以分為傳感器、電子控制元件（ECU）和執(zhí)行器三部分。第十頁，共42頁。組成元件功能傳感器車速傳感器檢測車速，給ECU，用于滑移率控制輪速傳感器檢測輪速，給ECU減速度傳感器檢測制動時減速度，識別是否處于濕滑路面，只用于四輪驅(qū)動控制系統(tǒng)。執(zhí)行器制動壓力調(diào)節(jié)器接受ECU命令，通過電磁閥的動作，控制制動系統(tǒng)壓力的增加、保持或降低ABS警告燈ABS發(fā)生故障時，發(fā)出報警信號燈ECU接受傳感器信號，分析、判斷或放大信號，輸出控制指令，控制各執(zhí)行器工作。ABS的組成及其功用第十一頁，共42頁。13.2ABS的工作原理

1、傳感器出入各種信號；2、ECU接受各種傳感器信號，經(jīng)過處理后，形成相應(yīng)的控制指令，給制動壓力調(diào)節(jié)器。

3、制動壓力調(diào)節(jié)器根據(jù)控制指令，對制動壓力進行調(diào)節(jié)。第十二頁，共42頁。13.3ABS系統(tǒng)的布置形式一、幾個概念控制通道

獨立控制一同控制

高選原則低選原則

二、ABS按通道數(shù)的分類

四通道三通道雙通道單通道第十三頁，共42頁。13.3ABS系統(tǒng)的布置形式1、三通道ABS前輪單獨、后輪低選；制動距離短，且方向穩(wěn)定性好第十四頁，共42頁。13.3ABS系統(tǒng)的布置形式2、四通道ABS制動效能好，但容易跑偏，所以應(yīng)用很少第十五頁，共42頁。13.4ABS系統(tǒng)的優(yōu)點縮短制動距離改善了輪胎的磨損狀況增加了汽車制動時的穩(wěn)定性ABS系統(tǒng)還有一個優(yōu)點就是使用方便，工作可靠第十六頁，共42頁。第二節(jié)傳感器1、作用：檢測轉(zhuǎn)速信號，并輸入電子指控單元。2、分類：電磁感應(yīng)式和霍爾效應(yīng)式第十七頁，共42頁。二、電磁感應(yīng)式輪速傳感器1、結(jié)構(gòu)：傳感頭/齒圈（轉(zhuǎn)子）

齒圈安裝在隨車輪轉(zhuǎn)動的部件上，如半軸、輪轂、制動盤等；由磁阻較小的鐵磁性材料制成。傳感頭安裝在車輪附件不隨車輪轉(zhuǎn)動的部件上，如制動底板。由永磁鐵、極軸、線圈組成。電磁感應(yīng)現(xiàn)象：當(dāng)閉合電路內(nèi)的磁通發(fā)生變化時，該閉合電路中就會產(chǎn)生電動勢與電流，稱電磁感應(yīng)現(xiàn)象。第十八頁，共42頁。第十九頁，共42頁。第二十頁，共42頁。第二十一頁，共42頁。2、工作原理：

傳感頭和齒圈（轉(zhuǎn)子）兩部分組成。傳感器感應(yīng)線圈周圍的磁場發(fā)生強弱交替的變化，在感應(yīng)線圈中就會出現(xiàn)交變電壓。該交變電壓的大小和頻率與齒圈的轉(zhuǎn)速成正比。優(yōu)缺點：接近零的轉(zhuǎn)速無法檢測；工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，運用廣泛。第二十二頁，共42頁。三、霍爾效應(yīng)式輪速傳感器霍爾效應(yīng)，是指磁場作用于載流金屬導(dǎo)體、半導(dǎo)體中的載流子時，產(chǎn)生橫向電位差的物理現(xiàn)象。第二十三頁，共42頁。優(yōu)缺點：輸出的電壓信號的強弱不隨轉(zhuǎn)速的變化；不會出現(xiàn)高速時頻率響應(yīng)跟不上的問題；電壓信號的強弱不隨轉(zhuǎn)速的變化；幅值高，抗電磁波干擾能力強。穿過霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，從而產(chǎn)生霍爾電壓的變化，產(chǎn)生微伏級準正弦電壓。第二十四頁，共42頁。13.2ABS的工作原理

1、傳感器出入各種信號；2、ECU接受各種傳感器信號，經(jīng)過處理后，形成相應(yīng)的控制指令，給制動壓力調(diào)節(jié)器。

3、制動壓力調(diào)節(jié)器根據(jù)控制指令，對制動壓力進行調(diào)節(jié)。第二十五頁，共42頁。第三節(jié)制動壓力調(diào)節(jié)器（319）1、功用在制動時根據(jù)ABS電子控制單元（ECU）的控制指令，通過電磁閥的動作，自動調(diào)節(jié)制動輪缸的制動壓力，使車輪不被抱死，并處于理想滑移狀態(tài)。也就是說達到類似“點剎”的效果。那么“點剎”反應(yīng)在制動壓力的大小變化上，應(yīng)該是怎樣的？增壓、減壓、增壓、減壓……第二十六頁，共42頁。2、典型的制動壓力調(diào)節(jié)器（1）常規(guī)制動時，ABS不參與制動。進油閥開啟，出油閥關(guān)閉，制動主缸的制動液推入制動輪缸，產(chǎn)生制動力。（2）壓力保持時，ABS進入工作狀態(tài)。進油閥關(guān)閉，出油閥關(guān)閉。輪缸里的制動液處于不流動狀態(tài)，制動力保持?；窘M成包括：電磁閥、液壓泵、低壓儲液器第二十七頁，共42頁。（3）壓力減小時，ABS參與工作。進油閥關(guān)閉，出油閥打開，制動輪缸液體進入低壓儲液器，制動力減??；電動回油泵通電，將制動液泵回主缸。（4）壓力增高時，ABS進入工作狀態(tài)。進油閥打開，出油閥關(guān)閉，回油泵通電，制動主缸的液力進入制動輪缸，同時回油泵將低壓儲液器里的制動液泵到輪缸里，制動壓力增高。第二十八頁，共42頁。3、制動壓力調(diào)節(jié)器的分類(322)（1）動力源的不同：液壓式和氣壓式（2）與制動主缸的結(jié)構(gòu)關(guān)系：整體式和分離式（3）調(diào)壓方式的不同：循環(huán)式，可變?nèi)莘e式第二十九頁，共42頁。1、循環(huán)制動壓力調(diào)節(jié)器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第三十頁，共42頁。常規(guī)制動時，ABS不工作，電磁閥線圈中無電流通過，電磁閥柱塞處于較低位置，制動主缸與制動輪缸相通。制動主缸的液力直接進入制動輪缸，制動壓力升高。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（1）常規(guī)制動第三十一頁，共42頁。（2）保壓制動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ABS通過傳感器判斷滑移率已處于合適的范圍，就會保持制動壓力。ECU向電磁線圈輸入一個很小的電流，使電磁閥上升到中間位置。此時，制動主缸、制動輪缸、低壓儲液器相互分隔，輪缸中的制動力保持一定。第三十二頁，共42頁。（3）減壓制動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ECU向電磁線圈輸入一個最大的電流，使電磁閥上升到較高位置。此時，制動輪缸、低壓儲液器相互接通，制動輪缸中的制動液經(jīng)電磁閥流入儲液器，制動力下降。同時，回油泵開始工作，將流回儲液器的制動液加壓后輸送到主缸。制動踏板有“回彈”現(xiàn)象。ABS通過傳感器判斷車輪趨于抱死，就會減小制動壓力。第三十三頁，共42頁。（4）增壓制動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第三十四頁，共42頁。第三十五頁，共42頁。2、可變?nèi)莘e式制動壓力調(diào)節(jié)器在汽車原有制動系統(tǒng)基礎(chǔ)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：電磁閥無電流，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回油泵傳感器輪缸ECU儲能器第三十六頁，共42頁。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(guān)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(cè)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回油泵傳感器輪缸ECU儲能器第三十七頁，共42頁。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(cè)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回油泵傳感器輪缸ECU儲能器第三十八頁，共42頁。2、可變?nèi)莘e式制動壓力調(diào)節(jié)器增壓(常規(guī)制動)：電磁閥無電流，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回油泵傳感器輪缸ECU儲能器第三十九頁，