第一章电控防抱死制动系统

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章电控防抱死制动系统（,ABS,）,第一节 概述,一、,ABS,的理论基础,二、,ABS,产生及在汽车上的应用,三、,ABS,优点及分类,一、,ABS,理论基础,1,、制动性能评价指标,（,1,）制动效能：汽车在行驶中，强制减速以至停车,的能力称为制动效能。,制动距离、制动时间、制动减速度,（,2,）制动方向稳定性：汽车在制动时仍能按指定方,向的轨迹行驶，即不发生跑偏、侧滑、以及失去转,向能力称为制动时的方向稳定性。,车速,车轮旋转角速度,惯性力矩,制动阻力矩,车轮法向载荷,地面法向反力,车轴对车轮的推力,地面制动力,车轮半径,车轮切向速度，简称轮速,2,、制动时车轮受力分析,（,1,）制动器制动力,F,制动蹄与制动鼓（盘）压,紧时形成的摩擦力矩,M,通过,车轮作用于地面的切向力。,（,2,）,地面制动力,Fx,制动时地面对车轮的切向反作用力。,（,3,）附着力,F,地面对轮胎切向反作用力的极限值。,附着力取决于轮胎与路面之间的摩擦作用及路面的抗剪强度。,地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系,3,、滑移率的定义,（,1,）制动过程中轮胎的三种状态,路面印痕与胎面花纹基本一致。,车速,V =,轮速,V,路面印痕可以辨认出轮胎花纹，但花纹逐渐模糊。,车速,V,轮速,V,路面印痕粗黑。,轮速,V,= 0,（,2,）滑移率,S,定义：,S=(V,V)/V,100%,=(V,r.)/V,100%,4,、附着系数,与滑移率,s,的关系,s,20%,为制动稳定区域；,s,20%,为制动非稳定区域； 将车轮滑移率,s,控制在,20%,左右，便可获取最大,的纵向附着系数和,较大的横向附着系,数，是最理想的控制效果。,二、,ABS,产生及在汽车上的应用,1,、功能,ABS,功用是控制实际制动过程接近于理想制动过程。,2,、产生,（,1,）最早应用于飞机、铁路机车：,1908,年,J.E.FRANCIS,设,计，,1936,年,BOSCH,取得专利。,（,2,）,1945,年，美国开发了用于喷气式飞机的,ABS,。,（,3,）,1948,年，,Westinghouse Air Brake,开发了用于铁路机,车的,ABS,；,Hydro,Aire,公司开发的,ABS,装于,B-47,上。,（,4,）,50,年代后期至,1960,年，,Good Year,和,Hydro,Aire,公司开,发出了,ABS,系统。,3,、在汽车上的应用,（,1,）,1954,年，福特公司将法航机用,ABS,装在林肯车上，失败。,（,2,）,1957,年，福特与,Kelsey Hayes,公司联合开发,ABS,系统，,1968,年获得成功。,（,3,）,1958,年，,Dunlop,公司开发出了载货车用,Maxaret,ABS,。,（,4,）,1960,年，,Harry Ferguson Research,公司改进了,Maxaret,ABS,，,1965,年投入生产。,（,5,）,1978,年，发展高峰。,三、,ABS,优点及分类,1,、优点,（,1,）缩短制动距离,（,2,）增加汽车制动时的稳定性,（,3,）改善轮胎的磨损,（,4,）使用方便、工作可靠,2,、分类,（,1,）,BOSCH,（,2,）,TEVES,（,3,）,DELCO,（,4,）,BENDIX,第二节,ABS,组成及布置形式,一、,ABS,组成及原理,二、,ABS,布置形式,一、,ABS,组成及原理,1,、组成,传感器,车速传感器、加速度传感器,ECU,执行机构,制动压力调节器,2,、原理,由轮速传感器测得与车轮转速成正比的交流信号，送入,电子控制器，由其中的运算单元计算出车轮速度、滑移率、,车轮减速度，经控制单元加以分析后，给压力调节器发出制,动压力控制指令。,ECU,中还有监控单元，对,ABS,其他部件功能,进行监测，发现异常时报警，恢复至常规制动状态。,ABS,由传感器、电子控制元件（,ECU,）和执行器三部分组成。,组成元件,功用,传感器,车速传感器,检测车速，给,ECU,提供车速信号，用于滑移率控制方式,轮速传感器,检测轮速，给,ECU,提供轮速信号，各种控制方式均采用,减速度传感器（,G,传感器）,检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面，只用于四轮驱动控制系统,执行器,制动压力,调节器,接受,ECU,的指令，通过电磁阀的动作，控制制动系统压力的增加、保持或降低,ABS,警告灯,ABS,系统出现故障时，,ECU,将其点亮，发出报警，并可由其闪烁读取故障码,ECU,接受车速、轮速、减速度等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮减速度、加速度，并将这些信号加以分析、判断、放大，由输出级输出控制指令，控制各种执行器工作,ABS,系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路称,为控制通道。,如果对某车轮的制动压力可以进行单独调节，这种控制,方式称为,独立控制,；如果对两个,(,或两个以上,),车轮的制动压,力一同进行调节，则称这种控制方式为,一同控制,。在两个车,轮的制动压力进行一同控制时，如果以保证附着力较大的车,轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这种控制方,式为按高选原则一同控制；如果以保证附着力较小的车轮不,发生制动抱死为原则进行制动压力调节，则称这种控制方式,为按低选原则一同控制。,二、,ABS,布置形式,一、桑塔纳,GSi,戴维斯,MK20,I,系统,1,、特点,（,1,）采用模块式结构设计，将液压控制单元（储液器、,电动回液泵、电磁阀）与电子控制单元集成于一体，使其结,构更加紧凑。 （,2,）电磁阀线圈设置于控制单元内部，节省连接导线。,采用大功率集成电路直接驱动电磁阀及回液泵电机，省去了,电磁阀继电器。,（,3,）电子控制单元内部设有故障存储器，随车带有故障,诊断接口，借助诊断仪调取故障码可以很方便地进行故障诊,断。 （,4,）,MK20,I ABS,采用四传感器、三通道控制系统，其,控制原则是对两前轮进行独立控制，对两后轮按低选原则一,同控制。,2,、主要组成与结构,（,1,）轮速传感器 桑塔纳,2000Gsi,轿车上装用四个磁感应轮速传感器，每,个轮速传感器均由传感器头和齿圈组成。 前轮轮速传感器齿圈（,43,个凸齿）镶嵌在制动盘后，随,制动盘一同旋转，传感器头安装在转向节上。 后轮轮速传感器齿圈（,43,个凸齿）安装在轮毂上，随轮,毂一同旋转，传感器头则安装在固定支架上。,（,2,）控制模块,控制模块由液压控制单元和电子控制单元组成。 液压控制单元由储液器、电动回液泵、电磁阀等组成。 电子控制单元,ECU,中具有两个完全相同的微处理器，它,们按照同样的程序对输入信号进行计算处理，并将最终结果,进行比较，一旦发现最终结果不一致，即判定自身存在故,障，它会自动关闭,ABS,，,同时将仪表板上的,ABS,警告灯点亮。,（,3,）故障警示灯 在仪表板及仪表板附加部件上装有两个故障警示灯，一,个是,ABS,警示灯（,K47,），,另一个是制动装置警示灯（,K118,）。,打开点火开关后,ABS,警示灯亮约,2S,熄灭，说明自检结束的,同时已启动,ABS,。,若,ABS,警示灯常亮，说明,ABS,出现故障。,3,、液压控制系统,二、,ASR,系统,1,、,ASR,系统的理论基础,汽车驱动防滑控制,（,Anti Slip,Reguliation,）,系统简称,ASR,，,是应用于车轮,防滑的电子控制系统。,汽车打滑是指汽车车轮,的滑转，车轮的滑转率又称,滑移率。,2,、,ASR,系统与,ABS,系统的比较,ASR,和,ABS,都是控制车轮和路面的滑移率，以使车轮与地,面的附着力不下降，因此两系统采用的是相同的技术，它们,密切相关，常结合在一起使用，共享许多电子组件和共同的,系统部件来控制车轮的运动，构成行驶安全系统。,ASR,系统与,ABS,系统的不同主要在于：,（,1,）,ABS,系统是防止制动时车轮抱死滑移，提高制动效,果，确保制动安全；,ASR,系统（,TRC,）,则是防止驱动车轮原地,不动而不停的滑转，提高汽车起步、加速及滑溜路面行驶时,的牵引力，确保行驶稳定性。,（,2,）,ABS,系统对所有车轮起作用，控制其滑移率；而,ASR,系统只对驱动车轮起制动控制作用。,（,3,）,ABS,是在制动时，车轮出现抱死情况下起控制作,用，在车速很低（小于,8km/h,）,时不起作用；而,ASR,系统则是,在整个行驶过程中都工作，在车轮出现滑转时起作用，当车,速很高（,80,120 km/h,）,时不起作用。,3,、汽车防滑转电子控制系统常用控制方式,（,1,）发动机输出功率控制：,在汽车起步、加速时，,ASR,控制器输出控制信号，控制,发动机输出功率，以抑制驱动轮滑转。常用方法有：辅助节,气门控制、燃油喷射量控制和延迟点火控制。,（,2,）驱动轮制动控制：,直接对发生空转的驱动轮加以制动，反映时间最短。普,遍采用,ASR,与,ABS,组合的液压控制系统，,（,3,）同时控制发动机输出功率和驱动轮制动力：,控制信号同时起动,ASR,制动压力调节器和辅助节气门调,节器，在对驱动车轮施加制动力的同时减小发动机的输出功,率，以达到理想的控制效果。,（,4,）防滑差速锁（,LSD),控制：,LSD,能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从,0%,100%,。当驱动轮单边滑转时，控制器输出控制信号，使差速,锁和制动压力调节器动作，控制车轮的滑移率。这时非滑转,车轮还有正常的驱动力，从而提高汽车在滑溜路面的起步、,加速能力及行驶方向的稳定性。,在差速器向驱动轮输出驱动力的输出端，设置一个离合,器，通过调节作用在离合器片上的液压压力，便可调节差速,器的锁止程度。,（,5,）差速锁与发动机输出功率综合控制：,差速锁制动控制与发动机输出功率综合控制相结合的控,制系统可根据发动机的状况和车轮滑转的实际情况采取相应,的控制达到最理想的控制效果。,4,、,ASR,的基本组成原理：,（,1,）组成,ECU,：,ASR,电控单元,执行器：制动压力调节器 节气门驱动装置,传感器：车轮轮速传感器 节气门开度传感器,（,2,）原理：,车速传感器将行驶汽车驱动车轮转速及非驱动车轮转速,转变为电信号，输送给电控单元,ECU,。,ECU,根据车速传感器的,信号计算驱动车轮的滑移率，若滑移率超限，控制器再综合,考虑节气门开度信号、发动机转速信号、转向信号等因素确,定控制方式，输出控制信号，使相应的执行器动作，使驱动,车轮的滑移率控制在目标范围之内。,5,、单独方式的,ASR,制动压力调节器,单独方式的,ASR,制动压力调节器,与,ABS,制动压力调节器在结构上各自分开。,ASR ECU,通过电磁阀的控制实现对驱动轮制动力的控制。,正常制动时,ASR,不起作用，电磁阀不通电，阀在左位，,调压缸的活塞被回位弹簧推至右边极限位置。,起步或加速时若驱动轮出现滑转需要实施制动时，,ASR,使电磁阀通电，阀至右位，蓄压器中的制动液推活塞左移。,压力保持过程：此时电磁阀半通电，阀在中位，调压缸与,储液室和蓄压器都隔断，于是活塞保持原位不动，制动压,力保持不变。,压力降低过程：此时电磁阀断电，阀回左位，使调压腔右腔与蓄压器隔断而与储液室接通，于是调压缸右腔压力下降，制动压力下降。,6,、组合方式的,ASR,制动压力调节器,ASR,不起作用时，电磁阀,不通电，,ABS,起制动作用并,通过电磁阀,和电磁阀,来调节制动压力。,驱动轮滑转时，,ASR,控制器使电磁阀,通电，阀移至右,位，电磁阀,和电磁阀,不通电，阀仍在左位，于是，蓄,压器的压力油通入驱动轮制动泵，制动压力增大。,需要保持驱动轮制动压力时，,ASR,控制器使电磁阀,半,通电，阀至中位，隔断蓄压器及制动总泵的通路，驱动轮,制动分泵压力保持不变。,需要减小驱动轮制动压力时，,ASR,控制器使电磁阀,和,电磁阀,通电，阀移至右位，接通驱动车轮制动分泵与储,液室的通道，制动压力下降。,7,、丰田车系防抱死制动与驱动防滑,三、,EBD,装置,汽车在制动时，四只轮胎附着的地面条件往往不一样。,比如，有时左前轮和右后轮附着在干燥的水泥地面上，而右,前轮和左后轮却附着在水中或泥水中，这种情况会导致在汽,车制动时四只轮子与地面的磨擦力不一样，制动时容易造成,打滑、倾斜和车辆侧翻事故。,EBD,用高速计算机在汽车制动,的瞬间，分别对四只轮胎附着的不同地面进行感应、计算，,得出不同的磨擦力数值，使四只轮胎的制动装置根据不同的,情况用不同的方式和力量制动，并在运动中不断高速调整，,从而保证车辆的平稳、安全。由于,EBD,造价昂贵，在国外也只配备在较高档的新款汽,车中。广州本田奥德赛多功能轿车、海南马自达普力马小,MPV,和菲亚特派力奥轿车就装备了,EBD,，这在国内是极其罕见,的。,