1、第十五章 ABS,本章內容,ABS結構,3,第一節(jié) 概述,一、ABS理論基礎 制動評價指標 制動效能 制動效能恒定性 制動方向穩(wěn)定性,滑移率 S=(VV)/V100% =(Vr.)/V100%,二、傳統(tǒng)制動系統(tǒng)存在的問題 縱向附著系數低，制動距離長 橫向防側滑能力差，制動穩(wěn)定性差 易抱死，輪胎磨損加劇 三、ABS的作用 縮短制動距離 增加汽車制動時的穩(wěn)定性 改善輪胎的磨損 使用方便、操作性好,四、ABS的發(fā)展 最早應用于飛機、鐵路機車：1908年J.E.FRANCIS設計，1936年BOSCH取得專利。 1945年，美國開發(fā)了用于噴氣式飛機的ABS 1948年，Westinghouse Air

2、 Brake開發(fā)了用于鐵路機車的ABS；Hydro Aire公司開發(fā)的ABS裝于B-47上。 50年代后期至1960年，Good Year和Hydro Aire公司開發(fā)出了ABS系統(tǒng)。 1954年，福特公司將法航機用ABS裝在林肯車上，失敗。,1957年，福特與Kelsey Hayes公司聯(lián)合開發(fā)ABS系統(tǒng)，1968年獲得成功。 1958年，Dunlop公司開發(fā)出了載貨車用Maxaret ABS。 1960年，Harry Ferguson Research公司改進了Maxaret ABS，1965年投入生產。 1978年，發(fā)展高峰。,五、ABS的分類 按功能和布置形式不同 后輪ABS 四輪AB

3、S 按系統(tǒng)控制方案 軸控式（一同控制，分低選控制和高選控制） 輪控式 混合式 按組成結構不同 整體式：制動主缸、液壓調節(jié)器和各控制閥制成一體 分體式,按控制通道和傳感器數不同分 單通道式 雙通道式 三通道式 四通道式,控制通道 （壓力調節(jié)器）,輪速傳感器,雙通道ABS多用于制動管路對角布置的汽車上，兩前輪獨立控制，制動液通過比例閥(P閥)按一定比例減壓后傳給對角后輪。 對于采用此控制方式的前輪驅動汽車，如果在緊急制動時離合器沒有及時分離，前輪在制動壓力較小時就趨于抱死，而此時后輪的制動力還遠未達到其附著力的水平，汽車的制動力會顯著減小。而對于采用此控制方式的后輪驅動汽車，如果將比例閥調整到正常

4、制動情況下前輪趨于抱死時，后輪的制動力接近其附著力，則緊急制動時由于離合器往往難以及時分離，導致后輪抱死，使汽車喪失方向穩(wěn)定性。,二通道四傳感器/前輪獨立控制方式,三通道三傳感器/前獨-后低選控制方式,由于三通道ABS對兩后輪進行一同控制，對于后輪驅動的汽車可以在變速器或主減速器中只設置一個轉速傳感器來檢測兩后輪的平均轉速。,三通道四傳感器/前獨-后低選控制方式,緊急制動時，前軸載荷會增加很多。 對前輪制動壓力進行獨立控制，可充分利用兩前輪的附著力對汽車進行制動，有利于縮短制動距離，并且汽車的方向穩(wěn)定性卻得到很大改善。,四通道四傳感器/前獨-后選控制方式,雖然在通往四個制動輪缸的制動管路中各設

5、置一個制動壓力調節(jié)分裝置，但兩個后制動壓力調節(jié)分裝置卻是由電子控制裝置一同控制的，實際上仍是三通道ABS,四通道四傳感器/四輪獨立控制,可以最大程度地利用每個車輪的附著力進行制動，制動效能最好。但 兩側車輪的附著系數不相等的路面上制動時，由于同一軸上的制動力不相等，使得汽車產生較大的偏轉力矩而產生制動跑偏。因此，ABS通常不對四個車輪進行獨立的制動壓力調節(jié)。,第二節(jié) ABS的結和原理,一、ABS控制原理,二、ABS控制方式 以車輪滑移率為控制參數 以車輪角加、減速度為控制參數 以車輪角減速度和滑移率為控制參數 不同的路況，最佳滑移率不同；緊急制動時，角速度達到門限時，滑移率也差別很大。單用一種

6、參數無法適用不同狀況。 通常采用車輪角加速度、角減速度和滑移率作為控制參數?；坡室话銥檩o助門限。,三、ABS控制過程 高附著系數路面制動控制過程 1階段：增壓至-a 2階段：-a,but SS1，減壓 4階段：-a；保持，加速 5：+A，增壓，加速度下降 6：+A，保持至+a 7：+a, 增壓、保持快速轉換 S在理想值附近波動，減速 8：-a，下一循環(huán)。,滑移率門限S1,低附著路面控制過程 制動壓力較低，加速時間長，控制策略不同于前 車速低于20，減速度太小，以滑移率門限作為主要控制參數 制動中路況突變的控制過程 高附著系數突變到低附著系數時，由高滑移率門限S2來判斷，進行相應的控制。,四、

7、ABS結構,一、輪速傳感器,1、磁感應式 作用：測出車輪的轉速，并將信號送到ECU。 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。,電磁式車輪傳感器的缺點是： 其輸出信號隨車速的變化而變化； 其響應過慢； 抗電磁波干擾能力差。,安裝方式,2、霍爾效應式 優(yōu)點： 輸出信號幅值不受轉速影響； 頻率響應高； 抗電磁干擾能力強。,二、G傳感器,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。 擺型：擺動板（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)生器產生通或斷的脈沖信號。ECU根據通、斷變換的速率就能計算出加速度來。

8、應變儀型：當汽車制動時，懸架減速度產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、ABS電控單元,ABS的控制軟件一般由防滑控制和安全檢查保證兩部分組成。主循環(huán)是相隔一定時間就循環(huán)一次，其功能主要是對各模塊和子程序進行初始化，對控制標志進行重新設置，對地址和參數進行確認。安全保障 主要是對系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行監(jiān)視并作出檢測和診斷，當發(fā)現(xiàn)存在影響系統(tǒng)正常工作的故障時，作出相應的響應。 模式選擇 根據汽車的參考速度、車輪速度以及系統(tǒng)的故障決定是否進入ABS工作狀態(tài)。分析子程序 將計算的車輪運動特性與參考車速比較決定如何調

9、用電磁閥的控制命令，門限值的設定、控制邏輯的選擇都是在此模塊中實現(xiàn)。,制動壓力調節(jié)裝置,根據制動壓力裝置與制動助力器的結構關系，分為分離式、組合式和整體式。 液壓調節(jié)裝置含有電機驅動的回流泵、儲壓器、阻尼室、節(jié)流閥和兩位液壓電磁閥（2/2電磁閥）?；亓鞅茫夯亓鞅脤⒅苿臃直弥信懦龅闹苿右罕没氐街苿涌偙?。 儲壓器：儲壓器為在減壓過程中大量回流的制動液提供暫時的儲存所。 阻尼器：阻尼器及其下游的節(jié)流裝置能減少返回到制動總泵中的液壓脈沖幅值，使噪聲減少。,電磁閥 電磁閥控制三種狀態(tài)：加 壓：進油閥開，出油閥關減 壓：進油閥關，出油閥開保 壓：進油閥關，出油閥關,（1）開始制動階段（系統(tǒng)油壓建立）,循環(huán)

10、流動式,開始制動時，駕駛員踩制動踏板，制動壓力由制動主缸產生，經常開的不帶電壓的進油閥作用到車輪制動輪缸上，此時，不帶電壓的出油閥依然關閉，ABS沒參與控制，整個過程和常規(guī)液壓制動系統(tǒng)相同，制動壓力不斷上升。,系統(tǒng)油壓建立過程 電控單元發(fā)出的信號,進油電磁閥 出油電磁閥 電動液壓泵,不通電 不通電 不通電 (打開) (關閉) (不運轉),（2）油壓保持階段,當駕駛員繼續(xù)踩制動踏板，油壓繼續(xù)升高到車輪出現(xiàn)抱死趨勢時，ABS電子控制單元發(fā)出指令使進油閥通電并關閉閥門，出油閥依然不帶電壓保持關閉，系統(tǒng)油壓保持不變。,電控單元發(fā)出的信號,進油電磁閥 出油電磁閥 電動液壓泵,不通電 不通電 不通電 (打

11、開) (關閉) (不運轉),通電 不通電 不通電 (關閉) (關閉) (不運轉),（3）油壓降低階段,若制動壓力保持不變，車輪有抱死趨勢時，ABS電子控制單元給出油閥通電打開出油閥，系統(tǒng)油壓通過低壓儲液罐降低油壓，此時進油閥繼續(xù)通電保持關閉狀態(tài)、有抱死趨勢的車輪被釋放，車輪轉速開始上升。與此同時，液壓泵開始起動，將制動液由低壓儲液罐送至制動主缸。,常規(guī)制動,泵電機,ABS執(zhí)行器: 常規(guī)制動時的3位電磁閥和泵電機工作狀態(tài),壓力降低時的工作示意圖,泵電機,ABS執(zhí)行器:壓力降低時的3位電磁閥和泵電機的工作狀態(tài),壓力保持時的工作示意圖,制動總缸,ABS ECU,單向閥 1,單向閥 2,單向閥 3,回

12、位彈簧,A 孔關閉,B 孔關閉,2 A,12 V,C 孔,泵電機,ABS執(zhí)行器: 壓力保持時的3位電磁閥和泵電機的工作狀態(tài),壓力升高時的工作示意圖,制動總缸,ABS ECU,單向閥 1,單向閥 2,單向閥 3,回位彈簧,A 孔打開,B 孔關閉,0 A,12 V,C 孔,泵電機,壓力升高時的3位電磁閥和泵電機的工作狀態(tài),2、可變容積式 （1）液壓控制可變容積調壓方式：在汽車原有制動系統(tǒng)管路中增加一套液壓控制裝置，用于改變制動管路容積，實現(xiàn)增壓保壓減壓的循環(huán)調節(jié)。這種制動壓力調節(jié)系統(tǒng)的控制液壓油路和ABS控制的制動液油路是相互隔開的。,調壓缸結構原理,活塞,控制彈簧,單向閥,控制液壓通口,制動總泵

13、通口,制動分泵通口,調壓缸,輸入 電磁閥,輸出 電磁閥,儲能器通口,儲液罐通口,調壓缸通口,組合電磁閥結構原理,輸入電磁閥： 。,平時常閉，通電打開,平時常開，通電關閉,常規(guī)制動：輸入電磁閥斷電關閉，輸出電磁閥斷電打開。調壓缸活塞在彈簧作用下上移，將單向閥頂開。 制動分泵壓力，將隨制動踏板力的增大而增大。,減壓：ECU對兩個電磁閥同時供電，輸入電磁閥打開，輸出電磁閥關閉，高壓控制液經輸入電磁閥流向調壓活塞缸，活塞下移，容積增大，制動分泵制動壓力減小。,保壓：輸入電磁閥斷電關閉，輸出電磁閥通電關閉。調壓缸活塞位置保持不變，制動分泵制動液壓力不變。,增壓：輸入電磁閥斷電關閉，輸出電磁閥斷電打開泄壓。調壓缸活塞在彈簧作用下上移，容積減小，制動分泵制動液壓力增大。,液壓控制可變容積調壓方式實例本田車系ABS,組合電磁閥,調壓缸,制動總泵,制動輪,ECU,壓 力開關,增壓泵,儲能器,第四節(jié) 其他先進的制動系統(tǒng),電子控制助力器 全電子制動系統(tǒng) 智能制動控制系統(tǒng),電子控制助力器,電子控制助力器是自動施加制動力的一種制動系統(tǒng)。自動制動力