ABS制动防抱死系统及其液压控制.ppt

汽车液压与液力传动,Vehicle hydraulic drive Technology,教师：陈泽宇,,东北大学专业课, Part seven ,制动防抱死系统及其液压控制技术 Anti-lock Braking System and its hydraulic system,ABS的组成与工作原理,ABS制动力调节控制阀, Contents ,制动防抱死系统概述,ABS液压控制回路,ABS/ASR液压控制回路,第7章 制动防抱死系统及其液压控制技术,7.1 制动防抱死系统概述,ABS的作用与意义,制动防抱死系统（Anti-locked Braking System，ABS）是一种防止汽车紧急制动时车轮被抱死滑移的一种汽车辅助安全装置。,驱动防滑控制系统（Acceleration Slip Regulation ，ASR）,TCS- Traction Control System,Electronic Stability Program, ESP 车身电子稳定系统,第7章 制动防抱死系统及其液压控制技术,7.1 制动防抱死系统概述,ABS的作用与意义,制动防抱死系统（Anti-locked Braking System，ABS）是一种防止汽车紧急制动时车轮被抱死滑移的一种汽车辅助安全装置。,如果制动过程中车轮抱死 ？,阻力系数降低，使制动距离增加,如果前轮抱死，汽车会失去转向能力,如果后轮抱死，汽车会失去稳定性，容易发生侧滑,第7章 制动防抱死液压系统,7.1 制动防抱死系统概述,ABS的作用与意义,制动防抱死系统（Anti-locked Braking System，ABS）是一种防止汽车紧急制动时车轮被抱死滑移的一种汽车辅助安全装置。,ABS的作用,充分利用轮胎和地面的附着系数，从而缩短制动距离。,确保前轮不会丧失转向能力,避免后轮侧滑,减少汽车制动时轮胎的磨损,如果制动过程中车轮抱死 ？,第7章 制动防抱死系统及其液压控制,7.1 制动防抱死系统概述,ABS的诞生与发展,英国人霍纳摩尔1920年研制发明并申请专利；,德国博世(Bosch)公司于1936年申请一项电液控制的ABS装置专利,促进了制动防抱死系统在汽车上的应用；,第7章 制动防抱死液压系统,7.1 制动防抱死系统概述,ABS的诞生与发展,20世纪40年代末，ABS成为了飞机的标准配备装置；,福特汽车公司于1954年在林肯车上装用法国航空公司的ABS装置；1969 年福特使用了真空助力的ABS制动器。,亨利福特 Henry. Ford 18631947,20世纪50年代，ABS正式进入汽车领域；,第7章 制动防抱死液压系统,7.1 制动防抱死系统概述,ABS的诞生与发展,博世公司与奔驰公司于1978年合作研制出三通道四轮带有数字式控制器的ABS系统，并批量装于奔驰轿车上。,20世纪80年代中期以后，借助于电子控制技术的进步，ABS的更为灵敏、成本更低、安装更方便、价格也更易被中小型家用轿车所接受，ABS的市场占有率迅速上升。,第7章 制动防抱死液压系统,7.1 制动防抱死系统概述,ABS的分类,控制通道 能够独立进行制动压力调节的制动管路。,四通道ABS系统,三通道ABS系统,二通道ABS系统,单通道ABS系统,高选择方式控制,低选择方式控制,同时控制,选择方式,第7章 制动防抱死液压系统,7.2 ABS的组成与基本工作原理,ABS的系统组成,图7-1 ABS防抱死制动系统组成图,ABS系统通常由车轮速度传感器、制动压力调节器、制动主缸、制动轮缸和电控单元ECU等组成。,第7章 制动防抱死液压系统,7.2 ABS的组成与基本工作原理,实时地检测车轮的转速，将转速转化为一个电压脉冲信号，发送给ECU单元。,图7-2 轮速传感器结构原理图,ABS基本工作原理,轮速传感器,第7章 制动防抱死液压系统,7.2 ABS的组成与基本工作原理,ABS基本工作原理,图7-3 ABS系统基本工作流程,控制器ECU根据轮速传感器信号，判断车轮转动状态，控制电磁阀动作，使系统升压、保压或减压将滑转率保持在20%左右区域。,第7章 制动防抱死液压系统,7.2 ABS的组成与工作原理,ABS基本控制策略,图7-4 博世ABS控制策略,ECU根据轮速信息计算车速、滑动率、车轮加速度等。,ABS控制策略在ECU中运行。,控制电磁阀电流改变油路,第7章 制动防抱死液压系统,7.3 ABS制动力调节控制阀,限压阀,当前、后制动管路压力p1和p2由零同步增长到一定值后，即自动将后制动管路中的压力值限定不变。,图7-5 限压阀结构图,1-阀盖；2-阀门；3-活塞；4-密封圈； 5-弹簧；6-阀体；,当p1较低时，阀口保持开启，p2=p1,工作原理,当p1增大到一定程度（ps）时，压缩弹簧 使阀口关闭，p2不再随p1继续增大,特性曲线,第7章 制动防抱死液压系统,7.3 ABS制动力调节控制阀,比例阀,当前后制动管路压力与同步增长到一定值后，使后轮管路压力的增量小于前轮管路压力的增量。,1-阀；2-活塞；3-弹簧,图7-6 比例阀结构图,工作原理,由于有效面积差，p2与p1同步增长的同时，产生下压力克服弹簧力。,之后，p2与p1不再同步增长，而是满足如下关系：,第7章 制动防抱死液压系统,7.3 ABS制动力调节控制阀,比例阀,当前后制动管路压力与同步增长到一定值后，使后轮管路压力的增量小于前轮管路压力的增量。,1-阀；2-活塞；3-弹簧,图7-6 比例阀结构图,工作原理,特性曲线,第7章 制动防抱死液压系统,7.3 ABS制动力调节控制阀,感载阀,根据不同的装载质量而改变制动力分配关系特性曲线。,图7-7 感载阀结构图,a. 感载限压阀,b. 感载比例阀,通过载荷控制弹簧力，改变ps,感载限压阀 感载比例阀,第7章 制动防抱死液压系统,7.3 ABS制动力调节控制阀,电磁阀, 配合ECU的指令改变油路方向，从而调节制动压力。,三位三通电磁阀,图7-8 三位三通电磁阀示意图,第7章 制动防抱死液压系统,7.3 ABS制动力调节控制阀,电磁阀, 配合ECU的指令改变油路方向，从而调节制动压力。,三位三通电磁阀,图7-8 三位三通电磁阀示意图,第7章 制动防抱死液压系统,7.3 ABS制动力调节控制阀,电磁阀, 配合ECU的指令改变油路方向，从而调节制动压力。,三位三通电磁阀,图7-9 二位二通电磁阀示意图,二位二通电磁阀,1顶杆；2壳体；3限压阀；4球阀；5复位弹簧,第7章 制动防抱死液压系统,7.4 ABS液压控制回路,循环式制动压力控制回路,图7-10 ABS防抱死制动控制回路,ABS增压状态,电磁阀不通电，ABS不工作，回油泵也不工作，进入常规制动阶段,第7章 制动防抱死液压系统,7.4 ABS液压控制回路,循环式制动压力控制回路,图7-10 ABS防抱死制动控制回路,ABS增压状态,ABS保压状态,电磁阀通较小的电流，电磁阀处于保压位置。,第7章 制动防抱死液压系统,7.4 ABS液压控制回路,循环式制动压力控制回路,图7-10 ABS防抱死制动控制回路,电磁阀通较大的电流，电磁阀处于减压位置。,ABS增压状态,ABS保压状态,ABS减压状态,第7章 制动防抱死液压系统,7.4 ABS液压控制回路,循环式制动压力控制回路,图7-11 三通道ABS防抱死制动控制回路,第7章 制动防抱死液压系统,7.4 ABS液压控制回路,2位2通阀循环式制动压力控制回路,常开阀断电：ON 常闭阀断电：OFF,图7-12 2位2通电磁阀ABS系统原理图,常规制动阶段,ABS不起作用，油压正常升压,第7章 制动防抱死液压系统,7.4 ABS液压控制回路,2位2通阀循环式制动压力控制回路,图7-12 2位2通电磁阀ABS系统原理图,保压制动阶段,常开阀通电：OFF 常闭阀断电：OFF,两个阀均关闭，油压保持不变,第7章 制动防抱死液压系统,7.4 ABS液压控制回路,2位2通阀循环式制动压力控制回路,图7-12 2位2通电磁阀ABS系统原理图,减压制动阶段,常开阀通电：OFF 常闭阀通电：ON,进口关闭，出口打开，油压卸荷减压,第7章 制动防抱死液压系统,7.4 ABS液压控制回路,2位2通阀循环式制动压力控制回路,图7-13 2位2通电磁阀ABS系统回路图,完整油路图,第7章 制动防抱死液压系统,7.4 ABS液压控制回路,容积式制动压力调节器回路,ABS增压状态,电磁阀无电流，柱塞左移，控制活塞在弹簧作用下左移顶开单向阀。,图7-14 容积式ABS压力调节器原理图,第7章 制动防抱死液压系统,7.4 ABS液压控制回路,容积式制动压力调节器回路,ABS增压状态,ABS减压状态,控制活塞在压力油作用下右移，轮缸侧容积增大，制动压力减小。,图7-14 容积式ABS压力调节器原理图,第7章 制动防抱死液压系统,7.4 ABS液压控制回路,容积式制动压力调节器回路,ABS增压状态,ABS减压状态,ABS保压状态,控制活塞保持在某一位置，轮缸侧的容积不发生变化。,图7-14 容积式ABS压力调节器原理图,第7章 制动防抱死液压系统,7.5 ABS/ASR液压控制回路,驱动防滑控制ASR,驱动防滑控制系统(Acceleration Slip Regulation,ASR)，用来对驱动轮的滑转率进行控制。,提高汽车起步、加速的牵引力 提高在溜滑路面行驶的行驶稳定性,ASR基本概念,第7章 制动防抱死液压系统,7.5 ABS/ASR液压控制回路,ASR控制方式,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。,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。,辅助节气门控制 燃油喷射量控制 延迟点火控制,驱动轮制动控制,第7章 制动防抱死液压系统,7.5 ABS/ASR液压控制回路,ASR控制方式,LSD能对差速器锁止装置进行控制，当驱动轮单边滑转，使非滑转车轮还有正常的驱动力。