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第二节ABS ASR系统ABS 防抱死制动系统 英文AntilockBrakingSystem的简称 ASR 驱动轮防滑转系统 英文AccelerationSlipRegulation的简称 TRAC TRC或TC 驱动控制 英文也称TractionControl 一 汽车ABS的发展 音频 1954年 福特公司开始将ABS应用于汽车上 1978年 BOSCH公司开始批量生产ABS装置 将模拟电路改为数字电路 1984年 TEVES推出使用微处理器整体式ABS系统 1990年 德科公司推出ABS 1995年 BOSCH公司推出ABS5 3型微型混合电路 1 制动时车辆的受力分析 Xb 地面制动力 Fb 制动器制动力 F 附着力 图b附着系数与曲线的控制轨迹 2 滑移率与附着系数滑移率S的定义如下 S Vc Vt Vc l00 式中 Vc 车轮中心速度 Vt 认为车轮的线速度 S 0 表示汽车在正常行驶车轮作纯滚动 S 100 表示汽车在车轮被完全抱死作纯滑动 0 S 100 表示车轮边滚动边滑动 所以滑移率S的大小 说明了车轮运动中滑动成分所占的比例 滑移率S越大 滑动成分越多 ABS把轮胎和路面间的摩擦系数控制在最佳范围内 A 高摩擦系数制动力特性曲线B 高摩擦系数侧向摩擦力特性曲线A 低摩擦系数制动力特性曲线B 低摩擦系数侧向摩擦力特性曲线 0 20 40 60 81 0 ABS操作范围 稳定不稳定 操作范围 摩擦系数 3 拐弯力驾驶员操纵转向盘使汽车转向行驶时 在轮胎上作用有来自路面的反作用力 其中与车辆前进方向垂直的分力 起向心力的作用 使汽车转弯 称之为拐弯力 当滑移率S 0时 侧向附着力达到最大 而当滑移率S 100 时 侧向附着力几乎为0 这时汽车的侧向转向力也几乎完全丧失 因而汽车就丧失了方向控制的能力 二 ABS系统的基本组成 视频 车轮转速传感器 轮速传感器 电控单元 ECU 执行器 制动压力调节器 ABS警告灯 制动防抱死系统的特点 1 改善制动效能 2 改善汽车制动时的方向操纵性能 3 改善汽车制动时的横向稳定性能 4 减小轮胎的局部磨损 5 减轻了驾驶员的劳动强度 提高了乘客的乘坐舒适性和安全性 6 使用方便 工作可靠 ABS系统的种类 1 机械液压式ABS一般来说 这种ABS只有压力调节器和压力感知元件 具有结构简单 安装方便 价格低的优点 但它没有将车轮的运动状态和路面的附着情况联系起来 难以适应不同的路面 因而制动效果不佳 这种结构在早期的车辆上用得比较多 2 电子控制式ABS目前广泛使用的是电子控制式ABS 它把车轮运动状态与路面附着情况紧密联系在一起 并对该运动状态加以及时 准确的调控 这种结构是现代ABS技术的主流 具有良好的使用性能 国产或进口的一些轿车普遍采用这种ABS ABS的控制方案 1 独立控制 也称单轮控制 是指独立调节各车轮的制动压力 2 一同控制 系指两个 或两个以上 车轮的制动压力是一同进行调节的 即施加相等的制动压力控制两个车轮的转动 3 混合控制 系指上述的各种方式自由组合使用 可形成ABS系统在车辆上的多种控制方案 目前使用较为广泛的控制方案是 采用对两前轮进行独立控制 对两后轮按低选原则一同控制的3通道4轮防抱死制动系统 其优点是汽车制动稳定性好 方向操纵灵活 有较高的附着系数利用率 特别是弯道行驶时制动性能优越 单通道制动防抱死系统 ABS的布置形式之一 控制通道 ABS系统能够独立进行制动压力调节的制动管路 双通道制动防抱死系统 ABS的布置形式之二 控制通道 ABS系统能够独立进行制动压力调节的制动管路 三通道制动防抱死系统 ABS的布置形式之三 控制通道 ABS系统能够独立进行制动压力调节的制动管路 四通道制动防抱死系统 ABS的布置形式之四 控制通道 ABS系统能够独立进行制动压力调节的制动管路 ABS系统的控制原理 1 控制方法ABS系统的控制效果主要取决于系统所采用的控制通道数和控制方法 目前绝大多数ABS系统都采用 逻辑门限值控制方法 ABS系统的防抱控制过程 主要有高附着系数路面控制和低附着系数路面控制两种 2 控制过程制动压力降低阶段 减压 制动压力保持阶段 保压 制动压力升高阶段 增压 图ABS的控制特性 ABS控制 常规模式 N O N C N O N C P HPA LPA OFF OFF OFF SOLENOIDVALVE PUMPMOTOR N O N C P M C F L R R N O N C N O N C P HPA LPA P M C F L R R ABS控制 保压模式 ON OFF OFF SOLENOIDVALVE PUMPMOTOR N O N C N O N C N O N C P HPA LPA P M C F L R R ABS控制 减压模式 ON ON SOLENOIDVALVE PUMPMOTOR N O N C ON N O N C N O N C P HPA LPA P M C F L R R ABS控制 增压模式 OFF OFF ON SOLENOIDVALVE PUMPMOTOR N O N C P 轮速传感器 其作用是检测车轮的速度 并将速度信号输入ECU中 传感头与齿圈间留有很小的空气间隙 通常只有0 5 1 0mm 轮速传感器 传感器 不动 齿圈 随轮胎转动 通过轴心轴承固定在底盘 传感器 齿圈 线圈 磁铁 轮速传感器 安装位置 差速器或变速器输出轴或各车轮轴上 1 转速传感器的安装方式 轴向安装 径向安装 WheelSpeedSensor 齿圈 线圈 磁铁 高速 低速 N S 最小电压0 15V 20F Hz MIN 轮速传感器 工作原理 轮速传感器都会产生一个正比于车轮的转动速度的电压信号 齿圈转动 齿圈与磁铁的间隙也交替变换 磁场也变化 在磁场近的线圈也就感应出交流电 线圈 磁铁 齿圈 间隙 电磁感应式转速传感器的工作原理 优点 结构简单 成本低 缺点 车速过低时 其输出的信号电压的幅值过小 ECU难以检测 且输出信号抗电磁波干扰的能力差 车速过高时传感器的频率响应性差 易产生误信号 轮速传感器 检测方法与项目 清洁 间隙 0 5 1mm 外围检测 线束检测 最小P P电压150mv以上时ABS工作 7Km h以下 轮速传感器波形 轮速传感器正常波形 20Km h ECU插头1 2 19 20 5 6 23 22号端子波形 轮速传感器正常波形 50Km h ECU插头1 2 19 20 5 6 23 22号端子波形 轮速传感器 项目 电阻 最小P P电压 齿数 空隙 Front 1100 50 150mV 47T 101mm 0 2 1 1mm Rear 1100 50 150mV 47T 64mm 0 2 1 1mm 案例描述 故障现象 行驶里程 27000km 车辆行驶过程中ABS故障灯常亮 用故障诊断仪 ELIT 删除后进行路试 不久ABS故障灯又亮 而且在制动时明显感到ABS系统不在工作 故障检修 1 故障诊断仪 ELIT 读取故障内容 显示右前车速传感器有故障 而其他有关数据及传感器均正常 确定是右前车速传感器出现故障 2 将右前车速传感器拆下 用万用表进行检查 其电路部分一切正常 对连线部分进行检查也正常 3 对车速传感器进行外观检查 发现在车速传感器周边有许多铁屑 将铁屑用工具清除干净 并重新安装上传感器 4 用故障诊断仪 ELIT 删除故障信息 5 对车辆进行路试 并用故障诊断仪 ELIT 进行参数测量 一切恢复正常 分析认为 是车辆在行驶时 路面上的铁屑被车轮带起 吸附在有磁性的右前车速传感器上 影响了其磁通量的变化 从而导致其工作不正常 传感器检测 电阻800 1500欧姆交流电压0 2 1V HZ解码器 数据流示波器 解码器数值流示例 正常 左前30km h右前30km h左后30km h右后30km h 解码器数值流示例 不正常 左前30km h右前50km h左后30km h右后30km h 轮速传感器正常波形 并联法 电脑 右后传感器 左后传感器 电脑 右后传感器 左后传感器 步骤 1 拆下有问题的传感器接头2 并联3 若原故障消失 说明右后传感器不良 执行器 ABS的执行器主要由制动压力调节器 ABS警告灯组成 制动压力调节器 1 作用是接受ECU的指令 通过电磁阀的动作来自动调节车轮制动器的制动压力 2 结构液压式制动压力调节器主要由电动泵 若干个电磁阀 储液器 蓄能器等元件组成 它串接在制动主缸与制动轮缸之间 3 制动压力调节器调压方式 循环调压方式 图 采用电磁阀来直接调节轮缸的制动压力 它在制动主缸与轮缸之间串联一个电磁阀 变容调压方式 图 通过电磁阀的控制来间接扣节轮缸的制动压力 它是在汽车原有制动管路上增加一套液压控制装置目的 进行防抱死制动压力调节 4 制动液压力调节装置布置形式 油压控制模块外观 油压控制模块外观 MC1次 MC2次 油压控制模块油管连接 电磁阀 图三位三通电磁阀的结构示意图 图三位三通电磁阀的工作情况 电磁阀 在压力调节器内部 电阻测量 进油电磁阀11 15欧泄露 图常规制动时 ABS系统不工作示意图 此时 A孔 打开B孔 关闭 图保压工况 ABS系统不工作示意图 此时 A孔 关闭B孔 关闭 图减压工况 ABS系统不工作示意图 此时 A孔 关闭B孔 打开 图加压工况 ABS系统不工作示意图 此时 A孔 打开B孔 关闭 1 ABS警告灯 3 2 H E F 4 P R N D 3 2 L 000000 000000 警告灯 指示灯 1 1 1 ABS警告灯控制 电磁阀 ECU电源 ABS警告灯接地 EBD警告灯接地 B IG电源 ABS继电器 驻车制动开关 ABS警告灯 EBD警告灯 ABS ABS的结构图 图ECU的结构示意图 ABS的工作特性 1 ABS只有在车速高于一定值时才起作用 低于此值ABS就会自动中止防抱调节 而回到传统制动系统状态 2 在制动过程中 只有当被控车轮趋于抱死时 ABS才会进行防抱调节 3 当汽车制动ABS参与工作时 驾驶员会感觉制动踏板有回弹行程 制动踏板的这种动作反馈是正常的 ABS的工作特性 4 在防抱制动循环中 制动压力调节器内的电磁阀循环开闭 会产生一定的工作噪声 5 具有传统制动系统的车辆紧急制动时 轮胎在路面上留下清晰的拖印 而ABS车辆在紧急制动时 只会留下轻轻的勉强可以看出的印痕 6 ABS系统具有故障自诊断功能 能对系统的工作情况进行监测 7 在ABS警告灯持续闪亮的情况下进行制动时 应注意控制好制动强度 以免因ABS系统失效而影响行车安全 液压总成的检测 电磁阀的检测 进油阀的检测 步骤 1 制动2 进油阀工作 人为通电 仪器 3 松制动4 正常 轮胎抱死 2 3 1 相关故障码 电磁阀线路不良或ABS电磁阀继电器线路不良 案例描述 ABS泵 ABS的故障现象仅为故障灯亮 而没有其它的现象 用车博士读故障码读故障码为01276 其意义为ABS泵故障 读数据流只能读出一组 即车速传感器的数值 并且不能清除故障码其CODING值为03604 故障灯有时亮 但是踩几脚刹车 然后就不亮了 没有故障码 但是在灯亮的时候显示的代码意思泵信号超出范围 大众车ABS系统常见故障 电动泵 故障描述经常读到电动泵信号超差 经清码 几天后故障重现 解决方案 更换液压总成 相关故障码 ABS泵 ABS液压泵线路不良 案例描述 电脑编程 帕萨特B5ABS总泵 4轮传感器全换了 ABS灯闪请问是什么故障 电脑编程 大众系统的ABS电脑在更换后要求对电脑进行CODING 编程 否则ABS故障指示灯会闪 具体步骤 1 记录 2 编码 3 验证 电脑编程 记录 6Q6909605AOFABS01000 Coding04505WSC12345 装上旧电脑A 输入03 代表防抱死系统 B 输入01 读取电脑版本号 仪器会如上图所示 C 记录CODING 如图示为04505 注 同一系列的CODING码是一样的 常见编码0450512343036040109102802 电脑编程 编程 装上新电脑A 输入03 代表防抱死系统 B 输入07 电脑编程 仪器会提示输通道号 你就输入刚才记录的那个号 如04505 电脑编程 验证 6Q6909605AOFABS01000 Coding04505WSC12345 A 输入03 代表防抱死系统 B 输入01 读取电脑版本号 仪器会如上图所示 C 若仪器显示的CODING数字与你输入的数字一样 说明编程成功 6Q6909605AOFABS01000 Coding00000WSC12345 编程成功 编程不成功 编码不成功的可能原因 电脑不良编码错误电脑错误仪器不支持线路不良 何时需要编程 新旧电脑的coding不一样 出现不明故障 ABS故障灯闪烁时 大众车系ABS系统排气程序 注意事项与排气条件注意事项 在基本设定里用001组到016组做完 017组部分排气结束 需要3个人协同操作 1人负责踩刹车 操作仪器 1人负责添加制动液 1人负责松紧螺栓排气 条件 进入ABS系统 清除所有故障记忆 确保ABS系统无故障存在才可以进行下面的操作 大众车系ABS系统排气程序 1选择基本设定功能04 输入001通道 03 04 001 a 按照提示 踩下制动踏板并且保持住 松开两前轮排气螺栓 b 踩下制动踏板10次 锁紧放气螺栓 2选择基本设定功能04 输入002通道 a 根据仪器显示操作 参照下面的英文解释 b 踩下制动踏板10次 锁紧放气螺栓 3输入003通道 重复a b步骤 16输入016通道 重复a b步骤17输入017通道 结束排气程序 大众车系ABS系统排气程序 只能按照001组到017组顺序递增操作中间不能跳越任一组操作 若感觉空气还没排干净行车15公里以后重复1 17步骤整个程序完成 大众车系ABS系统排气程序 仪器返回信息中英文对照 HOLD保持 踩下制动踏板并且保持住 千万不要放开又踩下去 SWOPEN松脚 就是不要踩啦 Depresspadalandhold踩下制动踏板并且保持PedalFR FLbledscrewOPEN松开前右 前左轮排气螺栓DepressPedal10X踩下制动踏板10次bleedscrewCLOSED锁紧放油螺栓Pleasewait 10secs 请等待10秒Partialbleedingended放气完成 常见故障现象判断 轮速传感器 车辆一起动 ABS灯就亮了 车辆经四轮保养 ABS灯就亮了 工作时机不对故障码表不准 太早工作太迟工作 正确工作时机在车速超过 20km h 对将抱死的车轮控制 紧急控制 案例描述 ABS工作时机不对 一 一汽出的红旗世纪星 才跑了两万三千公里ABS就出现问题 其故障现象是车速不超过10公里 轻点刹车踏板ABS就有反应 以前从没出现此现象 用解码器读取 故障码为左前轮车速传感器G46 偶发 消码后系统一切正常 但故障现象还是依旧 大众车ABS系统常见故障 轮速传感器 故障描述经常读到右后轮速传感器不良 经清码 几天后故障重现 用万用表测量 没有发现异常 解决方案 线接头传感器电脑编程电脑不良干扰 火咀 六 防滑转控制系统1 滑转率的概念滑转率 驱动轮速度 车身速度 驱动轮速度 100 2 驱动控制 就是通过控制驱动轮驱动时的滑转率 通常控制丸在8 15 的范围内 使驱动轮获得充足驱动力的同时 又保持车辆行驶的方向稳定性 ASR系统的控制方式 有2种 1 发动机输出功率控制发动机输出功率控制是最早应用的驱动防滑转控制方式 即控制发动机的输出功率来调节传递到驱动轮上的转矩 从而调节驱动轮的滑转率 可采用的控制方法有 1 节气门开度调节 即是指在发动机原节气门的基础上 串联一个副节气门 由系统的执行机构控制其开度 这种方式工作比较平稳 容易与其他控制方式配合使用 图 2 喷油量的减少或切断控制 3 减小点火提前角的控制 2 驱动轮制动控制驱动轮制动控制是在发生滑转的驱动轮上施加制动力矩来控制滑转率 它一般要与调节发动机输出功率的方法结合起来应用 否则 控制过程中就可能发生制动力矩与发动机输出转矩之间出现平衡现象 而导致无意义的功率消耗 这种控制方式响应最迅速 但为了保证制动过程中的乘坐舒适性 制动力不能升高过快 ASR系统的控制原理 ASR系统的结构 图 ASR系统的主要部件有车轮转速传感器 电了控制单元 ECU 制动压力调节器 以及发动机副节气门 辅助节气门 执行元件与ASR制动执行元件 此外 还增设了ASR系统选择开关 关闭开关 ASR关闭指示灯 ASR警告灯等 ASR的工作过程 图 1 加压工况2 保压工况3 减压工况 ASR系统的功能 1 能有效地提高车辆在各种路面上的附着能力 从而改善起步和加速性能 2 能提高车辆行驶的稳定性和乘坐的舒适性 3 能减少轮胎的磨损与发动机的功率消耗 ASR系统的工作特性 1 ASR系统在进行防滑控制过程中 如果驾驶员踩下制动踏板进行制动 ASR将会自动退出防滑控制 而不影响汽车的正常制动 2 ASR通常只在一定车速范围内进行防滑控制 当车速达到一定值以后 ASR会自动退出防滑控制 3 ASR系统可由驾驶员通过ASR选择开关对系统是否进入工作状态进行选择 如果通过ASR选择开关关闭了ASR系统