汽车电子防抱死制动系统 结构原理ppt课件.ppt

2020 1 29 1 第八章汽车电子防抱死制动系统 主讲 高云 2 2020 1 29 第一节概述 3 2020 1 29 一 ABS的理论基础 1 汽车的制动性汽车在行驶过程中 强制地减速以至停车且维持行驶方向稳定性的能力称为汽车的制动性 评价制动性能的指标主要有 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 4 2020 1 29 即汽车以一定的初速度制动到停车所产生的 制动距离 制动时间 制动减速度 5 2020 1 29 2 制动时的方向稳定性 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 车轮抱死时汽车的运行情况 6 2020 1 29 2 汽车制动时车轮受力分析 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 7 2020 1 29 1 制动器制动力 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 F 2 地面制动力制动时地面对车轮的切向反作用力 FX 8 2020 1 29 3 地面制动力FX 制动器制动力F 及附着力F 之间的关系 附着力 地面对轮胎切向反作用力的极限值F 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 9 2020 1 29 地面制动力 制动器制动力及附着力之间的关系 10 2020 1 29 3 硬路面上附着系数 与滑移率s的关系 观察车轮的三种运动状态 11 2020 1 29 1 制动过程中车轮的三种运动状态第一阶段 纯滚动 路面印痕与胎面花纹基本一致车速V 轮速V 12 2020 1 29 第二阶段 边滚边滑 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 13 2020 1 29 第三阶段 抱死拖滑 路面印痕粗黑 轮速V 0观察车轮的三种运动状态 14 2020 1 29 若需增大Fx 必须增大F F 取决于附着系数 又受滑移率s的影响 2 滑移率S定义 s V V V 100 V r V 100 15 2020 1 29 3 附着系数 与滑移率s的关系 16 2020 1 29 分析结论 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 17 2020 1 29 4 理想的制动控制过程 1 制动开始时 让制动压力迅速增大 使S上升至20 所需时间最短 以便获取最短的制动距离和方向稳定性 制动过程中 当S上升稍大于20 时 对制动轮迅速而适当降低制动压力 使S迅速下降到20 当S下降稍小于20 时 对制动轮迅速而适当增大制动压力 使S迅速上升到20 18 2020 1 29 结论 车轮在制动过程中 以5 10次 秒的频率进行增压 保压 减压的不断切换 使s稳定在20 是最理想的制动控制过程 5 ABS的功用ABS的功用是控制实际制动过程接近于理想制动过程 19 2020 1 29 ABS的发展 20 2020 1 29 当今世界汽车业正处于技术大变革 产业大调整时代 这一时代的主题是汽车的安全 节能 环保 而贯穿这一时代的主线是汽车的电子化 电气化 电脑化 ABS 汽车主被动安全技术的核心 汽车电子是现代汽车技术发展的最主要驱动力 无论是燃油汽车 燃气汽车 还是电动汽车 智能汽车 汽车电子都是它们的共性关键技术 汽车工业是使用微处理器最多的工业 汽车电子占整车成本的比例在90年代已达到25 30 未来将达到30 50 汽车电子的发展有力促进了信息产业的发展 21 2020 1 29 汽车的主动安全包括 防抱死制动 制动力分配 牵引力控制 动力转向控制 悬架控制 车身动态稳定控制 胎压控制 自适应巡航控制等 22 2020 1 29 汽车的被动安全控制包括 碰撞后保留有足够的生存空间 减少二次碰撞造成的伤害 防止成员被抛出车外 乘员撞后出逃被救 预防碰撞火灾 碰撞吸能前保险杆 2020 1 29 23 汽车防抱制动系统ABS基本单元 R 24 2020 1 29 25 2020 1 29 BOSCHABS EBD TCS ESP集成系统 26 2020 1 29 高实时性要求制动响应要快毫秒级响应 波音747客机1000km h飞行 33 s飞过9mm 高控制精度要求动力性 经济性 排放 安全性直接受控制精度影响高可靠性要求温度变化范围 40 125 200km h高速移动和剧烈震动DC DC变换器 电机带来的强烈电磁干扰低成本 高产量要求市场对价格的敏感性 适合大批量生产 汽车ABS制动系统的难点 N 27 2020 1 29 1 第一阶段 1965 1980 部件层次分立式半导体元件开始用于ABS部件的开发 2 第二阶段 1980 1995 子系统层次采用微处理器及单片机用来完成信息的检测和处理 使得控制系统具有了数字化和智能化的特征 典型的防抱死制动系统有BOSCH5 3BENDIX9 10等 ABS系统发展的三个阶段 28 2020 1 29 3 第三阶段 1995 集成网络化层次采用先进的微电子技术 车载网络技术 集成智能功率器件 智能传感器 大容量EEPROM或者FLASHROM 专用集成电路等 形成了车上的分布式 网络化的主被动安全控制系统 Brake by Wire 整个车被联成一个多ECU 多节点的有机的整体 使得其安全性能也更加完善 29 2020 1 29 汽车电子系统发展趋势 功能多样化 从最初的单一制动发展到如今的各种控制功能 如自动巡航 自动启停 自动避撞等 技术一体化 从最初的机电部件松散组合到如今的机液电磁一体化 系统集成化 从最初的单一控制发展到如今的多变量多目标综合协调控制 如动力总成综合控制与集成安全联合控制系统等 通讯网络化 从初期的多子系统分别工作到如今的分布式模块化控制器局部网络 如以CAN总线为基础的整车信息共享的分布式控制系统 N 30 2020 1 29 ABS优点 无ABS演示一 31 2020 1 29 有ABS演示 32 2020 1 29 有无ABS在高速公路上追尾避让演示 33 2020 1 29 汽车上为什么要装备ABS 1 增加了汽车制动时的方向稳定性2 改善了汽车制动时的转向操纵能力3 缩短制动距离4 减少轮胎磨损 34 2020 1 29 ABS的分类 组成与系统功能 分类1 按控制参数不同分类2 按结构不同分类3 按布置形式分类4 按生产厂家分类5 按控制通道分类 35 2020 1 29 1 以车轮滑移率为控制参数根据车速和车速传感器的信号计算车轮的滑移率作为控制制动力的依据 S高于设定值 ECU就会输出减小制动力信号 并通过制动压力调节器减小制动压力 S低于设定值时 ECU就会输出增大制动力信号 并通过制动压力调节器增大制动压力 控制滑移率在设定的范围内 已有用多普勒雷达测量车速的ABS 1 按控制参数不同分类 36 2020 1 29 2 以车轮角加速度为控制参数ECU根据车轮的车速传感器信号计算车轮的角加速度作为控制制动力的依据 ECU中设置合理的角加速度 角减速度门限值 制动时 当车轮角减速度达到门限值时 ECU输出减小制动力信号 当车轮转速升高至角加速度门限值 ECU输出增加制动力信号 37 2020 1 29 按制动压力调节器的结构不同分类机械柱塞式ABS电磁阀式ABS 38 2020 1 29 按功能和布置形式不同分类后轮ABS四轮ABS 39 2020 1 29 按生产厂家分类ABS德国波许 戴维斯ABS美国邦迪克斯ABS美国达克ABS日本OEMABS 40 2020 1 29 按通道数目分类四通道ABS三通道ABS二通道ABS一通道ABS 41 2020 1 29 本节应掌握的主要内容 汽车制动时车轮受力分析 地面制动力 制动器制动力及附着力之间的关系 硬路面上附着系数 与滑移率s的关系 ABS的功用 ABS的基本组成 ABS的控制参数 返回目录 42 2020 1 29 第二节ABS制动防抱死系统 ABS的组成和工作原理ABS的传感器结构原理ABS的执行机构结构原理ABS的工作过程分析 43 2020 1 29 一 ABS的工作原理和组成 轮速传感器 电子控制单元 液压调节器 磁铁线圈齿圈 电磁阀液压泵 1 组成 44 2020 1 29 ABS的工作原理和组成 2 工作原理 轮速传感器 电子控制器 执行机构 监测车轮状态 运算后向执行机构发出指令 增加制动压力保持制动压力降低制动压力 45 2020 1 29 传统制动系统工作原理 46 2020 1 29 ABS是在传统制动基础上 又增设如下装置 车轮轮速传感器 电子控制单元ECU 制动压力调节器 ABS警告灯 47 2020 1 29 48 2020 1 29 ABS的组成 ABS由传感器 控制单元和液压控制单元组成 49 2020 1 29 二 ABS的控制方式 ABS制动系统按照控制通道的控制方式可分为独立控制 低选控制 高选控制和修正的独立控制四种 50 2020 1 29 独立控制 根据各个车轮速度传感器的信号来分别独立控制每个车轮制动分缸的制动力大小的方法称为独立控制 51 2020 1 29 独立控制方式能使每个车轮都能达到最大的附着系数利用率 进而得到最佳制动效能 但在左右车轮处于不同附着系数的路面制动时 由于左右车轮上产生的不同制动力导致附加的横摆力矩 使得汽车失去稳定性 所以这种控制方式的优点是制动距离短 缺点是汽车在制动时的操纵性和制动稳定性较差 这种控制方式主要用于车辆的驱动轴和主要承载轴 即轿车的前轴和中重型车的后轴 52 2020 1 29 低选控制 当同一车桥上的两个车轮用同一个液压控制通道进行制动力控制时 两车轮制动力相等 根据两车轮中地面附着系数较低的一侧车轮状况来控制左右两个车轮的制动力的方法称为低选控制 53 2020 1 29 这种控制方式不能充分利用附着系数 使得制动距离加长 但消除或减少了附加的横摆力矩 稳定性和操纵性较好 在左右两车轮地面附着系数相等时 制动距离与独立控制相等 在左右车轮附着系数不等时 制动距离略长 但制动时的稳定性得到改善 这种控制方式一般用于轿车的后轴 54 2020 1 29 高选控制 当同一车桥上的两个车轮用同一个液压控制通道进行制动力控制时 两车轮制动力相等 根据两车轮中地面附着系数较高的一侧车轮状况来控制左右两个车轮的制动力的方法称为高选控制 这种控制方式能够充分利用附着系数 使得制动距离短 但附加的横摆力矩使得稳定性和操纵性较差 在左右两车轮地面附着系数相等时 制动距离与独立控制和低选控制相等 在左右车轮附着系数不等时 制动距离比低选控制短 但制动时的稳定性变差 这种控制方式一般用于轿车的前轴 55 2020 1 29 低附着系数路面 高附着系数路面 左轮 右轮 控制电脑 制动液高压 制动液高压 56 2020 1 29 修正的独立控制 同一车桥的左右两个车轮分别用两个独立的控制通道控制 但其附着系数低的一侧按独立控制的原则 而附着系数高的一侧则按照与低的一侧高出一定比例且低于最大附着系数利用率的控制原则进行控制或高附着系数一侧车轮的制动压力延迟一段时间进行控制的方法称为修正的独立控制 这种方法适用于左右两侧附着系数不同的路面上制动 因为低选控制制动距离长 稳定性好 而独立控制或高选控制制动距离短 稳定性差 因而修改的独立控制方式综合了独立控制和低选控制的各自优点 以求得到较短的制动距离和较好的制动稳定性 这种方式主要用于载重车和轿车的前轴上 57 2020 1 29 58 2020 1 29 ABS制动系统按照控制通道的数量可分为单通道 双通道 三通道和四通道四种 另外 制动主缸的双制动管路形式可分为前后管路和对角管路两种 按照车轮转速传感器的数量可分为单传感器 双传感器 三传感器和四传感器四种 59 2020 1 29 四通道ABS系统 四通道ABS系统一般为四通道 四传感器 有前后和对角两种管路布置形式 四通道ABS系统可以较好地实现防抱制动系统的优点 但是系统成本较高 60 2020 1 29 四通道 四传感器前后管路ABS制动系统 四通道前轴车轮独立控制以期望获得较短的制动距离 因为轿车在紧急制动时重量向前移 通常前轮的制动力约占整车的70 80 左右 因而前轮独立控制有利于充分利用地面的附着性能并提高制动效能 61 2020 1 29 四通道 四传感器对角管路ABS制动系统 后轴两轮即可采用低选控制也可采用独立控制 当采用低选控制时 前后布置的管路系统就有一个控制阀是多余的 所以这种四通道系统在一般情况下 后轴也是按独立方式控制的 仅在左右两轮附着系数不同时才从独立控制转为低选控制方式 62 2020 1 29 三通道ABS系统 三通道ABS系统有三通道四传感器和三传感器两种 四传感器用于前后和对角布置的管路系统 三传感器仅用于前后布置的管路系统 63 2020 1 29 三通道 四传感器前后管路ABS制动系统 前轴两车轮采用独立控制或修正的独立控制方式 在左右两轮附着系数不同时 长轴距 高重心的轿车 由于车辆的响应较慢 司机有充足的时间来调整方向控制 抵消产生的附加横摆力矩 所以一般前轴的独立控制能够满足要求 而对轴距短 重心低的轿车由于响应快 可能来不及调整方向消除附加横摆力矩 故前轮采用修正的独立控制方式 使高附着系数一侧车轮延时压力建立 64 2020 1 29 三通道 三传感器前后管路ABS制动系统 一般三通道ABS系统能够满足制动距离短和制动稳定性好的要求 同时它与四通道相比减少了一个传感器和控制阀 降低了成本 故实际应用中采用三通道的ABS系统占大多数 但它的制动距离在某些工况下可能比四通道ABS系统略长一些 65 2020 1 29 双通道ABS系统 双通道ABS系统有四传感器 三传感器和双传感器三种 对于前后布置的管路系统三种都有 而对于对角布置的管路系统只有四传感器和双传感器两种 双通道前后管路布置的ABS系统其两个前轮可以采用高选控制方式 这样可以得到较短的制动距离 但制动稳定性差 特别是在左右两车轮附着系数不同时 将产生附加横摆力矩 方向很难控制 66 2020 1 29 双通道 四传感器对角管路ABS制动系统 对角布置的管路系统 前轮采用独立控制 由于对角布置 其后轮则随前轮一同控制 通过前后轮制动力分配比例的合理设计 可以保证同时控制前后车轮制动时后轮不致抱死 这种ABS系统的制动距离及稳定性都比四通道和三通道ABS系统差 但成本要低 67 2020 1 29 三 ABS传感器结构原理 前轮转速传感器后轮转速传感器转速传感器内部结构 68 2020 1 29 二 ABS主要部件结构及工作 一 轮速传感器 1 作用 2 组成 检测车轮转速 产生与轮速成正比的正弦交流信号 经整形 放大转变成数字信号送给ECU 用于对制动压力调节器实施控制 传感器一般采用磁感应式 69 2020 1 29 传感器头 静止 永久磁铁 感应线圈 极轴 齿圈 转动 凸齿数40 100不等 传感器头与齿圈间隙 0 6 0 7mm 齿圈 轮毂 制动盘 传感器头 转向节 制动底板 70 2020 1 29 工作原理齿圈随车轮转动 凸齿和齿隙不断交替在极轴下掠过 使铁心磁通发生变化在感应线圈中产生交变信号电压 频率 f 30 6000Hz 电压幅值 U 1 15V 71 2020 1 29 前轮转速传感器 5前制动盘6前轮转速传感器脉冲轮7前轮转速传感器 72 2020 1 29 后轮转速传感器及其位置 1后轮制动器底板2后轮制动鼓3后轮转速传感器4后轮转速传感器脉冲轮 73 2020 1 29 轮速传感器头的结构 传感器由电磁感应式传感头和磁性齿圈组成 传感头由永久磁芯和感应线圈组成 齿圈由铁磁性材料制成 1导线2永久磁铁3传感器壳4感应线圈5磁铁6转子齿圈 74 2020 1 29 当齿圈旋转时 齿顶与齿隙轮流交替对向磁芯 当齿圈转到齿顶与传感头磁芯相对时 传感头磁芯与齿圈之间的间隙最小 由永久磁芯产生的磁力线就容易通过齿圈 感应线圈周围的磁场就强 而当齿圈转动到齿隙与传感磁芯相对时 传感头磁芯与齿圈之间的间隙最大 由永久磁芯产生的磁力线就不容易通过齿圈 感应线圈周围的磁场就弱 此时 磁通迅速交替变化 在感应线圈中就会产生交变电压 交变电压的频率将随车轮转速成正比例变化 电子控制单元可以通过转速传感器输入的电压脉冲频率进行处理来确定车轮的转速 汽车的参考速度等 75 2020 1 29 76 2020 1 29 四 ABS的控制系统结构原理 ABS控制单元与液压控制单元总成ABS电气和制动管路布置图ABS的指示灯 77 2020 1 29 控制系统主要由ABS电子控制系统和ABS液压控制系统两大部分组成 电子控制系统的主要传感器为车速传感器 主要执行器为电磁控制阀 78 2020 1 29 ABSECU 组成 硬件 软件 输入电路计算电路输出电路安全保护电路故障自诊断 功用 接收传感器信号及制动信号 控制执行器工作 79 2020 1 29 ABS的控制单元 11 ABS控制单元12 电磁线圈管26 自诊断接口 80 2020 1 29 控制原理 2020 1 29 81 可编辑 82 2020 1 29 ABS控制单元与液压控制单元总成 11ABS控制单元13液压泵电动机14带低压储液器的ABS液压单元18 23制动油路接口24内置式柱塞泵25电线插口 83 2020 1 29 电子控制单元是ABS系统的控制中心 它实际上是一个微型计算机 所以又常称为ABS ECU 电脑 ABSECU由输入电路 数字控制器 输出电路和警告电路组成 主要任务是连续监测接受4个车轮转速传感器送来的脉冲信号 并进行测量比较 分析放大和判别处理 计算出车轮转速 车轮减速度以及制动滑移率 再进行逻辑比较分析4个车轮的制动情况 一旦判断出车轮将要抱死 它立刻进入防抱死控制状态 通过电子控制单元向液压单元发出指令 以控制制动轮缸油路上电磁阀的通断和液压泵的工作来调节制动压力 防止车轮抱死 84 2020 1 29 ABSECU还不断地对自身工作进行监控 由于ABSECU中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处理 并将其产生的中间结果与最终结果进行比较 一且发现结果不一致 即判定自身存在故障 它会自动关闭ABS系统 此外ABSECU还不断监视ABS系统中其他部件的工作情况 一旦ABS系统出现故障 如车轮速度信号消失 液压压力降低等 ABSECU会发出指令而关闭ABS系统 并使常规制动系统工作 同时将故障信息存储记忆 并将仪表板上的ABS故障灯点亮 向驾驶员发出警示信号 此时应及时检查修理 85 2020 1 29 低压储液罐与电动液压泵合为一体装于液压控制单元上 低压储油罐的作用是用于暂时存储从轮缸中流出的制动液 以缓和制动液从制动轮缸中流出时产生的脉动 电动液压泵的作用是将在制动压力阶段流入低压储液罐中的制动液及时送至制动主缸 同时在施加压力阶段 从低压储液罐中吸取剩余制动力 泵入制动循环系统 给液压系统以压力支持 增加制动效能 电动液压泵的运转是由电子控制单元控制的 液压控制单元 N55 阀体内包括8个电磁阀 每个回路各一对 其中一个是常开进油阀 一个是常闭出油阀 它在制动主缸 制动轮缸和回油路之间建立联系 实现压力升高 压力保持和压力降低的功能 防止车轮抱死 86 2020 1 29 三 制动压力调节器 液压 1 作用根据ECU控制指令 通过电磁阀的动作对车轮制动器压力实施自动调节 以使车轮滑移率保持在最佳范围内 2 调压方式 流通式 循环式 结构简单控制方便被广泛采用 87 2020 1 29 变容积式 组成 调压缸 电磁阀 单向阀 电机等 德尔科ABS 88 2020 1 29 3 制动压力调节器组成 组成 电磁阀 储液器 电动回液泵 89 2020 1 29 电磁控制阀 电磁控制阀是电子控制系统和液压控制系统的中间连接元件 它既是电子控制系统的执行元件 同时又是液压控制系统的开关元件 它的作用是将电脑发出的控制命令转变为液压控制油路的切换动作 进而实现对制动轮缸的液压控制 完成对车轮的常规 保压 减压和增压制动 最终达到控制车轮制动力防止车轮滑转和抱死的目的 90 2020 1 29 电磁控制阀常见的有三位三通阀和两位两通阀等两种形式 它们的结构和工作原理也各不相同 91 2020 1 29 电磁阀 三位三通电磁阀由博世公司生产 应用于博世ABS中 作用 接收ECU指令 通过控制阀门的切换 调节制动分泵压力 完成增压 保压和减压 型式 三位三通电磁阀二位二通电磁阀 三位三通电磁阀结构 线圈 铁心 衔铁套筒 软硬弹簧 进液口回 92 2020 1 29 常开式两位两通电磁阀在电磁线圈不通电时 阀门在弹簧的作用下位于下方 进油口与出油口相通 油路接通 93 2020 1 29 在电磁线圈通电时 阀门被磁力吸向上方 进油口与出油口切断 油路不通 94 2020 1 29 二位二通电磁阀 二位二通常闭电磁阀 二位二通常开电磁阀 二者配合工作 完成增压 保压 减压的控制过程 95 2020 1 29 三位三通电磁阀有三个状态 电磁阀线圈不通电时 电磁阀内柱塞处于最底端 电磁控制阀处于 位 此时主缸与轮缸的油路相通 液压控制可以处在常规制动和增压制动两个状态 96 2020 1 29 电磁阀线圈通过一个小电流时 电磁阀内柱塞处于中间位置 电磁控制阀处于 位 此时主缸与轮缸以及储液器的油路各不相通 液压控制处在保压制动状态 97 2020 1 29 当电磁阀线圈通过一个大电流时 电磁阀内柱塞处于最高位置 电磁控制阀处于 位 此时轮缸与储液器相通 液压控制处在减压制动状态 98 2020 1 29 2 蓄压器与电动回液泵 蓄压器 接纳ABS减压过程中 从制动分泵回流的制动液 电动回液泵 将从制动分泵回流的制动液泵回电磁阀进液口 返回目录 99 2020 1 29 ABS布置图 这是一个四通道的ABS系统包括制动液管路和电器线路 100 2020 1 29 五 ABS执行机构的结构原理 ABS的指示灯ABS执行器件总成ABS电磁阀结构原理 101 2020 1 29 ABS的指示灯 ABS警告指示灯闪亮时指示系统故障 制动警告灯 缺少制动液时亮 102 2020 1 29 ABS系统在仪表板及仪表板附加部件上装有两个故障警告灯 一个是ABS警告灯 K47 另一个是制动装置警告灯 K118 两个故障警告灯正常点亮的情况是 当点火开关打开起动至自检结束 大约2s 在拉紧驻车制动装置时警告灯 K118 点亮 如果上述情况灯不亮 说明故障警告灯本身或线路有故障 如果ABS故障灯常亮 说明ABS系统出现故障 如果制动装置警告灯常亮 说明制动液缺乏 103 2020 1 29 ABS的执行器件总成 1电动液压泵的作用是迅速回油2ABS液压单元带低压储液器3电磁阀控制各管路压力 104 2020 1 29 波许ABS2S型电磁阀结构原理 三位三通阀它受ECU的控制 105 2020 1 29 压力增加时的工作状态压力保持时的工作状态压力降低时的工作状态三位三通阀的工作过程 六 ABS的工作过程 106 2020 1 29 1 初始制动压力增加阶段 9低压储液器10吸入缸11液压泵12压力阀13制动主缸14真空助力器15进油阀16出油阀17制动器18车速传感器与脉冲轮19车轮 107 2020 1 29 初始制动阶段 出油阀关闭 进油阀打开制动管路压力升高车轮此时转速下降 但并未抱死 108 2020 1 29 2 压力保持阶段工作状态 注 红色为高压油黄色为低压油此时出油阀和进油阀都关闭 109 2020 1 29 ABS的处于压力保持阶段 车轮转速 管路压力 车轮转速继续下降管路压力保持不变 避免更大的减速度 110 2020 1 29 3 压力降低阶段工作状态 注 红色为高压油黄色为低压油 1 此时进油阀关闭 出油阀打开2 蓄压器建立一定的压力3 回油泵开始工作 111 2020 1 29 ABS的工作效果指示图 车轮转速 管路压力 1 压力降低 车速下降 2 管路保持一定的压力 112 2020 1 29 4 压力再次升高阶段 1 此时轮速传感器测定车轮转速又变快2 电磁阀接到控制单元信号后 进油阀打开 出油阀关闭 113 2020 1 29 ABS的工作过程指示图 制动压力再次增加 车速再次下降 周而复始 车轮转速 管路压力 114 2020 1 29 ABS的压力对比图 压力保持压力降低压力增加 施压阶段 115 2020 1 29 ABS的工作过程 1 电磁阀的动作是关键2 回忆各个部件的功能3 当ABS系统发生故障时 制动系统仍能工作 116 2020 1 29 ABS的执行器件 13液压泵电动机14带低压储液器的ABS液压单元15电磁阀 117 2020 1 29 ABS执行机构工作图 1转速传感器2轮制动缸3液压调节器3a电磁阀3b蓄压器3c回油泵4制动主缸5电子控器 118 2020 1 29 三位三通电磁阀的增压工作状态 1 此时电磁线圈无电流 2 出油阀在弹力作用下关闭 进油阀打开 3 如果ABS电路出现故障 也是这个工作状态 119 2020 1 29 三位三通电磁阀的保压工作状态 1此时电磁线圈通过小电流 衔铁动作 2 出油阀和进油阀都关闭 120 2020 1 29 三位三通电磁阀的减压工作状态 1 控制单元送给电磁线圈大电流 衔铁继续上2 进油阀依然关闭 出油阀打开 3 回油泵工作 把轮缸中的液压油迅速泵回主缸 121 2020 1 29 第三节ABS应用实例 ABS型式各异 以下二个方面相同 2 ABS都具有自诊断功能 一但发生影响系统正常工作的故障时 ABS自动关闭 同时ABS警告灯点亮 传统制动仍可正常工作 1 ABS工作车速必须达到一定值后 才会对制动过程中趋于抱死车轮进行制动防抱死控制调节 122 2020 1 29 一 博世ABS 电磁阀 三位三通电磁阀 控制方式 两前轮独立控制 两后轮按低选原则一同控制 调压方式 流通式 制动压力调节器 分离式且独立安装 1 结构特点 123 2020 1 29 2 制动压力调节过程 1 制动压力增大过程 124 2020 1 29 踏下制动踏板 由于电磁阀的进液阀开启 回液阀关闭 各电磁阀将制动总泵与各制动分泵之间的通路接通 制动总泵中的制动液将通过各电磁阀的进出液口进入各制动分泵 各制动分泵的制动液压力将随着制动总泵输出制动液压力的升高而升高 增压 125 2020 1 29 2 制动压力保持过程 126 2020 1 29 当某车轮制动中 滑移率接近于20 时 ECU输出指令 控制电磁阀线圈通过较小电流 约2A 使电磁阀的进液阀关闭 回液阀仍关闭 保证该控制通道中的制动分泵制动压力保持不变 保压 127 2020 1 29 3 制动压力减小过程 128 2020 1 29 当某车轮制动中 滑移率大于20 时 ECU输出指令 控制电磁阀线圈通过较大电流 约5A 使电磁阀的进液阀关闭回液阀开启 制动分泵中的制动液将通过回液阀流入储液器 使制动压力减小 减压 与此同时 ECU控制电动泵通电运转 将流入储液器的制动液泵回到制动总泵出液口 129 2020 1 29 3 电子控制系统控制过程 130 2020 1 29 控制过程 1 打开点火开关 ECU进入自检ABS保护继电器线圈通电 蓄电池电压 12V 经触点送至ECU端子1 触发自检 时间大约为3 5秒 自检中 ECU端子27 28均未搭铁 电动泵继电器 电磁阀继电器常开触点均不闭合 电动泵及电磁阀均不工作 131 2020 1 29 2 ABS警示灯亮 ABS警示灯亮后可能出现两种情况 灯亮3 5秒后熄灭 说明系统正常 灯亮3 5秒后不熄灭 说明系统有故障 ECU关闭ABS 汽车仅保持传统制动 电磁阀继电器线圈通电 铁芯产生吸力 常闭触点 30 87A 张开 ABS警示灯熄灭 常开触点 30 87 闭合 蓄电池电压作用在三个三位三通电磁阀线圈及ECU端子32 132 2020 1 29 4 制动防抱死调节过程制动中 各车轮滑移率均小于20 时 ECU端子2 35 18均开路 三个三位三通电磁阀线圈中均无电流通过 各制动分泵制动液压力将随制动总泵输出制动液压力的变化而变化 增压 制动中 某一车轮滑移率接近20 ECU对其相应的电磁阀线圈通电 2A 使其制动分泵制动液压力保持不变 保压 制动中 某一车轮滑移率大于20 ECU对其电磁阀线圈通电 5A 使其制动分泵制动液压力减小 减压 133 2020 1 29 134 2020 1 29 135 2020 1 29 二 戴维斯MK20 I型ABS 戴维斯MK20 IABS是戴维斯MKIIABS的换代产品 是目前世界上最新一代ABS产品 以桑塔纳2000Gsi轿车上装用的MK20 IABS为例说明其结构特点 136 2020 1 29 1 MK20 IABS结构特点 1 采用摸块式结构设计 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 137 2020 1 29 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 IABS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 其目的是在于制动过程中确保后轮不会先于前轮抱死 从而获得良好的制动稳定性 138 2020 1 29 二 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 139 2020 1 29 140 2020 1 29 141 2020 1 29 142 2020 1 29 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 143 2020 1 29 144 2020 1 29 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 三 液压控制系统桑塔纳2000Gsi轿车上采用的MK20 IABS液压控制系统为对角线双回路控制系统 145 2020 1 29 146 2020 1 29 返回目录 147 2020 1 29 桑塔纳2000MK20 1结构图 148 2020 1 29 桑塔纳2000Gsi型和捷达系列轿车采用的是美国ITT公司MK20 型ABS系统 是三通道的ABS调节回路 前轮单独调节 后轮则以两轮中地面附着系数低的一侧为依据统一调节 ABS系统主要由ABS控制器 包括电子控制单元 液压单元 液压泵等 四个车轮转速传感器 ABS故障警告灯 制动警告灯等组成 149 2020 1 29 车轮转速传感器的作用是将车轮的转速信号传给ABS电子控制单元 MK20 型ABS系统共有4个车轮转速传感器 前轮的齿圈 43齿 安装在传动轴上 转速传感器安装在转向节上 150 2020 1 29 后轮的齿圈 43齿 安装在后轮毂上 转速传感