ABS-ESP底盘部分制动及牵引力控制

一汽-大众汽车有限公司,特许经销商技术培训系列教程-底盘部分/制动及牵引力控制,制动及牵引力控制系统,常规制动系统,制动防抱死（ABS）系统,ABS系统的功能扩展,Mark20I与Mark20I/E,Bora的ABS系统-Mark60,车辆电子稳定程序ESP,什么是ABS?汽车防抱死制动系统,Antilockblockiersystem,现代的轿车制动系统一般由串联式制动主缸形成的双回路制动系统。,这样，可以保证车辆在一个回路失灵时，依靠另一个回路仍能使车辆停下来。保证行车安全，但制动距离会增加。,传统的制动装置,当车轮抱死滑移时，车轮与路面间的侧向附着力将完全消失，刹车距离会很长；如果只是前轮（转向轮）抱死滑移而后轮还在滚动，汽车将失去转向能力；如果只是后轮抱死滑移而前轮还在滚动，即使受到不大的侧向干扰力，汽车也将产生侧滑（甩尾）现象。这些都极易造成严重的交通事故！此外，车轮抱死会导致轮胎严重磨损,制动力与侧向力的关系,制动力,侧向力,合力,伽玛圆,制动力,牵引力,附着力,侧向力,我们认识一下Kamm摩擦圆。摩擦圆的半径定义为轮胎和路面间的附着力。即，附着力越低，半径越小。附着力越大，半径越大。根据力的合成，由侧向力S,制动力或牵引力B形成合力G.只要合力G位于摩擦圆内，车辆即处于稳定状态，反之，车辆将不受控。,制动力和侧向力的合力在摩擦圆内，车辆具有转向能力。制动力增加，侧向力将降低。制动力等于附着力，车轮抱死。由于附着力全部用于制动，没有侧向力，车辆处于不受控状态。,增加了制动时的方向稳定性，制动时仍具有转向能力。在多数情况下可以缩短路面制动距离。改善了轮胎的磨损状况，延长其寿命。,ABS系统的作用,为什么ABS会起到上述的作用？,刹车时车轮因何会抱死?,制动力大于路面的附着力时车轮抱死,刹车时车轮抱死会怎样?,车轮打滑,因此汽车在制动时不希望车轮制动到抱死滑移，而是希望车轮制动到边滚边滑的状态。,为了充分发挥轮胎与路面间的附着力的作用，现代汽车上装备了防抱死制动系统，简称：ABS。,电子控制单元电控系统的核心控制元件实际上是一个微机接收来自传感器的信号完成对这些信息的处理发出相应的指令来控制执行元件的正确动作传感器是感知信息的部件负责向电子控制单元提供系统的工作情况和运行状况从而使电子控制单元正确地管理系统的运转执行元件是指令的完成者执行电子控制单元发出的各项指令,控制系统的组成,ABS控制单元的布置位置依据各车型具体情况而定,ABS制动系统构成,ABS制动防抱死系统的工作原理,ABS系统是在车辆原有的制动系统基础上，添加电子控制装置，对制动力进行控制，以避免制动时由于车轮抱死引起的危险情况，提高驾驶安全性。由安装在车轮上的转速传感器获得四个轮的转速信号，并传递给电子控制单元，由其计算出每个车轮的转速，进尔推算出车辆的减速度及车轮的滑移率。ABS控制单元根据计算出的参数，通过液压控制单元调节制动过程中的制动压力，达到防止车轮抱死的目的。每次打开点火开关后，ABS系统进行自检，如果发现系统有故障，电子控制单元将自动中断ABS功能，并点亮ABS警报灯，此时的制动系统相当于无ABS的常规制动系统。,ABS系统阶段控制过程,防抱死制动系统压力调节频率为每秒钟24次,建压阶段,制动时，通过制动助力器和总泵建立制动压力。此时，常开阀打开；常闭阀关闭。,制动压力进入车轮制动器，车轮转速迅速降低，直到ABS电子控制单元通过车轮转速传感器识别出车轮有抱死倾向为止。,保压阶段,ABS电子控制单元通过车轮转速传感器识别出车轮有抱死倾向时，ABS电子控制单元即关闭常开阀，此时常闭阀仍然关闭。,降压阶段,如果在保压阶段，车轮仍由抱死倾向，则ABS系统进入降压阶段。,此时，ABS电子控制单元命令常闭阀打开，常开阀关闭，液压泵开始工作，制动液从轮缸经低压蓄能器被送回制动总泵，制动压力下降，制动踏板出现抖动，车轮抱死程度降低，车轮转速开始增加。,升压阶段,为了达到最佳的制动效果，当车轮转速达到一定时，ABS电子控制单元命令常开阀打开，常闭阀关闭，随着制动压力的增加，车轮再次被制动和减速。,作用：告知ECU“司机踩刹车了！”用于“舒适性回路”，减小制动踏板的抖动。,PQ35/PQ46平台车，刹车开关安装在制动总泵上。,轮速传感器,传感器是感知信息的部件，负责向电子控制单元提供系统的工作情况和运行状况，从而使电子控制单元正确管理系统的运转,轮速传感器的作用,车轮转速传感器的原理,轮毂上有齿圈随车轮旋转齿圈切割磁场产生交变电压其频率随车轮转速变化该电压作为车轮转速信号输送到控制单元（ECU）,车轮转速传感器的原理,液压泵电机液压控制单元,执行元件负责执行电子控制单元发出的各项指令，是指令的完成者。,执行元件,接收来自各车轮转速传感器的信号；对各信号进行计算与处理；向执行元件发出动作指令；进行故障诊断。,电子控制单元（ECU）,位置：安装在发动机舱左前轮罩附近。,点火开关接通后闪烁几次后熄灭表明ABS自诊断完毕，系统正常。如果不熄灭,表明系统有故障。,制动压力调节（分配）,装备ABS防抱死制动系统的车辆，可以免装下列装备：,比例阀减载阀,电子制动力分配EBD,ElectronicBrakeDistribution,带ABS的制动系统与传统制动装置的区别?,传统的制动装置,ABS防抱死制动系统,影音,前轮无ABS制动视频前轮有ABS制动视频ABS方向性视频,电子制动力分配-EBD-,电子制动力分配与传统的制动力分配相比，并没有增加新的硬件，而是通过软件来实现制动力的合理分配（ABS系统中含有此功能）。进行制动力合理分配的同保证车轮有较高的附着力。在车轮部分制动时，电子制动力分配即起作用，转弯时尤其如此。电子控制单元根据车轮转速传感器的转速信号，计算出车轮转速及滑移率。当后轮滑移率大于设定值时，则由液压单元调节后轮制动压力，使其压力降低，以保证后轮不会先于前轮抱死。EDS的升压与保压过程与ABS的工作过程相同，降压控制过程则有所不同。当ABS起作用时，电子制动力分配即停止工作。,汽车制动要强调稳定性，避免制动跑偏。避免制动跑偏，关键在后轮。汽车高速时制动出现后轮侧滑（即横向滑动）是最危险的情况，它会令整辆汽车发生无法控制的回转运动，极易发生碰撞事故。汽车在制动过程中，若车轮未抱死，其本身有承受一定侧向力的能力，汽车在一般横向干扰力的作用下不会发生侧滑现象，但一旦车轮被抱死，车轮就会立即丧失承受侧向力的能力，汽车在横向干扰力的作用下就很容易发生侧滑,EBV（英语:EBD）电子制动力分配,当制动结束，制动踏板松开，总泵内压力为零。此时再次打开常闭阀，低压蓄能器中得知动也通过常开、常闭阀回流制动总泵，为下一次的ABS或EDS作准备。,降压过程：当后轮有抱死倾向时，后轮常开阀关闭，常闭阀打开，制动压力下降。与ABS不同的是：液压泵不工作，降压所排放的暂存于低压蓄能器中。,不同附着系数路面时，前后轮制动力分配情况。,影音,后轮抱死视频EBD制动系统视频,车轮转速传感器,车轮转速传感器分别安装于车辆的车轮旁。其信号的作用是采集各个车轮的转速，并将其传送给电子控制单元。它是ABS和EBD工作的基础。为了保证安全，车轮转速传感器如果出现故障，电子控制单元将采取如下措施：单个转速传感器失灵，防抱死制动系统-ABS-中断；电子制动力分配-EBD-仍起作用；ABS警报灯亮起。两个以上的转速传感器失效，ABS和EBD功能都中断，ABS警报灯亮起。,液压控制单元,液压泵电机,产生故障后，ABS和EBD功能中断，ABS警报灯亮起。,产生故障后，ABS功能中断，EBD功能仍能保持工作，ABS警报灯亮起。,液压单元和液压泵不允许拆卸。,警报灯,警报灯位于仪表板上以下情况下，ABS警报灯点亮点火开关接通（系统自检，自检结束后熄灭）当ABS功能失效时ABS警报灯失灵后，系统自检时，警报灯不亮。,ABS防抱死制动系统的功能扩展,ABSAnti-brakingSystemABS系统防止制动时车轮出现抱死，提供最大制动强度的同时，是车辆具有方向性和稳定性。,EBD-ElectronicBrakePressureDistributionEBD系统是防止ABS起作用以前，或者由于特定的故障导致ABS失效后，后轮出现过度制动。,EDL-ElectronicDifferentialLock两驱动轮在附着系数不同的路面上产生不同驱动力时，制动空转车轮。,TCS-TractionControlSystem通过发动机管理系统及制动车轮，防止驱动轮空转。例如在沙实及冰面上。,ESP-ElectronicStabilityPrograme通过有选择性的分缸制动或发动机管理系统干预，防止车辆滑移。,EBC-EngineBrakingControl防止在发动机制动时（突然收油门踏板或如挂低档）出现驱动轮抱死。,ABS,EBD/EBV/EBPD,EDL/EDS,TCS/ASR,ESP,常规制动,EDS作用：升压阶段,EDS作用：保压阶段,EDS作用：降压阶段,电子差速锁止-EDS-,MARK20:40KM/H;MARK60:80KM/H,装备-EDS-的车辆爬坡能力比没有装备该系统的车辆提高十几个百分点。,爬坡能力的比较,发动机牵引力矩控制-MSR-,从MSR功能开始，ABS控制单元开始于发动机管理系统进行通讯。,装备-MSR-系统具有以下优点：,车辆在低附着系数的路面滑行时，具有良好的转向能力。车辆在低附着系数的路面滑行制动时，可以缩短制动距离。,驱动防滑系统ASR-,驱动防滑系统-ASR-与发动机牵引力矩控制-MSR-，一样通过CAN-BUS与发动机管理系统进行通讯。,采用-ASR-系统具有以下优点：,车辆在低附着系数的路面加速时，可以有良好的稳定性和转向能力。车辆在曲线行驶时，ASR可以避免车辆因加大油门而冲出跑道。,影音,无ASR系统视频有ASR系统视频,电子稳定程序,ElectronicStabilizationProgram,汽车技术进步的一个主要任务就是提高主动安全性以避免发生事故，并充分发挥车辆的动力性能。ABS/TCS系统就是要防止在车辆加速或制动时出现我们所不期望的纵向滑移。而ElectronicDynamicControl/ESP就是要控制横向滑移。他是各种工况下的一个主动安全系统，纠正驾驶员的错误，处理各种异常情况，减轻驾驶员的精神紧张及身体疲劳。只要ESP识别出驾驶员的输入与车辆的实际运动不一致，它就马上通过有选择的制动来稳定车辆。目前，ESP有三种类型：能向4个车轮独立施加制动力的四通道系统或四轮系统；能对两个前轮独立施加制动力的双通道系统；能对两个前轮独立施加制动力核对后轮同时施加制动力的三通道系统。,车辆电子稳定程序-ESP-,ESP是一种移高车辆曲线行驶稳定性的主动安全系统，它通过制动和干预发动机来实现让车辆按理想轨迹行进的目的，同时保持车辆的可操纵行。,车辆通过直角弯道,驾驶员转向，侧向力产生,车辆绕质心不稳定旋转,回转方向盘,车辆失控,无-ESP-,车辆通过直角弯道,驾驶员转向，侧向力产生,车辆绕质心不稳定旋转，ESP作用，右前轮制动,车辆稳定行驶,车辆绕质心不稳定旋转，ESP作用，左前轮制动,转向不足,转向过度,车辆通过-右-左-弯道,ESPcontrolseachwheelslip:todirectlychangethebrakeandtractionforcesFBtoindirectlychangethesideforcesFStocontroltheyawmomentMYwonthecar,制动控制的原则是在每种状态下控制车辆的Y轴转矩。ESP在不同状态下控制车辆的Y轴转矩，保持车辆的稳定运行状态。,a-驾驶者怎样操纵车辆？b-车辆运行状态怎样？,ESP通过方向盘转角传感器和车轮转速传感器获得答案1；答案2由Y轴转矩和侧向加速度计算得出。,如果ESP获得两个不同的结果，则认为危急状况可能发生，调节是必要的。,制动助力器，刹车总泵,TCS/ESP开关-E256,制动灯、制动踏板开关-F、F47,ESP制动识别开关,转速传感器G44-G47,方向盘转角传感器G85,侧向加速度传感器G200,制动压力传感器-1-G201,摆角传感器G202-右前脚窝处,制动压力传感器-2-G214,纵向加速度传感器G249,附加信号,ABS回油泵,ABS进油阀N99,N101,N133,N134ABS出油阀N100,N102N135.N136DDC阀N225,N226DDC高压阀N227,N228,预压电磁线圈N247,继电器J508,ABS警告灯K47制动系统警告灯K118TCS/ESP警告灯K155,附加信号,制动助力泵，刹车总泵,控制单元-J104-,控制单元将电控部分与液压单元集成一体。具有如下功能：实现ABS/EBD/DEL/TCS/ESP控制实时监控所有电气元件具有自诊断功能,打开点火开关后，系统进行自检，检查电气元件和电磁阀的功能是否正常。如果控制单元损坏，车辆只有常规制动，此时应小心驾驶。避免发生意外。,方向盘转角传感器-G85-,该传感器位于转向柱电器开关和方向盘之间，与安全器囊的中央滑缓和线圈制成一体。传感器通过驾驶员转动方向盘来获取转向角度信号；传感器可以测量720的方向盘转角。它是ESP系统中唯一不通过CAN-Bus，直接向控制单元传输信号的传感器。打开点火开关后，转动方向盘4.5，（大约1.5cm）传感器进行初始化。如果传感器失效，则ESP功能关闭。,侧向加速度传感器-G200-,由于物理原因，该传感器应尽可能布置在车辆的重心处，如果情况不允许，则可以与车辆摆角传感器合成一体，布置于转向柱由下方的安全位置。G200感知车辆的侧向力，为车辆载主要道路条件下的运动控制提供可靠的评定依据。若无此信号，控制单元无法计算出车辆的实际运动情况，ESP功能关闭。该传感器很容易受损坏。,G200的工作原理,采用电容原理，两个相同电容连接在一起，公共端可以运动。如果受到力的作用，中心电容片移动。每个电容都有容量，能吸收中心片运动产生的电量,如果没有侧向加速度作用于中心片，则中心片与两个外片的间隙保持不变，因此，两个电容的容量相等。,若侧向加速度作用于中心片，则其中一个间隙增大，另一个减小。电容的容量也随之变化。由电容的变化量可以确定侧向加速度的方向和大小。,车辆摆角传感器-G202-,该传感器的位置要求预测向加速度传感器相同，要求尽量布置在车辆的重力中心（Y轴）。由于安装位置的原因，G202能够确定作用在该物体上的扭矩是否使其产生了旋转。在ESP系统中，传感器通过测量Y的摆角来确定车辆是否围绕其中心轴旋转。传感器与控制单元通过三条导线连接，如果控制单元没有获得测量值，则ESP功能关闭。,激励转动叉,测量转动叉,连接其它硅晶体,该传感器中含有一个微小的机械系统。它是有一对旋转叉组成，其中还包括一个在传感器壳体上由硅晶体形成的小的电器元件。左图是旋转叉的示意图，它的中间部分连接其它硅晶体元件旋转叉由一个激励转动叉和一个测量转动叉组成。,提供一个交流电压使硅晶体转动叉上产生感应电压。当频率达11KHz时，激励叉发生共振，而测量叉的共振频率是11.33KHz.在转动叉上加载一个频率为11KHz的交流电压，能引起激励叉的共振，测量叉静止不动。转动叉受力时，共振现象滞后于不发生震荡的部分。,也就是说：角加速度引起转动叉的另一部分和传感器的剩余部分（与车辆一体）发生运动，而转动叉振动部分振动滞后于此，结果是转动叉产生螺旋状扭曲。扭曲改变了转动叉的变量分配，通过电极进行测量，获得传感器的电信号，并将其传输给控制单元。,纵向加速度传感器-G249-,只是用于四轮驱动的车辆。在单轴驱动的车辆中，系统通过制动压力传感器、车轮转速传感器和发动机管理系统提供的信息来计算车辆的纵向加速度。在四轮驱动的车辆中，如果此传感器失效，系统无确定车辆的真实车速，因此ESP/TCS功能关闭，但EBD功能依然有效。,此传感器的安装必须预测向加速度传感器的位置成90夹角,ESP/TCS选择按钮-E256-,此开关位于车辆的仪表板上通过它可以人为切断ESP/TCS功能，此时相应的警报灯亮起。再次按下开关可以重新启动ESP/TCS功能如果驾驶者忘记重新启动，发动机重新起动后，系统自动恢复。下列情况下，应切断ESP功能：试图从深雪或松软路面中驶出带防滑链行驶时车辆在测功机上运转时ESP正在起作用时，控制功能不能被切断。如果ESP开关损坏，ESP功能不能被切断。自诊断功能不能检测此开关是否损坏。,制动压力传感器-1-G201制动压力传感器-2-G204,制动压力传感器位于制动主缸上，出于安全的考虑，系统设置了两个传感器。用于计算制动压力和预加压控制。两个传感器同时损坏，几乎是不可能的。如果控制单元接受不到传感器中的任何一个或两个信号，ESP功能不起作用。,制动压力传感器是电容器类的传感器。,两个电极间的间隙-S-,存在固定的电容量C。也就是说，它能感知电容内电量的变化。电容的测量单位是法拉一个极固定，另一个极能在制动压力的作用下移动。,当压力作用于移动的电极上时，电极间的间隙-S1-缩小,电容-C1-增加。,如果制动压力下降，移动电极回位。电容再次降低电容的变化量间接反映出压力的变化量。,液压单元,液压单元与从前的ABS液压单元相比，增加了四个控制阀，分别是：驾驶动态控制转换阀-1-N225驾驶动态控制转换阀-2-N226驾驶动态控制高压进油阀-1-N227驾驶动态控制高压进油阀-2-N228,如果阀体的本身功能损坏，则整个系统无法工作。,TCS逻辑覆盖ESP逻辑（只发生在驱动轮）即：选择较低的制动压力施加在车轮上。与TCS直接介入有所不同的是，此时动力源来自ESP压力调节器，否则将破坏液压系统。ESP逻辑覆盖ABS逻辑。这是由于ESP系统将产生接近50%的滑移率来稳定车辆，（超出ABS20%逻辑控制范围）,ESP与其它动力控制系统的关系,发动机扭矩调节如果ESP和TCS都想降低发动机扭矩，将优先采用最大调节量。ESP与EBC当ESP工作时，EBC需要介入，则此时EBC起作用，提高发动机转速。,91,若当系统正在干预时发生故障，系统将尽可能完成干预操作。之后，相关系统关闭，警告灯亮起。可通过按压TCS/ESP开关的方式关闭ESP功能。,制动系统警告灯,ABS警告灯,TCS/ESP警告灯,关于警告灯,如果至少一个车轮转速传感器损坏，ABS警报灯和ESP/TCS警报灯亮起。除EBD以外的所有功能失效。如果在自诊断阶段或车速小于20公里/小时的情况下这个传感器故障不再发生，警报灯熄灭。,下面的显示组可以在04-基本设定功能下使用60-转向角传感器0调整63-测向加速度传感器0调整66-制动压力传感器0调整69-纵向加速度传感器0调整（仅用于四轮驱动车辆）更换系统部件后，进行0调整是非常必要的。,曲线行驶比较,无ABS,起始车速：95Km/h制动主缸压力：25bar,ABS+,ABS,ESP,影音,无ESP系统视频有ESP系统视频,使用故障诊断测试仪可以对液压控制单元进行诊断，进入功能03后，按下表步骤进行操作。对每一个车轮执行上述测试，顺序：左前-右前-左后-右后,ABS系统加液、排气,按常规制动系统进行加液排气，直至透明胶管中无气泡,将故障诊断仪与诊断插座连接,在地址码处输入03，按Q键确认,在功能码处输入04，按Q键确认,输入通道号001，按键确认,接下页,接上页,踏下制动踏板并保持，液压泵工作，踏板回弹,松开制动踏板，将左右前制动钳放气螺钉松开，按键,松开制动踏板，将左右前制动钳放气螺钉松开，按键,将上述三步按顺序再重复进行次,屏幕显示，排气结束，按键回到“功能选择”菜单,在功能选择处输入，按键确认，退出,结束,ABS系统加液、排气,在电子控制系统中，电器回路和输入输出信号的地方可能出现瞬时接触不良问题，从而导致偶发性故障或是ECU自检时留下故障码。如果故障原因持续存在，只要依照故障码进行检查就可以了，不过，有时引起故障的原因回自行消失，所以不容易找出问题的原因。在这种情况下可按下列方式模拟故障。1、当引起故障的原因可能是振动时：将接头轻轻的上下左右摇动。将线束轻轻的上下左右摇动。将传感器轻轻的上下左右摇动。将其它运动件（如车轮轴承）轻轻摇动。注：如果线束有扭断或因拉得太紧而断裂，必须更换新件，尤其是传感器在车辆运动时因为悬挂系统上下移动，可能造成暂时的开/短路。因此传感器信号必须进行实车行驶试验。2、当引起故障的原因可能是过热或过冷时：用吹风机加热你认为可能的有故障零件。用冷喷雾剂检查你认为可能的部件。3、当电源回路接触电阻过大时：打开所有电器开关，包括前照灯和后除霜开关如果仍无法判断出故障点，必须等到下一次固站再现，再进行诊断。,ABS系统虽然无需保养，但是，