防抱死制动系统ABS-汽车电子学

1、防抱死制动系统ABS-汽车电子学 -防抱死制动系统 ABS 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 相关预备知识 ABS概述 ABS系统的组成及结构原理 ABS系统的控制方法 ABS系统的工作控制原理 ABS系统的发展 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 相关预备知识 制动时车轮的受力 制动系的类型 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 制动时车轮的受力 r T F zXb zXb FF FFF max r T F 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 制动时车轮的受力 %100 0 W WrW u ru s 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 制动时车轮的受力 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 制动系的结构(

2、鼓式制动器) 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 制动系的结构(盘式制动器) 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 ABS概述 ABS的功能 ABS与普通制动系统的关系 ABS基本工作图 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 ABS功能 能根据路面状况，控制车轮的滑移率在某 一范围内工作.在汽车制动过程中，自动调节车 轮的制动力，防止车轮的制动抱死. 即使在非常恶劣的路面条件下，也能够保 证车辆: (1)在制动时方向的稳定性 (2)在制动时的转向操纵能力 (3)获得较短的制动距离 (4)无需点制动 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 ABS与普通制动系统的关系 优于普通制动系统 建立在普通制动系统正常工作

3、的基础上 只有超过一定的速度值ABS才开始工作 只有抱死时才调节 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 压力调节装置制动器 轮胎 轮速传感器ECU 制动管路压力 制动力 轮速信号 控制信号 ABS基本工作图 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 ABS的组成及结构原理 防抱制动系统的布置图及工作原理 无论是气压制动系统还是液压制动 系统，其ABS的主要组成部分均包括轮速 传感器、电子控制器和压力调节器三大 部分。 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 防抱制动系统的布置图 波许公司的ABS3型液压防抱制动系统的布置图 1.轮速传感器2.车轮制动缸3.液压调节器 4.电子控

4、制器(ECU) 5.警告灯 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 防抱制动系统的布置图 国产(重庆公路研究所研制)FKX-AC1型气压防抱制动系统的分布图， 其控制方式为对角线控制 1.传感器2.调节器3.制动阀4.制动气室 5.电子控制器6.升关7.警告灯 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 防抱制动系统工作原理 基本工作原理：汽车在制动过程中， 轮速传感器不断把轮速信号传送给ECU， 这些信号被ECU进行逻辑判断和分析，并 加以计算，一且识别到某一或几个车轮 有抱死倾向时，ECU就发出指令，并送至 液压或气压调节器中，通过调节器中电 磁阀“升压”、“保压”、“降压”3种 不同工作状态，及时调节车

5、轮制动缸(气 室)中的压力，以防止车轮制动抱死。 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 轮速传感器 车轮测速系统通常由齿圈和轮速传感器组成， 一般安装在车轮附近，但也可以把它们放在其 它部位，只要这些地方的旋转与车轮速度成一 定的比例。 两种类型的轮速传感器问世，即主动式和被动 式 被动式速度传感器结构及与齿圈的安装关系图 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 被动式速度传感器的结构 及与齿圈的安装关系 1-联接线 2一永久磁铁 3一外壳 4一线圈 5-感应头 6_齿圈 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 电子控制器ECU ECU一般由微处理器及其他数字电路 组成。按功能可分成5个模块:轮速传感 器输入

6、电路、计算及监控微处理器、调 节器控制输出电路、报警灯输出电路和 电源装置。 ECU控制系统示意图 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 ECU控制系统示意图 n1.制动踏板2.报警灯3.ECU4.车轮转速传感器5.车轮6.制动分泵7.制动液压 力调节装置8.制动总泵 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 ABS控制单元 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 液压调节器 在ABS的控制过程中，液压调节器 在收到ECU的控制指令后，就通过电机或 电磁阀去调节车轮制动分泵的压力。主 要由电磁换向阀储液罐和液压泵和电动 机总成组成. 四轮控制的三通道系统图 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 四轮控制的三通道系统

7、图 1.三位电磁换向阀 2.比例阀与旁通阀 3.制动总泵 4.液压泵 5.储液罐 6.执行器 7.ABS ECU 8.右后 轮制动分泵 9.左后轮制动分泵 10.右前轮制动分泵11.左前轮制动分泵 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 ABS的控制方法 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 ABS的工作控制原理 制动防抱死系统的工作过程可以分为常规 制动、制动压力降低、制动压力保持和制动压 力升高四个阶段 常规制动阶段：在常规制动过程中，制动防抱 死系统不起作用，制动防抱装置的ECU不向磁 化线圈传送电流。(图a) 制动压力降低阶段：随着压力的升高，车轮即 将抱死，这时车速传感器把该信号传给ECU，

8、ECU给执行其器磁化线圈输入电流，从而产生 强大的磁力使三位电磁阀阀芯移动到上端。 (图b) 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 ABS的工作控制原理 制动压力保压阶段：当制动分泵中的制动管路 压力降低，使车速达到预定值时，车速传感器 给ECU传送相应信号，ECU就给磁化线圈提供 电流，磁化线圈产生的磁力将相应减小，三位 电磁换向阀阀芯在回位弹簧的作用下移至中间 位置。(图c) 制动压力升高阶段：只有制动分泵中的制动液 压力升高时，才能产生更大的制动力，从而使 车速尽快将低，为此ECU停止向磁化线圈提供 电流，三位电磁换向阀被回位弹簧拉下。(图d) 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 常规制动阶段

9、图 1.制动总泵 2、5、11.单向阀 3.液压泵和电动机总成4.ECU6.储液罐7.前轮轮 速传感器8.盘式制动分泵9.回位弹簧10.磁化线圈12.三位电磁换向阀 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 制动压力降低阶段 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 制动压力保压阶段 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 制动压力升高阶段 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 ABS的发展 K德国BOSCH公司的专利 K美国西屋公司将其用在火车和飞机上 K20世纪50年代开始用于汽车上 K60年代开始电磁传感器探测车轮车速 K集成电路应用于ABS中 K目前ABS控制器已普遍采用16位单片机 为CPU 防抱死制动系统A

10、BS-汽车电子学 ABS的发展 K我国对ABS的研究开始于80年代初，现 在刚刚进八产品试制和在车辆上试装的 阶段。 K目前，我国已着手制定车辆安全性方面 的法规，其草案已经制定出，并决定首 先在重型车和大客车上安装ABS。 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 ABS的发展 K发展中的关键问题目前应用的ABS产品基本 都是基于车轮加、减速门限值及参考滑移 率方法设计的。以下几个方面有待改进： 门限值的设置与很多因素有关，不同的车辆需要不同 的匹配技术，需要较多的道路试验加以验证； 从理论上讲，整个控制过程车轮滑移率不是保持在最 佳滑移率上，而是在它的附近波动，并未达到最佳的 制动效果； 不具备很强的自适应性，难以适应各种制动工况。 防抱死制动系统ABS-汽车电子学 ABS的发展 ABS实际产品的研制主要集中在以下几个方面: 利用软件来补偿轮速传感器测量误差（由传感器齿轮的制 造、安装误差及腐蚀所引起的）以提高轮速信号测量精度； 将体积小、质量轻、性能可靠、成本低的微电子机械及 表面声波探测装置应用于ABS中，以测量车辆运行速度； 将滤波器与路面探测器结合用于轮胎路面间摩擦的实时估计； 将一些具有自适用