防抱死制动系统

1、防抱死制动系统-了解防抱死制动系统的发展历史;掌握防抱死制动系统的基本原理；掌握防抱死制动系统的基本组成以及各部件的结构和功能； 了解其它几种先进的制动系统。-通过本章的学习，使读者对日益受到关注的ABS系统有一个全面的认识。©从汽车如何制动、该怎样制动、如何充分利用地面的附着条件等问题出发，理解防抱死制动系统的控制内容、控制过程以及最终的控制目标。对于ABS的基本原理要有充分的理解，可参阅有关介绍ABS的书籍；对于ABS的基本结构，掌握各元件的功能以及如何实现这些功能；了解其它先进的制动系统。建议读者对实际的汽车制动系统进行观察，了解其布置及各部件的结构功能。'发展历史-基

2、本原理基本结构.电子控制助力器滑动率与附着系数的关轮速传感器液压调节器滑动率与附着系数的关系 ABS控制及布置方式_电子控制单 ABS的工作过程 ABS控制及布置方式汽车的制动过程W ABS的工作过程制小结圏转速传感器圏液压调节器图电子控制单元制小结制电子控制助力器卜全电子制动系统4智能制动控制系统4小结汽车的制动过程全电子制动系统智能制动控制系统当汽车制动前轮抱死时，汽车会失去转向能力，后轮抱死时会造成汽车急转甩尾。制动防抱死系统就是在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高制动减速度、缩短制动距离，能有效地提高汽车的方向稳定性和转向操纵能力，保证汽车的行驶安全。ABS系统对汽车性能的影响主要表现

3、在减少制动距离、保持转向操纵能力、 提高行驶方向稳定性以及减少轮胎的磨损方面。显示视频ABS的发履质曳-1J =I L丨 I将特公毘苜空凯眾号一 9伸些轻司井结诵崩ABS鳴科痔出起BSV I别尔季.海伸歸坷 后陀ABS引入日轻 型壬车上琴 用鼠标指向下图框中的文字，你将看到更多信息!Trnn下一页“I水悝的倒I訶力侧向力卅上一页下一页匕02040 tiO 80100u讪吋知带人I- -=|, r_ji-IAB&的基奉原理十滑动率与附着系数的关汽车在制动时，车速与轮速之间产生速度差，车轮发生滑动现象。滑动率的定义为：兑二车書/速X100%,轮速書轮转遠兰车轮半径在非制动状态（滑动率为 0

4、）下，制动附着系数等于 o ；在制动状态下，滑动率达到最 优滑动率时，制动附着系数最大，在此之前的区域为稳定区域；之后，随着滑动率的增大制动附着系数反而减少， 侧向附着系数也下降很快， 汽车进入不稳定区域， 特别是当滑动率为 100%时，侧向附着系数接近于 0,也就是汽车不能承受侧向力，这是很危险的。所以应将 制动滑动率控制在稳定区域内。附着系数的大小取决于道路的材料、状况以及轮胎的结构、 胎面花纹和车速等因素。若系数Uhf " “0.50. 1隨基奪原理在制动时车轮由于制动力矩的作用，地面给车轮一个制动力。随着制动力矩的增大，制动压力增大，车轮速度开始降低，滑动率和车轮转矩增大。可

5、以认为在最 优滑动率之前，车轮转矩和制动力矩同步增长，这就是说，在该阶段车轮减速度和制动力矩增大速度成正比且在该区域制动主要是滑转。但是，继续增大制动力矩， 滑动率超过最优滑动率后进入不稳定区域，车轮的滑转程度不断增加， 制动附着系数将减少，侧向附着系数将迅速降低。最终使车轮速度大幅度减少直至车轮抱死， 这期间的车轮减速度非常大。轮胎印迹的变化经历了车轮自由滚动、制动和抱死三个过程。ABS系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。如果对某车轮的制动压力可以进行单独调节，这种控制方式称为独立控制；如果对两个（或两个以上）车轮的制动压力一同进行调节，则称这种控制方式为一同控制。在两个

6、车轮的 制动压力进行一同控制时，如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这种控制方式为按高选原则一同控制；如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，则称这种控制方式为按低选原则一同控制。按照控制通道数目的不同， ABS系统分为四通道、 三通道、双通道和单通道四种形式, 而其布置形式却多种多样。学四通道ABS对应于双制动管路的 H型（前后）或X型（对角）两种布置形式，四通道 ABS也有两种布置形式。为了对四个车轮的制动压力进行独立控制，在每个车轮上各安装一个转速传感器，并在通往各制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节分装置（通道）。由于四通道A

7、BS可以最大程度地利用每个车轮的附着力进行制动，因此汽车的制动效能最好。但在附着系数分离（两侧车轮的附着系数不相等）的路面上制动时，由于同一轴上的ABS通常不对四个制动力不相等，使得汽车产生较大的偏转力矩而产生制动跑偏。因此,车轮进行独立的制动压力调节。先三通道ABS四轮ABS大多为三通道系统，而三通道系统都是对两前轮的制动压力进行单独控制, 对两后轮的制动压力按低选原则一同控制。按对角布置的双管路制动系统中，虽然在通往四个制动轮缸的制动管路中各设置一个制 动压力调节实际上仍是三通道分装置，但两个后制动压力调节分装置却是由电子控制装置一同控制的,ABS。由于三通道ABS对两后轮进行一同控制，对

8、于后轮驱动的汽车可以在变速器或主减 速器中只设置一个转速传感器来检测两后轮的平均转速。汽车紧急制动时，会发生很大的轴荷转移（前轴荷增加，后轴荷减小），使得前轮的附着力比后轮的附着力大很多（前置前驱动汽车的前轮附着力约占汽车总附着力的70%-80%）。对前轮制动压力进行独立控制，可充分利用两前轮的附着力对汽车进行制动，有利于缩短制动距离，并且汽车的方向稳定性却得到很大改善。孝双通道ABS双通道ABS在按前后布置的双管路制动系统的前后制动管路中各设置一个制动压力调节分装置，分别对两前轮和两后轮进行一同控制。两前轮可以根据附着条件进行高选和低选转换，两后轮则按低选原则一同控制。对于后轮驱动的汽车，可

9、以在两前轮和传动系中各安装一个转速传感器。当在附着系数分离的路面上进行紧急制动时，两前轮的制动力相差很大，为保持汽车的行驶方向， 驾驶员会通过转动转向盘使前轮偏转，以求用转向轮产生的横向力与不平衡的制动力相抗衡，保持 汽车行驶方向的稳定性。但是在两前轮从附着系数分离路面驶入附着系数均匀路面的瞬间，以前处于低附着系数路面而抱死的前轮的制动力因附着力突然增大而增大， 由于驾驶员无法 在瞬间将转向轮回正，转向轮上仍然存在的横向力将会使汽车向转向轮偏转方向行驶， 这在 高速行驶时是一种无法控制的危险状态。双通道ABS多用于制动管路对角布置的汽车上，两前轮独立控制，制动液通过比例阀（P阀）按一定比例减压

10、后传给对角后轮。对于采用此控制方式的前轮驱动汽车， 如果在紧急制动时离合器没有及时分离， 前轮在 制动压力较小时就趋于抱死，而此时后轮的制动力还远未达到其附着力的水平， 汽车的制动 力会显著减小。而对于采用此控制方式的后轮驱动汽车， 如果将比例阀调整到正常制动情况下前轮趋于抱死时，后轮的制动力接近其附着力， 则紧急制动时由于离合器往往难以及时分 离，导致后轮抱死，使汽车丧失方向稳定性。由于双通道ABS难以在方向稳定性、转向操纵能力和制动距离等方面得到兼顾，因此 目前很少被采用。页闕基奪原理BS的控制及布置方式袪单通道ABS所有单通道ABS都是在前后布置的双管路制动系统的后制动管路中设置一个制动

11、压力调节装置，对于后轮驱动的汽车只需在传动系中安装一个转速传感器。对于后轮驱动的汽车，可以在两前轮和传动系中各安装一个转速传感器。当在附着系数分离的路面上进行紧急制动时，两前轮的制动力相差很大，为保持汽车的行驶方向，驾驶员会通过转动转向盘使前轮偏转，以求用转向轮产生的横向力与不平衡的制动力相抗衡，保持汽车行驶方向的稳定性。在两前轮从附着系数分离路面驶入附着系 数均匀路面的瞬间，以前处于低附着系数路面 而抱死的前轮的制动力因附着力突然增大而增 大，由于驾驶员无法在瞬间将转向轮回正，转 向轮上仍然存在的横向力将会使汽车向转向轮 偏转方向行驶，这在高速行驶时是一种无法控 制的危险状态。ABS的工作过

12、程在制动时轮速传感器测量车轮的速度,如果一个车轮有抱死的可能时,车轮减速度增加很快，车轮开始滑转。如果该减速度超过设定的值，控制器就会发出指令,让电磁阀停止或减少车轮的制动压力，直到抱死的可能消失为止。为防止车轮制动力不足,必须再次增加制动压力。在自动制动控制过程中， 必须连续测量车轮运动是否稳定，应通过调节制动压力（加压、减压和保压）使车轮保持在制动力最大的滑转范围内。制动控制的参数一般为车轮的减速度、加速度以及滑动率的三者综合。在制动开始时，制动压力和车轮角减速度增加，在阶段1末，即轮减速度达到设定的门限值-a,（这里指绝对值），相应的电磁阀转换到压力保持”状态，同时形成参考车速并在给定的

13、斜率下作相应递减，滑动率的值是由参考车速计算得出，如果滑动率小于门限值，系统则进行一段保压（阶段 2），当滑动率大于门限值，电磁阀转换到压力下降”的状态，即阶段3,由于制动压力下降，车轮的角减速度回升，当达到-a值时，制动压力开始保持（第制动爪h4阶段），当轮角减速度随着车轮的回升达到加速，达到门限 值+ a，这时压力仍然保 持，让车轮进一步回升到 门限值+ Ak （表明是高附 着系数路面），这时使制 动压力再次增加（第 5阶 段），使车轮角加速度下 降，；当车轮角加速度再 回到+Ak时，进行保压（第 6阶段）;车轮角加速度值 回落到+ a值，此时车轮已 进入稳定制动区域，并且 稍有制动不足，

14、这一区域 的制动时间要尽可能延 长，因此，阶段7的制动 压力采用小的阶梯上升， 一般较初始压力梯度小得 多，直到车轮减速度再次 超过门限值-a值，以后的 控制循环过程就和前面一 样了。'本节主要介绍了滑动率与附着系数的关系、ABS的控制及布置方式以及 ABS的工作过程。滑动率与附着系数的关系是 ABS控制的基础和控制的目标， 采用ABS系统的 主要目的就是充分利用地面的附着系数。ABS的控制及布置方式介绍了目前普遍的几种形式。简单讨论了 ABS的工作过程。与一般的制动系统相比，防抱死制动系统有什么优点?二巴 清华大学汽车工程系本书编写组，汽车构造，北京：人民邮电出版社，2000虫竇陈家

15、瑞主编，汽车构造（下册），北京：机械工业出版社，2001會竇余志生主编，汽车理论，北京：机械工业出版社，2000三王望予主编，汽车设计，北京：机械工业出版社，2001二二 Horsp Bauer. Automotive Handbook(Bosch)(4th Edition). Stuttgart:Robert Bosch GmbH,1996璽怪 Rudolf limpert. Brake Design and Safety. Society of Automotive Engineering. Inc, 1992比 (德)M.米奇克，汽车动力学 A卷(第2版).陈荫三译.北京:人民交通出版

16、社,1992李东江，宋良玉，现代汽车电子控制技术，北京:科学技术文献出版社，1998Jr曲子控制单元看看这个小动画！作用测出车轮的转速，并把速度信号送到ECU。信号产生原理传感器与普通的交流发电机原理相同。永久磁铁产生一定强度的磁场，齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙就以一定的速度变化，这样就会使齿圈和电极组成的磁路中的磁阻发生变化。其结果使磁通量周期性增减，在线圈两端产生正比于磁通量增减速度 的感应电压。测出交变电压的周期 T,设齿圈齿数为 乙齿圈转动角速度为2区u2rsrr= d? = ，又因为 "，r为车轮滚动半径。则车速为二厂感应线列(1)凿式极轴(2)柱式极轴电磁

17、式转速传感器安装方式制动盘传感器前轮后轮支架传感器霍尔式转速传感器电磁式车轮传感器的缺点是：:-J其输出信号随车速的变化而变化；电其响应过慢；抗电磁波干扰能力差。而霍尔式转速传感器就克服了这些缺点。其能保证在很低的速度下都有很强的信号。霍尔式转速传感器是利用霍尔效应的原理制成的。霍尔效应是指在一个矩形半导体薄片上有一电流通过，此时如有一磁场也作用于该半导体材料上，则在垂直于电流方向的半导体两端，会产生一个很小的电压， 该电压就称为霍尔电压。 当磁性材料制成的传感器转子上的凸齿交 替经过永久磁铁的空隙时，就会有一个变化的磁场作用于霍尔元件（半导体材料）上，使霍齿團尔电压产生脉冲信号。根据所产生的

18、脉冲数目即可检测转速。齿圈£液压调节装置11根据制动压力装置与制动助力器的结构关系，分为分离式、组合式和整体式。液压调节装置含有电机驱动的回流泵、储压器、阻尼室、节流阀和两位液压电磁阀（2/2电磁阀）。回流泵：回流泵将制动分泵中排出的制动液泵回到制动总泵。储压器：储压器为在减压过程中大量回流的制动液提供暂时的储存所。阻尼器：阻尼器及其下游的节流装置能减少返回到制动总泵中的液压脉冲幅值，使噪声 减少。主缸液压调节单元冠阀这个小动画！电磁阀控制三种状态： 加压：进油阀开，出油阀关 减压：进油阀关，出油阀开 保压：进油阀关，出油阀关输岀阀电琵制输入制-cn储压器3if电池输H1功放这个小动

19、画！ABS的控制软件一般由防滑控制和安全检查保证两部分组成，本迪克斯ABS系统的主程序流程图。主循环是相隔一定时间就循环一次，其功能主要是对各模块和子程序进行初始化，对控制标志进行重新设置，对地址和参数进行确认。安全保障主要是对系统的工作状态进行监视并作出检测和诊断，当发现存在影响系统正常工作的故障时，作出相应的响应。模式选择根据汽车的参考速度、车轮速度以及系统的故障决定是否进入ABS工作状态。分析子程序将计算的车轮运动特性与参考车速比较决定如何调用电磁阀的控制命令，门限值的设 定、控制逻辑的选择都是在此模块中实现。转速传感器液压调节器电子控制单元返回邑滑动率与附着系数的关系 ABS控制及布置

20、方式®本节主要介绍了轮速传感器的工作原理及其结构，液压调节器的结构和工作过程的动画显示，以及ABS的核心一中央控制单元的组成，并给出了实例。©防抱死制动系统有哪几部分组成？各部分起到什么作用?©详述液压调节器的组成以及工作过程？电子控制单元的组成以及各部分的功能？k.考资料清华大学汽车工程系本书编写组，汽车构造，北京：人民邮电出版社，2000陈家瑞主编，汽车构造（下册），北京：机械工业出版社，2001余志生主编，汽车理论，北京：机械工业出版社，2000王望予主编，汽车设计，北京：机械工业出版社，2001Horsp Bauer. Automotive Han dbo

21、ok（Bosch）（4th Editio n）. Stuttgart:Robert Bosch GmbH,1996Rudolf limpert. Brake Desig n and Safety. Society of Automotive Engin eeri ng. Inc, 1992淞 （德）M.米奇克，汽车动力学 A卷（第2版）.陈荫三译.北京：人民交通出版社,1992會竇李东江，宋良玉，现代汽车电子控制技术，北京:科学技术文献出版社，1998。下页I电子控制助力器是自动施加制动力的一种制动系统。自动制动力上升速度很快,大大提高了安全性。牡空入口 ：电子执行赛；.TT：制动踏板这是一个舍弃了制动主缸、助