ABS与ASR系统原理see

1、ABS与与ASR系统系统第一节 现代汽车制动系统原理与作用一、制动系统功能1. 应使行车能减速、停车和驻车；2. 应具有行车制动系统、应急制动功能和驻车制动功能；3. 应能保证任何部件失效时，仍只有应急制动功能；4. 制动系统应经久耐用，不能因振动或冲击而损坏。第一节 现代汽车制动系统原理与作用二、轿车典型制动系统组成示意图第一节 现代汽车制动系统原理与作用点击图片动画演示第一节 现代汽车制动系统原理与作用点击图片动画演示1.车轮受力三种型式（1）加速时： ，否则产生滑转，汽车不走或车轮大于车速。（2）制动（减速）时： 否则 产生滑移，车轮抱死或车速大于轮速。（3）转向时：横向力 否则产 生侧

2、滑，不能转向而失控。纵FFtmax纵FFBmax横FY 第一节 现代汽车制动系统原理与作用第一节 现代汽车制动系统原理与作用2. 附着力F、附着系数 附着力的大小与汽车本身的一些因素有关：车轮载荷、胎面花纹、轮胎气压、路面粗糙度、车轮载荷、胎面花纹、轮胎气压、路面粗糙度、潮湿程度、行驶速度、车轮偏转角潮湿程度、行驶速度、车轮偏转角等。 当法向力G一定时，附着力的大小由附着系数的大小来决定。 附着系数附着系数的大小与汽车运动过程中的滑移滑移率率与滑转率滑转率有着密切的关系。 GF第一节 现代汽车制动系统原理与作用1)汽车的滑动（滑移、滑转）滑移滑移：制动过程中，车速大于轮速。滑移率滑移率：车轮的

3、滑移速度与车速的百分比。滑转滑转：加速过程中，轮速大于车速。滑转率滑转率：车轮滑转速度与车轮速度的百分比。%100%100rwSw%100%100rwrwSwwd第一节 现代汽车制动系统原理与作用由图可见，在滑移率为20左右时，纵向附着系数最大，制动时能获得的地面制动力也最大，汽车的制动效能最高，横向附着系数也比较大，制动时汽车的转向控制性能较好，方向稳定性也较高。 （1）横向附着系数横向附着系数 汽车行驶的稳定性稳定性 如：侧滑、甩尾 汽车转向性能转向性能（方向 的稳定性） 如：转向失控（2）纵向附着系数纵向附着系数 汽车的制动性能制动性能 如：制动距离加长 汽车的驱动性能驱动性能 如：动力

4、性下降2)横向附着系数与纵向附着系数第一节 现代汽车制动系统原理与作用 前轮抱死：侧滑、失去转向前轮抱死：侧滑、失去转向后轮抱死：侧滑（甩尾）后轮抱死：侧滑（甩尾）（a）前轮抱死：侧滑、失去转向（前轮抱死：侧滑、失去转向（b）后轮抱死：侧滑（甩尾）后轮抱死：侧滑（甩尾） 5、前后轮制动力调节的作用第一节 现代汽车制动系统原理与作用第一节 现代汽车制动系统原理与作用汽车侧滑时的运动状况 图（b）表示后轴侧滑，即后轮制动抱死而前轮滚动，惯性力Fj的方向与汽车侧滑方向一致，于是惯性力加剧了后轴的侧滑，汽车将急剧转弯而甩尾。第一节 现代汽车制动系统原理与作用ABS、ASR系统简介（一）（一） 三种系统

5、的发展情况三种系统的发展情况（1）80年代：ABS由于其卓越的安全性能，成为 当时高档轿车的标志性标志性配置。（2）90年代以后：安装ABS已经非常的普遍，包 括国内的一些经济型经济型轿车。（3）目前现状： ASR系统成为高档轿车的 标志性标志性配置。（4）今后的发展： 随着对安全性能要求的不断提高，ASR系统的安装也会变的非常普遍普遍。ABS系统的结构与工作原理vABSABS的基本组成的基本组成: :普通制动器普通制动器, ,轮速传感器、轮速传感器、 ABS ABS 电控单元（电控单元（ ECU ECU ） 、制动压力、制动压力调节调节装置装置v一般来说，带有ABS的汽车制动系统由基本制动系

6、统和制动力调节系统两部分组成，前者是制动主缸、制动轮缸和制动管路等构成的普通制动系统，用来实现汽车的常规制动，而后者是由传感器、控制器。执行器等组成的压力调节控制系统 .第一节 现代汽车制动系统原理与作用点击图片动画演示v1. ABSABS的分类的分类: :v按对制动力的控制分类v机械式v 图示为机械柱塞式ABS液压制动系统。速度传感器3由齿圈12和感应器组成。v电子式v该制动系统也称Bosch式防抱死制动系统。图示为Bosch防抱制动系统图。v按制动管路的布置方式分类ABSABS控制通道控制通道是指是指ABSABS系统中能够独立进行压力调系统中能够独立进行压力调节的制动管路。按照系统对制动压

7、力调节方式的不节的制动管路。按照系统对制动压力调节方式的不同，可将同，可将ABSABS控制方式分为两大类，即控制方式分为两大类，即独立控制独立控制和和同时控制同时控制。前者指一条控制通道只控制一个车轮；。前者指一条控制通道只控制一个车轮；而后者为一条控制通道同时控制多个车轮，依照这而后者为一条控制通道同时控制多个车轮，依照这些车轮所处位置不同，同时控制又有同轴控制和异些车轮所处位置不同，同时控制又有同轴控制和异轴控制之分，同轴控制是一个控制通道控制同轴两轴控制之分，同轴控制是一个控制通道控制同轴两车轮，而异轴控制则是一个控制通道控制非同轴两车轮，而异轴控制则是一个控制通道控制非同轴两车轮。车轮

8、。 v如果按照控制时控制依据选择不同，也可如果按照控制时控制依据选择不同，也可将将ABS的同时控制区分为的同时控制区分为低选控制低选控制和和高选高选控制控制两种。在低选控制中是以保证附着系两种。在低选控制中是以保证附着系数小的一侧车轮不发生抱死来选择控制系数小的一侧车轮不发生抱死来选择控制系统压力，而高选控制却是从保证附着系数统压力，而高选控制却是从保证附着系数较大一侧车轮不发生抱死出发来实施制动较大一侧车轮不发生抱死出发来实施制动系统压力调节系统压力调节 v一般说来，如能在汽车四个车轮上独立地进行压一般说来，如能在汽车四个车轮上独立地进行压力调节控制，意味着汽车有可能在四个车轮上都力调节控制

9、，意味着汽车有可能在四个车轮上都发挥出地面上最大的附着能力。按照发挥出地面上最大的附着能力。按照ABS通道数通道数目和传感器数目的多少可以对目和传感器数目的多少可以对ABS控制系统进行控制系统进行分类。分类。v按照通道数目不同，也可将按照通道数目不同，也可将ABS分为四通分为四通道式、三通道式、二通道式和一通道式等。道式、三通道式、二通道式和一通道式等。v 四传感器四通道（四轮独立）控制方式v 如图所示，该系统是通过各车轮轮速传感器的信号分别对各车轮制动压力进行单独控制。其制动距离和转向控制性能好，但在附着系数不对称路面上制动时，由于汽车左右侧车轮地面制动力差异较大，因此形成较大的偏转力矩，从

10、而导致汽车在制动时的方向稳定性较差。因此四通道很少用.v 四传感器四通道（前轮独立、后轮选择）控制方式v如图所示，该系统适用于X型制动管路系统，由于左右后轮不共用一条制动管路，故对它们实施同时控制（一般为低选控制）需采用两个通道。此种控制方式的操纵性和稳定性较好，制动效能稍差。v 性能特点：由于四通道性能特点：由于四通道ABS是根据各车轮轮速传感器输入是根据各车轮轮速传感器输入的信号，分别对各个车轮进行独立控制的，因此附着系数的信号，分别对各个车轮进行独立控制的，因此附着系数利用率高，制动时可以最大程度的利用每个车轮的最大附利用率高，制动时可以最大程度的利用每个车轮的最大附着力。四通道控制方式

11、特别适用于汽车左右两侧车轮附着着力。四通道控制方式特别适用于汽车左右两侧车轮附着系数接近的路面，不仅可以获得良好的方向稳定性和方向系数接近的路面，不仅可以获得良好的方向稳定性和方向控制能力，而且可以得到最短的制动距离。但是如果汽车控制能力，而且可以得到最短的制动距离。但是如果汽车左右两个车轮的附着系数相差较大左右两个车轮的附着系数相差较大(如路面部分积水或结如路面部分积水或结冰冰)，制动时两个车轮的地面制动力就相差较大，因此会，制动时两个车轮的地面制动力就相差较大，因此会产生横摆力矩，使车身向制动力较大的一侧跑偏，不能保产生横摆力矩，使车身向制动力较大的一侧跑偏，不能保持汽车按预定方向行驶，会

12、影响汽车的制动方向稳定性。持汽车按预定方向行驶，会影响汽车的制动方向稳定性。因此，驾驶员在部分结冰或积水等湿滑的路面行车时，应因此，驾驶员在部分结冰或积水等湿滑的路面行车时，应降低车速，不可盲目迷信降低车速，不可盲目迷信ABS装置。装置。v 四传感器三通道（前轮独立、四传感器三通道（前轮独立、后轮选择）控制方式后轮选择）控制方式( (双管路前双管路前后布置后布置) ) 三通道系统都是对两前轮的制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轮的制动压力按低选原则一同控制控制.v 如图所示，使用在制动管路前后布置的后轮驱动汽车上，后轮一般

13、采用低选控制，其控制效果是操纵性和稳定性较好，制动效能稍差。 v 四传感器三通道控制方式(双管路对角布置)v三传感器三通道（前轮独立、后轮选择）控制方式v如图所示，此种控制方式的操纵性和稳定性较好，制动效能稍差。 v 性能特点：两后轮按低选原则进行一同控制时，可以保证汽车在各种条件下左右两后轮的制动力相等，即使两侧车轮的附着系数相差较大，两个车轮的制动力都限制在附着力较小的水平，使两个后轮的制动力始终保持平衡，保证汽车在各种条件下制动时都具有良好的方向稳定性。当然，在两后轮按低选原则进行一同控制时，可能出现附着系数较大的一侧后轮附着力不能充分利用的问题，使汽车的总制动力减小。但应该看到，在紧急

14、制动时，由于发生轴荷前移，在汽车的总制动力中，后轮制动力所占的比例减小，尤其是前轮驱动的小轿车，前轮的附着力比后轮的附着力大得多，通常后轮制动力只占总制动力的30左右，后轮附着力未能充分利用的损失对汽车的总制动力影响不大。v 在对桑塔纳2000进行的60 km/h紧急制动对比试验中，有ABS的车型比无ABS车型的制动距离只短1米，但是有ABS的车型始终都有方向，不会失去对方向的控制。v 对两前轮进行独立控制，主要考虑小轿车，特别是前轮驱动的汽车，前轮的制动力在汽车总制动中所占的比例较大(可达70左右)，可以充分利用两前轮的附着力。一方面使汽车获得尽可能大的总制动力，利于缩短制动距离，另一方面可

15、使制动中两前轮始终保持较大的横向附着力，使汽车保持良好转向能力。尽管两前轮独立控制可能导致两前轮制动力不平衡，但由于两前轮制动力不平衡对汽车行驶方向稳定性影响相对较小，而且可以通过驾驶员的转向操纵对由此产生的影响进行修正。因此，三通道ABS在小轿车上被普遍采用。v 四传感器二通道（前轮独立）控制方式v如图所示，此结构多用于X型制动系统中，前轮独立控制，制动液通过比例阀（PV阀）按一定比例减压后传至对角后轮。采用此种控制方式的汽车在不对称的路面上制动时，高附着系数路面一侧前轮产生高制动压力，该压力传至低附着系数路面一侧的后轮时，会导致该后轮抱死。而低附着系数路面一侧前轮制动压力较低，对应的高附着

16、系数一侧的后轮不会抱死。从而有利于制动时方向稳定性，但与三通道和四通道控制系统相比较，其后轮制动力稍有降低，制动效能稍有下降，但后轮侧滑较小。v 四传感器二通道（前轮独立、后轮低选）控制方式v 如图所示，在通往后轮的两通道上增设一个低选择阀KLV阀）。当汽车在不对称路面制动时，高附着系数一侧前轮的高压不直接传至低附着系数侧对角后轮，而通过低选阀只上升到与低附着系数侧前轮相同的压力，这样就可以避免低附着系数侧后轮抱死。v二通道式ABS难以在方向稳定性、转向控制性和制动效能各方面得到兼顾，目前采用很少。v 一传感器一通道控制系统v 如图所示，此种控制方式用于制动管路前后布置的汽车，只对后轮进行控制

17、，一个传感器装于后桥差速器上，只对后轮采用低选控制的方式。能较有效地防止后轮抱死，但由于前轮无控制，故易抱死，转向操纵性差，制动距离较长。v综上所述，ABS装置虽然具有缩短制动距离、保持车轮最佳制动效果、保持制动方向稳定性和可操纵性的特点，但是不同类型的ABS装置在紧急制动中产生的效果却并不相同，所以不应被过分的宣传所误导，应该了解到ABS 系统只是一个辅助安全驾驶的设备，并不是万能的。另外，不同类型的ABS装置由于组成结构等原因，价格也相差较大，所以选购汽车时不能只看到价格高低，还应看到装用的是那种类型的ABS装置。ABS系统的结构与工作原理vABSABS系统的控制原理系统的控制原理v一汽车

18、防抱死控制的基本理论v车轮滑移率维持在峰位附着力系数处就可以得到最大的地而附着力，即最短的制动距离。同时在峰值附着力系数处的侧向力也较大，对维持汽车的制动稳定性十分有利。而防抱死系统具有峰值附着力系数的最佳滑移点。v在制动过程中轮胎经常会受到侧向力而发生侧偏移和侧滑移现象 如在转弯制动的情况下，前轮先抱死时，则汽车的侧向力减小，车轮失去转向能力，汽车将沿轨迹的切向方向抛出，使汽车失控。当后轮抱死时，汽车将产生较大的侧摆力矩导致汽车失稳。在制动状态下要想同时得到最短制动距离和制动稳定性ABS系统可以实现这一目的。第一节 现代汽车制动系统原理与作用6.ABS系统的作用（1）缩短制动距离（除雪地和沙

19、石路面）（2） 提高制动时的汽车的方向稳定性（3） 提高制动时的转向控制能力v控制方法vABS系统的控制效果主要取决于系统所采用的控制方法和控制通道 .v下面以MK20GI的ABS系统为例，说明采用逻辑门限值控制方法进行制动防抱死的控 制过程。v设定系统的角加速度控制门限值为十a,角减速度控制门限值为一a;滑移率控制下门限值为 Sl,滑移率控制上门限值为 S2。第一节 现代汽车制动系统原理与作用点击图片动画演示ABS系统工作原理图ABS的工作原理v(1)开始制动阶段（系统油压建立） 开始制动时，驾驶员踩制动踏板，制动压力由制动主缸产生，经常开的不带电压的进油阀作用到车轮制动轮缸上，此时，不带电

20、压的出油阀依然关闭，ABS系统没有参与控制，整个过程和常规液压制动系统相同，制动压力不断上升。v(2)油压保持 当驾驶员继续踩制动踏板，油压继续升高到车轮出现抱死趋势时，ABS电子控制单元发出指令使进油阀通电并关闭阀门，出油阀依然不带电压仍保持关闭，系统油压保持不变。v(3)油压降低 若制动压力保持不变，车轮有抱死趋势时，ABS ECU给出油阀通电打开出油阀，系统油压通过低压储液罐降低油压，此时进油阀继续通电保持关闭状态，有抱死趋势的车轮被释放，车轮转速开始上升。与此同时，电动液压泵开始起动，将制动液由低压储液罐送至制动主缸。 v(4)油压增加 为了使制动最优化，当车轮转速增加到一定值后，电子

21、控制单元给出油阀断电，关闭此阀门，进油阀同样也不带电而打开，电动液压泵继续工作从低压储液罐中吸取制动液泵入液压制动系统。随着制动压力的增加，车轮转速又降低。这样反复循环地控制工作频率为56次/s，将车轮的滑移率始终控制在20%左右。 v 如果ABS系统出现故障，进油阀始终常开，出油阀始终常闭，使常规液压制动系统继续工作而ABS系统不工作，直到ABS系统故障排除为止。 vEBV参与车轮趋于抱死前的调节，ABS参与车轮趋于抱死后的调节v各主要部件的结构和工作原理1.电磁式转速传感器第一节 现代汽车制动系统原理与作用v压力调节单元v液压调节单元总成第一节 现代汽车制动系统原理与作用二、ASR系统的结

22、构与工作原理ASR控制系统的组成（1）ASR的传感器轮速传感器、车速传感器。（和ABS共用）节气门开度传感器（2）ASR的ECU（和ABS共用）第一节 现代汽车制动系统原理与作用（3）ASR的执行机构 （ASR制动压力源是蓄压器，通过电磁阀来调节驱动车轮制动压力大小）1）制动压力调节器v 单独方式：ASR制动压力调节器和ABS制动压力调节器结构上各自分开v 组合方式：ASR制动压力调节器和ABS制动压力调节器结构上各自共用2）节气门驱动装置 由步进电动机和传动机构组成，并根据ASR控制器输出的控制脉冲转动规定的转角，通过传动机构带动辅助节气门转动。第一节 现代汽车制动系统原理与作用ASR控制原

23、理1驱动力取决于两个方面一是发动机输出扭矩和功率，二是路面附着系数。2汽车防滑转电子控制ASRv功能：防止汽车在起步，加速时和滑溜路面行驶时驱动轮打滑，特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮的空转，以保持汽车行驶方向的稳定性，操作性和维持汽车最佳驱动力以及提高汽车的平顺性。v作用：当车轮出现滑转时，通过对滑转车轮施加制动力或控制发动机的动力输出来抑制车轮的滑转。以避免汽车牵引力和行驶稳定性下降。第一节 现代汽车制动系统原理与作用ASR控制驱动轮最佳滑移率常用控制方式v发动机输出转矩的控制：l调节喷油量l调整点火时间l调整进气量v驱动轮进行制动控制（一般作为调整进气量，改变发动机输出转矩方式补

24、充）v差速器进行控制可变锁止差速器摩擦片式自锁差速器电子控制防滑差速器。目前主要有湿式差速器的防滑控制和主动防滑控制差速器两种。第一节 现代汽车制动系统原理与作用v 变速器控制：通过传动比来改变传递到驱动轮上的驱动转矩。v 离合器控制：通过操作机构减弱离合器接合程度。v 综合控制：一是同时控制发动机输出功率和车轮的制动力；二是差速锁与发动机输出功率的综合控制。v总结： ）前五项一般不作为单独控制方式使用。）汽车行驶过程中，路面滑溜情况千差万别，驱动力的状态也是不断变化，综合控制系统将根据发动机的状况和车轮滑转的实际情况采取相应的控制。第一节 现代汽车制动系统原理与作用3ASR的优点v 汽车起步

25、，行驶中驱动轮可提供最佳驱动力与无ASR相比，提高了汽车的动力性，特别是在附着系数较小的路面上，起步、加速性能和爬坡能力较佳。v 能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽车的转向控制能力。v 减少了轮胎的磨损和发动机油耗。第一节 现代汽车制动系统原理与作用6典型ASR系统（LS400）（1）结构组成：电动泵、储压器、三个二位二通电磁阀（储压器切断电磁阀、制动总切断电磁阀泵、储液罐切断电磁阀）（2）工作过程1）压力升高：ABS三位电磁阀置于“压力升高”状态制动总泵电磁阀接通（关状态），储压器切断电磁阀接通（开状态）2）压力保持：由ABS三位电磁阀完成3）压力降低：ABS三位电磁阀置于“压力降低”状态

26、储液罐切断电磁阀接通（开状态）第一节 现代汽车制动系统原理与作用7.ASR对附着系数的控制（1 1）对滑转车轮施加制动（辅助）对滑转车轮施加制动（辅助） 一个驱动轮滑转 二个驱动轮滑转 Sd：10%20%（2）控制发动机的功率输出（主要）控制发动机的功率输出（主要） 减少进气量减少进气量、喷油量、 减小点火提前角 /2BLLHTFFFFF 8.ASR系统的作用（1）能得到最佳的驱动力（2）前驱汽车得到了良好的转向控制能力（3）后驱汽车得到了行驶的稳定性第一节 现代汽车制动系统原理与作用第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断四、典型ABS检测与诊断1.ABS系统检查的注意事项(1)ABS系统与常规

27、制动系统是不可分割的。 当制动系统出现故障时，应首先判断是常规制动系统的故障还是ABS系统的故障 。(2)由于ABS的控制装置对电压、静电非常敏感，因此在点火开关处于接通位置时，不要插拔ABS线路的插接揣。 (3)在对ABS系统进行作业之前，应首先给系统卸压、并切断ABS微机的电源。 4)ABS的电气故障大多数并不是元件失效，而是连接不良或脏污所致，因而应特别注意各插接件的连接可靠无误。(5)若更换轮胎时，应尽量选用汽车生产厂家推荐的轮胎。(6)大多数ABS系统中的车轮速度传感器、电子控制装置和压力调节器都是不可修复 第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断(7)对制动系统进行维修后，或者使用中感

28、到制动踏板变软时，应对制动系统中的空气进行排除。 2、ABS系统的车辆制动失效或系统工作出现异常时，同普通制动系统一样，也要从检查制动总泵油室内液面高度开始，逐步查找故障原因第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断1）、ABS的汽车在定期保养时，通常可使用助力放气器、真空放气器 。2）、有些ABS装置在系统放气时，需要使用扫描工具轮流接通ABS调压器中的电磁阀。3）、若ABS警告灯亮了，应在系统放气之前，先诊断印修理故障，然后再进行排气操作。 第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断3.ABS系统故障的一般检查方法和步骤（1）下面的一些情况并不是故障： 1）系统的自

29、检声音 2）ABS起作用的声音 3）ABS起作用，但制动距离过长，这是 由于在积雪或砂石路面上，车轮不是直 接与地面摩擦，因此有ABS的车辆制动距离有时会比没有ABS的车辆制动距离长。 4）制动时，转动方向盘，会感到转向盘有轻微的振动。这是由于有的制动压力调节器与动力转向器共享一个油泵所引起的正常反应。 5）高速行驶急转弯时，或冰滑路面上行驶时，有时会出现制动警告灯亮起的现象 ，出现了车轮打滑现象，ABS产生保护动作引起的，并非有故障。 第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断（2）一般检查内容v1）制动液面是否在规定的范围之内。v2）检查所有继电器、熔丝是否完好，插接是否牢固。v3）检查电子控制装置导线的插头，插座是否连接良好，有无损坏，搭铁是否良好。v4）蓄电池容量和电压是否符合规定，连接是否牢靠。v5）控制单元、车轮转速传感器、电磁阀体、制动液面指示灯开关导线插头、插座和