汽车防抱死制动系统(ABS)

车辆防抱死制动系统汽车防抱死制动系统(ABS)目录概述ABS的理论基础ABS的构造与工作原理ABS的控制技术汽车防抱死制动系统(ABS)1、概述车辆电子控制技术概况防抱死制动系统ABS工作原理简介ABS的发展汽车防抱死制动系统(ABS)

车辆电子控制技术概况(1)

目前汽车上已经使用和正在开发中的机电一体化系统达数十种之多，按照应用领域可以分为三个方面：发动机、底盘、其它汽车防抱死制动系统(ABS)

车辆电子控制技术概况(2)主要的车辆机电一体化系统电子控制喷油系统电子控制悬架系统自动导航系统防抱死制动系统驱动防滑控制系统汽车防抱死制动系统(ABS)

车辆电子控制技术概况(3)电子控制装置占整车成本汽车防抱死制动系统(ABS)

防抱死制动系统及其功能简称：ABS（AntilockBrakingSystem）车辆制动效果的评价指标制动效能，即制动距离与制动减速度；制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。车轮抱死的危害路面制动力减小侧向力减小防抱死制动系统的功能：防止车轮抱死汽车防抱死制动系统(ABS)车辆制动过程的一些基本概念制动时汽车的方向稳定性是指汽车在制动过程中维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力。制动跑偏是指制动时车轮自动向左或向右偏驶。侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动。前轮失去转向能力是指弯道制动时，汽车不再按原来弯道行驶，而是沿弯道切线方向驶出，或者在直线行驶制动时，转动方向盘后汽车仍按直线方向行驶的现象。国内外的统计分析表明，制动跑偏、侧滑和失去转向能力是造成交通事故的主要原因之一。造成制动跑偏、侧滑和失去转向能力的原因是汽车与路面之间的侧向力太小。汽车防抱死制动系统(ABS)ABS在车辆上的安装汽车防抱死制动系统(ABS)液压制动原理简介油制动盘活塞支架汽车防抱死制动系统(ABS)ABS工作原理简介轮速传感器传感器转子制动分缸制动灯开关制动盘电子控制单元ECU执行器Actuator汽车防抱死制动系统(ABS)ABS的发展1932:英国专利“制动时防止车轮压紧转动车轮的安全装置”;1936:德国Bosch将电磁传感器用于测量车轮的转速;1978:德国Bosch将微处理器引入ABS控制;估计：本世纪初，全世界汽车ABS装备的比率将达到90%以上。汽车防抱死制动系统(ABS)

目前，汽车ABS仍需进一步提高系统的技术性能，提高系统元器件的可靠性，其发展趋势为：1.ABS/ASR一体化ASR是驱动力防滑转系统的英文缩写，其英文全称为Anti-SlipRegulation。有时也称为驱动力控制系统，其英文全称为TractionControlSystem，简称为TRC。ASR也是典型的机电一体化控制系统，其作用是在汽车的启动和加速过程中，控制传递到驱动轮上的驱动力矩，防止车轮空转，从而使启动和加速过程快速而稳定。2.减小体积，降低重量现代汽车装备的辅助装置越来越多，一方面汽车的重量随之增加，能耗与运行成本也相应地增加，另一方面，可供这些装置布置的空间受到限制，因此，减小ABS的体积，降低系统的总重量一直是ABS生产公司追求的目标；3.基于CAN总线的多控制系统集成网络控制由于汽车上采用的机电一体化控制装置越来越多，每个系统都有自己的ECU和传感器，装置和信息不能共享。采用基于CAN总线的多控制系统集成网络控制，将ABS与其它系统集成控制，可以节约成本，提高控制效率。汽车防抱死制动系统(ABS)2、ABS的理论基础制动过程中车轮的受力及运动分析制动力系数与侧向力系数曲线最佳滑移率范围汽车防抱死制动系统(ABS)轮胎座标系z轮胎接地区中心运动方向xyFzFyFx轮胎滚动方向轮胎旋转轴轮胎接地区轮胎路面轮胎接地区中心运动方向汽车防抱死制动系统(ABS)制动力系数/侧向力系数Fx:沿X轴方向的分力,称为地面制动力，又称纵向力;Fy:沿Y轴方向的分力，称为侧向力，或称横向力；Fz：沿Z轴方向的分力，称为法向反作用力；fx:称为制动力系数；fy:称为侧向力系数。汽车防抱死制动系统(ABS)制动滑移率ωrvvRS

—

制动滑移率；v

—

车辆行驶速度；vR

—

车轮圆周速度；r

—

车轮动力半径；ω

—

车轮角速度。汽车防抱死制动系统(ABS)有侧偏角时的车轮滑移率－侧偏角：车轮滚动方向与车辆的行驶方向之间的夹角

绝对滑移率

侧向滑移率

纵向滑移率

v-vRcosαvvRcosvRΔvvRsinα汽车防抱死制动系统(ABS)制动滑移率

与车轮运动状态的关系S＝０纯滚动０﹤S﹤１边滚动边滑动S＝１纯滑动结论：滑移率描述了制动过程中车轮滑移的程度，滑移率值越大，表明滑移越严重。汽车防抱死制动系统(ABS)制动力系数特性曲线滑移率00.20.40.60.8100.20.40.60.81制动力系数1.2fsOABfmSm汽车防抱死制动系统(ABS)00.20.40.60.81.01.20o2o4o6o8o10o12o14o16o18o侧偏角侧向力系数侧向力系数特性曲线轮胎的制动力系数与侧向力系数反映了轮胎的附着性能，主要受路面种类（路面材料、有无冰雪等），路面状况（干燥或潮湿），轮胎型号，轮胎槽纹形状及深度，胎冠的橡胶成份，轮胎充气压力及汽车行驶速度等因素的影响。

·汽车防抱死制动系统(ABS)路面对制动力系数特性曲线的影响00.20.40.60.811.200.20.40.60.81滑移率制动力系数干水泥路湿水泥路雪路冰路汽车防抱死制动系统(ABS)制动力系数特性曲线与车速的关系00.20.40.60.81.01.200.20.40.60.81滑移率制动力系数V＝10km/h40102540干燥沥青路面潮湿沥青路面汽车防抱死制动系统(ABS)不同侧偏角时

侧向力系数随滑移率变化的曲线0.000.200.400.600.801.001.2000.20.40.60.811o6o12o=20o側向力系数滑移率汽车防抱死制动系统(ABS)不同滑移率时

侧向力系数随侧偏角变化的曲线0.000.200.400.600.801.001.200o2o4o6o8o10o12o14o16o18o0.40.30.20.160.120.080.04S=0.00侧偏角側向力系数汽车防抱死制动系统(ABS)最佳滑移率范围0.000.200.400.600.801.001.2000.20.40.60.81滑移率附着系数侧向附着系数纵向附着系数

最佳滑移率范围汽车防抱死制动系统(ABS)小结车辆的制动性能与轮胎的附着性能密切相关；轮胎的附着性能与轮胎的滑移率密切相关；附着力－滑移率特性曲线与路况、行驶工况密切相关；最佳滑移率范围：0.1—0.3；制动时的最差状况：轮胎抱死。汽车防抱死制动系统(ABS)3、ABS的构造与工作原理轮速传感器ABS执行器制动液压系统电子控制单元ECU汽车防抱死制动系统(ABS)轮速传感器：构造1234561、导线2、永久磁铁3、壳体4、线圈5、极轴6、转子汽车防抱死制动系统(ABS)轮速传感器：安装转子：随车轮一起转动的部件上，如半轴、轮毂或制动盘等，与车轮同步转动；传感头：车轮附近不随车轮转动的部件上，如半轴套管、转向节、制动底板等。汽车防抱死制动系统(ABS)轮速传感器：工作原理+V-V输出信号感应线圈输出永磁体磁芯转子极轴汽车防抱死制动系统(ABS)ABS执行器ABS执行器又称液压调节器或制动压力调节器，是在普通的液压制动系统上加装的制动液压调节装置，主要由调节制动液压的电磁阀(又称压力控制阀)、电动液压泵和低压储液器等组成。

汽车防抱死制动系统(ABS)ABS执行器：2位2通进油阀构造1、进油管滤清器2、密封圈3、阀体4、阀座5、滤清器6、弹簧7、阀芯8、O形环9、衔铁10、密封盖11、线圈12、线圈架汽车防抱死制动系统(ABS)ABS执行器：2位2通出油阀构造阀座O形环滤清支撑体滤清器密封圈阀芯弹簧阀体衔铁线圈线圈架汽车防抱死制动系统(ABS)ABS执行器:常规制动时的

工作示意图制动总缸ABSECU单向阀1单向阀2单向阀3回位弹簧A孔打开B孔关闭0A0VC孔汽车防抱死制动系统(ABS)ABS执行器:常规制动时的

3位电磁阀和泵电机工作状态部件名工作状态3位电磁阀“A”口打开“B”口关闭泵电机不运转汽车防抱死制动系统(ABS)ABS执行器:

压力降低时的工作示意图制动总缸泵ABSECU单向阀1单向阀2单向阀3回位弹簧A孔关闭B孔打开5A12VC孔汽车防抱死制动系统(ABS)ABS执行器:压力降低时的

3位电磁阀和泵电机的工作状态部件名工作状态3位电磁阀“A”口关闭“B”口打开泵电机运转汽车防抱死制动系统(ABS)ABS执行器:压力保持时的

工作示意图制动总缸ABSECU单向阀1单向阀2单向阀3回位弹簧A孔关闭B孔关闭2A12VC孔汽车防抱死制动系统(ABS)ABS执行器:压力保持时的3位电磁阀和泵电机的工作状态部件名工作状态3位电磁阀“A”口关闭“B”口关闭泵电机运转汽车防抱死制动系统(ABS)ABS执行器:压力升高时的工作示意图制动总缸ABSECU单向阀1单向阀2单向阀3回位弹簧A孔打开B孔关闭0A12VC孔汽车防抱死制动系统(ABS)ABS执行器:压力升高时的3位电磁阀和泵电机的工作状态部件名工作状态3位电磁阀“A”口打开“B”口关闭泵电机运转汽车防抱死制动系统(ABS)制动液压系统汽车防抱死制动系统(ABS)电子控制单元ECU计算电路计算电路轮速传感器输入放大电路输出信号轮速传感器FLRRFRRL电源监控电路故障记忆电路警告灯驱动电路电磁阀控制电路电磁阀控制电路左前电磁阀右前电磁阀后轮电磁阀ABS警告灯电磁阀继电器泵电动机继电器继电器电源外部信号输出信号泵电动机监视制动开关电磁阀继电器监视汽车防抱死制动系统(ABS)小结ABS的三大组成部分：转速传感器、执行器和控制器ECU；转速传感器的工作原理：电磁感应；ABS执行器的三大组成部分：电磁阀、泵电机和低压储液器；ABS控制器;ABS是附加在液压制动系统上的辅助控制系统。汽车防抱死制动系统(ABS)4、ABS的控制技术ABS的布置及通道ABS控制方式ABS控制方法ABS控制过程汽车防抱死制动系统(ABS)ABS的布置及通道四通道式三通道式双通道式单通道式汽车防抱死制动系统(ABS)ABS的布置及通道：四通道式压力控制阀轮速传感器汽车防抱死制动系统(ABS)ABS的布置及通道：三通道式压力控制阀轮速传感器汽车防抱死制动系统(ABS)ABS的布置及通道：二通道式压力控制阀轮速传感器汽车防抱死制动系统(ABS)ABS的布置及通道：单通道式压力控制阀轮速传感器汽车防抱死制动系统(ABS)ABS控制方式独立控制低选择控制高选择控制修正的独立控制智能选择控制

汽车防抱死制动系统(ABS)ABS控制方式：独立控制控制方式：每个车轮都有专用通道，一个轮速传感器对应一个压力控制阀。优点：每个车轮的附着系数利用率达到最大值，以获得最佳制动效果，

制动距离短！缺点：对不对称路面，由于附着系数不同，左右轮产生的路面制动力不同，导致车辆产生附加的横摆力矩，使车辆难以控制，

操纵性和方向稳定性不太好！汽车防抱死制动系统(ABS)独立控制时的制动横摆力矩汽车防抱死制动系统(ABS)ABS控制方式：低选择控制控制方式：一个车桥上的两个车轮由一条通道控制，即两个轮速传感器对应一个压力控制阀，制动压力取决于预先抱死车轮的状态，对于不对称路面，选择附着系数较低的一侧车轮；优点：左右车轮产生的制动力相同，减少或消除了横摆和转向力矩；

操纵性和方向稳定性好！缺点：附着系数较高的一侧车轮的附着系数得不到充分利用。

制动距离加大！汽车防抱死制动系统(ABS)ABS控制方式：高选择控制控制方式：一个车桥上的两个车轮由一条通道控制，即两个轮速传感器对应一个压力控